Kabelbrand ade

Ob Wohn- oder Geschäftshaus, Büroturm oder privat-gewerblich genutzte Gebäude: Die sichere und zuverlässige Energieversorgung in Hochhäusern gehört zu den zentralen Anforderungen einer immer komplexeren Gebäudetechnik. Durchgängige und kommunikationsfähige Stromschienensysteme bieten überzeugende Vorteile in puncto Planung, Montage, Schutz und Flexibilität.

Sichere und zuverlässige Energieversorgung setzt voraus, dass das Versorgungsnetz in seiner Funktion möglichst lange erhalten bleibt. Zugleich ist eine ho­­he Flexibilität gefragt bei Inbetriebnahme, Betrieb und Erweiterung des gesamten Niederspannungsnet­­zes. Bei Hochhäusern ab acht Stockwerken gelten Schienenverteiler-Systeme daher als empfehlenswert; bei mehr als 20 Stockwerken in City-Lagen ist der Einsatz von Stromschienensystemen inzwischen nahezu alternativlos. Hohes Energievolumen, zahlreiche Verbraucher und maximale Anlagenverfügbarkeit rund um die Uhr stellen besondere Anforderungen an Verfügbarkeit, Brandschutz und Wirtschaftlichkeit im Betrieb.

Schiene versus Kabel

Schienenverteiler-Systeme überzeugen im Vergleich zum herkömmlichen Kabel mit charakteristischen Vorteilen:

– Geringer Platzbedarf: In Hochhäusern, deren Versorgungssysteme in der Regel auf engs-

tem Raum installiert werden, bieten Schienensysteme große Vorzüge. Während Biegeradien, Häufung, Verlegeart und Strombelastbarkeit bei Kabellösungen zu enormen Platzbedarf führen, ist er bei den kompakten, konturgleich zur Gebäudestruktur geführten Schienenverteiler-Systemen äußerst gering.↓

– Hohe Sicherheit für Personen und Gebäude: Typgeprüfte Niederspannungs-Schaltgerätekombinationen (TSK) nach IEC/EN 60439-1 und 2 sowie das Stahlblechgehäuse der Stromschienen garantieren, anders als Kabellösungen, hohe Betriebssicherheit und Kurzschlussfestigkeit sowie eine minimale, fast vernachlässigbare Brandlast.

– Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV): Gegenüber Kabel punkten Schienenverteiler-Systeme mit einer im Schnitt um den Faktor 3 geringeren Emission von elektromagnetischen Feldern und infolgedessen höheren elektromagnetischen Ver­­träg-
lichkeit.

– Einfache Planung, schnelle Montage: Mit dem modular aufgebauten Schienenverteiler-System lässt sich die Energieverteilung in großen Gebäu­dekomplexen verläss-
lich planen und schnell montieren. Erfordern Kabellösungen lange Montagezeiten und hohen Personalaufwand bei niedrigem Umsatz, reduzieren Schienenverteiler-Systeme die Montagezeiten deutlich. Bei gleichem Personalaufwand bedeutet dies einen höheren Umsatz für Installateure und damit eine höhere Wertschöpfung. So können zum Beispiel zwei Monteure ein 26-stöckiges Haus in einer Woche komplett installieren, einschließlich aller Einspeise- und Abgangskästen, ohne dass die Mieterversorgung eingeschränkt würde.

– Hohe Flexibilität: In der Anwendung lassen sich Fehler durch die übersichtliche Installation der Schienenverteiler-Systeme leichter finden und schneller beheben. Ein weiterer entscheidender Pluspunkt ergibt sich bei Änderungen und Erweiterungen des Versorgungssystems: Sind diese bei Kabeln aufwändig, etwa weil Parallelleitungen nötig werden oder gar eine Neuinstallation erfordern, können Schienenverteiler-Systeme bei Bedarf sogar unter Spannung (ge­­mäß DIN EN 50110-1/VDE 0105-1) verändert, ergänzt und ausgetauscht werden. Anders als bei Kabel entstehen dadurch keine Stillstandzeiten. Die Energieversorgung kann flexibel den Erfordernissen angepasst werden.

Siemens etwa bietet für die Energieverteilung insgesamt sechs verschiedene Schienenverteiler-Systeme der Produktfamilie Sivacon 8PS, die flexibel unterschiedlichste Anforderungen erfüllen können. Das Spektrum reicht von der Energieversorgung für Beleuchtungsanlagen und Kleinverbraucher im Bereich 25 bis 40 Ampere (System CD-K) sowie 40 bis 160 Ampere (System BD01). Das kommunikationsfähige Schienenverteiler-System BD2 ist für Anwendungen von 160 bis 1 250 Ampere mit erhöhtem Sicherheitsbedarf ausgelegt, das System LD (1 100 bis 5 000 Ampere) für den Einsatz in Messehallen, der Automobil- und Schwerindustrie sowie auf Schiffen. Für den Transport großer Energiemengen über lange Strecken in Großgebäuden ist das System LX (800 bis 6 300 Ampere) konzipiert. Das System LR (400 bis 6 150 Ampere) wiederum dient der Vernetzung von Gebäudeteilen im Freien oder bei der Tunnelversorgung. Die Kommunikationsfähigkeit aller Sivacon 8PS Systeme ermöglicht außerdem die Anbindung an Industrie- und Gebäudeautomation.

Projektierung der Schienenverteiler-Systeme

Hoher Berechnungsaufwand und aufwändige Installation gehören bei Schienensystemen demnach der Vergangenheit an. Ihre Projektierung erfolgt in der Regel in drei Schritten. 

Zunächst werden die Hauptleitungen für Wohnungen ohne Elektroheizung nach DIN 18015-1 bemessen. Hierzu wird ein effektiver Leistungsbedarf in Kilovoltampere zugrunde gelegt. Wichtig dabei: die Unterscheidung, ob Warmwasser elektrisch aufbereitet wird oder nicht, da eine elektrische Warmwasseraufbereitung den Bedarf annähernd verdoppelt.

Die zweite Maßnahme besteht im Nachweis des maximal zulässigen Spannungsfalls im ungezählten Hauptstromversorgungssystem – dieser reicht von einem halben Prozent (bei einem Leistungsbedarf kleiner 100 kVA) bis zu eineinhalb Prozent (bei einem Leistungsbedarf größer 400 kVA). Mithilfe von Planungstools wie der Siemens-Software Simaris design lässt sich dieser Nachweis leicht erstellen, auch unter detaillierter Berücksichtigung von Daten des vorgelagerten Mittelspannungsnetzes. Hierzu wird der Spannungsfall an der am weitesten vom Hausanschluss entfernten Verbrauchsstelle berechnet. In der Regel ist dies der Stromschienen-Abgang in der höchsten Etage eines Hochhauses.

Sobald das Stromschienensystem mit den Werten zum Bemessungsstrom der Schienenkästen, dem Schutzgrad (in der Regel IP52), zur Brandschottung (Feuerwiderstandsklasse S90 bzw. S120), zur Anzahl und zum Bemessungsstrom der Abgangskästen in den jeweiligen Etagen definiert ist, kann in einem dritten Schritt die millimetergenaue Projektierung des gesamten vertikalen Stranges mit dem Einmessen der Brandschottungen beginnen. Damit die Brandschottungen später mittig in der Branddecke angeordnet sind, sind die Raumhöhen und die jeweiligen Deckenstärken genau zu berechnen. Liegen keine Pläne mit Seitenansicht der geplanten Steigerleitung vor, kann die genaue Geometrie des Gebäudes vor Ort nach Freimachen (Kernbohren) der Deckendurchbrüche mithilfe eines Laser-Distanzmessers bzw. Bandmaßes mit einer Länge von mindestens 50 m ermittelt werden. Die jeweilige Raumhöhe bestimmt dabei die maximale Länge der Schienenkästen.

Fazit

Zuverlässig, sicher, effizient im Betrieb und flexibel in der Anwendung – die Vorteile ge­­genüber herkömmlichen Kabelinstallationen in Wohn- und Geschäftshochhäusern sprechen für sich. Von der Mittelspannungs-Schaltanlage bis zur Streckdose bieten die Schienenverteiler-Systeme von Siemens durch­­­­­gängige Lösungen für Energieverteilung und -transport. Ihre Kommunikationsfähigkeit wiederum ermöglicht eine effiziente An­­bindung an die Industrie- und Gebäudeautomation. Sie unterstützen damit auch die Umsetzung grüner Gebäude und stehen für Ener­gieeffizienz, Gestaltungsqualität und Nachhal­tigkeit.