Blitzschutz Trennungsabstand s - HLKSE
Blitzschutz Trennungsabstand s - HLKSE Blitzschutz Trennungsabstand s - HLKSE
Blitzschutz Trennungsabstand s Blitzschutzanlagen sind wesentliche Bestandteile des Personen-, Objekt- und Sachenschutzes. Besonders der Trennungsabstand s sorgt in der heutigen Zeit immer wieder für Diskussionen unter den Planern. Von Simon Kempf und Carlo Arnold Blitzschutzsystem Damit Häuser oder bauliche Anlagen vor Überspannungen und Blitzströmen durch Blitzeinschläge geschützt sind, müssen diese mit einem Blitzschutzsystem ausgerüstet sein. Ein Blitzschutzsystem besteht aus Fangeinrichtungen, aus Ableitungen und aus einer Erdungsanlage. Alle drei Elemente bestehen aus leitendem Material (z. B. Kupfer). Die Fangeinrichtung befindet sich zu oberst auf dem zu schützenden Objekt. Sie dient dazu, dass der Blitz dort einschlägt und nicht sonst irgendwo ins Dach oder in die bauliche Anlage. Die Ableitungen sind direkt mit den Fangeinrichtungen verbunden. Sie werden auf dem Dach montiert und führen entlang der Fassade hinunter bis zum Erdreich. Dort werden die Ableitungen an die Erdungsanlage angeschlossen. Die Aufgabe der Ableitungen ist es, den Blitzstrom bei einem Blitzeinschlag in die Fangeinrichtung sicher und direkt bis zur Erdungsanlage abzuleiten. Die Erdungsanlage dient nun dazu, den Blitzstrom sicher ins Erdreich abzuführen und zu verteilen, damit sich dort der Strom auflösen kann. Was ist der Trennungsabstand s? Falls jetzt ein Blitz in eine Fangeinrichtung einschlägt, wird der Blitzstrom über die Ableitungen abgeführt und das zu schützende Objekt ist frei vom Blitzstrom. Der Blitzstrom in den Ableitungen ist aber enorm gross. Dies hat nun zur Folge, dass keine leitenden Teile (Wasserleitungen, Gasleitungen etc.) oder elektrische Installationen (Kabel, Motoren, Lampen etc.) zu Nahe an eine Ableitung montiert werden dürfen, auch wenn sich die elektrische Installation oder die leitenden Teile im Haus befinden. Sonst könnte eine elektrische Entladung zwischen der Ableitung und der elektrischen Installation oder den leitenden Teilen stattfinden. Das bedeutet, es entsteht ein Funkenüberschlag zwischen der Ableitung und der elektrischen Installation oder den leitenden Teilen. Solch ein Funkenüberschlag kann die gesamte elektrische Installation sowie die leitenden Teile zerstören. Im schlimmsten Fall kann dies sogar zu einem Brand oder einer Explosion führen. Damit der gefährliche Funkenüberschlag gar nicht erst stattfinden kann, sollte ein genügend grosser Abstand zwischen den Blitzschutzsystem und dem zu schützenden Objekt eingehalten werden. Dieser Abstand nennt man Trennungsabstand s. Der Trennungsabstand s muss entlang des gesamten Blitzschutzsystems eingehalten werden. Abb. 1: Trennungsabstand s Parameter des Trennungsabstands s Der Trennungsabstand s hängt von mehreren Parametern ab. Anhand der Berechnungsformel, welche in der Blitzschutznorm SN EN 62305:2006 deklariert ist, kann aufgezeigt werden, wie die einzelnen Parameter mit dem Trennungsabstand s in Zusammenhang stehen. ki ⋅ kc s = ⋅ l km Abb. 2: Berechnungsformel für den Trennungsabstand s nach SN EN 62305:2006 Die verschiedenen Bedeutungen der einzelnen Parameter werden nun nachfolgend beschrieben. Induktionsfaktor ki Zuerst muss bestimmt werden, ob das zu schützende Objekt überhaupt ein Blitzschutzsystem benötigt. Dafür wird im Vorfeld eine Risikoanalyse nach der Blitzschutznorm SN EN 62305-2:2006 gemacht. Daraus ergibt sich, in welche Schutzklasse das zu schützende Objekt fällt. Es gibt vier verschiedene Schutzklassen (I – IV). Davon abhängig ist nun der Induktionsfaktor k i. Je nach Schutzklasse kann nun ein fix vorgegebener Wert
aus der Blitzschutznorm SN EN 62305- 3:2006 entnommen werden. Materialfaktor km Der Materialfaktor k m berücksichtigt die Isolationseigenschaften der Umgebung. Das heisst, er ist der Faktor für die Isolationsschicht des Trennungsabstands s (Schicht zwischen Ableitungen und elektrischer Installationen oder leitenden Teilen). Die elektrischen Isolationseigenschaften der Luft werden mit dem Faktor 1 angenommen. Alle anderen Werte (z. B. Mauerwerk, Holz, Glas etc.) haben eine um die Hälfte schlechtere Isoliereigenschaft als Luft (0.5). Die Werte sind auch in der Blitzschutznorm SN EN 62305-3:2006 aufgelistet. Stromaufteilungskoeffizient kc Der Stromaufteilungskoeffizient k c ist der Parameter, welcher die grössten Einwirkungen auf den Trennungsabstand s hat. Er hängt direkt von der Schutzklasse I - IV, der Länge l, der Gebäudegeometrie und der Anzahl der Ableitungen ab. Es sind somit keine festen Werte in der Blitzschutznorm SN EN 62305:2006 aufgeführt, wie dies für den Induktionsfaktor k i und den Materialfaktor k m der Fall ist. Jedoch findet man in der Blitzschutznorm SN EN 62305-3:2006 mehrere Berechnungsformeln für die Bestimmung des Stromaufteilungskoeffizienten k c. Länge l Die Länge l wird durch die senkrechte Höhe sowie durch die Länge zu den Fangeinrichtungen des Blitzschutzsystems bestimmt. Sie ist entlang der Fangeinrichtung oder der Ableitung von dem Punkt, an dem der Trennungsabstand s ermittelt werden soll, bis zum nächstliegenden Punkt des Potentialausgleichs definiert. Abb. 3: Länge l Berechnungsarten Für die Bestimmung des Trennungsabstands s können verschiedene Berechnungsverfahren angewendet werden. Vor allem beim Stromaufteilungskoeffizienten k c gibt es verschiedene Methoden um diesen zu bestimmen. Es gibt unter anderem das Berechnungsverfahren nach der Blitzschutznorm SN EN 62305-3:2006, sowie andere nicht in der Norm aufgeführte Berechnungsmethoden. Das Stromteilerverfahren, das empirische Verfahren, das Knotenpotentialverfahren oder Softwareberechnungsprogramme sind einige davon. Es gilt jedoch zu beachten, dass die einzelnen Berechnungsmethoden unterschiedlich grosse Trennungsabstände berechnen. Darum muss für jede Situation die richtige Berechnungsart gewählt werden. Trennungsabstand s [cm] 80 70 60 50 40 30 20 10 0 57.8 21 30 74.2 20x20x20m 50x50x20m Gebäudetyp Abb. 4: Vergleich von drei verschiedenen Berechnungsmethoden Massnahmen 22 30 Vereinfachtes Verfahren Stromteiler Empirisch Falls es nicht möglich ist aus irgendwelchen Gründen den Trennungsabstand s einzuhalten, kann man verschiedene Massnahmen treffen. Zum Beispiel kann man mittels zusätzlichen Ringleitungen um das Gebäude herum die Länge l unterteilen, was zur Verminderung des Trennungsabstands s führt. Eine andere Methode ist eine weitere Potentialausgleichsverbindung der Installation mit dem Blitzschutzsystem an dem vom Bezugspunkt des Potentialausgleichs entferntesten Punkt. Dann muss man sich aber bewusst sein, dass dadurch ein Teil des Blitzstroms in das Innere des Gebäudes fliesst. Falls möglich ist ein Verschieben der elektrischen Installation oder der baulichen Anlage eine weitere sehr einfache Methode. Natürlich gibt es je nach Situation wieder andere Massnahmen. Schlussendlich dürfen das Gebäude, die bauliche Anlage, Personen oder Tiere nicht zu Schaden kommen und die Installation muss nach der Blitzschutznorm SN EN 62305:2006 installiert werden. Zudem sollten die getätigten Massnahmen auch wirtschaftlich Sinn machen und der Zufriedenheit des Bauherrn muss natürlich auch Beachtung geschenkt werden.
- Seite 1: Industrieprojekt SS08_11 an der Abt
<strong>Blitzschutz</strong> <strong>Trennungsabstand</strong> s<br />
<strong>Blitzschutz</strong>anlagen sind wesentliche Bestandteile<br />
des Personen-, Objekt- und<br />
Sachenschutzes. Besonders der <strong>Trennungsabstand</strong><br />
s sorgt in der heutigen<br />
Zeit immer wieder für Diskussionen unter<br />
den Planern.<br />
Von Simon Kempf und Carlo Arnold<br />
<strong>Blitzschutz</strong>system<br />
Damit Häuser oder bauliche Anlagen vor Überspannungen<br />
und Blitzströmen durch Blitzeinschläge<br />
geschützt sind, müssen diese mit<br />
einem <strong>Blitzschutz</strong>system ausgerüstet sein.<br />
Ein <strong>Blitzschutz</strong>system besteht aus Fangeinrichtungen,<br />
aus Ableitungen und aus einer<br />
Erdungsanlage. Alle drei Elemente bestehen<br />
aus leitendem Material (z. B. Kupfer). Die<br />
Fangeinrichtung befindet sich zu oberst auf<br />
dem zu schützenden Objekt. Sie dient dazu,<br />
dass der Blitz dort einschlägt und nicht sonst<br />
irgendwo ins Dach oder in die bauliche Anlage.<br />
Die Ableitungen sind direkt mit den Fangeinrichtungen<br />
verbunden. Sie werden auf<br />
dem Dach montiert und führen entlang der<br />
Fassade hinunter bis zum Erdreich. Dort werden<br />
die Ableitungen an die Erdungsanlage<br />
angeschlossen. Die Aufgabe der Ableitungen<br />
ist es, den Blitzstrom bei einem Blitzeinschlag<br />
in die Fangeinrichtung sicher und direkt bis<br />
zur Erdungsanlage abzuleiten. Die Erdungsanlage<br />
dient nun dazu, den Blitzstrom sicher<br />
ins Erdreich abzuführen und zu verteilen,<br />
damit sich dort der Strom auflösen kann.<br />
Was ist der <strong>Trennungsabstand</strong> s?<br />
Falls jetzt ein Blitz in eine Fangeinrichtung<br />
einschlägt, wird der Blitzstrom über die Ableitungen<br />
abgeführt und das zu schützende<br />
Objekt ist frei vom Blitzstrom. Der Blitzstrom<br />
in den Ableitungen ist aber enorm gross. Dies<br />
hat nun zur Folge, dass keine leitenden Teile<br />
(Wasserleitungen, Gasleitungen etc.) oder<br />
elektrische Installationen (Kabel, Motoren,<br />
Lampen etc.) zu Nahe an eine Ableitung<br />
montiert werden dürfen, auch wenn sich die<br />
elektrische Installation oder die leitenden<br />
Teile im Haus befinden. Sonst könnte eine<br />
elektrische Entladung zwischen der Ableitung<br />
und der elektrischen Installation oder den<br />
leitenden Teilen stattfinden. Das bedeutet, es<br />
entsteht ein Funkenüberschlag zwischen der<br />
Ableitung und der elektrischen Installation<br />
oder den leitenden Teilen. Solch ein Funkenüberschlag<br />
kann die gesamte elektrische<br />
Installation sowie die leitenden Teile zerstören.<br />
Im schlimmsten Fall kann dies sogar zu<br />
einem Brand oder einer Explosion führen.<br />
Damit der gefährliche Funkenüberschlag gar<br />
nicht erst stattfinden kann, sollte ein genügend<br />
grosser Abstand zwischen den <strong>Blitzschutz</strong>system<br />
und dem zu schützenden Objekt<br />
eingehalten werden. Dieser Abstand<br />
nennt man <strong>Trennungsabstand</strong> s. Der <strong>Trennungsabstand</strong><br />
s muss entlang des gesamten<br />
<strong>Blitzschutz</strong>systems eingehalten werden.<br />
Abb. 1: <strong>Trennungsabstand</strong> s<br />
Parameter des <strong>Trennungsabstand</strong>s s<br />
Der <strong>Trennungsabstand</strong> s hängt von mehreren<br />
Parametern ab. Anhand der Berechnungsformel,<br />
welche in der <strong>Blitzschutz</strong>norm SN EN<br />
62305:2006 deklariert ist, kann aufgezeigt<br />
werden, wie die einzelnen Parameter mit dem<br />
<strong>Trennungsabstand</strong> s in Zusammenhang stehen.<br />
ki ⋅ kc<br />
s = ⋅ l<br />
km<br />
Abb. 2: Berechnungsformel für den <strong>Trennungsabstand</strong><br />
s nach SN EN 62305:2006<br />
Die verschiedenen Bedeutungen der einzelnen<br />
Parameter werden nun nachfolgend beschrieben.<br />
Induktionsfaktor ki<br />
Zuerst muss bestimmt werden, ob das zu<br />
schützende Objekt überhaupt ein <strong>Blitzschutz</strong>system<br />
benötigt. Dafür wird im Vorfeld eine<br />
Risikoanalyse nach der <strong>Blitzschutz</strong>norm SN<br />
EN 62305-2:2006 gemacht. Daraus ergibt<br />
sich, in welche Schutzklasse das zu schützende<br />
Objekt fällt. Es gibt vier verschiedene<br />
Schutzklassen (I – IV). Davon abhängig ist<br />
nun der Induktionsfaktor k i. Je nach Schutzklasse<br />
kann nun ein fix vorgegebener Wert
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