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2018 | Book

Elektrotechnik für Architekten, Bauingenieure und Gebäudetechniker

Grundlagen und Anwendung in der Gebäudeplanung

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About this book

Elektrotechnische Installationen in Gebäuden, besonders die Thematik der Raum- und Gebäudeautomation werden zunehmend komplexer. Als Mittler zwischen Allen am Bau Beteiligten sollte der Planer auch im Bereich der Elektrotechnik von Gebäuden die Zusammenhänge verstehen und kompetent beraten können. Dieses Buch vermittelt Studierenden und Praktikern aus dem Bereich des Bauwesens und der Gebäudetechnik die grundlegenden Kenntnisse der Elektrotechnik für die Praxis. Zahlreiche Übungsaufgaben und Beispiele runden das Werk ab.

Table of Contents

Frontmatter
Kapitel 1. Einleitung
Zusammenfassung
Die integrierte Planung von Gebäuden umfasst die Konzeption, Planung, Vorbereitung und Koordination der Ausführung, den Betrieb sowie die Modernisierung gebäudetechnischer und gebäudeklimatischer Systeme. Eine besondere Herausforderung ist dabei die Abstimmung der einzelnen Gewerke untereinander.
Ismail Kasikci
Kapitel 2. Einführung in die Elektrotechnik
Zusammenfassung
Elektrotechnik und Mathematik sind zwei Fächer, vor denen man als Student und Studentin am meisten Angst hat. Elektrotechnik kann man nicht mit unseren Sinnesorganen wahrnehmen. Die elektrischen und magnetischen Erscheinungen der Elektrotechnik sind überall sichtbar. Ihre Auswirkungen erleben wir tagtäglich im Hausthalt und in der Industrie.
Ismail Kasikci
Kapitel 3. Physikalische Grӧßen und Einheiten
Zusammenfassung
In jedem Fachgebiet gibt es Grӧßen, Einheiten und Begriffe, die man beschreiben und verstehen muss. In der Elektrotechnik ist es genauso.
Ismail Kasikci
Kapitel 4. Physikalische Grundbegriffe
Zusammenfassung
Alle Stoffe sind aus Atomen aufgebaut, die man zunächst als nicht weiter aufteilbare und nicht umwandelbare kleinste Einheiten der Materie betrachtet.
Ismail Kasikci
Kapitel 5. Grundgesetze der Elektrotechnik
Zusammenfassung
Um in einem elektrischen Stromkreis das Zusammenwirken von Spannung, Strom, Widerstand und Leistung beschreiben und berechnen zu kӧnnen, braucht man Gesetze, mit denen eine Netzwerkanalyse übersichtlich und einfach durchgeführt werden kann.
Ismail Kasikci
Kapitel 6. Berechnung von Gleichstromkreisen
Zusammenfassung
Jeder elektrischer Stromkreis besteht aus einem Erzeuger (Quelle), einem Verbraucher und einer Leitung, die den Erzeuger und den Verbraucher miteinander verbindet (Bild 6.1). Die Gleichstrӧme sind zeitunabhängige Grӧßen und haben große Buchstaben.
Ismail Kasikci
Kapitel 7. Elektrische Quellen
Zusammenfassung
Aktive Zweipole kӧnnen an ihren Klemmen eine Spannung aufrecht erhalten und durch einen angeschlossenen passiven Zweipol (Verbraucher) einen Strom treiben.
Ismail Kasikci
Kapitel 8. Messungen der elektrotechnischen Grӧßen
Zusammenfassung
Elektrische Grӧßenen wie Strom, Spannung und Widerstand (Bild 8.1) werden gemessen, um eine Aussage treffen oder Planungsaufgaben erledigen zu kӧnnen. Durch die Messung darf die Messgrӧßene des Messobjekts nicht beeinflusst werden.
Ismail Kasikci
Kapitel 9. Elektrische Felder
Zusammenfassung
Wir brauchen Modelle, mit denen wir elektrische Vorgänge oder die Energieübertragung erklären kӧnnen. Das elektrische Feld ist ein Raum, der Träger elektrischer Ladungen umgibt. Dieser Raum wird durch die Feldlinien von negativen und positiven Ladungen dargestellt. In diesem Feld werden auf die Ladungen elektrische Kräfte ausgeübt.
Ismail Kasikci
Kapitel 10. Elektromagnetische Felder
Zusammenfassung
Die große praktische Bedeutung des magnetischen Feldes beruht darauf, dass sich mit geringem Energieaufwand (Erregeraufwand) äußerst intensive Felder erregen lassen, die eine wirtschaftliche Energieumwandlung elektrischer Energie in mechanische und umgekehrt ermӧglichen. So kann man sich heute die großen Generatoren und Motoren der Energietechnik nur auf Basis des magnetischen Feldes vorstellen. Energieumformer, die das elektrostatische Feld nutzen, haben nur für Sonderfälle in der Laboranwendung Bedeutung.
Ismail Kasikci
Kapitel 11. Veränderliche magnetische Felder
Zusammenfassung
Fließt in einem Leiter ein zeitlich konstanter Strom I, und wird eine geschlossene Leiterschleife in die Nähe des stromführenden Leiters gebracht, so fließt während der Bewegung der Leiterschleife in dieser ein Strom. Dieser Strom wird in der Leiterschleife induziert.
Ismail Kasikci
Kapitel 12. Grundbegriffe der Wechselstromtechnik
Zusammenfassung
Bei Gleichspannung und Gleichstrom sind Strom und Spannung konstant. Bei Wechselspannung und Wechselstrom sind Strom und Spannung zeitlich veränderliche, periodische Grӧßen, die ständig ihre Richtung wechseln.
Ismail Kasikci
Kapitel 13. Drehstromtechnik
Zusammenfassung
Elektrische Energie wird in Kraftwerken durch Energieumwandlung aus mechanischer Energie (Turbinenrotor) bzw. Wärmeenergie (Dampferzeuger) und chemischer Energie (Verbrennung) gewonnen und über längere Strecken übertragen, verteilt und in andere Energieformen umgeformt. Die Übertragung und Verteilung erfolgt mit dem symmetrischen Dreiphasensystem. Es wird auch als Drehstromsystem bezeichnet.
Ismail Kasikci
Kapitel 14. Normen und Vorschriften
Zusammenfassung
Bei der Planung und Projektierung von Elektroanlagen sind Rechtsvorschriften und die Allgemein anerkannten Regeln der Technik zu beachten. Dabei sind die technischen Regeln des Verbandes der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. (VDE) einzuhalten. Das VDE-Vorschriftenwerk ist nach VDE 0022 in Bild 14.1 gezeigt.
Ismail Kasikci
Kapitel 15. Planung von Elektroanlagen
Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden Planungsgrundlagen Schritt für Schritt aufgezeigt und die dazu gehӧrenden Normen erläutert [11]; [24]; [25]; [26]; [27].
Ismail Kasikci
Kapitel 16. Installationstechnik
Zusammenfassung
Gesetzliche, behӧrdliche und privatrechtliche Regelungen und Normen sind wichtige Grundlage für die Planung von Elektroanlagen.
Ismail Kasikci
Kapitel 17. Schutzkonzepte
Zusammenfassung
Die Anerkannten Regeln der Technik sind per Gesetz zwingend zu beachten. Die VDE-Bestimmungen gestatten es, von bestimmten Anforderungen abzuweichen, wenn mindestens die gleiche Sicherheit gewahrt bleibt.
Ismail Kasikci
Kapitel 18. Niederspannungsschutzeinrichtungen
Zusammenfassung
Schutzeinrichtungen in elektrischen Anlagen werden eingesetzt, um Lebewesen, Kabel und Leitungen, Verbraucher vor gefährlichen Überstrӧmen zu schützen. Überstrӧme werden eingeteilt in Überlast- und und Kurzschlussstrom (Bild 18.1).
Ismail Kasikci
Kapitel 19. Übertragungsmittel
Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden die Übertragungsmittel für Elektroenergie (Freileitungen, Kabeltypen) kurz beschrieben.
Ismail Kasikci
Kapitel 20. Kenngrӧßen elektrischer Leitungen
Zusammenfassung
Die elektrische Energie muss vom Ort der Bereitstellung bis zum Verbrauch mӧglichst ohne Verluste übertragen werden. Das erfordert die richtige Auswahl und Planung aller elektrotechnischen Komponenten. Dabei sollen auch die gültigen Normen und Vorschriften beachtet werden. In diesem Kapitel werden die wichtigsten Charakteristiken der Energieverteilung besprochen (Bild 20.1).
Ismail Kasikci
Kapitel 21. Grundregeln der Kabeldimensionierung
Zusammenfassung
In elektrischen Anlagen verlegte Leitungen und Kabel müssen den entsprechenden DIN-VDE-Vorschriften genügen. Die Kennzeichnung erfolgt über den VDELeitfaden oder bei Starkstromleitungen “harmonisiert” sowie über die Daten des Kabelherstellers (Bild 21.1).
Ismail Kasikci
Kapitel 22. Spannungsfall in elektrischen Anlagen
Zusammenfassung
DIN 18015 Teil 1, DIN VDE 0100 Teil 520 Der Spannungsfall ist der Unterschied zwischen der Quellenspannung am Leitungsanfang und am Leitungsende, wo die Verbraucher angeschlossen werden. Der elektrischer Widerstand jeder Leitung verursacht beim Stromdurchgang einen Spannungsfall. Kabel und Leitungen sind daher so zu bemessen, dass der für Betriebsmittel zulässige Spannungsfall nicht überschritten wird.
Ismail Kasikci
Kapitel 23. Erdungsanlagen
Zusammenfassung
Erdungsanlagen in elektrischen Installationen haben die Aufgabe, den Fehlerstrom in die Erde abzuleiten. Die Fehler (Kurzschluss oder Erdschluss) werden abgeschaltet und durch Überwachungsgeräte angezeigt.
Ismail Kasikci
Kapitel 24. Blitzschutzanlagen
Zusammenfassung
DIN EN 62305, (VDE 0185-305) Für das Planen, Errichten, Erweitern, Überprüfen, Ändern und die Wartung von Blitzschutzsystemen für bauliche Anlagen gilt DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305). Diese Norm ist für die Auswahl von Schutzmaßnahmen für den Blitzschutz baulicher Anlagen ohne Begrenzung hinsichtlich deren Hӧhe und von Versorgungsnetzen anwendbar. In den Bauordnungen der Länder sind Angaben über die Blitzschutzbedürftigkeit baulicher Anlagen enthalten.
Ismail Kasikci
Kapitel 25. Tages- und Kunstlicht
Zusammenfassung
Die europäische Norm EN 12464-1 ist im März 2003 erschienen. Diese Norm ersetzt die wesentlichen Teile der DIN 5035. Außerdem beschreibt DIN 5035-7 den Anwendungsbereich der Bildschirmarbeitsplätze und DIN 5034-1 Tageslicht in Innenräumen.
Ismail Kasikci
Kapitel 26. Schaltanlagen
Zusammenfassung
Verteilungstransformatoren mit Öl als Kühl- und Isolierflüssigkeit sind entweder hermetisch geschlossen oder besitzen ein Ausdehnungsgefäß. Ölstandsveränderungen aufgrund von thermischer Wechselbeanspruchung beeinflussen das Ölausdehnungsgefäß. Das hermetisch abgeschlossene System der Verteilungstransformatoren verhindert das Eindringen von Sauerstoff, Stickstoff oder Feuchtigkeitin die Kühlflüssigkeit.
Ismail Kasikci
Kapitel 27. Planung eines Wohngebäudes
Zusammenfassung
Im Rahmen dieses beispielgebenden Projektes zur Gebäudeplanung soll ein Überblick über die technische Planung und Projektierung eines Wohngebäudes vermittelt werden. Ziel dieser Elektroinstallation ist das Aneignen von umfangreichem Fachwissen, wie z. B. die Anwendung von Normen und Vorschriften, der Aufbau und Berechnung von Niederspannungsnetzen und die Dimensionierung von Schaltanlagen und Verteilern. Des Weiteren kommt bei der Bearbeitung verschiedene Software zum Einsatz, deren Anwendung es zu erlernen gilt.
Ismail Kasikci
Backmatter
Metadata
Title
Elektrotechnik für Architekten, Bauingenieure und Gebäudetechniker
Author
Prof. Dr. Ismail Kasikci
Copyright Year
2018
Electronic ISBN
978-3-658-23763-9
Print ISBN
978-3-658-23762-2
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-23763-9