TY - CHAP
A1 - Kern, Alexander
T1 - Abschätzung des Blitzschadensrisikos für bauliche Anlagen - Die neue Bestimmung DIN V VDE V 0185 Teil 2 : 2002 - Allgemeines, Abschätzungsverfahren, Berechnungsbeispiele
N2 - Ein vorausschauendes Risikomanagement beinhaltet, Risiken für das Unternehmen zu kalkulieren. Es liefert Entscheidungsgrundlagen, um diese Risiken zu begrenzen und es macht transparent, welche Risiken sinnvollerweise über Versicherungen abgedeckt werden sollten. Beim Versicherungsmanagement ist jedoch zu bedenken, dass zur Erreichung bestimmter Ziele Versicherungen nicht immer geeignet sind (z.B. Erhaltung der Lieferfähigkeit). Eintrittswahrscheinlichkeiten bestimmter Risiken lassen sich durch Versicherungen nicht verändern. Bei Unternehmen, die mit umfangreichen elektronischen Einrichtungen produzieren oder Dienstleistungen erbringen (und das sind heutzutage wohl die meisten), muss auch das Risiko durch Blitzeinwirkungen besondere Berücksichtigung finden. Dabei ist zu beachten, dass der Schaden aufgrund der Nicht-Verfügbarkeit der elektronischen Einrichtungen und damit der Produktion bzw. der Dienstleistung und ggf. der Verlust von Daten den Hardware-Schaden an der betroffenen Anlage oft bei weitem übersteigt. Im Blitzschutz gewinnt innovatives Denken in Schadensrisiken langsam an Bedeutung. Risikoanalysen haben die Objektivierung und Quantifizierung der Gefährdung von baulichen Anlagen und ihrer Inhalte durch direkte und indirekte Blitzeinschläge zum Ziel. Seinen Niederschlag hat dieses neue Denken in der neuen deutschen Vornorm DIN V 0185-2 VDE V 0185 Teil 2 [1] gefunden. Die hier vorgegebene Risikoanalyse gewährleistet, dass ein für alle Beteiligten nachvollziehbares Blitzschutz-Konzept erstellt werden kann, das technisch und wirtschaftlich optimiert ist, d.h. bei möglichst geringem Aufwand den notwendigen Schutz gewährleisten kann. Die sich aus der Risikoanalyse ergebenden Schutzmaßnahmen sind dann in den weiteren Normenteilen der neuen Reihe VDE V 0185 [2, 3] detailliert beschrieben.
KW - Blitzschutz
KW - Risikomanagement
KW - Risikoabschätzung
KW - Lightning protection
KW - Risk management
KW - Risk assessment
Y1 - 2003
ER -
TY - JOUR
A1 - Kern, Alexander
T1 - Risikomanagement für den Blitzschutz - Abschätzung des Blitzschadensrisikos nach der neuen Vornorm VDE V 0185 Teil 2 : 2002
N2 - Ein vorausschauendes Risikomanagement beinhaltet, Risiken zu kalkulieren. Es liefert Entscheidungsgrundlagen, um diese Risiken zu begrenzen und es macht transparent,welche Risiken sinnvoll über Versicherungen abgedeckt werden sollten. Bei Unternehmen, die mit umfangreichen elektronischenEinrichtungen produzieren oder Dienstleistungen erbringen (und das sind heutzutage wohl die meisten), muss auch das Risiko durch Blitzeinwirkungen besondere Berücksichtigung finden. Dabei ist zu beachten, dass der Schaden aufgrund der Nichtverfügbarkeit der elektronischen Einrichtungen und damit derProduktion bzw. der Dienstleistung und ggf. der Verlust von Daten den Hardwareschaden an der betroffenen Anlage oft bei weitem übersteigt.
KW - Blitzschutz
KW - Risikomanagement
KW - Risikoabschätzung
KW - Lightning protection
KW - Risk management
KW - Risk assessment
Y1 - 2003
ER -
TY - CHAP
A1 - Kern, Alexander
T1 - Risikomanagement : Abschätzung des Schadensrisikos für bauliche Anlagen - Die neue Vornorm DIN V VDE V 0185 Teil 2 : 2002
N2 - Alle Unternehmen sind vielfältigen Risiken ausgesetzt, die Finanz- und Betriebsbereiche einschließlich Dienstleistungen betreffen können. Die Firmen müssen üblicherweise Risiken eingehen, um im Wettbewerb bestehen zu können. Entscheidend ist, dass man sich über die Risiken bewusst ist, diese einschätzen und kontrollieren kann. Falsche Einschätzungen, Versäumnisse und Fehlentscheidungen können empfindliche finanzielle Schäden bis hin zum Totalverlust nach sich ziehen. Ein effektives Risikomanagement ist heute als wichtiger Sicherheitsfaktor anzusehen und sollte zur strategischen Unternehmensführung gehören. Ein vorausschauendes Risikomanagement beinhaltet, Risiken für das Unternehmen zu kalkulieren. Es liefert Entscheidungsgrundlagen, um diese Risiken zu begrenzen und es macht transparent, welche Risiken sinnvollerweise über Versicherungen abgedeckt werden sollten. Beim Versicherungsmanagement ist jedoch zu bedenken, dass zur Erreichung bestimmter Ziele Versicherungen nicht geeignet sind (z.B. Erhaltung der Lieferfähigkeit). Eintrittswahrscheinlichkeiten bestimmter Risiken lassen sich durch Versicherungen nicht verändern. Bei Unternehmen, die mit umfangreichen elektronischen Einrichtungen produzieren oder Dienstleistungen erbringen (und das sind heutzutage wohl die meisten), muss auch das Risiko durch Blitzeinwirkungen besondere Berücksichtigung finden. Dabei ist zu beachten, dass der Schaden aufgrund der Nicht-Verfügbarkeit der elektronischen Einrichtungen und damit der Produktion bzw. der Dienstleistung und ggf. der Verlust von Daten den Hardware-Schaden an der betroffenen Anlage oft bei weitem übersteigt. Im Blitzschutz gewinnt innovatives Denken in Schadensrisiken langsam an Bedeutung. Risikoanalysen haben die Objektivierung und Quantifizierung der Gefährdung von baulichen Anlagen und ihrer Inhalte durch direkte und indirekte Blitzeinschläge zum Ziel. Seinen Niederschlag hat dieses neue Denken in der neuen deutschen Norm DIN V 0185-2 VDE V 0185 Teil 2 gefunden. Die hier vorgegebene Risikoanalyse gewährleistet, dass ein für alle Beteiligten nachvollziehbares Blitzschutz-Konzept erstellt werden kann, das technisch und wirtschaftlich optimiert ist, d.h. bei möglichst geringem Aufwand den notwendigen Schutz gewährleisten kann. Die sich aus der Risikoanalyse ergebenden Schutzmaßnahmen sind dann in den weiteren Normenteilen der neuen Reihe VDE V 0185 detailliert beschrieben.
KW - Blitzschutz
KW - Risikomanagement
KW - Risikoabschätzung
KW - Versicherung
KW - Lightning protection
KW - Risk management
KW - Risk assessment ; Insurance
Y1 - 2002
ER -
TY - JOUR
A1 - Baroud, G.
A1 - Wu, J.Z.
A1 - Bohner, M
A1 - Sponagel, Stefan
A1 - Steffen, T.
T1 - How to determine the permeability for cement infiltration into osteoporotic cancellous bone
JF - Medical Engineering & Physics. 25 (2003), H. 4
N2 - Cement augmentation is an emerging surgical procedure in which bone cement is used to infiltrate and reinforce osteoporotic vertebrae. Although this infiltration procedure has been widely applied, it is performed empirically and little is known about the flow characteristics of cement during the injection process. We present a theoretical and experimental approach to investigate the intertrabecular bone permeability during the infiltration procedure. The cement permeability was considered to be dependent on time, bone porosity, and cement viscosity in our analysis. In order to determine the time-dependent permeability, ten cancellous bone cores were harvested from osteoporotic vertebrae, infiltrated with acrylic cement at a constant flow rate, and the pressure drop across the cores during the infiltration was measured. The viscosity dependence of the permeability was determined based on published experimental data. The theoretical model for the permeability as a function of bone porosity and time was then fit to the testing data. Our findings suggest that the intertrabecular bone permeability depends strongly on time. For instance, the initial permeability (60.89 mm4/N.s) reduced to approximately 63% of its original value within 18 seconds. This study is the first to analyze cement flow through osteoporotic bone. The theoretical and experimental models provided in this paper are generic. Thus, they can be used to systematically study and optimize the infiltration process for clinical practice.
KW - Osteoporose
KW - Permeabilität
KW - Viskose Strömung
KW - Viskosität
KW - Vertebroplastie
KW - Cement infiltration
KW - Vertebroplasty
KW - Osteoporosis
KW - Permeability
KW - Experiment
KW - Analysis
KW - Viscous flow
Y1 - 2003
SN - 1350-4533
SP - 283
EP - 288
ER -
TY - BOOK
A1 - Merten, Sabine
T1 - Verbesserung der Ausbildung in der Mikrosystemtechnik - virtuelle Labore bereiten auf die Herstellung realer Drucksensoren vor (2 Fassungen: konvertiert und original
N2 - Die Ausbildung in Hochtechnologien wie beispielsweise der Mikrosystemtechnik ist oft durch einen hohen Grad an Komplexität charakterisiert. Damit verbunden sind hohe Kosten für die Errichtung und den Betrieb der speziellen Laborräume und ihre häufig geringe Verfügbarkeit für die Studierenden. Zukünftige Ingenieure sammeln während ihrer Ausbildung aus diesen Gründen nur in beschränktem Umfang praktische Erfahrungen. Die Industrie hingegen fordert Personal mit hoher fachlicher Kompetenz, also fundiertem theoretischen Wissen und umfangreichen praktischen Kenntnissen. Dieser Diskrepanz – qualifizierte Ingenieure auf der einen Seite und eine eher theoretisch ausgerichtete Ausbildung auf der anderen Seite – wird mit einem neuen Blended-Learning-Konzept für MST-Technologiepraktika begegnet. Lernende werden über ein virtuelles Labor, das einen echten Reinraum mit realen Anlagen simuliert, intensiv auf reale Laborpraktika vorbereitet. Dabei geht es im virtuellen Labor gleichermaßen um die Vermittlung von Theorie und Praxis. Nur trainierte Teilnehmer mit einer intensiven Vorbereitung sind in der Lage, relativ eigenständig ein echtes MST-Bauteil innerhalb des anschließenden einwöchigen Laborkurses zu fertigen. Die Wirksamkeit des Konzeptes und die Steigerung des Lernerfolges durch die kombinierten virtuellen und realen Laborkurse wurden im Rahmen der Dissertation begleitend untersucht. Die Ergebnisse flossen direkt in die Weiterentwicklung der Technologiepraktika ein. Die Konzepte und Erkenntnisse sind zudem sehr interessant für die Entwicklung von Blended-Learning-Angeboten in ähnlichen oder anderen Fachgebieten sowie für weitere Bildungseinrichtungen. (Die Dissertation liegt hier in 2 Fassungen vor: Die Originalfassung ist nur bei guter Rechnerausstattung und guter Netzanbindung nutzbar, die konvertierte Fassung ist unverändert, allerdings sind Qualitätseinbußen beim Ausdruck einiger Grafiken möglich)
N2 - Education in high technologies, like e.g. Microsystems technology, is usually characterized by a high degree of complexity. In addition it is usually connected with large economic efforts for invest, operation and maintenance of the special laboratory facilities. The access to such facilities for educational purposes is often quite limited. Therefore engineering students rather rarely gather practical experience in such technologies during their university studies. In contrast, industry has a large demand for engineers with high professional competence, i.e. profound theoretical knowledge combined with substantial practical experience. The newly developed blended learning concept for MST laboratory training tries to bridge the gap between the need for qualified engineers and the more theoretical university education. The learners prepare intensively for real hands-on clean room trainings with a virtual technology laboratory, i.e. a computer simulation of the clean room machines and the corresponding processes. In the virtual technology laboratory the students brush up their theoretical knowledge and at the same time learn to operate the complex clean room machines. Only well trained and intensively prepared students are capable to produce a fully functional MST component within a compact clean room laboratory course of only one week duration and an only modest amount of supervision. The effectivity of this concept and the increase of the learning success due to the specific mixture of virtual and real laboratory sessions has been accompanied and analysed by this dissertation. The results have been used to further improve the laboratory courses. Concepts and results are also very attractive for comparable blended learning proposals in other technical disciplines.
KW - Mikrosystemtechnik
KW - Virtuelles Laboratorium
KW - Lernprogramm
KW - Hochschule / Lehre / Evaluation
KW - Computersimulation
KW - Drucksensor
KW - Blended-Learning
KW - Reinraumpraktikum
KW - blended learning
KW - hands-on cleanroom training
Y1 - 2005
N1 - Zugl.: Saarbrücken, Univ., Diss., 2005
ER -
TY - CHAP
A1 - Gebhardt, Andreas
A1 - Schmidt, Frank-Michael
T1 - Farbige Prototypen als Werkzeug für den Konstrukteur
T1 - Colored prototypes as instrument for the constructing engineer
N2 - Physische Prototypen, also Anschauungs- und Funktionsmodelle nach den generativen oder Rapid Prototyping (RP) Verfahren haben sich in diesem Zusammenhang vor allem als Hilfsmittel zur effektiven Kommunikation und zur Evaluierung von Produkteigenschaften einen festen Platz in der Produktentstehung erworben. Die positiven Effekte der etablierten RP Verfahren sind unumstritten. Einfachere, schnellere und wirtschaftlichere Maschinen (Prototyper, Fabrikator), vor allem auch für die Büroumgebung, geben neue Impulse im Sinne der Optimierung der heutigen Verfahren. Eine neue Dimension verspricht die Option „Farbe“ der bisher fast ausschließlich monochromen Modelle. Ist Farbe nur „nice to have“ oder welchen Effekt haben farbige Modelle als Werkzeug von Konstrukteuren und Produktenwicklern? Welche Perspektiven bietet „Farbe“ darüber hinaus?
KW - Prototyping
KW - Rapid prototyping
KW - Prototypen
KW - Funktionsmodelle
KW - Produktentstehung
KW - Prototyper
KW - Produktenwicklung
KW - prototypes
KW - working models
KW - product emergence
KW - prototyper
KW - product development
Y1 - 2005
ER -
TY - CHAP
A1 - Staat, Manfred
A1 - Heitzer, Michael
T1 - The restricted influence of kinematic hardening on shakedown loads
N2 - Structural design analyses are conducted with the aim of verifying the exclusion of ratcheting. To this end it is important to make a clear distinction between the shakedown range and the ratcheting range. In cyclic plasticity more sophisticated hardening models have been suggested in order to model the strain evolution observed in ratcheting experiments. The hardening models used in shakedown analysis are comparatively simple. It is shown that shakedown analysis can make quite stable predictions of admissible load ranges despite the simplicity of the underlying hardening models. A linear and a nonlinear kinematic hardening model of two-surface plasticity are compared in material shakedown analysis. Both give identical or similar shakedown ranges. Structural shakedown analyses show that the loading may have a more pronounced effect than the hardening model.
KW - Biomedizinische Technik
KW - Einspielen
KW - Shakedown
KW - Ratcheting
KW - Bruchmechanik
KW - shakedown
KW - material shakedown
KW - linear kinematic hardening
KW - nonlinear kinematic hardening
KW - ratchetting
Y1 - 2002
ER -
TY - CHAP
A1 - Staat, Manfred
A1 - Heitzer, Michael
T1 - Direct static FEM approach to limit and shakedown analysis
N2 - Safety and reliability of structures may be assessed indirectly by stress distributions. Limit and shakedown theorems are simplified but exact methods of plasticity that provide safety factors directly in the loading space. These theorems may be used for a direct definition of the limit state function for failure by plastic collapse or by inadaptation. In a FEM formulation the limit state function is obtained from a nonlinear optimization problem. This direct approach reduces considerably the necessary knowledge of uncertain technological input data, the computing time, and the numerical error. Moreover, the direct way leads to highly effective and precise reliability analyses. The theorems are implemented into a general purpose FEM program in a way capable of large-scale analysis.
KW - Einspielen
KW - Nichtlineare Optimierung
KW - Shakedown
KW - Shakedown
KW - limit load
KW - lower bound theorem
KW - nonlinear optimization
KW - reliability
Y1 - 2000
ER -
TY - JOUR
A1 - Staat, Manfred
T1 - Plastic collapse analysis of longitudinally flawed pipes and vessels
N2 - Improved collapse loads of thick-walled, crack containing pipes and vessels are suggested. Very deep cracks have a residual strength which is better modelled by a global limit load. In all burst tests, the ductility of pressure vessel steels was sufficiently high whereby the burst pressure could be predicted by limit analysis with no need to apply fracture mechanics. The relative prognosis error increases however, for long and deep defects due to uncertainties of geometry and strength data.
KW - Druckbehälter
KW - Stahl
KW - Druckbelastung
KW - Druckbeanspruchung
KW - Rohr
KW - Rohrbruch
KW - Druckbehälter
KW - Stahl
KW - Druckbelastung
KW - Druckbeanspruchung
KW - Rohrbruch
KW - Fehlerstellen
KW - pipes
KW - vessels
KW - load limit
KW - burst tests
KW - burst pressure
KW - flaw
Y1 - 2004
ER -
TY - JOUR
A1 - Staat, Manfred
T1 - Cyclic plastic deformation tests to verify FEM-based shakedown analyses
N2 - Fatigue analyses are conducted with the aim of verifying that thermal ratcheting is limited. To this end it is important to make a clear distintion between the shakedown range and the ratcheting range (continuing deformation). As part of an EU-supported research project, experiments were carried out using a 4-bar model. The experiment comprised a water-cooled internal tube, and three insulated heatable outer test bars. The system was subjected to alternating axial forces, superimposed with alternating temperatures at the outer bars. The test parameters were partly selected on the basis of previous shakedown analyses. During the test, temperatures and strains were measured as a function of time. The loads and the resulting stresses were confirmed on an ongoing basis during performance of the test, and after it. Different material models were applied for this incremental elasto-plastic analysis using the ANSYS program. The results of the simulation are used to verify the FEM-based shakedown analysis.
KW - Materialermüdung
KW - Einspielen
KW - Materialermüdung
KW - shakedown analyses
KW - thermal ratcheting
KW - fatigue analyses
Y1 - 2001
ER -
TY - JOUR
A1 - Staat, Manfred
T1 - Local and global collapse pressure of longitudinally flawed pipes and cylindrical vessels
N2 - Limit loads can be calculated with the finite element method (FEM) for any component, defect geometry, and loading. FEM suggests that published long crack limit formulae for axial defects under-estimate the burst pressure for internal surface defects in thick pipes while limit loads are not conservative for deep cracks and for pressure loaded crack-faces. Very deep cracks have a residual strength, which is modelled by a global collapse load. These observations are combined to derive new analytical local and global collapse loads. The global collapse loads are close to FEM limit analyses for all crack dimensions.
KW - Finite-Elemente-Methode
KW - Grenzwertberechnung
KW - Axialbelastung
KW - FEM
KW - Grenzwertberechnung
KW - Axialbelastung
KW - Traglastanalyse
KW - Limit analysis
KW - Global and local collapse
KW - Axially cracked pipe
KW - Pressure loaded crack-face
Y1 - 2005
ER -
TY - JOUR
A1 - Staat, Manfred
T1 - Direct finite element route for design-by-analysis of pressure components
N2 - In the new European standard for unfired pressure vessels, EN 13445-3, there are two approaches for carrying out a Design-by-Analysis that cover both the stress categorization method (Annex C) and the direct route method (Annex B) for a check against global plastic deformation and against progressive plastic deformation. This paper presents the direct route in the language of limit and shakedown analysis. This approach leads to an optimization problem. Its solution with Finite Element Analysis is demonstrated for mechanical and thermal actions. One observation from the examples is that the so-called 3f (3Sm) criterion fails to be a reliable check against progressive plastic deformation. Precise conditions are given, which greatly restrict the applicability of the 3f criterion.
KW - Einspielen
KW - Plastizität
KW - Deformation
KW - Analytischer Zulaessigkeitsnachweis
KW - Einspiel-Analyse
KW - fortschreitende plastische Deformation
KW - alternierend Verformbarkeit
KW - Einspiel-Kriterium
KW - Design-by-analysis
KW - Shakedown analysis
KW - Progressive plastic deformation
KW - Alternating plasticity
KW - Shakedown criterion
Y1 - 2005
ER -
TY - JOUR
A1 - Staat, Manfred
T1 - Shakedown and ratchetting under tension-torsion loadings: analysis and experiments
N2 - Structural design analyses are conducted with the aim of verifying the exclusion of ratchetting. To this end it is important to make a clear distinction between the shakedown range and the ratchetting range. The performed experiment comprised a hollow tension specimen which was subjected to alternating axial forces, superimposed with constant moments. First, a series of uniaxial tests has been carried out in order to calibrate a bounded kinematic hardening rule. The load parameters have been selected on the basis of previous shakedown analyses with the PERMAS code using a kinematic hardening material model. It is shown that this shakedown analysis gives reasonable agreement between the experimental and the numerical results. A linear and a nonlinear kinematic hardening model of two-surface plasticity are compared in material shakedown analysis.
KW - Einspielen
KW - Einspielen
KW - Ratchetting
KW - Zug-Druck Belastung
KW - shakedown
KW - ratchetting
KW - tension–torsion loading
Y1 - 2003
ER -
TY - JOUR
A1 - Staat, Manfred
T1 - Basis Reduction for the Shakedown Problem for Bounded Kinematic Hardening Material
N2 - Limit and shakedown analysis are effective methods for assessing the load carrying capacity of a given structure. The elasto–plastic behavior of the structure subjected to loads varying in a given load domain is characterized by the shakedown load factor, defined as the maximum factor which satisfies the sufficient conditions stated in the corresponding static shakedown theorem. The finite element dicretization of the problem may lead to very large convex optimization. For the effective solution a basis reduction method has been developed that makes use of the special problem structure for perfectly plastic material. The paper proposes a modified basis reduction method for direct application to the two-surface plasticity model of bounded kinematic hardening material. The considered numerical examples show an enlargement of the load carrying capacity due to bounded hardening.
KW - Finite-Elemente-Methode
KW - Einspielen
KW - Basis Reduktion
KW - konvexe Optimierung
KW - FEM
KW - Druckgeräte
KW - Basis reduction
KW - Convex optimization
KW - FEM
KW - Shakedown analysis
Y1 - 2000
ER -
TY - CHAP
A1 - Staat, Manfred
T1 - Design by Analysis of Pressure Components by non-linear Optimization
N2 - This paper presents the direct route to Design by Analysis (DBA) of the new European pressure vessel standard in the language of limit and shakedown analysis (LISA). This approach leads to an optimization problem. Its solution with Finite Element Analysis is demonstrated for some examples from the DBA-Manual. One observation from the examples is, that the optimisation approach gives reliable and close lower bound solutions leading to simple and optimised design decision.
KW - Analytischer Zulaessigkeitsnachweis
KW - FEM
KW - Einspiel-Analyse
KW - design-by-analysis
KW - finite element analysis
KW - limit and shakedown analysis
Y1 - 2003
ER -
TY - JOUR
A1 - Staat, Manfred
T1 - LISA - a European project for FEM-based limit and shakedown analysis
N2 - The load-carrying capacity or the safety against plastic limit states are the central questions in the design of structures and passive components in the apparatus engineering. A precise answer is most simply given by limit and shakedown analysis. These methods can be based on static and kinematic theorems for lower and upper bound analysis. Both may be formulated as optimization problems for finite element discretizations of structures. The problems of large-scale analysis and the extension towards realistic material modelling will be solved in a European research project. Limit and shakedown analyses are briefly demonstrated with illustrative examples.
KW - Einspielen
KW - Traglast
KW - Finite-Elemente-Methode
KW - Traglastanalyse
KW - Einspielanalyse
KW - FEM
KW - limit analysis
KW - shakedown analysis
Y1 - 2001
ER -
TY - CHAP
A1 - Surtees, A. J.
A1 - Gillespie, A.
A1 - Kern, Alexander
A1 - Rousseau, A.
T1 - DEVELOPMENT OF A RISK ASSESSMENT CALCULATOR BASED ON A SIMPLIFIED FORM OF THE IEC 62305-2 STANDARD ON LIGHTNING PROTECTION
N2 - Neue Blitzschutznorm IEC 62305. Entwicklung einer einfachen Software zur Risikoabwägung
N2 - IEC Technical Committee 81 is currently creating the new IEC 62305 series of standards on Lightning Protection. Working Group 9 is responsible for Part 2 of this series, which deals with the assessment and management of risk its CDV (Committee Draft for Voting) stage and has been circulated to National Committees for comment. The paper details the development of the Simplified IEC Risk Assessment Calculator software tool as described in Informative Annex J of IEC62305-2 Ed.1/CDV 2. This tool is intended as a simplified implementation of the more rigorous treatment of risk management found in the written document. It is designed to be relatively intuitive for users who wish to obtain an initial assessment of risk sensitivity, but should not be considered a substitute to a full understanding of the methods provided in the standard when dealing with more complicated structures or those where greater risks to personal or system operation are involved.
KW - Risiko
KW - Risikoabwägung
KW - Blitzrisiko
KW - Blitzschutz
KW - Risk
KW - Risk Management
KW - Risk Assessment
KW - Lightning Risk
KW - Lightning Protection
Y1 - 2004
ER -
TY - CHAP
A1 - Kern, Alexander
A1 - Heidler, Fridolin
A1 - Seevers, M.
A1 - Zischank, Wolfgang J.
T1 - Magnetic Fields and Induced Voltages in case of a Direct Strike - Comparison of Results obtained from Measurements at a Scaled Building to those of IEC 62305-4
N2 - In the paper the results obtained from experiments at a modelled reinforced building in case of a direct lightning strike are compared with calculations. The comparison includes peak values of the magnetic field Hmax, its derivative (dH/dt)max and of induced voltages umax in typical cable routings. The experiments are performed at a 1:6 scaled building and the results are extrapolated using the similarity relations theory. The calculations are based on the approximate formulae given in IEC 62305-4 and have to be supplemented by a rough estimation of the additional shielding effect of a second reinforcement layer. The comparison shows, that the measured peak values of the magnetic field and its derivative are mostly lower than the calculated. The induced voltages are in good agreement. Hence, calculations of the induced voltages based on IEC 62305-4 are a good method for lightning protection studies of buildings, where the reinforcement is used as a grid-like electromagnetic shield.
N2 - Auswirkungen eines direkten Blitzeinschlages auf ein Gebäude, Vergleich von experimentellen Ergebnissen und Berechnungen basierend auf einer Formel aus der IEC 62305-4
KW - Blitz
KW - Direkter Blitzschlag
KW - Elektromagnetischer Schutzschild
KW - Magnetische Felder
KW - Induzierte Spannungen
KW - Kalkulation
KW - Direct lightning strike
KW - electromagnetic shield
KW - magnetic fields
KW - induced voltages
KW - calculations
Y1 - 2004
SN - 0304-3886
N1 - Journal of electrostatics: Beitr. auf S. 379 - 385. doi:10.1016/j.elstat.2006.09.004
ER -
TY - CHAP
A1 - Zischank, Wolfgang J.
A1 - Heidler, Fridolin
A1 - Wiesinger, J.
A1 - Stimper, K.
A1 - Kern, Alexander
A1 - Seevers, M.
T1 - Magnetic Fields and Induced Voltages inside LPZ 1 Measured at a 1:6 Scale Model Building
N2 - Laborexperimente zu Blitzschutzzonen in Stahlbetongebäuden anhand eines Modells im Maßstab 1:6
N2 - For the application of the concept of Lightning Protection Zones (LPZ), the knowledge of the magnetic fields and induced voltages inside a structure is necessary. Laboratory experiments have been conducted at a downscaled model of a building (scale factor 1:6) to determine these electromagnetic quantities in case of a direct strike to the structure. The model (3 m x 2 m x 2 m) represented a small industrial building using the reinforcement of the concrete as electromagnetic shield. The magnetic fields and magnetic field derivatives were measured at several location inside the scaled model. Further, the voltages induced on three typical cable routes inside the model was determined. The influence of the lightning current waveshape, point-of-strike, bonding of the cable routes, and bridging of an expansion joint in the middle of the building on these quantities was studied.
KW - Blitzschlag
KW - Elektromagnetischer Schutzschild
KW - Stahlbeton
KW - Maßstabsgetreues Modell
KW - Lightning
KW - electromagnetic shielding
KW - reinforced concrete
KW - scaled model
Y1 - 2004
ER -
TY - CHAP
A1 - Krichel, Frank
A1 - Kern, Alexander
A1 - Krämer, Heinz-Josef
A1 - Wettingfeld, Jürgen
A1 - Reetz, Josef
A1 - Kienlein, Manfred
T1 - Blitzschutzmaßnahmen für Photovoltaik- und kleine Windenergieanlagen – Einige Beispiele
T1 - Lightning Protection for photovoltaic and small wind energy power plants
N2 - Ein von der Arbeitsgemeinschaft (AG) Solar NRW und diversen Industriepartnern gefördertes und an der Fachhochschule Aachen, Abt. Jülich durchgeführtes Forschungsprojekt „Blitzschutz für netz-autarke Hybridanlagen“ machte es möglich, sich mit dem Blitzschutz speziell solcher Anlagen näher zu beschäftigen. Vermehrt bekannt gewordene Schadensfälle an nicht netz-gekoppelten Hybridanlagen waren der Auslöser, den Schutz zu überdenken. Definiertes Ziel war es, für netz-autarke energietechnische Anlagen ein Konzept zum Schutz vor Blitzeinwirkungen zu erstellen. Diese Anlagen bestehen üblicherweise aus einer oder mehreren Photovoltaikanlagen, ggf. auch Solarthermieanlagen und einem oder mehreren kleineren Windgeneratoren (sie werden deshalb auch als Hybridanlagen bezeichnet). Zur Erhöhung der Versorgungssicherheit kann noch ein Dieselaggregat dazukommen. Hybridanlagen werden vor allem in Gebieten mit sehr schlechter öffentlicher Energieversorgung eingesetzt, d.h. insbesondere in relativ dünn bewohnten Gebieten und in Entwicklungsländern. Dem Blitzschutz von Hybridanlagen kommt dabei eine steigende Bedeutung zu. Besonderes Augenmerk in dem genannten Forschungsprojekt sollte dabei auf die technisch/wirtschaftliche Ausgewogenheit des Schutzes gelegt werden: • die Schutzmaßnahmen sollen nur in solchen Fällen eingesetzt werden, wo dies als Ergebnis von Risikoanalysen sinnvoll erscheint; • für typische netz-autarke Hybridanlagen sollen die Schutzmaßnahmen ohne deutliche Verteuerung realisierbar sein (es soll also kein absoluter Schutz realisiert werden; ggf. soll lediglich der auftretende Schaden soweit möglich minimiert werden). Dazu wurde in einem ersten Schritt zunächst eine Aufnahme des Iststandes einiger typischer netz-autarker Hybridanlagen und deren einzelnen Komponenten durchgeführt. Aufgrund dessen wurde eine umfassende Risikoanalyse zur Blitzbedrohung dieser Anlagen auf der Basis von VDE V 0185 Teil 2:2002-11 [1] erstellt. Die Ergebnisse mündeten in ein technisch/wirtschaftlich ausgewogenes Konzept für den Anlagen- Blitzschutz (d.h. insbesondere dem Schutz vor direkten Blitzeinschlägen und deren unmittelbaren Auswirkungen) nach VDE V 0185 Teil 3:2002-11 [2] und für den Elektronik-Blitzschutz (d.h. für den Schutz vor Überspannungen durch direkte, insbesondere aber auch indirekte Blitzeinschläge) nach VDE V 0185 Teil 4:2002-11 [3]. Aufgrund der gesammelten Ergebnisse konnten dabei allgemeine Empfehlungen für den Äußeren und Inneren Blitzschutz von regenerativen Energieerzeugungssystemen erstellt werden. Diese sollen in Schulungen einmünden, die für Hersteller und Betreiber von Hybridanlagen angeboten werden. Durch die Anwendung wird der Schutz der Anlagen vor Blitzeinwirkung und elektromagnetischen Störungen verbessert, was sich in einer reduzierten Ausfallwahrscheinlichkeit bzw. erhöhten Verfügbarkeit wiederspiegelt. An einigen ausgewählten Anlagen werden mit Hilfe der im Projekt involvierten Industriepartner die Schutzmaßnahmen realisiert. Hierbei entstanden den Eigentümern bzw. Betreibern der Anlagen keine Kosten. In diesem Beitrag werden beispielhaft drei Anlagenprojekte detailliert gezeigt. Es handelt sich dabei um eine Schweinezuchtfarm in Magallón (Spanien, Zaragozza), das bioklimatische Haus (Kreta, Heraklion) und die Tegernseer- Hütte (Deutschland, Lenggries).
KW - Blitzschutz
KW - Photovoltaikanlagen
KW - Windenergieanlagen
KW - Lightning protection
KW - photovoltaic system
KW - wind turbine
Y1 - 2003
ER -