Gebäudetechnik

Schnelle Übersicht:

  • Lichttechnik:
    - Was ist Licht?
    - Grundbegriffe
    - Lichtplanung
    - LED-Technik, Beleuchtungssanierung
  • Elektrowärme
  • GMA/BMA
  • TV/Rundfunk-Empfangsanlagen
  • Telekommunikationstechnik

Lichttechnik

Neben der Klärung physikalischer Grundlagen steht hier die Definition wichtiger Begriffe im Vordergrund. Ziel ist das nötige Wissen, um kompetent die lichttechnische Planung für einen Raum durchführen zu können.

lichttechnik-grundbegriffe.pdf
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Als Wiederholung und Unterstützung passt das folgende Video sehr gut zu den grundsätzlichen Eigenschaften des Lichts. 
Was kann mit Licht alles passieren?


Die im Arbeitsblatt aufgeführten Grundbegriffe werden hier gut veranschaulicht:


Die Glühlampe hat ja inzwischen weitgehend ausgedient - nicht so offenbar auf Leuchttürmen und überall dort, wo es um gigantische Lichtleistungen geht.
Eine Glühlampe mit 20.000W? Gibt's  - aber nicht für Sockel E24 ;-)...
Unbedingt ansehen - danke an E2EG für den Tipp.


Alles klar?
Dann geht es an die Lichtplanung:

lichtplanung-grundlagen.pdf
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Für die Durchführung der Planung gibt es ein nettes Formular ;-).

formular lichtplanung.pdf
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Übungsaufgaben (alte Prüfungsaufgaben) zum Thema

Übungsaufgabe Beleuchtungsplanung.pdf
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Aufgabe Beleuchtungstechnik 2017.pdf
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Funktionsprinzipien und sicherer Betrieb
Ein wichtiger Aspekt bei Beleuchtungsanlagen oder allgemein bei Leuchten/Leuchtmitteln
(Lampen) ist der sichere Betrieb, auch  mit Blick auf den Brandschutz.
Im folgenden Text werden knapp Funktionsprinzipien von Lampentypen erklärt und daraus abgeleitet die möglichen Gefahren dargestellt.

Funktionsprinzip-Brandschutz.pdf
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Kurzes Video mit knapper Funktionsbeschreibung und Aufbau einer bedrahteten Standard-LED:

Neuerrichtung von Anlagen und Beleuchtungssanierung
Inzwischen hat die LED die bisherigen klassischen Leuchtmittel in fast allen Bereichen verdrängt. Altanlagen werden sicher noch viele Jahre anzutreffen sein, bei Neuplanungen kommen aber fast ausschließlich LED-Lampen zum Einsatz.
Der folgende Artikel aus der Fachzeitschrift DE (Abo der Steinbeisschule)  fasst die Situation zusammen.

Sanierung von Beleuchtungsanlagen
DE_2020_10-11_20-25_EA12_LOW.pdf
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Alles gelesen? Prima :-)!
Dann passen hierzu die folgenden Wiederholungsfragen:

Fragen Beleuchtungssanierung.pdf
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Lichtplanungs-Software

Professionelle Lichtplanung wird seit vielen Jahren PC-gestützt durchgeführt. Die Programme arbeiten dabei nach der gleichen Wirkungsgrad-Methode die wir bei der manuellen Planung auch anwenden - allerdings feiner aufgelöst.
Der "Marktführer" ist hier das kostenlose Programm DIALUX, dass vom Deutschen Institut für Lichttechnik den planenden Betrieben zur Verfügung gestellt wird. Etwa 200 Leuchtenhersteller weltweit unterstützen das Projekt, das hier herunter geladen werden kann.
Für eine erste kurze Übersicht eignet sich das folgende Video:

Als praktische Einführung in die Bedienung und die folgende Aufgabe eignet sich die Aufzeichnung des folgenden Webinars. Dort begegnen uns die bisher gelernten Begriffe alle wieder.
Hinweis: Die Planungsaufgabe wird ca. von Minute 13-23 erklärt. Der Ton ist sehr leise und muss fast auf Maximum gestellt werden.

 

Aufgabe:

Download und Installation des Programms. Führe eine einfache Planung mit dem  Assistent entsprechend der Darstellung im Webinar durch.

Nach der Installation ist der Startbildschirm zu sehen. Dort wählen wir die Option "Einfache Innenraumplanung"

Die bekannten Arbeitsschritte sind:

  1. Raummaße eingeben, eventuell Randzone festlegen
  2. Mindestbeleuchtungsstärke angeben
  3. Nutzungsart festlegen
  4. Wartungsfaktor eingeben
  5. Leuchte auswählen
  6. Berechnung
  7. Fertig ;-)

Gefahrenmeldeanlagen

Gefahrenmeldeanlagen können in

  • Brandmeldanlagen (BMA) und
  • Einbruchmeldeanlagen (EMA)

unterteilt werden.

 

Brandschutz und Brandmeldeanlagen (BMA)

Ein wichtiger Aspekt für den Betrieb elektrischer Anlagen ist die Brandvermeidung und im Falle eines dennoch ausgebrochenen Brandes die sofortige Brandmeldung und das Verhindern einer Ausbreitung des Feuers.

In diesem Kapitel sollen wichtige Fragen rund um den Brandschutz und die Brandmeldung geklärt werden.

Aufgabe: Lade die Audiodatei herunter, höre sie ab, und beantworte die Fragen / löse die Aufgaben im Arbeitsblatt.

 

Podcast zum Thema Brandschutz
Brandschutz
MP3 Audio Datei 15.2 MB
Arbeitsblatt zum Podcast "Brandschutz"
brandschutz-brandmeldeanlagen.pdf
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Datenblatt Brandschutzleitung
NHXCH.pdf
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Welche Aufgabe hat eine BMA? Wie sieht der Aufbau aus? Wo sind sie vorgeschrieben?
Dies und mehr soll anhand des Fachkundebuches und der Tabellenbücher erarbeitet werden.

Kurzübersicht Brandmeldeanlagen
Brandmelde-21.pdf
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Buchauszug: Europa Fachkunde Elektrotechnik, 30. Auflage, Kapitel BMA

Buchauszug-BMA-FE-30.pdf
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Video: Demonstration des Zusammenspiels der Komponenten einer Brandmeldeanlage und Funktionsprüfung - Übung in einem Krankenhaus.


Mit der Einführung des Brandschutzschalters können erstmals auch so genannte "serielle Lichtbögen", mit der hohen Gefahr einer Brandentstehung, erkannt werden. Der Brandschutzschalter trennt den fehlerhaften Stromkreis vom Netz und entschärft damit die Gefahr. Die folgende Präsentation von SIEMENS liefert viele interessante Infos zum Thema.

Brandschutzschalter siemens.pdf
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Fragen und Aufgaben zur Präsentation

Fehlerlichtbogen.pdf
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Einbruchmeldeanlagen (EMA)

Wie man erfolgreich einbricht, erklärt ein ehemaliger Profi ;-), der inzwischen Polizei und Versicherungen berät - also quasi die Seiten gewechselt hat:

Um das zu verhindern, gibt es neben den zuvor demonstrierten praktischen Tipps Einbruchmeldeanlagen. Sie dienen dazu, den Versuch eines Einbruchs zu verhindern, bzw. einen bereits erfolgten Einbruch zu signalisieren.
Das folgende Video erklärt die Komponenten und die Funktionsweise:


Die Aufgabenblätter zum Thema, mit den grundlegenden Informationen, orientieren sich am Fachkundebuch und können mit dessen Hilfe gut bearbeitet werden.

einbruchmeldeanlagen_21.pdf
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Passende Prüfungsaufgaben dazu:

 

Empfangsanlagen TV/Radio

Trotz Internet und Streaming-Diensten ist die Verbreitung von Informationen drahtlos, "per Funk" noch lange nicht überflüssig geworden. Aus 36.000km Entfernung lässt sich mit nur einem Satelliten (z.B. dem bekannten Astra) die Fläche von Mitteleuropa versorgen, wobei auf der Erde bereits relativ kleine "Schüsseln" für den Empfang ausreichend sind.
Auch im Rundfunkbereich (Radio) ist der Weg über landgestützte Sender nach wie vor nicht weg zu denken, vor allem bei portablem ober mobilem Empfang. Auch das beliebte Baustellenradio ;-) lebt davon, dass es Sender gibt, die Programme in den freien Raum abstrahlen.
Dieses Kapitel macht uns zuerst mit den Grundlagen vertraut um dann in die Theorie der  Empfangstechnik einzusteigen und schließlich die technische Umsetzung zu betrachten.
Hier ist vieles ganz anders als in den bisher bekannten Bereichen und wer zum Schluss weiß, was 3dB sind und wie man die Dämpfungswerte eines Koaxialkabels berechnet, hat gewonnen ;-).

Als Einstieg ein kurzer Ausflug zu den physikalischen Grundlagen. Was sind E- und H-Felder, wie entstehen sie und was ist der Unterschied zu einer Welle?
Was ist Frequenz und Wellenlänge?

Felder-Grundlagentex-kurz-21.pdf
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Eine gute und kompakte Zusammenfassung der Wellenausbreitung und der Eigenschaft einer elektromagnetischen Welle. (Auch wenn die Zahlenwerte der beiden Konstanten µ und ε vertauscht sind. Egal - dennoch sehenswert.)

Die Antenne ist das zentrale Element der Funkkommunikation und die grundlegendste Antennenform der Dipol.
Die Animationen im Wikipedia-Artikel dazu zeigen nochmals sehr gut

  • die gedankliche Entwicklung vom geschlossenen Schwingkreis zum "offenen Antennenschwingkreis" und
  • die Entstehung der Ladungsverschiebungen im Antennenleiter (angeregt durch die empfangenen elektromagnetische Welle) und die daraus entstehende Spannungsverteilung auf der Antenne.

Die  "Spannungs- und Stromverteilung" - wie kann man sich das noch vorstellen?
Ein Modell ist das der "stehenden Welle", was das folgende Video gut veranschaulicht:

Wellen- und Frequenzbereiche: Die Mittelwelle
Die Mittelwelle eignet sich zur lückenlosen Versorgung großer Flächen mit wenigen Sendern, weshalb mit ihr der Rundfunk populär wurde. Während in den 60er-Jahren noch Mittelwellensender aufgebaut wurden, sind diese seit 31.12.2015 in Deutschland außer Betrieb. Das folgende Video zeigt die Sprengung des in der Region früher berühmten Senders Rohrdorf bei Messkirch, der dort Jahrzehnte das Landschaftsbild prägte.


DVB-C, DVB-T, DVB-S, HD, Ultra HD ... welche Möglichkeiten bieten die verschiedenen Empfangswege? Im folgenden Video werden die Unterschiede gut erklärt.
Aufgabe:
Stelle die dort dargestellten Empfangswege tabellarisch in folgender Form zusammen:
Abkürzung - Begriff  - Erklärung - Merkmale (Programmangebot, Kosten)


Das Arbeitsmaterial:
Alles vom Schwingkreis über dB zu Einspannlängen von Antennenmasten - das Unterrichtsmaterial zum Thema:

antennen-sat-2019.pdf
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Hier das Datenblatt eines typischen Kabels für Sat-Empfang.
Die Dämpfung wird je nach Frequenzbereich in db/100m angegeben und kann dann also auch für beliebige Leitungslängen einfach berechnet werden.
Die Dämpfung hängt ab von:

  1. Der Frequenz f (steigt mit f)
  2. Der Länge l (steigt mit l)
Datenblatt Sat-Kabel
koaxkabel-daten.pdf
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Geostationäre Satelliten - was bedeutet das?
Die Satelliten, z.B. der für Mitteleuropa wichtige ASTRA auf 19,2° Ost,  hängen ja ganz schön hoch. 35786km über uns - wo ist das? Warum genau auf der Höhe? Hier wird's  erklärt.

 

Für den Empfang ist bekanntlich eine Antenne nötig. Da diese samt Mast / Halterung aus Metall ist und oft auf dem Dach installiert wird, stellt sich die Frage nach der Erdung und dem Blitzschutz. Die folgende Übersicht der Fa. KATHREIN gibt dazu eine gute Übersicht.

Blitzschutz bei Antennenanlagen
antenne_erden_blitzschutz.pdf
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Telekommunikation

Die Telekommunikationstechnik hat in den letzten Jahren einen großen Umbruch erlebt. Im Festnetz wurden nicht nur die letzten analogen Telefonanschlüsse, sondern auch das erste voll digitale Netz aus den 80er-Jahren (ISDN) abgeschaltet. Ersetzt wurde diese Technik durch VoIP.
Keine Ahnung was das ist? Dem kann abgeholfen werden ;-). Das kurze Video erklärt die Grundlagen, Genaueres steht in unserem Infotext.

 


Der folgende Grundlagentext eignet sich zur Eigenarbeit und fasst alle wichtigen Punkte zusammen. Am Schluss finden sich Wiederholungsaufgaben und Fragen.

grundlagen_tk-2021.pdf
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Zur weiteren Wiederholung - was war das nochmal mit CAT 5, 6 ...?:
Infos über Medien (Kupfer, Glas, WLAN) finden sich auf diesen Seiten hier beim Thema Vernetzte Systeme (dort etwas herunter scrollen).

Prüfungsaufgaben dazu: