6-1-2 Blitzschutz von Dachaufbauten.pdf
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6.1.2<br />
Seite 1 <strong>von</strong> 15<br />
1. Einleitung<br />
<strong>Blitzschutz</strong> <strong>von</strong> <strong>Dachaufbauten</strong><br />
Die Dächer <strong>von</strong> Industrie- und Verwaltungsgebäuden<br />
werden immer mehr zu komplexen technischen<br />
Nutzflächen. Der Anteil an elektrisch betriebenen und<br />
gesteuerten Systemen wie z. B. Klimageräten nimmt<br />
gegenüber den „klassischen <strong>Dachaufbauten</strong>“ wie z. B.<br />
Kaminen und Dachfenstern stark zu.<br />
Es werden die Möglichkeiten und Gefahren der verschiedenen<br />
Schutzmethoden erörtert. Dazu werden<br />
Beispiele zum Schutz <strong>von</strong> <strong>Dachaufbauten</strong> gegeben<br />
und ein Zusammenhang zwischen den Maßnahmen<br />
des äußeren und des inneren <strong>Blitzschutz</strong>es hergestellt.<br />
2. Historie<br />
Der Grundstein für die heutigen Bestimmungen zum<br />
Thema „<strong>Blitzschutz</strong>“ wurde im Jahr 1885 mit der Gründung<br />
des damaligen Ausschuss für Blitzableiterbau<br />
e.V. (ABB) als Unterausschuss des Elektrotechnischen<br />
Vereins zu Berlin gelegt. Der Gründung folgten<br />
die Herausgabe <strong>von</strong> Leitsätzen und dem inzwischen<br />
legendären Buch „<strong>Blitzschutz</strong>“. Das Buch „<strong>Blitzschutz</strong>“<br />
wurde bis zur letzten, der 8. Auflage im Jahr 1968,<br />
ständig überarbeitet.<br />
Bild 1: Blitzgeschützte Dachanlage<br />
Diese funktionstechnischen <strong>Dachaufbauten</strong> mit leitenden<br />
Verbindungen in das Gebäudeinnere müssen in<br />
dem System „<strong>Blitzschutz</strong>“ besonders berücksichtigt<br />
werden.<br />
Das Thema „<strong>Blitzschutz</strong> <strong>von</strong> <strong>Dachaufbauten</strong> auf Industrie-<br />
und Verwaltungsgebäuden“ wird häufig in seiner<br />
Komplexität, seiner Wichtigkeit und seinem Einfluss<br />
auf die Gestaltung des „restlichen“ <strong>Blitzschutz</strong>systems<br />
(BSS) unterschätzt.<br />
Diese Ausarbeitung gibt einen Überblick über die bekannten<br />
Schutzmethoden und die Historie der Bestimmungen<br />
zum Thema „Schutz <strong>von</strong> <strong>Dachaufbauten</strong>“.<br />
Im Jahr 1982 wurde diese 8. Auflage des Buches<br />
„<strong>Blitzschutz</strong>“ in die DIN VDE 0185 überführt. Diese<br />
Norm wurde vom ABB, inzwischen umbenannt in<br />
„Arbeitsgemeinschaft für <strong>Blitzschutz</strong> und Blitzableiterbau“,<br />
zusammen mit dem Komitee 251 „Errichtung<br />
<strong>von</strong> <strong>Blitzschutz</strong>anlagen“ der DKE erarbeitet und als<br />
VDE-Richtlinie eingeführt. Der ABB ist als ständiger<br />
Ausschuss im VDE vertreten und nennt sich heute<br />
„Ausschuss für <strong>Blitzschutz</strong> und Blitzforschung“.<br />
3. Bewertung der Schutzmethoden<br />
(Eine Gesamtübersicht finden Sie in der Tabelle „Blitzstromverteilung“<br />
im Anhang dieser Ausarbeitung.)<br />
Zur Bewertung der Schutzmethoden werden die „Wege<br />
des Blitzstromes“ und dessen Aufteilung schematisiert<br />
betrachtet. Der Blitzstrom teilt sich bei Verzweigungen<br />
umgekehrt proportional zu den entsprechenden Impedanzen<br />
der Verzweigungsäste auf (Stromteilerregel).<br />
Dabei muss der hochfrequente Blitzstromanteil (di/dt)<br />
berücksichtigt werden. Das Hauptbewertungskriterium<br />
der Schutzmethode ist die Vermeidung der Gefahr<br />
durch Teilblitzströme in das Innere des Gebäudes.<br />
Im Zuge der Internationalisierung der Normen und der<br />
Bestrebungen zur Vereinheitlichung der Vorschriften<br />
innerhalb Europas wurde im August 1996 die DIN V<br />
ENV 61024-1, deren Inhalte sich auf die IEC 1024-<br />
1:1990 stützen, veröffentlicht.<br />
Bild 2: Blitzgeschützte Dachanlage<br />
Diese Erkenntnisse wurden im November 2002 mit<br />
Herausgabe der DIN V VDE 0185-3 bekannt gemacht<br />
und sind seit Oktober 2006 mit Erscheinen der DIN EN<br />
62305-3 (VDE 0185-305-3) gültig. Im Oktober 2011 ist<br />
dazu die 2. Ausgabe erfolgt.<br />
Verfasser: Heinz-Josef Krämer Stand 04/2012
6.1.2<br />
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<strong>Blitzschutz</strong> <strong>von</strong> <strong>Dachaufbauten</strong><br />
Das Thema „Schutz <strong>von</strong> <strong>Dachaufbauten</strong>“ wurde mit<br />
der Zeit weiterentwickelt. Rückblickend auf die 8. Auflage<br />
des Handbuchs „<strong>Blitzschutz</strong>“ des ABB wurden<br />
damals die folgenden Festlegungen getroffen:<br />
Zitat:<br />
8. Auflage des Buches „<strong>Blitzschutz</strong>“, §5 Auffangeinrichtung,<br />
Absatz 6<br />
„Die aus der Dachfläche hervorragenden Gebäudeteile<br />
wie Schornsteine, Turmspitzen, Dunstschlote,<br />
Windfahnen, Aufzüge, Firmenschilder, Antennenträger<br />
und gegebenenfalls ihre Abspannseile sind,<br />
falls sie aus Metall bestehen, als Auffangeinrichtung<br />
zu benutzen und mit Anschlussleitungen an die<br />
Dachleitungen anzuschließen oder, wenn sie nicht<br />
aus Metall bestehen, mit Auffangeinrichtungen zu<br />
versehen“.<br />
Schon damals wurde in § 7.3.3 darauf hingewiesen,<br />
dass Fremdnäherungen beseitigt werden müssen<br />
durch:<br />
1. Vergrößerung des Abstandes oder<br />
2. Verbinden mit der Fangeinrichtung (auch über geschlossene<br />
Trennfunkenstrecken oder Überspannungsableiter).<br />
Die DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) berücksichtigt<br />
<strong>Dachaufbauten</strong>. Dort heißt es im Abschnitt E.5.2.4.2.4<br />
Schutz <strong>von</strong> eingelassenen oder vorstehenden <strong>Dachaufbauten</strong><br />
ohne leitende Installationen.<br />
Leitende Installationen, wie elektrische Leitungen<br />
oder Metallrohre, die <strong>von</strong> in das Dach eingelassenen<br />
metallenen Aufbauten in das Innere der baulichen<br />
Anlage führen, können einen beträchtlichen<br />
Teil des Blitzstromes in das Innere des Gebäudes<br />
leiten.<br />
Wenn solche leitenden Verbindungen vorhanden<br />
sind, sollten die <strong>Dachaufbauten</strong> durch Fangeinrichtungen<br />
geschützt werden.<br />
Fangeinrichtungen für den Schutz <strong>von</strong> im Dach<br />
eingelassenen oder aus dem Dach vorstehenden<br />
metallenen Aufbauten sollten eine derartige Höhe<br />
haben, dass der zu schützende Aufbau völlig innerhalb<br />
des durch die Blitzkugel oder den Schutzwinkel<br />
bestimmten Schutzraumes der Fangeinrichtung<br />
liegt. Der Abstand zwischen den Fangeinrichtungen<br />
und den <strong>Dachaufbauten</strong> muss dem Trennungsabstand<br />
s nach 6.3 entsprechen.<br />
Nicht leitende <strong>Dachaufbauten</strong>, die höchstens 0,3 m<br />
über das Dachniveau hinausragen, erfordern keinen<br />
zusätzlichen Schutz durch Fangeinrichtungen.<br />
Haben diese nicht leitenden <strong>Dachaufbauten</strong> metallene<br />
Einrichtungen mit Verbindung in das Innere der<br />
baulichen Anlage, dann müssen sie wie metallene<br />
<strong>Dachaufbauten</strong> behandelt werden.<br />
Abschnitt E.5.2.4.2.5 beschreibt Schutzmaßnahmen<br />
für <strong>Dachaufbauten</strong>, die elektrische Anlagen oder Informationsverarbeitungseinrichtungen<br />
enthalten:<br />
Alle <strong>Dachaufbauten</strong> aus isolierendem oder leitendem<br />
Werkstoff, die elektrische Anlagen und/ oder<br />
Informationsverarbeitungseinrichtungen enthalten,<br />
sollten innerhalb des Schutzraumes der Fangeinrichtung<br />
liegen.<br />
Ein direkter Einschlag in die installierte Einrichtung<br />
innerhalb des Schutzraumes ist unwahrscheinlich.<br />
Ein direkter Einschlag in den Dachaufbau würde<br />
nicht nur zur Zerstörung des Dachaufbaus, sondern<br />
auch zu einer ausgedehnten Beschädigung der damit<br />
verbundenen elektrischen und elektronischen<br />
Einrichtung nicht nur in dem Dachaufbau, sondern<br />
auch innerhalb der baulichen Anlage führen.<br />
Klare Aussagen zur Behandlung natürlicher Bauteile,<br />
wie z.B. einer Metallattika werden im Absatz E.5.2.5<br />
getroffen. Es heißt dort:<br />
Auf baulichen Anlagen mit Flachdächern stellt die<br />
metallene Bekleidung der Dachbrüstung einen typischen<br />
natürlichen Bestandteil eines LPS-Fangnetzes<br />
dar. Eine derartige Bekleidung besteht aus<br />
stranggepressten oder gebogenen Teilen aus Aluminium,<br />
verzinktem Stahl oder Kupfer in U-Form,<br />
die die Oberfläche der Dachbrüstung gegen Witterungseinflüsse<br />
schützt. Die Mindestdicke nach Tabelle<br />
3 muss für so einen Fall angewendet werden.<br />
Die Fangleitungen, die Leiter auf der Dachfläche<br />
und die Ableitungen sollten mit der Bekleidung der<br />
Dachbrüstung verbunden werden.<br />
Die Verbindungsstellen zwischen den Ableitungen<br />
der Bekleidungsbleche der Brüstung sollten, wenn<br />
nicht eine sichere Verbindung zwischen ihnen besteht,<br />
leitend überbrückt werden.<br />
Es gilt weiterhin, dass der Planer und der Errichter<br />
rechtzeitig in die Planung der baulichen Anlage eingebunden<br />
sind, damit unter Nutzung baulicher Komponenten<br />
ein optimiertes <strong>Blitzschutz</strong>system errichtet<br />
werden kann. Die Planungsmethoden ermöglichen<br />
eine Vielzahl unterschiedlicher Ausführungsmöglichkeiten,<br />
die einen hohen Wissensstand und fachliche<br />
Kompetenz erfordern.<br />
Bild 3:<br />
Blitzgeschützer<br />
Klimaaufbau<br />
Verfasser: Heinz-Josef Krämer Stand 04/2012
6.1.2<br />
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4. Schutzmethoden<br />
<strong>Blitzschutz</strong> <strong>von</strong> <strong>Dachaufbauten</strong><br />
Das Einbeziehen <strong>von</strong> <strong>Dachaufbauten</strong> in ein <strong>Blitzschutz</strong>system<br />
(BSS) kann grundsätzlich auf zwei<br />
Möglichkeiten realisiert werden (Die Grafiken sind als<br />
Schemazeichnungen zu verstehen).<br />
I. Durch Anschluss des zu schützenden Bauteils an<br />
das <strong>Blitzschutz</strong>system (BSS), sofern es aus leitendem<br />
Material besteht. Dabei muss unterschieden werden:<br />
Ia<br />
direkter Anschluss des<br />
metallenen Dachaufbaus<br />
II. Durch Montage einer Fangeinrichtung (z. B. Fangstange,<br />
Fangspitze, ...), die das Bauteil in den Schutzbereich<br />
bringt. Dabei muss unterschieden werden:<br />
IIa<br />
Dachaufbau im Schutzbereich<br />
ohne Trennungsabstand<br />
Abbildung Ia<br />
+<br />
Ib<br />
Anschluss des metallenen<br />
Dachaufbaus über Trennfunkenstrecke<br />
Abbildung Ila<br />
+<br />
IIb<br />
Dachaufbau im Schutzbereich<br />
mit Trennungsabstand<br />
Abbildung Ib<br />
Abbildung IIb<br />
Die Ermittlung des Schutzbereiches erfolgt nach DIN<br />
EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) Tabelle 2.<br />
Der Trennungsabstands <strong>von</strong> Teilen der <strong>Blitzschutz</strong>einrichtung<br />
zu metallenen Teilen des Dachaufbaus wird<br />
nach DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3), Absatz 6.3<br />
Elektrische Isolierungen <strong>von</strong> äußeren <strong>Blitzschutz</strong>systemen<br />
bestimmt.<br />
Bild 4:<br />
Auffangstange neben Abluftrohr<br />
Entscheidend für die Zuordnung der Schutzmethode<br />
Ia, Ib, IIa oder IIb ist, ob <strong>von</strong> dem Bauteil<br />
eine leitende Verbindung in das Gebäudeinnere<br />
besteht, aus welchem Material das Bauteil besteht<br />
und welche Materialstärken das Bauteil aufweist.<br />
Verfasser: Heinz-Josef Krämer Stand 04/2012
6.1.2<br />
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<strong>Blitzschutz</strong> <strong>von</strong> <strong>Dachaufbauten</strong><br />
4.Ia Schutzmethode Ia: „direkter Anschluss“<br />
Tabelle 1<br />
Ergebnis Ia:<br />
Bei der Schutzart Ia) „direkter Anschluss“ kommt es<br />
im Fall Ia.2.1 „direkter Blitzeinschlag in ein Bauteil mit<br />
leitender Fortführung“ zu hohen Teilblitzströmen in das<br />
Gebäudeinnere, die ein erhebliches Gefahrenpotential<br />
mit sich bringen.<br />
Nicht zu vernachlässigende Teilblitzströme gelangen<br />
im Fall Ia.2.2 „Blitzeinschlag in das <strong>Blitzschutz</strong>system“<br />
in das Gebäudeinnere und können dort Schäden verursachen.<br />
Die Stromstärke hängt <strong>von</strong> der Entfernung<br />
des Einschlagpunktes zum betrachteten Bauteil ab.<br />
Geeignet ist die Schutzmethode somit nur für die Fälle<br />
Ia.1 „<strong>Dachaufbauten</strong> ohne leitende Fortführung in das<br />
Gebäude“.<br />
Bild 5: Direkter Anschluss an ein Bauteil ohne leitende<br />
Verbindung nach innen<br />
Bei der Errichtung muss sichergestellt werden, dass<br />
das Bauteil keine leitenden Fortführungen in das<br />
Gebäude hat. Bei Unsicherheit muss der direkte Anschluss<br />
vermieden werden und das Bauteil nach<br />
Schutzmethode IIb in den Schutzbereich gebracht<br />
werden.<br />
Bild 6: Direkter Anschluss an ein Bauteil mit leitender<br />
Verbindung nach innen - falsch!<br />
Verfasser: Heinz-Josef Krämer Stand 04/2012
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<strong>Blitzschutz</strong> <strong>von</strong> <strong>Dachaufbauten</strong><br />
4.Ib Schutzmethode Ib: „Anschluss über Trennfunkenstrecke“<br />
Tabelle 2<br />
Ergebnis Ib:<br />
Für die Fälle Ib.1 „<strong>Dachaufbauten</strong> ohne leitende Fortführung<br />
in das Gebäude“ gibt es keinen Grund, eine<br />
Trennfunkenstrecke einzubauen, da diese keinen Einfluss<br />
auf den Stromverlauf hat. Der eigentliche Anwendungsfall<br />
für den Einbau einer Trennfunkenstrecke ist<br />
die Situation Ib.2.2..<br />
Hier soll durch den Einbau der Trennfunkenstrecke<br />
verhindert werden, dass bei einem Blitzeinschlag in<br />
das <strong>Blitzschutz</strong>system Blitzteilströme über den Anschluss<br />
an das <strong>Blitzschutz</strong>system in das Gebäudeinnere<br />
gelangen. Dieser Schutz ist jedoch nicht immer<br />
gewährleistet. Wenn die Ansprechspannung einer<br />
Trennfunkenstrecke bei einem Blitzeinschlag in der<br />
Nähe des Dachaufbaus erreicht wird, fließt dennoch<br />
ein Blitzteilstrom in das Gebäudeinnere.<br />
Die Situation bei einem direkten Blitzeinschlag in das<br />
Bauteil (Fall Ib.2.1) wurde gegenüber dem direkten<br />
Anschluss (Fall Ia.2.1) nicht verbessert.<br />
Die Trennfunkenstrecke übernimmt keine Aufgaben<br />
zum Personenschutz vor Spannungen und Strömen<br />
der Elektroinstallation, denn die elektrisch betriebenen<br />
und gesteuerten <strong>Dachaufbauten</strong> müssen die Abschaltbedingungen<br />
der Elektroinstallation erfüllen.<br />
Wenn Trennfunkenstrecken durch Überlastung zerstört<br />
werden, können sie als elektrischer Kurzschluss<br />
betrachtet werden. Problematisch ist, dass sich dieser<br />
Defekt häufig nur durch eine Messung nachweisen<br />
lässt.<br />
Bild 7: Trennfunkenstrecke<br />
Die vorigen Betrachtungen zeigen, dass die Schutzmethode<br />
Ib „Anschluss über Trennfunkenstrecke“ viele<br />
Risiken in sich birgt und deshalb vermieden werden<br />
muss.<br />
Verfasser: Heinz-Josef Krämer Stand 04/2012
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Seite 6 <strong>von</strong> 15<br />
<strong>Blitzschutz</strong> <strong>von</strong> <strong>Dachaufbauten</strong><br />
4.II Schutzmethode II: „Dachaufbau im Schutzbereich“<br />
Tabelle 3<br />
Belastungen eines Blitz- oder Teilblitzstromes ausgelegt<br />
sind, beim Anschluss <strong>von</strong> <strong>Dachaufbauten</strong> (nicht<br />
Dachständer <strong>von</strong> Freileitungsenergieversorgungen)<br />
an das <strong>Blitzschutz</strong>system verwendet werden.<br />
Ergebnis II:<br />
Bei korrekter Ausführung werden mit der Schutzmethode<br />
II die besten Ergebnisse erzielt.<br />
Bild 8: Dachständerfunkenstrecke<br />
Dachständerfunkenstrecken erfüllen mit dem Anschluss<br />
an Dachständern <strong>von</strong> Freileitungsenergieversorgungen<br />
Aufgaben zum Personenschutz. Werden<br />
Dachständerfunkenstrecken durch Blitzteilströme<br />
überlastet, werden sie komplett zerstört und können<br />
dann als elektrischer Leerlauf angesehen werden.<br />
Leider muss festgestellt werden, dass immer noch<br />
Dachständerfunkenstrecken, die nicht für die hohen<br />
Wenn es sich um ein nicht leitendes Bauteil (oder um<br />
ein leitendes Bauteil, welches keinem direkten Blitzeinschlag<br />
ausgesetzt sein soll) ohne leitende Fortführung<br />
in das Gebäudeinnere handelt, wird es nach II.a<br />
in den Schutzbereich einer Fangeinrichtung gebracht,<br />
wobei die Einhaltung eines Trennungsabstands nicht<br />
berücksichtigt zu werden braucht. Somit ergeben sich<br />
Möglichkeiten zur Befestigung der Fangeinrichtung an<br />
dem Bauteil selbst.<br />
Die Schutzmethode II.b stellt den einzig sicheren<br />
Schutz <strong>von</strong> Bauteilen mit leitender Fortführung in das<br />
Gebäude dar. Wichtig ist hierbei die Einhaltung des<br />
Trennungsabstands zur Vermeidung <strong>von</strong> Näherungen.<br />
Verfasser: Heinz-Josef Krämer Stand 04/2012
6.1.2<br />
Seite 7 <strong>von</strong> 15<br />
5. Ergebnis<br />
<strong>Blitzschutz</strong> <strong>von</strong> <strong>Dachaufbauten</strong><br />
Nach den vorausgegangen Betrachtungen wird folgendes Ergebnis zusammengefasst:<br />
Tabelle 4:<br />
„Anwendungsfall Schutzmethode“<br />
6. Beispiele<br />
Nachdem die allgemeine Lösung zum Schutz <strong>von</strong><br />
<strong>Dachaufbauten</strong> hergeleitet wurde, werden im Folgenden<br />
konkrete Beispiele, unterteilt in inhaltliche Gruppierungen,<br />
vorgestellt. Der Beispielkatalog erhebt keinen<br />
Anspruch auf Vollständigkeit. Es werden Hinweise<br />
zu wichtigen Einzelaspekten der einzelnen Lösungen<br />
gegeben.<br />
6.1. Lüfter<br />
Die Ausführungsformen <strong>von</strong> Lüftern sind für die Nutzung<br />
angepasst und können sehr unterschiedlich sein.<br />
Wichtig ist die Klarstellung, ob ein Lüfter eine leitende<br />
Fortführung in das Gebäudeinnere besitzt oder nicht.<br />
Bild 10:<br />
Geschützter Lüfteraufbau mit Fangstange<br />
Bild 9: Geschützter Motor mit Fangstange<br />
Bild 11:<br />
Fangstange mit Abstandshalter aus isolierendem Material<br />
Verfasser: Heinz-Josef Krämer Stand 04/2012
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<strong>Blitzschutz</strong> <strong>von</strong> <strong>Dachaufbauten</strong><br />
Verfasser: Heinz-Josef Krämer Stand 04/2012
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6.2. Kamin<br />
<strong>Blitzschutz</strong> <strong>von</strong> <strong>Dachaufbauten</strong><br />
Die Ausführungsformen <strong>von</strong> Kaminen sind für die Nutzung<br />
angepasst und können sehr unterschiedlich sein.<br />
Aus Korrosionsschutzgründen darf die Fangeinrichtung<br />
im Rauch-/Abluftbereich nicht aus Aluminium<br />
oder Alu-Knetlegierung bestehen.<br />
Verfasser: Heinz-Josef Krämer Stand 04/2012
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<strong>Blitzschutz</strong> <strong>von</strong> <strong>Dachaufbauten</strong><br />
6.3. Lichteinlässe<br />
(Fenster, Lichtkuppeln, Lichtbänder, ...)<br />
Die Ausführungsformen <strong>von</strong> Lichteinlässen sind für die<br />
Nutzung angepasst und somit sehr unterschiedlich.<br />
Größere Lichteinlässe wie Lichtkuppeln und Lichtbänder<br />
erfüllen oft auch weitere Funktionen (z. B.<br />
Belüftungsregulierung, Rauchabzug im Brandfall, ...),<br />
die meistens durch hochwertige Regelanlagen angesteuert<br />
werden. Auch bei hydraulichen oder pneumatischen<br />
Steuerungen muss <strong>von</strong> einer leitenden Fortführung<br />
in das Gebäudeinnere ausgegangen werden, da<br />
die Zuleitungen metallen sind.<br />
Bild 14:<br />
Geschützte Lichtkuppel auf begrüntem Dach<br />
Bild 12:<br />
Geschützte Lichtkuppel auf Foliendach<br />
Bei der Auslegung des Schutzbereiches der Fangeinrichtung<br />
wird nur der geschlossene Zustand eines<br />
Lichteinlasses berücksichtigt.<br />
Bild 15:<br />
Anordnung mehrerer geschützter Lichtkuppeln<br />
Bild 13:<br />
Geschützte Lichtkuppel und Abluftrohr<br />
Bild 16:<br />
Schutz einer Lichtkuppel und eines elektrisch betriebenen<br />
Motors mit einer Fangstange<br />
Verfasser: Heinz-Josef Krämer Stand 04/2012
6.1.2<br />
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<strong>Blitzschutz</strong> <strong>von</strong> <strong>Dachaufbauten</strong><br />
Verfasser: Heinz-Josef Krämer Stand 04/2012
6.1.2<br />
Seite 12 <strong>von</strong> 15<br />
6.4. Klimageräte<br />
<strong>Blitzschutz</strong> <strong>von</strong> <strong>Dachaufbauten</strong><br />
Klimaanlagen gehören zur Ausstattung vieler Büround<br />
Verwaltungsgebäude.<br />
Klimageräte auf dem Dach haben immer eine leitende<br />
Fortführung in das Gebäudeinnere. Diese besteht<br />
einerseits aus der elektrischen Zuleitung und andererseits<br />
aus dem Lüftungskanal.<br />
Häufig werden Klimageräte speziell zur Klimatisierung<br />
<strong>von</strong> EDV-Zentralen betrieben. In diesem Fall muss der<br />
Blitz- und Überspannungsschutz besonders sorgfältig<br />
geplant und ausgeführt werden.<br />
Bild 17:<br />
Nach Schutzart IIb geschütztes Kühlwerk<br />
Bild 19:<br />
Schutz einer Lüftergruppe durch teilisolierte<br />
Auffangeinrichtung<br />
Bei großen Kühlaggregatsystemen läßt sich der<br />
Schutzbereich nur durch aufwendige konstruktive<br />
Maßnahmen realisieren. Eine Möglichkeit ist die Errichtung<br />
eines Fangmaschensystems auf Haltestangen<br />
(Bild 1 und 2) aus Isoliermaterial (z. B. Grillodur).<br />
Solche Schutzmaßnahmen müssen, wie alle aufwändigeren<br />
Konstruktionen statisch berechnet werden. Insbesondere<br />
ein Nachweis über die Windbelastbarkeit<br />
muss erbracht werden. Dies verursacht Kosten im Bereich<br />
<strong>von</strong> Ingenieurleistungen, die jedoch gegenüber<br />
dem erzielten Schutzerfolg und den Einsparungen im<br />
Bereich des inneren <strong>Blitzschutz</strong>es gerechtfertigt sind.<br />
Bild 20:<br />
Schutz eines klimatechnischen Aufbaus durch<br />
teilisolierte Auffangeinrichtung<br />
Bild 18:<br />
Schutz eines Dachaufbaus durch teilisolierte<br />
<strong>Blitzschutz</strong>anlage<br />
Bild 21:<br />
Schutz einer Rückkühleinrichtung durch teilisolierte<br />
Auffangeinrichtung<br />
Verfasser: Heinz-Josef Krämer Stand 04/2012
6.1.2<br />
Seite 13 <strong>von</strong> 15<br />
<strong>Blitzschutz</strong> <strong>von</strong> <strong>Dachaufbauten</strong><br />
Verfasser: Heinz-Josef Krämer Stand 04/2012
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Seite 14 <strong>von</strong> 15<br />
7. Innerer <strong>Blitzschutz</strong><br />
<strong>Blitzschutz</strong> <strong>von</strong> <strong>Dachaufbauten</strong><br />
7.1. <strong>Blitzschutz</strong>potentialausgleich<br />
Alle in das Gebäude eintretenden Leitungen z.B. Energieversorgung,<br />
Fernmeldeleitungen, Wasser- und<br />
Gasversorgung, etc. werden nach DIN EN 62305-3<br />
(VDE 0185-305-3) in den <strong>Blitzschutz</strong>potentialausgleich<br />
einbezogen. Dies geschieht bei Leitungen der<br />
Energieversorgung und der Informationstechnik durch<br />
geeignete Schutzgeräte entsprechend dem <strong>Blitzschutz</strong>zonenkonzept<br />
(BSZK).<br />
die Höhe der induzierten Spannungen sind die Blitzstromsteilheit<br />
di/dt, die Entfernung vom Blitzkanal und<br />
in erheblichem Maße die Lage und Größe der Induktionsschleifen.<br />
Günstig gegen Überspannungsprobleme wirkt sich<br />
die Installation <strong>von</strong> geschirmten Kabeln und durchverbundenen<br />
geschlossenen metallenen Kabelführungen<br />
aus. Sie verhindern jedoch nicht die Notwendigkeit<br />
des Potentialausgleiches an den Zonenübergängen<br />
des <strong>Blitzschutz</strong>systems.<br />
Beim Schutz <strong>von</strong> <strong>Dachaufbauten</strong> hängt die Dimensionierung<br />
der Ableiter da<strong>von</strong> ab, ob der Dachaufbau<br />
unter Einhaltung des Trennungsabstandes in den<br />
Schutzbereich einer Fangeinrichtung gebracht wurde<br />
(Schutzart IIb; <strong>Blitzschutz</strong>zone O B<br />
) oder der Dachaufbau<br />
nicht im Schutzbereich einer Fangeinrichtung steht<br />
(Schutzarten „Anschluss“ Ia + Ib; <strong>Blitzschutz</strong>zone O A<br />
).<br />
Bei dem Übergang <strong>von</strong> der <strong>Blitzschutz</strong>zone O A<br />
in die<br />
<strong>Blitzschutz</strong>zone 1 (die erste geschirmte Zone des Objektes)<br />
müssen Blitzstromableiter verwendet werden,<br />
wogegen beim Zonenübergang <strong>von</strong> <strong>Blitzschutz</strong>zone<br />
O B<br />
in die <strong>Blitzschutz</strong>zone 1 Ableiter mit geringerem<br />
Ableitvermögen verwendet werden, die entsprechend<br />
preiswerter sind.<br />
7.2. Weitere Maßnahmen zum Überspannungsschutz<br />
Auch bei vollständiger Ausführung des äußeren <strong>Blitzschutz</strong>es<br />
und des <strong>Blitzschutz</strong>potentialausgleichs verbleiben<br />
Risiken für den Menschen und das zu schützende<br />
Objekt durch Überspannungen.<br />
Diese Überspannungen können verschiedene Ursachen<br />
haben:<br />
1. Restüberspannung „hinter“ einem Blitzstromableiter<br />
bei einem direkten Blitzeinschlag.<br />
2. <strong>von</strong> gebäudeüberschreitenden Leitungen eingespeiste<br />
Spannungsspitzen bei einem indirekten<br />
Blitzeinschlag (Blitzeinschlag in der Nähe des zu<br />
schützenden Objektes).<br />
3. in den Leiterschleifen des zu schützenden Objektes<br />
induzierte Spannungen, verursacht durch die Blitzstromsteilheit<br />
di/dt.<br />
Diese Schirmungen verringern die induzierte Spannung<br />
in den spannungsführenden Leitern erheblich,<br />
so dass sie bei richtiger Bemessung den Einsatz <strong>von</strong><br />
Ableitern vermeiden oder wenigstens deren Zahl verringern.<br />
8. Resümee<br />
Für die Einbeziehung <strong>von</strong> <strong>Dachaufbauten</strong> in ein <strong>Blitzschutz</strong>system<br />
sind konkrete Aussagen getroffen worden.<br />
Jedoch lässt sich nicht vermeiden, dass in der<br />
täglichen Praxis immer wieder Sonderfälle auftreten,<br />
die spezielle Lösungen erfordern.<br />
Bei rechtzeitiger Planung und optimaler Ausführung<br />
des äußeren <strong>Blitzschutz</strong>es werden die Risiken der<br />
direkten Einkopplung <strong>von</strong> Blitzteilströmen in das Gebäude<br />
auf ein Minimum reduziert. Dies bedeutet aber<br />
nicht, dass Maßnahmen zum inneren Blitz- und Überspannungsschutz<br />
außer Acht gelassen werden dürfen.<br />
Allerdings verringert ein gut ausgeführter äußerer<br />
<strong>Blitzschutz</strong> die nötigen Maßnahmen des inneren <strong>Blitzschutz</strong>es<br />
beträchtlich (siehe 7 „Innerer <strong>Blitzschutz</strong>“).<br />
Letztlich zeigt das Thema auf, wie wichtig die frühzeitige<br />
Einbindung erfahrenen und zuverlässigen <strong>Blitzschutz</strong>fachkräfte<br />
in die Planung eines Bauvorhabens<br />
ist. Nur bei guter Planung kann das <strong>Blitzschutz</strong>system<br />
optimalen Schutz bieten und ein optimaler Kosten-<br />
Nutzenfaktor realisiert werden.<br />
Die Fälle 1 und 2 bewirken, dass Überspannungswellen<br />
auf Leitungen der Elektroinstallation und der<br />
Informationstechnik geführt werden. Aufgrund der Induktivität<br />
der Leitungen erhöht sich die Überspannung<br />
nach U = L di/dt über dem Leitungsverlauf auf gefährliche<br />
Werte. Diese Überspannungen müssen durch die<br />
Beschaltung mit Ableitern herabgesetzt werden.<br />
Im Fall 3 bilden die verlegten Kabel und Leitungen teils<br />
offene, teils geschlossene Induktionsschleifen. Bei<br />
einem Blitzeinschlag in der Nähe eines geschützten<br />
Objektes können in diesen Schleifen mehrere 10 kV<br />
bis hin zu 100 kV induziert werden. Verantwortlich für<br />
Verfasser: Heinz-Josef Krämer Stand 04/2012
6.1.2<br />
Seite 15 <strong>von</strong> 15<br />
<strong>Blitzschutz</strong> <strong>von</strong> <strong>Dachaufbauten</strong><br />
Tabelle:<br />
Blitzstromverteilung<br />
Verfasser: Heinz-Josef Krämer Stand 04/2012