Blitzschutzanlage – Notwendigkeit, Normung, Funktion

Benötige ich zwingend eine Blitzschutzanlage?

Je nach Art der Nutzung eines Gebäudes ist die Installation einer Blitzschutzanlage sinnvoll oder sogar vorgeschrieben. Nachfolgend werden Verweise von baurechtlichen Vorgaben aufgeführt, die eine Blitzschutzanlage fordern. Es handelt sich um eine Reihe beispielhafter baurechtlicher Vorgaben des Bundeslandes Baden-Württemberg. Für andere Bundesländer müssen aktuell gültige Vorschriften entsprechend geprüft werden, die in der Regel auf der Webseite der Innenministerien zu finden sind. Bei der Frage nach den entsprechend gültigen Vorschriften für eine zu betrachtende Anlage sind im Zweifelsfall die Behörden zu kontaktieren.

• Hinweise des Wirtschaftsministeriums Baden-Württemberg über den baulichen Brandschutz in Krankenhäusern und baulichen Anlagen entsprechender Zweckbestimmung:
  Punkt 4.4 Blitzschutzanlagen: Krankenhäuser müssen Blitzschutzanlagen haben, die auch die sicherheitstechnischen Einrichtungen schützen (äußerer und innerer Blitzschutz).
• Verordnung des Wirtschaftsministeriums über den Bau und Betrieb von Versammlungsstätten (Versammlungsstättenverordnung – VStättVO):
  §14 Abs. 4: Versammlungsstätten müssen Blitzschutzanlagen haben, die auch die sicherheitstechnischen Einrichtungen schützen (äußerer und innerer Blitzschutz).
• Verordnung des Wirtschaftsministeriums über den Bau und Betrieb von Verkaufsstätten (Verkaufsstättenverordnung – VkVO):
  §19: Gebäude mit Verkaufsstätten müssen Blitzschutzanlagen haben.

Darüber hinaus besagt die Landesbauordnung Baden-Württemberg, dass bauliche Anlagen, die besonders blitzgefährdet sind oder bei denen Blitzschlag zu schweren Folgen führen kann, mit dauernd wirksamen Blitzschutzanlagen zu versehen sind. (vgl. §15 Abs. 2, LBO BW).

Im Klartext bedeutet dies, dass z. B. geprüfte Brandschutzkonzepte eine Blitzschutzanlage fordern können. Vielfach wird der Gesetzestext der Bauordnungen übernommen. Als anerkannte Regel der Technik kann deswegen ein in der Blitzschutznorm Teil 2 beschriebenes Verfahren zur Risikoabschätzung zur Hilfe genommen werden.

Des Weiteren kann eine Blitzschutzanlage durch den Gebäudeversicherer gefordert werden, um Versicherungsschutz zu gewährleisten.

Wo ist die Blitzschutzanlage geregelt?

Der Blitzschutz ist in der DIN EN 62305 in 4 Teilen geregelt.

Zu den Teilen 2 bis 4 sind separat Beiblätter des DKE Gremiums erhältlich. Es ist zu berücksichtigen, dass diese Beiblätter lediglich informative Ergänzungen zu dieser Norm sind und keinen normativen Charakter besitzen.

Diese Beiblätter entsprechen aber dennoch dem deutschen Stand der Technik und geben eine Stellungnahme der DKE wieder. Sollen die Beiblätter explizit berücksichtigt werden, ist es ratsam, die Bedeutsamkeit vertraglich festzulegen.

Wie ist eine Blitzschutzanlage aufgebaut?

Ein Blitzschutzsystem oder auch nach Norm „LPS“ (Lightning Protection System) genannt, besteht aus einem äußeren und inneren Blitzschutz.

Der äußere Blitzschutz soll einen direkten Blitzschlag einfangen. Dadurch kann eine gefährliche Funkenbildung verhindert werden, die zum Brand oder sogar zur Explosion führen kann. Des Weiteren werden z.B. metallische Bauteile vor thermischen Schäden, wie etwa Durchschmelzen, bewahrt. Auch schlagartiges Verdampfen von Wasser, das beispielsweise in feuchten Schornsteinen zur explosionsartigen Beschädigung führen kann, kann damit verhindert werden. Ebenso können für Lebewesen gefährliche Berühr- und Schrittspannungen durch Potentialunterschiede im Gebäude verhindert werden.

Der innere Blitzschutz versteht sich darin, einen sogenannten Blitzschutzpotentialausgleich vorzusehen und von Blitzen erzeugte Überspannungen kontrolliert abzuleiten. Durch diese kontrollierte Ableitung wird ebenfalls eine Funkenbildung innerhalb des Gebäudes verhindert. Um einen Funkenüberschlag von außerhalb des Gebäudes nach innen zu verhindern, muss ein errechneter Trennungsabstand eingehalten werden.

Wie funktioniert der Blitzschutz?

Äußerer Blitzschutz

Der äußere Blitzschutz – wie der Name bereits sagt – befindet sich außerhalb (oder gegebenenfalls innerhalb von Außenwänden) eines Gebäudes. Die Aufgabe des äußeren Blitzschutzes besteht darin, Blitzeinschläge in das Gebäude abzufangen und sicher zur Erde abzuleiten.

Dabei kann der äußere Blitzschutz von oben nach unten unterteilt werden:

• Fangeinrichtung – bestehend aus Fangstangen, Seilen oder Leitungen
• Ableitung
• Erdungsanlage

Fangeinrichtungen werden nach in der Norm beschriebenen Verfahren errichtet. Dabei müssen Ecken, herausragende Stellen und Kanten geschützt werden. Diese können beispielsweise sein:

• Ecken: Gebäudeecke
• Herausragende Stellen: Lichtkuppel, Schornstein, Empfangsanlage, Entlüftungsrohr, Lüftungszentrale
• Kanten: First, Traufe, Grat, Dachgaube, Kehle, Attika

Auch natürliche leitende Bestandteile des Daches dürfen als Fangeinrichtung benutzt werden, sofern sie bestimmte Bedingungen erfüllen, wie z.B. die Dicke des Metallbleches oder die Gewährleistung des elektrischen Durchgangs. Somit können beispielsweise Regenrinnen oder Schneefänge als Fangeinrichtung benutzt werden.

Um den Blitzstrom abzuleiten, muss die Fangeinrichtung mit der Erdungsanlage über Ableitungen verbunden werden. Grundsätzlich gilt: Umso mehr Ableitungen desto besser, da so die Wege des Blitzstromes kurzgehalten werden, der Blitzstrom sich vermehrt aufteilen kann, die Wahrscheinlichkeit von Seiteneinschlägen in das Gebäude verringert wird und die Gefahr einer Funkenbildung abnimmt.

Typische Ableiterabstände können einer Tabelle der Norm entnommen werden. Dennoch kann es vorkommen, dass aus baulichen Gründen (freiliegende Ecken, Innenhöfe) mehrere Ableitungen sinnvoll sind. Die endgültige Anzahl der Ableitungen ist jedoch abhängig vom Trennungsabstand.

Der Trennungsabstand ist ein errechneter Abstand zwischen leitenden Teilen, bei dem rechnerisch kein Funkenüberschlag (oder -durchschlag) auftreten kann. Dieser muss zwischen blitzstromtragenden Teilen des äußeren Blitzschutzes und metallenen Installationen am Gebäude oder auch zwischen innenliegenden Stromkreisen und Metallinstallationen eingehalten werden. Er ist unter anderem abhängig von der Anzahl der Ableitungen, weshalb sich unter Umständen die Anzahl der Ableitungen erhöhen muss, um einen geringeren Trennungsabstand am betrachteten Punkt zu erreichen.

Jede Ableitung wird geerdet. Das kann nun über einen gemeinsamen verbundenen Fundament- oder Ringerder oder durch einzelne vertikale Erder erfolgen. Der Vorteil einer Nutzung eines Fundamenterders als geschlossener Ring im Betonfundament für die Erdungsanlage ist, dass der Erder bei genügender Betonüberdeckung gegen Korrosion geschützt ist.

Innerer Blitzschutz

Gelangen Blitzteilströme in das Gebäude, müssen sie so schnell wie möglich abgeleitet werden. Ursachen dafür können sein:

• Blitzeinschlag neben das Gebäude
• Blitzeinschlag in die Versorgungsleitung
• Blitzeinschlag neben der Versorgungsleitung

Dabei werden direkte oder induzierte Überspannungen und somit gefährliche Potentialunterschiede erzeugt.

Metallene Einführungen werden nach Gebäudeeintritt direkt an die Haupterdungsklemme angeschlossen. Der wesentliche Unterschied zum herkömmlichen Potentialausgleich ist der größere Querschnitt bei den Leitungen, da diese in der Lage sein müssen, sehr hohe Ströme abzuleiten. Wird ein Blitzschutzsystem geplant, werden somit metallene Einführungen, wie beispielsweise die Wasserversorgungsleitung (falls nicht Kunststoff) mit 16 mm² Kupfer an die HEK angeschlossen.

Sind solche Verbindungen nicht erlaubt, da es sich um eine Niederspannungsversorgungsleitung oder Telekommunikationsversorgungsleitung handelt, werden Überspannungsschutzgeräte vom Typ 1 bis Typ 3 eingesetzt. Diese Geräte stellen erst ab einer gewissen Überspannung einen Potentialausgleich her und leiten daher bei Normalbetrieb keinen Strom.

Weiterhin kann es vorkommen, dass eingeführte Gas- oder Tankleitungen mit einem kathodischen Korrosionsschutz versehen sind. Das heißt, dass diese bei passiver Schutzmaßnahme mit Hilfe eines Isolierstückes bezüglich der Rohraußenseite elektrisch getrennt eingeführt wird. Die Versorgungsleitung darf erst nach dem Isolierstück an die HEK angeschlossen werden. Um einen unkontrollierten Überschlag und eine Beschädigung dieser Leitung zu vermeiden, werden in diesem Fall Trennfunkenstrecken eingesetzt.

Zusammenfassung

Eine Blitzschutzanlage kann durch Richtlinien oder Sonderbauverordnungen zwingend gefordert werden. Des Weiteren kann sie bauordnungsrechtlich im Rahmen eines Brandschutzkonzeptes oder einer behördlichen Festlegung verlangt werden. Um den anerkannten Regeln der Technik gerecht zu werden kann eine Risikoanalyse nach Norm durchgeführt werden. Durch Auswahl geeigneter Blitzschutzmaßnahmen kann die Gefahr eines Personen- oder Sachschadens auf ein akzeptierbares Maß begrenzt werden.

Die Blitzschutzanlage ist in der DIN EN 62305 geregelt und besteht aus einem äußeren und inneren Blitzschutz unter Einhaltung des Trennungsabstandes.

Der äußere Blitzschutz leitet direkte Blitzeinläge zur Erde ab, während der innere Blitzschutz Überspannungen auf ein bestimmtes Maß begrenzt, sodass Lebewesen und Sachgüter von schlimmeren Schäden bewahrt werden.