Elektroautos: So planen Sie Ladepunkte in Tiefgaragen

Die Zulassungszahlen von Elektro-Pkw steigen dieses Jahr auf Rekordniveau. Damit wächst der Bedarf an Lademöglichkeiten. Der Bundestag hat zwei neue Gesetze beschlossen, die den Ausbau der Ladeinfrastruktur in privaten und öffentlichen Tiefgaragen voranbringen. Um Risiken bei der Anpassung der elektrischen Infrastruktur zu minimieren, müssen TGA-Planer wissen, welche rechtlichen und technischen Vorgaben für Ladepunkte in Tiefgaragen gelten und wie diese umzusetzen sind.

Welche Dynamik der Markthochlauf der Elektromobilität erreicht hat, zeigt der aktuelle „E-Mobility Index 2021“. Diesen veröffentlichten im März 2021 die Unternehmensberatung Roland Berger und die fka GmbH. Demnach wurden 2020 alleine in Deutschland 400.000 Pkw mit elektrischem Antrieb zugelassen. Laut der Studie hat sich damit der Anteil der Elektrofahrzeuge in Deutschland gegenüber dem Vorjahr verdreifacht.

Diese Entwicklung eröffnet vielfältige Chancen für TGA-Planer. Sowohl der Gebäudebestand als auch der Neubau benötigt künftig deutlich mehr Ladepunkte bzw. Ladestationen für Elektrofahrzeuge. Schätzungen zufolge müssen mittelfristig 5 bis 20 % der Stellplätze in den Tiefgaragen entsprechend ausgestattet sein, um die Voraussetzungen für die Ziele der E-Mobilität zu schaffen.

Eine der Herausforderungen besteht darin, intelligente Ladeinfrastrukturen so zu planen und zu integrieren, dass die Stromversorgung der Gebäude nicht überlastet wird. Anderenfalls erhöht sich unter Umständen das Risiko für einen Brand – hervorgerufen durch die elektrische Anlage.

WEMoG und GEIG gelten bundesweit

Die Rechte von Wohnungseigentümern und Mietern, die den Ausbau einer privaten Ladestation für E-Autos planen, stärkt das Wohnungseigentumsmodernisierungsgesetz (WEMoG). Es trat am 1. Dezember 2020 in Kraft. Vereinfacht gesagt haben Wohnungseigentümer und Mieter nun einen Anspruch darauf, in der Tiefgarage oder auf dem Grundstück des Hauses eine Ladesäule zu installieren. Im Falle einer Wohnungseigentümergemeinschaft können andere Mitglieder kein Veto mehr einlegen, sondern lediglich mitbestimmen, wie die Baumaßnahme umgesetzt wird.

Für TGA-Planer relevant ist auch das im März 2021 vom Bundestag beschlossene Gebäude-Elektromobilitätsinfrastruktur-Gesetz (GEIG). Es beinhaltet konkrete Vorgaben zur Leitungs- und Ladeinfrastruktur. So muss z. B. bei neuen Wohngebäuden mit mehr als fünf Stellplätzen jeder Pkw-Stellplatz mit Schutzrohren oder anderen Verlegesystemen als Vorbereitung für die Verkabelung der Ladepunkte ausgestattet werden.

Für Nichtwohngebäude liegt die Grenze bei sechs Stellplätzen. Wird diese überschritten, sind für jeden dritten Pkw-Stellplatz die benötigte Leitungsinfrastruktur und zusätzlich mindestens ein Ladepunkt einzurichten. Es gibt jedoch Ausnahmen für kleinere und mittlere Unternehmen, die ihr Gebäude ausschließlich selbst nutzen.

Länderspezifische Verordnungen für Ladepunkte in Tiefgaragen

Fast jedes Bundesland hat eine eigene Garagenverordnung. Diese basiert auf der Muster-Verordnung (M-GarVO) der Arbeitsgemeinschaft der für Städtebau, Bau- und Wohnungswesen zuständigen Minister und Senatoren (Argebau). Die Garagenverordnungen der Länder (BbgGStV, BetrVO, BremGarVO, GaStellV, GaV, GaVO, GarVO, GarVO M-V, GaStplVO, SächsGarStellplVO, SBauVO und ThürGarVO) enthalten Vorschriften für den Bau und Betrieb offener und geschlossener Klein-, Mittel- und Großgaragen.

Die Aussagekraft der Garagenverordnungen bezüglich der Installation von Ladeeinrichtungen ist jedoch oft begrenzt. Sowohl in der M-GarVO (der aktuelle Stand datiert vom 30. Mai 2008) als auch beispielsweise in der derzeit gültigen bayerischen „Garagen- und Stellplatzverordnung“ (GaStellV) werden keine konkreten Anforderungen definiert.

Einen Schritt weiter ist Hessen. Dort gibt die „Verordnung über den Bau und Betrieb von Garagen und Stellplätzen“ (GaV) vor, dass Garagen über eine ausreichende Anzahl an Stellflächen verfügen müssen, die mit einem Anschluss an Ladestationen für E-Fahrzeuge ausgerüstet sind. Ein Anteil von mindestens 5 % ist vorgeschrieben.

Bundeslandspezifisch sind ebenfalls die Leitungsanlagen-Richtlinien mit Regelungen zu brandschutztechnischen Anforderungen zu beachten. Auch diesen Richtlinien liegt ein Argebau-Muster zugrunde, die Muster-Leitungsanlagen-Richtlinie (MLAR).

Beschrieben werden in der MLAR u. a. Maßnahmen zur (Brand)Abschottung, die die Ausbreitung von Feuer und Rauch zwischen den Gebäudeteilen verhindern sollen. Geprüft werden muss, ob das Verlegen von Leitungen durch Wände zwischen der Garage und anderweitig genutzten Räumen den Brandschutz beeinflusst. Dies kann der Fall sein, wenn an die Trennwände besondere Anforderungen hinsichtlich der Feuerwiderstandsdauer gestellt werden.

DIN VDE 0100 systematisiert die Planung

Eine der wichtigsten Normenreihe für Niederspannungsanlagen ist DIN VDE 0100. Sie gilt für eine Vielzahl an Anwendungen. Dazu zählen auch die Planung und Installation von Ladeeinrichtungen. Die Normenreihe unterstützt die Fachkräfte bei der systematischen Planung und Errichtung von Niederspannungsanlagen.

Insbesondere bei Installationen im Bestand mit nachgerüsteten Lademöglichkeiten sollten Planer sicherstellen, dass diese den Vorgaben in DIN VDE 0100-722 entsprechen. Dieser Teil beschreibt die Anforderungen, die Elektrofahrzeuge an die Energieversorgung stellen. Dazu zählt u. a. der Schutz gegen elektrischen Schlag und thermische Auswirkungen. Außerdem sind Maßnahmen zu treffen, die eine Überlastung der Stromkreise und eventuelle Kurzschlüsse verhindern.

DIN VDE 0100-722 fordert zudem für jeden Ladepunkt einen eigenen Endstromkreis. Dieser muss über separate Schutzeinrichtungen verfügen. Jeder Ladepunkt muss zudem eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung haben. Befindet sich keine auf Seite der Ladeinfrastruktur, ist ggf. eine im Bestand nachzurüsten.

Bei der Auswahl der Schutzeinrichtung sind vor allem die Anforderungen an die Erkennung von glatten Gleichfehlerströmen zu beachten, die bedingt durch den Ladevorgang auftreten können. Insbesondere wenn der Ladepunkt öffentlich zugänglich ist, kommt Abschnitt 722-443 zum Tragen. Dieser gibt vor, dass ein Schutz gegen transiente Überspannungen vorhanden sein muss.

Nach DGUV jährliche Begutachtung

Bei Ladeeinrichtungen handelt es sich um „Anlagen der besonderen Art“ nach den Normen der Reihe DIN VDE 0100-700. Deshalb werden die Prüffristen nach DGUV Vorschrift 3 verkürzt – der gesetzlichen Unfallverhütungsvorschrift für elektrische Anlagen und Betriebsmittel. Diese legt in ihren Durchführungsbestimmungen fest, dass die Ladeeinrichtungen jährlich statt alle vier Jahre wiederkehrend zu begutachten sind.

Auch aus der Verordnung zur Betriebssicherheit kann eine Pflicht zur regelmäßigen Überprüfung resultieren. Hier muss der Betreiber die Gefährdung selbst bewerten und daraus sinnvolle Prüffristen ableiten. Obwohl nicht zwingend vorgeschrieben, sollte während der wiederkehrenden Prüfungen die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladeeinrichtung gemessen werden. Dadurch lässt sich bewerten, ob die sicherheitsrelevante Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladeeinrichtung beim Ladevorgang ordnungsgemäß funktioniert.

Unfälle, Vandalismus oder Rohrbrüche können die Ladepunkte und Leitungsanlagen in Tiefgaragen potenziell beschädigen. Mögliche mechanische Einwirkungen müssen deshalb in der Planungsphase analysiert und die Wallboxen und Ladesysteme entsprechend platziert bzw. gesichert werden.

Leistungsbedarf und Spitzenlasten

Zum kabelgebundenen Laden der Elektrofahrzeuge dienen entweder Steckdosen, Ladesäulen oder Wallboxen. Grundsätzlich sind vier Ladebetriebsarten (siehe Info-Kasten) möglich. In Tiefgaragen werden derzeit meist Wallboxen mit einer Leistung von 11 oder 22 kW je Ladepunkt installiert.

Um die Anschlussleistung der Ladeinfrastruktur richtig zu dimensionieren, müssen folgende Faktoren analysiert werden: Art und Anzahl der Fahrzeuge, ihre Ladeleistung, Standzeiten sowie das prognostizierte Ladeverhalten der Fahrzeughalter. In Bestandsgebäuden ist zu klären, welche Maximalleistung zur Verfügung steht.

Auch das Gesamtsystem Gebäude plus Tiefgarage ist näher zu betrachten. Vor allem in Wohngebäuden kann es ohne ein intelligentes Lastmanagement zu hohen Spitzenlasten kommen. Denn am Abend werden die geparkten Fahrzeuge geladen und gleichzeitig in den Wohnungen leistungsstarke elektrische Verbraucher wie Elektroherde oder Waschmaschinen genutzt.

Eine fachgerechte Planung muss dafür sorgen, dass die elektrische Anlage nicht überlastet wird. Über mehrere Stunden dauernde Ladevorgänge bringen das System sonst an seine Grenzen, was mitunter zu Überhitzungen führt.

Intelligente Lastmanagementsysteme haben einen weiteren Vorteil. Sie begrenzen nicht nur den Spitzenleistungsbedarf, sondern glätten auch den Lastkurvenverlauf der Anlage und senken die Stromkosen. Beispielsweise können regenerative Energieerzeuger wie Photovoltaik-Anlagen eingebunden werden. Der über Tag erzeugte Solarstrom kann optional in Batteriesystemen zwischengespeichert und nachts zum kostengünstigen Aufladen der Fahrzeugbatterien genutzt werden.

Aufgaben und Pflichtenverteilung

Sind die Ladepunkte in der Tiefgarage öffentlich zugänglich, schreibt die Ladesäulenverordnung (LSV) u. a. vor, dass Betreiber die Installation, einen Betreiberwechsel und die Außerbetriebnahme melden müssen. Dies betrifft sowohl Normal- als auch Schnellladepunkte. Die Anzeige muss vier Wochen vorher schriftlich oder elektronisch bei der Bundenetzagentur eingehen. Betreiber von Schnellladepunkten müssen zudem durch geeignete Unterlagen nachweisen, dass die Ladepunkte den technischen Anforderungen der Verordnung entsprechen.

Vor der Inbetriebnahme müssen Ladesäulen und Ladeinfrastruktur geprüft werden. Hier steht nicht der Betreiber, sondern der Errichter in der Pflicht. In Einzelfällen kann die Prüfung von einer unabhängigen Prüforganisation unterstützt und bewertet werden. Diese sichtet die Unterlagen und stellt auf Grundlage der DIN VDE 0100-600 fest, ob die vorgelegten Protokolle, Messwerte und Dokumentationen plausibel sind. Die Art und den Umfang der wiederkehrenden Prüfungen legt mitunter die DIN VDE 0105-100/A1 fest.

TÜV SÜD Industrie Service unterstützt Betreiber und Errichter, die Ladeinfrastrukturen für Elektrofahrzeuge in öffentlichen und privaten Tiefgaragen planen. Die Experten begleiten von der ersten Analyse der technischen Grundlagen bis hin zum Abschluss der Genehmigungsverfahren.

Im Fokus stehen Analysen der Spannungsqualität und der elektrischen Leistungsreserven des Objekts sowie der Aufbau eines intelligenten Lademanagements. Untersucht wird u. a., ob die Ladeinfrastruktur konform zur örtlich anzuwendenden Garagenverordnung und der Normenreihe DIN VDE 0100 ist und ob ggf. vorhandene besondere Anforderungen der Sachversicherer oder Feuerwehren eingehalten werden. Außerdem gehören wiederkehrende Prüfungen zum Leistungsangebot.

Dieser Beitrag von Alexander Kleinmagd  und Stefan Veit ist zuerst erschienen in TGA 07/2021. 

Alexander Kleinmagd ist Gruppenleiter Elektro- und Gebäudetechnik und Sachverständiger für Explosionsschutz und Elektrotechnik bei der TÜV SÜD Industrie Service GmbH, Niederlassung Mannheim, Telefon (06 21) 39 53 58, alexander.kleinmagd@tuvsud.com, www.tuvsud.com/de-is

Stefan Veit ist Sachverständiger im Geschäftsfeld Elektro- und Gebäudetechnik der TÜV SÜD Industrie Service GmbH, Niederlassung München, Telefon (0 89) 57 91 28 01, stefan.veit@tuvsud.com, www.tuvsud.com/de-is