Blitzschutz ist Brandschutz

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Blitzschutz ist Brandschutz
Fotos: DEHN + SÖHNE


Jährlich entladen sich über dem Gebiet der Bundesrepublik Deutschland durchschnittlich mehr als 2 Millionen Blitze. Voraussetzung für die Entstehung von Gewittern ist der Transport warmer Luftmassen mit genügend hoher Feuchtigkeit in großen Höhen. Entsteht innerhalb der Gewitterzelle eine elektrische Feldstärke von mehreren 100 kV/m, wird eine Blitzentladung eingeleitet. Die Entladung entsteht nicht nur als allgemein bekannte Wolke-Erde-Entladung, sondern auch als Wolke-Wolke-Blitz.


Blitze Deutschland 2008

  • Gesamtsumme Blitze: 2.153.171
  • Stärkster Tag: 25.06.2008 => 106.923
  • Stärkste Woche: KW 31 274.444
  • Stärkster Monat: Juli 722.830


Quelle:

Blitz Informationsdienst von Siemens


Das Risiko für einen Blitzschaden ergibt sich allgemein aus der Beziehung: Rx = Nx • Px • Lx


Dabei sind:

  • Rx Risiko für einen Blitzschaden,
  • Nx die Häufigkeit der gefährlichen Ereignisse durch Blitzeinschläge pro Jahr, ermittelt aus der Erdblitzdichte, den äquivalenten Fangflächen und den Korrekturfaktoren,
  • Px die Schadenswahrscheinlichkeit, mit der ein Blitzeinschlag einen ganz bestimmten Schaden, z.B. Feuer oder Überspannung, verursacht,
  • Lx der Schadensfaktor, der die Art, den Umfang und gegebenenfalls die Konsequenzen des Schadens beschreibt.

Die Maßnahmen des Blitzschutzes sollen dazu führen, dass das Schadensrisiko R auf Werte begrenzt wird, die unter dem akzeptierten Schadensrisiko RT liegen.


Blitzschutzsystem

Ein Blitzschutzsystem hat die Aufgabe, Gebäude vor direkten Blitzeinschlägen und den daraus resultierenden möglichen Brand oder vor den Auswirkungen des eingeprägten Blitzstromes (nicht zündender Blitzschlag) zu schützen. Wenn nationale Vorschriften, wie z.B. Landesbauordnungen (LBO) der jeweiligen Bundesländer, Sonderverordnungen oder Sonderrichtlinien Blitzschutzmaßnahmen fordern, müssen solche installiert werden. Diese nationalen Vorschriften regeln z. B., dass für öffentlich genutzte oder der Öffentlichkeit zugängliche bauliche Anlagen durch Auflagen die Errichtung einer Blitzschutzanlage gefordert wird. Dies sind z.B. Versammlungsstätten, Krankenhäuser, Kirchen, Schulen und Kindergärten. Soweit diese Vorschriften keine Spezifikationen der Blitzschutzmaßnahmen enthalten, wird mindestens ein Blitzschutzsystem der (Blitz-) Schutzklasse III empfohlen. Andernfalls sollte die Notwendigkeit des Schutzes und die Auswahl entsprechender Schutzmaßnahmen durch Anwendung einer Risikoanalyse bestimmt werden.

Die Risikoanalyse entsprechend DIN EN 62305-2 (VDE 0185-305-2) welche von dem Planer in enger Abstimmung mit dem Eigentümer durchzuführen ist, kann für jede bauliche Anlage erstellt werden. Bei den Schadensarten Verlust von Menschenleben oder dauerhafte Verletzung, Verlust von Dienstleistungen für die Öffentlichkeit, Verlust von unersetzlichem Kulturgut wird berechnet, ob ein vorgegebenes tolerierbares Risiko überschritten wird oder nicht. Wird das tolerierbare Risiko überschritten, kann der Planer durch die Integration von Schutzmaßnahmen das Risiko so weit reduzieren, dass das verbleibende Restrisiko geringer ist als das vorgegebene tolerierbare Risiko.


Bestandteile eines Blitzschutzsystems

Bestandteile eines Blitzschutzsystems

Die für die jeweilige bauliche Anlage geeignete Schutzklasse ist aufgrund einer Risiko-abschätzung auszuwählen. Liegt keine Risikoabschätzung vor oder können keine detaillierten Aussagen über die Blitzstromaufteilung gemacht werden, empfiehlt auch die VDN-Richtlinie die Schutzklasse mit den höchsten Anforderungen (Schutzklasse I) zugrunde zu legen. Zur Orientierung für die Bestimmung der Schutzklasse für allgemeine bauliche Anlagen kann aus Sicht der Versicherungswirtschaft auch die Richtlinie zur Schadensverhütung des Gesamtverband der deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) VdS-Richtlinie 2010 „Risikoorientierter Blitz- und Überspannungsschutz, Richtlinie zur Schadensverhütung“ herangezogen werden.

Die Fangeinrichtung eines Blitzschutzsystems hat die Aufgabe, das zu schützende Volumen vor direkten Blitzeinschlägen zu bewahren. Sie sind so auszulegen, dass unkontrollierte Einschläge in das zu schützende Gebäude / bauliche Anlage vermieden werden. Fangeinrichtungen können aus folgenden Bestandteilen zusammengefügt und beliebig untereinander kombiniert werden:

  •  Stangen
  •  gespannte Drähte und Seile
  •  vermaschte Leiter

Bei der Festlegung der Anordnung und der Lage von Fangeinrichtungen können drei Verfahren genutzt werden:

  •  „Blitzkugel“-Verfahren
  •  Maschenverfahren
  •  Schutzwinkelverfahren.

Dabei ist das „Blitzkugel“-Verfahren die universelle Planungsmethode, die insbesondere für geometrisch komplizierte Anwendungsfälle empfohlen wird.


Getrennte Fangeinrichtung bei Dachaufbauten

Getrennte Fangeinrichtung bei Dachaufbauten

Der Trennungsabstand muss entsprechend der normativen Vorgabe eingehalten werden. Jedoch ist die Einhaltung dieses Abstandes bei Neuanlagen und bestehenden Anlagen vielfach ein Problem. So erlaubt es die moderne Architektur aus stilistischen Gründen oftmals nicht, die Ableitungen isoliert, d.h. getrennt mit Stützisolatoren am Gebäude, herabzuführen. Aber gerade bei modernen Industrieanlagen ist vielfach das Dach die letzte Installationsebene mit z. B. Einrichtungen der Lüftungs- und Klimatechnik, unterschiedlichen Rohrsystemen und Kabelpritschen. Durch geschickte Positionierung von Fangeinrichtungen, nach dem „Blitzkugel“-Verfahren dimensioniert, lassen sich direkte Blitzeinschläge in diese dachüberragenden Einrichtungen verhindern. Eine besondere Problemstellung bei Anlagen ist: Wie kann der Blitzstrom technisch korrekt unter Beachtung des ausreichenden Trennungsabstandes s zur Erde abgeleitet werden? Architektonische Gesichtspunkte sind ebenfalls zu berücksichtigen. Eine neuartige Lösung dafür ist eine hochspannungsfeste isolierte Ableitung. Die Grundkonzeption der isolierten Ableitung besteht darin, den blitzstromführenden Leiter so mit Isolierstoff zu umhüllen, dass der notwendige Trennungsabstand s zu anderen leitenden Teilen der Gebäudekonstruktion, zu elektrischen Leitungen und Rohrleitungen eingehalten wird. Unzulässige Näherungen müssen vermieden werden. Eine neuartige Lösung dafür ist eine hochspannungsfeste isolierte Ableitung (HVI®-Leitung) von DEHN + SÖHNE.

Einhaltung des Trennungsabstandes mit der HVI®-Leitung
Einhaltung des Trennungsabstandes mit der HVI®-Leitung


Potentialausgleich

Eine Gefahr des unkontrollierten Überschlages zwischen Teilen des Äußeren Blitzschutzes und metallenen und elektrischen Systemen im Inneren des Gebäudes besteht dann, wenn der Abstand zwischen der Fangeinrichtung oder Ableitung einerseits und den innenliegenden Systemen der zu schützenden baulichen Anlage nicht ausreichend ist. Durch metallene Installationen, z. B. Wasser-, Klima- und Elektroleitungen, ergeben sich Induktionsschleifen im Gebäude. In diese Induktionsschleifen werden durch das rasch veränderliche magnetische Blitzfeld Stoßspannungen induziert. Es muss verhindert werden, dass es durch diese Stoßspannungen zu einem unkontrollierten Überschlag kommt, der ggf. auch einen Brand verursachen kann. Durch einen Überschlag, z.B. auf Elektroleitungen, können enorme Schäden an der Installation und an den angeschlossenen elektrischen Betriebsmittel entstehen.


Potentialausgleich

Potentialausgleich

Deshalb wird der Potentialausgleich für alle elektrischen Verbraucheranlagen gefordert. Der Potentialausgleich beseitigt unzulässige Potentialunterschiede, z. B. zwischen dem Schutzleiter der Niederspannungs-Verbraucheranlagen und metallenen Wasser-, Gas- und Heizungsrohr-leitungen sowie zwischen geerdeten elektrischen Betriebsmitteln. Zusätzlich zu allen anderen fremden leitfähigen Systemen ist auch die Zuleitung der Niederspannungs-Verbraucheranlage in den Potentialausgleich einzubeziehen. Analog zum Potentialausgleich mit metallenen Installationen soll der Potentialausgleich für die Niederspannungs-Verbraucheranlage mittels Blitzstrom-Ableiter, SPD Typ 1 (z. B. DEHNventil®) ebenfalls unmittelbar an der Einführungsstelle im Objekt durchgeführt werden.



Anwendung DEHNventil® (Blitzstrom-Ableiter, SPD Typ 1)

Anwendung DEHNventil® (Blitzstrom-Ableiter, SPD Typ 1)

Werden informationstechnische Leitungen eingeführt so soll auch hier, analog zur Niederspannungs-Verbraucheranlage, der Potentialausgleich mittels Blitzstrom-Ableiter (z. B. Blitzductor® XT) erfolgen.







Blitzductor XT.jpg

Schutz der Informationstechnik mit BLITZDUCTOR® XT


Die für die jeweilige bauliche Anlage geeignete Blitz-Schutzklasse ist aufgrund einer Risikoabschätzung auszuwählen. Liegt keine Risikoabschätzung vor oder können keine detaillierten Aussagen über die Blitzstromaufteilung gemacht werden, empfiehlt auch die VDN-Richtlinie die Schutzklasse mit den höchsten Anforderungen (Schutzklasse I) zugrunde zu legen. Zur Orientierung für die Bestimmung der Schutzklasse für allgemeine bauliche Anlagen kann aus Sicht der Versicherungswirtschaft auch die Richtlinie zur Schadensverhütung des Gesamtverband der deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV) VdS-Richtlinie 2010 „Risikoorientierter Blitz- und Überspannungsschutz, Richtlinie zur Schadensverhütung“ herangezogen werden.

Blitzschutznorm

Die für den Blitzschutz wichtigste Norm ist die DIN EN 62305 mit den Teilen 1 bis 4 und deren nationalen Beiblättern.

Die DIN EN 62305-1 (VDE 0185-305-1)

  • Blitzschutz – Teil 1: Allgemeine Grundsätze enthält Informationen über die Gefährdung durch den Blitz, über Blitzkenndaten und über die daraus abgeleiteten Parameter zur Simulation von Blitzwirkungen.


Das Risikomanagement nach DIN EN 62305-2 (VDE 0185-305-2)

  • Blitzschutz – Teil 2: Risikomanagement verwendet eine Risikoanalyse um zuerst die Notwendigkeit des Blitzschutzes zu ermitteln. Danach wird die technisch und wirtschaftlich optimale Schutzmaßnahme festgelegt. Abschließend wird das verbleibende Restrisiko bestimmt.

DIN EN 62305-2-Beiblatt 1 (VDE 0185-305-2-Beiblatt 1):

  • Blitzgefährdung in Deutschland In diesem Beiblatt 1 zur DIN EN 62305-2 wird die Erdblitzdichte Ng für Deutschland an Hand einer Karte dargestellt.

In DIN EN 62305-2 Beiblatt 2 (VDE 0185-305-2 Beiblatt 2) wird eine einfache Berechnungshilfe zur Abschätzung des Schadensrisikos für bauliche Anlagen gegeben.


Der Teil DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3):

  • Schutz von baulichen Anlagen und Personen behandelt den Schutz von baulichen Anlagen und Personen vor materiellen Schäden und vor Lebensgefahr, die durch die Wirkung des Blitzstromes oder durch gefährliche Funkenbildung, insbesondere bei direkten Blitzeinschlägen, entstehen.


Das DIN EN 62305-3 Beiblatt 1 (VDE 0185-305-3 Beiblatt 1) enthält Zusätzliche Informationen zur Anwendung der DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3). Ein großer Teil des Beiblattes 1 gibt Erläuterungen zum Anhang E „Leitfaden für Entwurf, Ausführung, Wartung und Prüfung von Blitzschutzsystemen“ der Norm.


DIN EN 62305-3 Beiblatt 2 (VDE 0185-305-3 Beiblatt 2):

  • Zusätzliche Informationen für besondere bauliche Anlagen - Das Beiblatt beinhaltet Informationen für besondere bauliche Anlagen (wie z.B. Krankenhäuser, Sportanlagen, Siloobjekte mit explosionsgefährdete Bereichen, Hochregallager, Photovoltaikanlagen, Biogasanlagen) und berücksichtigt damit die technologische Entwicklung der letzten Jahre.


Dem Anwender wird mit DIN EN 62305-3 Beiblatt 3 (VDE 0185-305-3 Beiblatt 3):

  • Zusätzliche Informationen für die Prüfung und Wartung von Blitzschutzsystemen ein in sich geschlossenes Papier über die Prüfung von Blitzschutzsystemen an die Hand gegeben. Begriffe und deren Bedeutung wie z.B. den der Blitzschutzfachkraft sind darin festgelegt.


Mit DIN EN 62305-4 Beiblatt 4 (VDE 0185-305-3 Beiblatt 4 wird auf die Verwendung von Metalldächern als natürlicher Bestandteil in Blitzschutzsystemen eingegangen.


Der Teil DIN EN 62305-4 (VDE 0185-305-4):

  • Schutz elektrischer und elektronischer Systeme in baulichen Anlagen behandelt den Schutz von baulichen Anlagen mit elektrischen und elektronischen Systemen gegen die Wirkungen des elektromagnetischen Blitzimpulses.

Für die Anwendung der Beiblätter muss angemerkt werden, dass diese nicht automatisch zur Norm gehören. Beiblätter sind jedoch die Stellungnahme des DKE-Gremium K 251, welches die deutsche Fachwelt repräsentiert. Sie entsprechen daher dem anerkannten Stand der Technik in Deutschland.

Normen sind unter www.vde-verlag.de erhältlich.

...ein Fachbuch welches keine Fragen offen läßt. Foto: BR

Ausführlichere Informationen finden Sie im Fachbuch „BLITZPLANER®“ von DEHN + SÖHNE GmbH + Co. KG


Quelle: Bilder und Texte


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