Fundamenterder nach neuer DIN 18014

Wer darf den Funda­menterder errichten?

Die Forderung nach dem Fundamenterder begründet sich in den Normen DIN VDE 0100-540, DIN 18015-1 und den Technischen Anschlussbedingungen der Energieversorger (TAB). Er ist für jeden Neubau eines Gebäudes, welches einen elektrischen Anschluss erhält, gefordert. Er wird für verschiedene Funktionen genutzt. Dies sind z. B.:

Aufgrund dieser umfangrei­chen elektrotechnischen Anwen­dun­gen wird er zu Recht als Teil der elektrischen Anlage gesehen. Deshalb ist die Errichtung des Fundamenterders ausschließlich von Fachkräften des elektrotechnischen Handwerks oder Blitzschutz-Fachkräften auszuführen.

Richtige Planung des Fundamenterders

Bei der Planung und der Errichtung sollte grundsätzlich daran ge­dacht werden, dass der Fundamenterder im Beton nicht nach­gerüstet werden kann. Jeder Fehler in der Auslegung und Aus­führung ist irreparabel sobald der Beton abgebunden hat.

Der Vorteil des Fundamenterders liegt in der Korrosionsbestän­dig­keit. Wird er sachgerecht ausgeführt, ist er während der gesamten Nutzung des Gebäudes verwendbar. Seine ursächliche Aufgabe ist es, eine Verbindung mit der Erde herzustellen, um elektrische Ströme in diese zu leiten. Deshalb muss die Erdfühligkeit immer gegeben sein. Dabei ist Folgendes zu beachten: Um die Kor­ro­sions­beständigkeit zu erreichen, muss der Fundamenterder mit min­destens 5 cm Beton umhüllt sein und die Anschlussteile aus korro­sionsbeständigem Material, wie z. B. NIRO V4A, bestehen, da Beton ursächlich isolierend wirkt und nur bei einer entsprechenden Durch­feuchtung eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit aufweist. Da die mo­der­ne Bautechnik fortschreitet, ergeben sich in der Praxis Fälle, bei denen durch einen erhöhten Erdübergangswiderstand die Erd­fühligkeit nicht mehr gewährleistet ist.

Da sich nur schwer der Einzelfall für einen erhöhten Erdübergangswiderstand beschreiben lässt, wurden in der Norm die Fälle aufgenommen, bei denen entsprechend der in den letzten Jahren gemachten Erfahrungen mit hoher Wahrscheinlichkeit erhöhte Erdübergangswiderstände zu erwarten sind.

Dies trifft zu bei

Bei den genannten Konstella­tio­nen ist, um die Erdfühligkeit der Erdungsanlage zu erreichen, ein Ringerder außerhalb des Fun­da­mentes vorzusehen.

Um dem Planer die Arbeit zu erleichtern, wurde ein Ablaufdia­gramm mit Entscheidungshilfe zur Ausführung des Fundament­erders und den wichtigsten Auslegungsbedingungen erstellt. Dieses ist im neuen Anhang B (informativ) der DIN 18 014:2014-03 zu finden (Bild 2).

Neue Anforderungen an die Ausführung

Ringerder bei Fundamenten mit erhöhtem Erdübergangswider­stand

Ist durch bestimmte Bedingungen ein erhöhter Erdübergangswiderstand zu erwarten und somit die Erdfühligkeit des Fundamenterders nicht mehr gewährleistet, so ist eine Ersatzmaßnahme zu wählen. Als Ersatzmaßnahme wird in diesen Fällen der Ringerder gefordert. Der Ringerder ist außer­halb des Gebäudefundaments entlang der Außenkanten des Gebäudes und in einer Tiefe von min. 0,8 m zu verlegen. Bei größeren Gebäuden ist eine Masche zu bilden, die nicht größer als 20 m x 20 m sein darf. Wird der Ringerder zusätzlich als Blitzschutzerder verwendet, so ist die Maschenweite auf 10 m x 10 m zu reduzieren.

Da sich die Nutzung des Gebäudes oder auch das Sicher­heits­bedürfnis des Nutzers än­dern kann, empfiehlt sich ge­nerell die Maschenweite 10 m x 10 m einzubauen, da eine Nachrüstung meist nicht mehr möglich ist.

Kombinierte Potentialausgleichsanlage bei Einsatz von Ring­erdern

Wird ein Ringerder verwendet, so ist bei bewehrten Fundamen­ten zur Reduzierung von elektro­mag­ne­tischen Störungen und zur Potentialsteuerung ein Funktions­potentialausgleichsleiter als ge­schlossener Ring im Beton entlang der Außenkanten des Fun­daments einzubringen. Dieser erfüllt u. a. die Anforderungen nach DIN VDE 0100-444 [2] und DIN EN 50310 (VDE 0800-2-310) [3] als Teil einer Po­ten­tialausgleichsanlage.

Der Funktionspotentialausgleichsleiter ist aus Rundmaterial mit min. 10 mm Durchmesser oder Bandmaterial mit min. 30 mm x 3,5 mm herzustellen. Es kann Stahl oder Stahl verzinkt verwendet werden. Der Funktions­po­tentialausgleichsleiter ist mit der Bewehrung alle 2 m über eine Klemm-, Schraub- oder Schweiß­verbindung zu kontaktieren (Bild 3).

Zusätzlich ist bei größeren Ge­bäuden eine Masche mit ei­ner maximalen Größe von 20 m x 20 m zu bilden. Damit wird erreicht, dass die einzelnen Bau­stahlmatten und Stäbe der Be­wehrung gut miteinander verbunden werden und dies zu einer verbesserten Potentialsteuerung führt. Damit eine gute Verbindung zur Erde hergestellt wird, ist alle 20 m des Gebäudeumfangs eine Verbindung mit dem Ringerder herzustellen. Es werden jedoch mindestens zwei Verbindungen empfohlen, um eine gewisse Fehlertoleranz zu berücksichti­gen. Ist ein Blitzschutzsystem geplant, ist pro Ableitung eine Verbindung herzustellen. Weitere Verbindungen zur Haupterdungsschiene und metallisch leitfähigen Teilen sind zum Zwecke des Funktionspotentialausgleichs vorzusehen. Bei den Wanddurchführungen ist auf eine druckwasserfeste Ausführung zu achten (Bild 4).

Fundamente aus Faserbeton

Fundamente aus Faserbeton sind, unabhängig vom Material der Faser, wie unbewehrte Fun­damente zu betrachten. Ein Fundament­erder kann mit Abstandhaltern an den Außenkan­ten des Gebäudes geführt werden. Es ist darauf zu achten, dass der Erder mit mind. 5 cm Beton umhüllt ist.

Da das Einbringen des Faser­betons bei großen Objekten oft mit großen Betonmischmaschi­nen ausgeführt wird, die direkt auf die planierte Fläche der zu betonierenden Bodenplatten auffahren, entsteht das Problem, den installierten Fundament­erder entsprechend mit Abstandhaltern zu installieren. Es empfiehlt sich daher, den Erder als Ringerder außerhalb der Funda­mente auszuführen.

Werkstoffe

Für den Fundamenterderwerkstoff sind Stahl, Stahl verzinkt, und neu auch Kupfer zugelassen. Die Dimensionen bleiben unverändert: Rundmaterial min. 10 mm Durchmesser oder Bandmaterial mit min. 30 mm x 3,5 mm. Für den Ringerder, der im Erdreich verlegt wird, ist grundsätzlich nur dauerhaft korrosionsbeständiges Material zu verwendet. Dies können z. B. nicht rostender Stahl in der Zusammensetzung Chrom > 16 %, Nickel > 5 %, Molybdän > 2 %, Kohlenstoff < 0,08 % (V4A-Material) oder Kupfer sein. Bei Verwendung von Kupfer ist auf das Korrosionsverhalten gegenüber anderen Metallen zu achten.

Für Anschlussteile und Verbinder sind im Wesentlichen die gleichen Materialien anzuwenden. Bei Kupfer wurden folgende Ausführungsformen zusätzlich aufgenommen: Kupferkabel NYY min. Querschnitt 50 mm², Kupferseile, mehrdrähtig, Querschnitt 50 mm².

Dokumentation und Durchgangsmessung

Zur Dokumentation und der Durch­gangsmessung wurden genauere Vorgaben gemacht. Sie ist vor dem Einbringen des Betons durch eine Elektro- oder Blitzschutzfachkraft zu erstellen bzw. durchzuführen.

Die Dokumentation muss nun die Ausführungspläne, Fotogra­fien der Gesamtanlage und Detailaufnahmen von wichtigen Verbindungsstellen, z. B. zur Haupt­erdungsschiene, An­schluss­teilen der Blitzschutzanlage, Verbindungen zum Ringerder enthalten. Zu der Dokumentation gehören auch die Messergebnisse der Durchgangsmessung.

Die Durchgangsmessung zwischen dem Anschlussteil zur Haupt­erdungsschiene und allen anderen Anschlussteilen (bevor­zugt die weit entferntesten Anschlussteile) dürfen den Wert von 0,2 W nicht überschreiten. Als Messstrom wurden Messsysteme mit mindestens 0,2 A definiert.

Fazit

Die Durchsetzung der DIN 18014 im Markt hat bereits mit der Fas­sung 2007 deutlich zugenommen. Besonders haben dabei die Dokumentationspflicht der Ausführung und die Messung des elektrischen Durchgangs geholfen. Viele Bauunternehmen haben deshalb bereits eingesehen, dass der Fundamenterder an Wichtig­keit zugenommen hat. Grund dafür ist nicht zuletzt die Zunahme der elektronischen Komponenten in den Gebäuden. Durch die Überwachung der Ausführung von Elektro- und Blitz­schutz-Fachkräften wird in der Zukunft die Qualität der Erdungs­maß­nahme „Fundamenterder“ stetig zunehmen.

Literatur

[1] DIN EN 61936-1 (VDE 0101-1) Starkstromanlagen mit Nennwechselspannungen über 1 kV – Teil 1: Allgemeine Bestimmungen [2] DIN VDE 0100-444 Errichten von Niederspannungsanlagen Teil 4-444: Schutzmaßnahmen – Schutz bei Störspannungen und elektromagnetischen Störgrößen [3] DIN EN 50310 (VDE 0800-2-310) Anwendung von Maßnahmen für Erdung und Potentialausgleich in Gebäuden mit Einrichtungen der Informationstechnik [4] Niederspannungsanschlussverordnung – NAV Verordnung über Allgemeine Bedingungen für den Netzanschluss und dessen Nutzung für die Elektrizitätsversorgung in Niederspannung