Das Fachwissen des Elektroplaners

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1 Elektroplanung nach HOAI Neue Software erleichtert das Planen AUF EINEN BLICK Das hier vorgestellte Softwarepaket erleichtert Elektroplanern und -installateuren das Planen der Energieverteilung nach den Phasen 1 bis 6 der HOAI. Die Software berücksichtigt dabei alle relevanten Systeme von der Mittelspannungsschaltanlage bis zum Verbraucher bzw. Installationsverteiler. Die elektrische Energieverteilung für Zweck- und Industriebauten über alle Leistungsphasen der HOAI hinweg zu planen das ist eine komplexe Aufgabe. Neue Software-Werkzeuge unterstützen jetzt den Planungsprozess einfach, schnell und sicher. Damit reduziert sich der Planungsaufwand für Anlagen, während sich die Planungs - sicherheit erhöht. Das heißt: Der Planer kann sich mehr auf die Konzeptfindung konzentrieren. Das Fachwissen des Elektroplaners ist insbesondere in den ersten sechs Leistungsphasen der HOAI (Honorarordnung für Architekten und Ingenieure) für ganz unterschiedliche Aufgaben gefragt. Den ers - ten beiden Leistungsphasen kommt dabei bereits entscheidende Bedeutung zu. Darin werden die Grundlagen und Richtlinien für den weiteren Projektverlauf festgelegt. Fehlerhafte Annahmen und ungenaue Vorgaben können einer - seits zu Überdimensionierungen und damit zu unnötigen Kosten führen. Auf der anderen Seite bewirken Unterdimensionierungen Überlastungen und Ausfälle im elektrischen Netz. Der Elektroplaner muss verschiedene Lösungsansätze in Betracht ziehen abhängig von verschiedenen Faktoren, wie der Gebäudeart bzw. der Nutzungsart des Gebäudes, den Sicherheitsanforderungen, den Bauauflagen und Vorschriften oder den Räumlichkeiten für die Technik. Daneben spielen auch die technischen Anforderungen an Versorgungssicherheit und Versorgungsqualität sowie die Energiebilanz eine entscheidende Rolle. Einfache Ermittlung von Raumbedarf und Budget In der zweiten Leistungsphase»Vorplanung«kommt es neben der Budget - ermittlung auf die Entwicklung eines Grobkonzepts an. Das erfordert effektive Werkzeuge, die den Planer dabei durch das komplette zu planende Portfolio hinweg unterstützen. Eine neue Software, die im April 2009 auf den Markt kommt, ist»simaris project«von Bild 1: Ein Beispiel aus dem frei verfügbaren Planungswerkzeug»Simaris project«zeigt als grafisches Ergebnis die mögliche Frontansicht und die Abmessungen der Niederspannungsschaltanlage»Sivacon S8«Siemens, Sektor Industry. Dieses planergerechte und kostenfreie Programm ermöglicht die Bestimmung des erforderlichen Raumbedarfs der elektrischen Energieverteilung und damit die Hauptaufgabe in der Leistungsphase 2»Vorplanung«. Nach dem Anlegen einer Projektstruktur für die erforderlichen Anlagen reicht es aus, auf Basis der gewählten technischen Daten je Anlage Folgendes festzulegen: Mittelspannungsschaltanlage: Auswahl und Platzierung der erforderlichen Felder -> Ergebnis: Frontansicht mit Maßangaben Niederspannungsschaltanlage und Installationsverteiler: Auswahl der erforderlichen Schutz- und Schaltgeräte je Anlage -> Ergebnis: automatische Festlegung der am besten geeigneten Verteilersysteme und deren Bestückung mit Geräten; grafisch: Frontansicht mit Maßangaben (siehe Bild 1) Schienenverteiler: Angabe der Längen sowie der Mengen erforderlicher Komponenten (z. B. Einspeisungen oder Richtungsänderungen), Auswahl der benötigten Abgangskästen Transformatoren: Auswahl und An - gabe der erforderlichen Stückzahlen Detailliertere Kenntnisse zu den Geräten und Energieverteilungsanlagen oder deren Bestellnummern sind nicht 40 de 6/2009

2 MEHR INFOS Beiträge zum Thema Elektroanlagen planen und projektieren, Serie in»de«19/2008, S. 26, 20/2008, S. 38 und 21/2008, S. 30 Kurzschlussfestigkeit und Selektivität, Serie in»de«11/2008, S. 30 und»de«13-14/2008, S. 32»de«-Dossier Planung -> Fachthemen -> Elektroinstallation -> Planung Buch zum Thema Schau, Holger; Halinka, Adrian; Winkler, Wilibald: Elektrische Schutzeinrich - notwendig, da die Software entsprechend den eingegebenen Parametern die Auswahl automatisch trifft. Das Programm berücksichtigt außerdem für jede Schaltanlage bzw. Verteilung automatisch die typische Verdrahtung, Steuerung, Messung usw. für Ge - bäude. Zur Budgetermittlung und optional zur weiteren Projektunterstützung, z. B. Erstellung von Alternativanlagen, wird die erstellte Projektdatei an den zuständigen Ansprechpartner bei Siemens gesandt. Dieser erstellt eine Budgetübersicht aller Komponenten der elektrischen Energieverteilung innerhalb des Gebäudes von der Mittelspannungsschaltanlage bis zum Installationsverteiler.»Simaris project«bietet die Möglichkeit, typische Varianten einer geplanten Anlage abzuspeichern, um diese bei neuen Projekten immer wieder importieren zu können. Die automatisch erstellten Anlagen kann man bei Bedarf auch nachträglich ändern, z. B. durch Verschieben von Feldern oder Geräten bei Niederspannungsschaltanlagen. Dies ist besonders relevant, wenn man sich in Richtung der Leis - tungsphase 5»Ausführungsplanung«bewegt, da dabei die Detaillierung der Planung zunimmt und damit auch das Budget überprüft werden muss. Simaris project liefert außerdem wichtige Größen und technische Daten für die Leistungsphase 6»Vorbereitung der Vergabe«. tungen in Industrienetzen und -an lagen Grundlagen und Anwendungen, 288 S., kartoniert, mit zahlr. Abb., 39,80, ISBN, , Zugehöriges Praxisproblem Selektivität von Schutzeinrichtungen,»de«13-14/2007, S. 16 Weitere Informationen zur Software»Simaris« Dimensionierung der Anlagen Aufbauend auf dem in der Leistungsphase 2»Vorplanung«erstellten Konzept muss man in der Leistungsphase 3»Entwurfsplanung«die Energieverteilung im Detail planen. In der Entwurfsplanung, deren Resultat das fertige Planungskonzept mit allen festgelegten Komponenten ist, nutzt man das Di - de 6/

3 mensionierungswerkzeug»simaris de - sign«. Mit dieser Software lässt sich nach anerkannten Regeln der Technik und gültigen Normen (VDE, IEC) eine sichere Lösung dimensionieren von der Mittelspannungseinspeisung über sämt liche Verteil sys teme wie Schalt - anlagen, Stromschienen- und Installationsverteiler bis hin zu den Verbrauchern. Folglich entfällt das aufwändige Nachschlagen von Daten in Katalogen sowie die Überprüfung von Normen. Die Software übernimmt neben der automatischen Auswahl der passenden Betriebsmittel u. a. die Berechnung des Kurzschlussstroms, des Lastflusses und des Spannungsfalls. Zusätzlich werden die Einstellungen bezüglich des Personen-, des Kurzschluss- und des Überlastschutzes automatisch vorgenommen. Oft wird in späteren Phasen zwingend ein Selektivitätsnachweis gefordert z. B. für Anlagen der Sicherheitsstromversorgung. In der Version»professional«übernimmt»Simaris design«die Selektivitätsbeurteilung automatisch. Ein mit»simaris design professional«erstelltes Projekt lässt sich mit dem Schwester-Tool»Simaris project«importieren somit entfällt darin auch die Auswahl der Geräte. Die Projektstruktur sowie die entsprechenden Anlagen bauen sich automatisch auf. Flexibel bei kurzfristigen Änderungen Jede Planung der elektrischen Energieverteilung ist im Planungs-, aber auch Bild 2: Schaltereinstellungen am Nor - mal- und am Notnetz (in Simaris design) im Realisierungszeitraum häufigen Veränderungen und Anpassungen unterworfen. Kurzfristige Konzeptänderungen des Auftragsgebers lassen sich mit Bild 3: Passives und aktives System in Simaris design 42 de 6/2009

4 der Software schnell und sicher einarbeiten; dazu gehören z.b. die Anpassung der Spannungsebene, die Veränderung der Verbraucherleis - tungen oder die Änderung der technischen Einstellungen für die Mittel- bzw. Niederspannung.»Simaris design«passt jede Veränderung in das Versorgungskonzept ein und überprüft automatisch die Zulässigkeit hinsichtlich derzeit geltender Vorschriften und Bestimmungen. Auch die aktuelle Änderung der DIN-VDE , die sich auf Abschaltzeiten und RCD bezieht, ist berücksichtigt. Professionelle Netzplanung Bild 4: Unterstützter Schaltzustand bei parallelem Betrieb von Trans - formator und Generator am gleichen Netz (Beispiel, in Simaris design) In Simaris design steht eine Menge hilfreicher Funktionalitäten zur professionellen Netzplanung zur Verfügung. Grundsätzlich kann man mit dem Softwarewerkzeug die Netzbetriebs - arten und Schaltzustände frei definieren. Damit erreicht man eine optimierte Dimensionierung, da bei der Berechnung und Geräteauswahl nur die definierten Betriebszustände betrachtet werden und nicht alle möglichen Konstellationen. In unserem Beispiel (siehe Bild 2) werden die Schaltgeräte wie folgt überprüft und dimensioniert: Am Normalnetz nach den größt- und kleinstmöglichen Kurzschlussströmen beider Transformatoren. Am Notnetz nach den kleinstmöglichsten Kurzschlussströmen des Generators und nach den größtmöglichen beider Transformatoren. Netzbetriebsarten lassen sich über Kupp - lungen einfach realisieren. Für die Darstellung eines Parallelbetriebs von Quellen bzw. eines Notstrombetriebs besteht in»simaris design«die Möglichkeit, zwischen allgemeinen bzw. gerichteten Kupplungen auszuwählen. In der Version 5.0 professional kann man diese Option nun auch auf Unterverteilerebene anwenden. Dies kann bei einem Krankenhaus-Projekt eine entscheidende Anforderung in der Entwurfsplanung sein, denn die DIN VDE fordert zwingend die Möglichkeit der aktiven und passiven Umschaltung und den Nachweis von Selektivität und Kurzschlussfestigkeit. Die Darstellung der aktiven und passiven Systeme nach DIN VDE lässt sich somit realisieren (Bild 3). Die Möglichkeit, gleiche Einspeisequellen im Parallelbetrieb zu dimensionieren und deren Auswirkungen auf die Kurzschluss- bzw. Lastflussströme im Netz zu berechnen, wird zudem um die Option erweitert, auch unterschiedliche Einspeisequellen wie z. B. Transformatoren und Generatoren am gleichen Netz parallel betreiben zu können (z.b. Berechnung BHKW). Durch das Einfügen ungerichteter Kupplungen mit nichtgleichen Einspeisungen kann man einen Netzparallelbetrieb aufbauen (Bild 4). Bild 5: Mögliche Anlaufarten der Motorstarterkombinationen (in Simaris design)

5 Zur Netzplanung, insbesondere für Industriegebäude, kann man in der kommenden Version von Simaris design in den Auswahloptionen für Verbraucher auch komplette Motorstarterkombinationen einbinden und dimensionieren. Dazu gehören der Direktstarter, der Stern-Dreieck- Anlauf, der Sanftstarter und der Reversierbetrieb (Bild 5). Kennlinien interaktiv darstellen Um Kennlinien schnell und ohne das Aufbauen eines Netzplanes vergleichen zu können, wird es ab April 2009 die Software»Simaris curves«geben. Diese dient zur Anzeige, zum Vergleich und zur Ausgabe von interaktiven Kennlinien der Niederspannungs- Schutzgeräte und Sicherungen (nach IEC) und kann sowohl in der Entwurfsplanung (Phase 3) sowie in späteren Leistungsphasen, wie Objektüberwachung und -betreuung (Phase 8/9) Anwendung finden (Bild 6). So können Planer und Elektroinstallateure die Software zur Kennlinien - anzeige, zu Kennlinienstudien, zur vereinfachten Selektivitätsbetrachtung und zur Katalogauswahl nutzen. Inbetriebsetzer und Elektroinstallateure können»simaris curves«zur Anlagendokumentation anwenden. Mögliche Parametereinstellungen an Schutzgeräten lassen sich simulieren, um ein optimales selektives Verhalten von zwei Geräten in Reihe zu ermitteln. Neben den Auslösekennlinien mit Toleranzbändern werden auch Durchlassstrom- und Durchlassenergiekennlinien angeboten. Softwarefamilie mit komfortabler Bedienbarkeit Die drei Softwareprogramme»Simaris«, die im April 2009 neu erscheinen werden, sind auf die Aufgaben und Anforderungen der täglichen Arbeit des Elektroplaners zugeschnitten. Die Planung der elektrischen Energieverteilung vereinfacht sich u.a. dadurch, dass änderbare Default-Werte aus der Praxis für die Mehrzahl der Parameter bereits vorgegeben sind. Außerdem ist das komplette Port - folio von der Mittelspannungsschalt - anlage bis zum Verbraucher bzw. Installationsverteiler abgebildet Transformatoren und Schienenvertei - ler systeme inbegriffen. Das ermöglicht eine durchgängige Planung aller Schalt- und Schutzgeräte und Energieverteilungsanlagen über die Projektphasen 1 bis 6 hinweg. Dies wird auch erreicht durch die mögliche Projektdatenübertragung der Programme untereinander. Die Software»Simaris«unterstützt nicht nur die Planung der Energieverteilung, sondern erhöht gleichzeitig die Planungssicherheit. Dipl.-Kffr. Kathrin Bolz, Siemens AG, Industry Automation, Low-Voltage Controls and Distribution, Nürnberg Bild 6: Darstellung von interaktiven Kennlinien (Sicherung, Kompaktleistungsschalter) in Simaris curves de 6/2009