Text der Diplomarbeit - Hiss Reet

Abteilung Jülich
Fachbereich 11
Elektrotechnik und Automation
Studienrichtung: Elektrische Energietechnik
DIPLOMARBEIT
____________________________________________
Untersuchungen zu Blitzschutzmaßnahmen an
modernen Reetdächern
____________________________________________
erstellt von
Ralf Reißen
Diese Arbeit wurde ausgegeben und betreut von Prof. Dr.-Ing. Alexander
Kern, Labor für Hochspannungstechnik der Fachhochschule Aachen,
Abteilung Jülich.
Waldfeucht-Haaren, den 01.05.2000

Vorwort
Die vorliegende Diplomarbeit entstand im Labor für Hochspannungstechnik
der Fachhochschule Aachen, Abteilung Jülich.
Ich möchte folgenden Personen meinen herzlichen Dank aussprechen:
Herrn Prof. Dr.-Ing. A. Kern für die
interessante Themenstellung
und hervorragende Betreuung meiner Arbeit
und die Übernahme des Referates,
Herrn Prof. Dr.-Ing. C. Helsper für die Übernahme des Koreferats,
Herrn Dipl.-Ing. R. Thormählen und Herrn K. Herzog der
Firma Hans Thormählen GmbH & Co für die kompetente Beratung
und die Bereitstellung verschiedener Hilfsmittel,
Allen Mitarbeitern des Labors L3 der Fachhochschule Aachen,
Abteilung Jülich für die tatkräftige Unterstützung beim Aufbau
von Versuchen und ihrer Durchführung,
Meinem Kommilitonen Markus Nießen, mit dem ich mich während
der gesamten Studienzeit auf Prüfungen vorbereitet
und Praktika durchgeführt habe,
Herrn Hans Verbeek für die gründliche Durchsicht meines Skripts.
Waldfeucht-Haaren, im Mai 2000

E i d e s s t a t t l i c h e E r k l ä r u n g
Hiermit erkläre ich an Eides statt, dass ich die vorliegende Diplomarbeit
selbständig angefertigt und verfasst habe. Es sind keine anderen als die
angegebenen Quellen und Hilfsmittel benutzt worden.
Waldfeucht-Haaren, den 01.05.2000
_____________________________
Ralf Reißen

Diplomarbeit
Inhaltsverzeichnis
Ralf Reißen
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung und Grundsätzliches 3
1.1. Aus der Historie 3
1.2. Blitzschutz und die Unternehmensphilosophie der Blitzschutzfirma Hans
Thormählen GmbH & Co 4
1.2.1. Grundsätze des Unternehmens 5
1.3. Aufgabenstellung 6
2. Grundsätzlicher Aufbau von Weichdächern 9
2.1. Der Werkstoff 9
2.2. Eigenschaften eines Reetdaches 10
2.3. Verlegungsarten 12
2.3.1. Gebundenes Reetdach 13
2.3.2. Genähtes Reetdach 14
2.3.3. Geschraubtes Reetdach 15
2.4. Firstarten bei Reetdächern 16
2.4.1. Der Reetfirst 16
2.4.2. Der Heidefirst 17
2.4.3. Der Sodenfirst 18
2.4.4. Andere gängige Firstarten 19
3. Stand der Blitzschutznormung und Stand der Technik 20
3.1. Der Blitzschutz in der VDE-Norm 20
3.2. Ist ein Blitzschutzsystem erforderlich oder sogar vorgeschrieben? 25
3.2.1. Die Bauordnung 25
3.1.1. Schutzklassenberechnung nach VDE 26
4. Besondere Gefahrenpunkte bei Reetdächern 31
4.1. Maschendrahtüberzug 31
4.2. Metallene Durchführungen und Installationen 32
4.3. Nichtfachgerechte Installation und Wartung von Blitzschutzsystemen 34
4.4. Firstabdeckungen aus Kupferblech 34
4.5. Binde- und Vorlegedrähte 35
5. Schäden, die durch Blitzeinwirkung an reetgedeckten Häusern
entstanden sind 36
6. Blitzschutztechnische Anforderungen, die an Weichdächer gestellt
werden müssen 41
6.1. Experimentelle Untersuchung an einem Modell des Blitzschutzsystems
für Reetdächer 41
6.1.1. Untersuchung mit Wechselspannung 46
6.1.1.1. Versuch 1: ohne Mittelelektrode 47
6.1.1.2. Versuch 2: mit potentialfreier Mittelelektrode (Vorlegedraht) 15 cm
über der Latte 47
6.1.1.3. Versuch 3: mit potentialfreier Mittelelektrode (Vorlegedraht) 10 cm
über der Latte 48
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Diplomarbeit
Inhaltsverzeichnis
Ralf Reißen
6.1.1.4. Versuch 4: realistisches Reetdachmodell mit Abständen nach VDE
sowie Binde- und Vorlegedrähte (15 cm über der Latte) 49
6.1.1.5. Versuch 5: realistisches Reetdachmodell mit Abständen nach VDE
sowie Binde- und Vorlegedrähte (10 cm über der Latte) 50
6.1.1.6. Versuch 6: realistisches Reetdachmodell mit Abständen nach VDE
und geerdeten Binde- und Vorlegedrähten (15 cm über der Latte) 51
6.1.2. Untersuchung mit Blitzstoßspannung 52
6.2. Kriterien für einen wirksamen Blitzschutz 55
6.2.1. Erdung der metallenen Teile 55
6.2.2. Keine Erdung der metallenen Teile 57
6.2.3. Keine Verwendung von metallenen Teilen 57
6.2.4. Verwendung von Kunstreet 58
7. Konzept für Neubauten und Nachrüstungen an bestehenden
Gebäuden anhand von Fallbeispielen 59
7.1. Dach mit Heide- oder Sodenfirst 61
7.2. Dach mit Ziegelfirst 62
7.3. Dach mit Kupferfirst 63
7.4. Dachsanierung mittels Wellblech 65
7.5. Verwendung von Kehlblechen 67
7.6. Der Kamin 68
7.6.1. Kaminsanierung 70
7.7. Näherungsprobleme durch nicht fachgerechte Installation der
Niederspannungskabel 72
8. Verbessreungsvorschläge 73
8.1. Entwicklung neuer Stützen und Abstandhalter 73
Anhang 77
Literaturverzeichnis 78
Quellenangabe der Fotos und Abbildungen 79
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Diplomarbeit
1. Einleitung und Grundsätzliches
Ralf Reißen
1. Einleitung und Grundsätzliches
1.1. Aus der Historie
Das uralte Bestreben des Menschen, das Gewitterphänomen zu erfassen, war bis
weit in die Neuzeit hinein geprägt durch mythologische Vorstellungen,
insbesondere aus der altbabylonischen und altgriechischen Zeit, in der man sich
die zerstörenden Wirkungen des Blitzes durch einen von Göttern oder Göttinnen
vom Himmel geschleuderten, zündenden Feuerstrahl und durch einen
zerschmetternden Donnerkeil zu erklären versucht hatte.
Ein bedeutender Schritt in der naturwissenschaftlich begründeten Erkenntnis des
Blitzphänomens nach der Zeit der mystischen Deutungen erwuchs aus den
Experimenten mit Reibungselektrizität. Zwar war schon den Griechen etwa 600 v.
Chr. die elektrische Wirkung des geriebenen Bernsteins bekannt, aber erst durch
die Erfindung der rotierenden Elektrisiermaschinen als Ladungserzeuger, bei
denen zwei Isolierstoffe unterschiedlicher Konsistenz kontinuierlich
aufeinandergerieben werden, und die der Leydener Flasche als Ladungs- und
damit Energiespeicher, konnte die Elektrizität soweit intensiviert werden, dass
deutlich leuchtende Funken, die sich prasselnd entluden, beobachtet werden
konnten.
Als erster erkannte der Physiker und Ingenieur in schwedischen und
kursächsischen Diensten, Otto von Guericke (1602-1686), der im Jahre 1670 in
Magdeburg die erste Elektrisiermaschine mit einer Schwefelkugel fertigte, die
Analogie zwischen einer elektrostatischen Entladung im Laboratorium und der
Blitzentladung. Ergänzend stellte der Engländer William Wall 1698 die folgende
Hypothese auf: Wenn man ein genügend großes Stück Bernstein reibt, muss es
Blitz und Donner wie bei einem Gewitter geben. Johann Heinrich Winkler,
Physikprofessor in Leipzig, publizierte dann 1746 die Ansicht, dass die elektrische
Wolkenentladung die Ursache eines Gewitters sei und sich der Blitz zur Erde
entlade.
Weitere Experimente, z.B. des Staatsmanns, Schriftstellers und
Naturwissenschaftlers Benjamin Franklin (1706-1790), der Versuche mit Stangen
und Drachen im Gewitterfeld durchführte, bestätigten diese Thesen. [5]
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1. Einleitung und Grundsätzliches
Ralf Reißen
1.2. Blitzschutz und die Unternehmensphilosophie der Blitschutzfirma
Hans Thormählen GmbH & Co
Ein Blitzschlag birgt eine große Gefahr. In früheren Jahrhunderten brannten ganze
Städte ab, wenn in Bauwerke die „Elektrizität“ einschlug. Der Amerikaner
Benjamin Franklin, einer der Gründerväter der Vereinigten Staaten von Amerika,
erfand 1752 den Blitzableiter und somit einen ersten wirksamen Schutz gegen die
Naturgewalt. Mit seiner Erfindung wurde in Deutschland erstmals 1769 die
Michaeliskirche in Hamburg ausgerüstet.
Kirchen gehören auch heute noch zu den Bauwerken, die von der norddeutschen
Firma Hans Thormählen GmbH & Co mit entsprechenden Anlagen ausgestattet
werden. Hauptaugenmerk liegt aber im Industriezeitalter auf dem Schutz von
Wohnhäusern, technischen Anlagen und anderen Einrichtungen. Schlecht
geschützte Gebäude bergen große Gefahren. Was passiert etwa, wenn durch
einen Blitz die Großrechenanlage eines Unternehmens ausfallen sollte? Noch
gefährlicher sind die Folgen in anderen Bereichen. Unzureichender Schutz der
Krankenhäuser oder Verkehrslenkungseinrichtungen von Bahn und Flugsicherung
könnte für viele Menschen tödliche Folgen haben.
Bei öffentlichen Gebäuden wie Verwaltungen, Kliniken, Industrieanlagen der
privaten Wirtschaft etc. ist es bereits Standard, ja vielfach sogar Vorschrift, ein
Blitzschutzsystem zu installieren.
Wichtig ist es, für jedes Gebäude eine optimale Lösung zu entwickeln. Die
Techniker der Firma Thormählen informieren sich vor Ort und fertigen dann einen
Entwurf an. In Feinarbeit wird mit Hilfe modernster Technik die richtige Anlage
erstellt und anschließend von den Monteuren eingebaut. Dabei arbeitet das
Großenmeerer Unternehmen eng mit Architekten und Ingenieuren vor Ort
zusammen.
Um für eine gute Betreuung auch bei Reparaturen und Wartung vor Ort zu sorgen,
wurden im Laufe der Jahre Geschäftsstellen in Bremen, Kiel, Hannover,
Osnabrück, Bielefeld und Aurich eingerichtet. Ferner trägt die Kooperation mit
Firmen in Hamburg, Schwerin, Magdeburg, Leipzig und Berlin dazu bei, dass
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Diplomarbeit
1. Einleitung und Grundsätzliches
Ralf Reißen
Baustellen in Norddeutschland innerhalb weniger Stunden erreicht werden
können.
Mit der Einführung hochempfindlicher Informationstechnik gegen Überspannung
sind neue Aufgaben auf die Blitzschutzbauer zugekommen.
1.2.1. Grundsätze des Unternehmens
Die Hans Thormählen GmbH & Co. ist ein mittelständisches Handwerksunternehmen
für Blitzschutz- und Elektrotechnik mit Sitz in Großenmeer/
Norddeutschland.
Seit mehr als 47 Jahren arbeitet die Firma Thormählen erfolgreich auf dem Gebiet
der Planung, Projektierung, Errichtung und Prüfung von
• Blitzschutzanlagen
• Erdungsanlagen
• Potentialausgleichsanlagen
• Überspannungsschutzanlagen
• elektrischen Anlagen
Neben dem Stammhaus garantieren sechs über den gesamten norddeutschen
Raum verteilte Handelsvertretungen eine große Nähe zum Kunden.
Die hohe fachliche Kompetenz der Unternehmens wird auch durch die Eintragung
als „Elektrokonzessionsbetrieb“ bei der EWE Oldenburg unterstrichen.
Um immer über aktuelle Informationen zu verfügen, ist die Firma Thormählen
Mitglied in folgenden Fachverbänden:
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Diplomarbeit
1. Einleitung und Grundsätzliches
Ralf Reißen
• TÜV Norddeutschland
• Elektroinnung
• Verbund Deutscher Elektrotechniker (VDE)
• Verband Deutscher Blitzschutzfirmen (VDB)
• Förderkreis des ABB (Ausschuß für Blitzschutz und Blitzschutzforschung)
• RAL-Gütegemeinschaft für Blitzschutzanlagen e.V.
Vor allem die drei letztgenannten Fachverbände arbeiten aktiv auf dem Gebiet der
Schadenanalyse bzw. Ursachenforschung. Die Ergebnisse dieser Arbeit
ermöglichen es, steuernd auf Produkt- und Montagequalität einzuwirken.
Neue Entwicklungen in den Märkten, in Forschung und Technik und im
ökologischen und rechtlichen Umfeld erfordern neue Formen für die Umsetzung,
Sicherstellung und Dokumentation des traditionellen Bemühens um Qualität.
So wurde im Jahre 1995 ein Qualitätsmanagementsystem eingeführt, das nach
DIN EN ISO 9001 zertifiziert ist. Des weiteren wurde 1999 ein Managementsystem
für Sicherheit, Gesundheit und Umweltschutz nach dem SCC-Kriterien eingeführt.
1.3. Aufgabenstellung
Reetdächer sind in weiten Teilen von Norddeutschland sehr verbreitet und
bedürfen aufgrund ihres hohen Brandrisikos eines besonderen Blitzschutzes; denn
wenn der Blitz einmal einschlägt und das Reet durch die auftretende
Funkenbildung entzündet wird, brennt meist das ganze Haus ab.
Zur Verbesserung des Blitzschutzes von Weichdächern wurde von der Firma
Hans Thormählen GmbH & Co diese Untersuchungen, die im Rahmen einer
Diplomarbeit ausgeführt werden sollten, unterstützt.
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Diplomarbeit
1. Einleitung und Grundsätzliches
Ralf Reißen
Abbildung 1: typisches norddeutsches Reetdach [16]
In der DIN VDE 0185 Teil 2 [6] ist zwar genau beschrieben, wie solch ein
Blitzschutz für Häuser mit weicher Bedachung auszusehen hat, dennoch bleiben
hier einige Fragen offen. Deshalb soll in dieser Arbeit zum einen der Stand der
heutigen Blitzschutznormung aufgezeigt werden, und zum anderen sollen die
Anforderungen herausgearbeitet werden, die an moderne Reetdächer in
verschiedenster Ausführung gestellt werden müssen. Probleme, die im Bezug auf
Blitzschutz bei modernen Reetdächern auftreten, sind beispielsweise metallene
Durchführungen (Kaminsanierung mittels Edelstahlrohr) oder etwa
Firstabdeckungen aus Kupferblech. Um die Wirkung dieser Werkstoffe in
Verbindung mit einem Blitzschutzsystem zu untersuchen, sollte im Vorfeld bereits
der Aufbau des Daches mit all seinen Metallteilen (Dachdeckerdrähte) bekannt
sein. Hieraus kann dann ein technisches Modell erarbeitet werden.
Grundsätzlich ist der Blitzschutz von Weichdächern nichts Neues. In einer
Veröffentlichung aus dem Jahre 1928 [9] ist genau beschrieben, was für einen
solchen Blitzschutz zu tun ist:
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Diplomarbeit
1. Einleitung und Grundsätzliches
Ralf Reißen
„ 22. Weichgedeckte Gebäude
Die weichgedeckten Gebäude tragen mit die Hauptschuld an der Größe des auf
dem Land entstehenden Blitzschadens. Beim Einschlag entsteht meist ein
Vollschaden, indem das ganze Gebäude sofort in Flammen steht, ferner kann
durch Flugfeuer der Schaden sich leicht auch auf die Umgebung verbreiten.
Die Zündungsgefahr wi rd in hervorragendem Maße durch Drahteinlagen in den
Stroh-, Rohr-, Schilf- und Schindeldächern erhöht. Wie schon an anderer Stelle
hervorgehoben, brennt beim Eindringen des Blitzes in Heu und Stroh meistens
gleich das Gebäude im ganzen Umfang, so daß es für das Gebäude samt Inhalt
keine Rettung mehr gibt.
Bei Dächern dieser Art muß der Blitzstrom künstlich in genügender Entfernung
von der Dachfläche gehalten werden. Die Leitungen werden daher auf hölzernen
Stützen angebracht, so daß sie von der Dachfläche mindestens 40 cm Abstand
haben. Die Leitungen sollen das Dach wegen der Drahteinlagen möglichst nicht
durchdringen. Wo sich das ausnahmsweise nicht durchführen lassen sollte, sind
die Leitungen so stark mit Holz zu umkleiden, daß sie vom Dach und von den
Vorräten im Inneren gründlich getrennt sind.
Die Fangvorrichtung auf dem First soll wenigstens 50 cm Abstand vom First
haben, auf die Enden des Firstes ist je eine Auffangvorrichtung zu setzen. Von
jeder Fangvorrichtung soll eine Ableitung zur Erde geführt werden, die am
untersten Punkt der Fangvorrichtung angeschlossen wird.
An die Erdleitung sind alle bevorzugten Entladestellen anzuschließen
(Jauchegruben und andere feuchte Stellen). Im übrigen wird eine Ringleitung
empfohlen.
Schornsteine, innere Metallteile usw. sind wie bei anderen Gebäuden zu
behandeln.“
Betrachtet man diese Ausführungen aus dem Jahre 1928, so sind schon einige
Parallelen mit der heutigen DIN 57185 / VDE 0185 Teil 2 [6] zu erkennen.
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Diplomarbeit
2. Grundsätzlicher Aufbau von Weichdächern
Ralf Reißen
2. Grundsätzlicher Aufbau von Weichdächern
2.1. Der Werkstoff
Das wohl älteste Dacheindeckungsmaterial in unserer Kulturgeschichte ist das
Stroh und Reet. Es war überall vorhanden und kostete fast nichts. Roggen- und
Weizenstroh fiel früher üblicherweise bei der Getreideernte sowieso an, und da es
von Hand geschnitten wurde, blieben die einzelnen Halme auch unversehrt und
zerdrückten nicht. Reet hingegen wuchs in feuchten Gebieten im Überfluß und
wurde überwiegend in den arbeitsarmen Wintermonaten geschnitten.
Heute verwendet man als Basis für Weichdächer fast ausschließlich Reet,
welches in einigen Veröffentlichungen auch als Schilfrohr, Ried, Reith, Rohrschilf
oder auch nur als Schilf bezeichnet wird. Der lateinische Name lautet
„Pharagmites communis“ und weist auf seine gute Eignung für Zäune und Wände
hin, denn „phragma“ heißt Zaun [1]. Das Gras ist in Mitteleuropa am Rande
stehender Gewässer oder auf sumpfigen Wiesen sehr verbreitet. Da in
Deutschland die sogenannten Reetschallen immer seltener werden, das Schilf in
einigen Regionen unter Landschafts- bzw. unter Naturschutz steht, wird es
größtenteils aus den Balkanstaaten importiert. Dachfertiges Schilfrohr wird heute
aus den Ostländern Polen, Ungarn, Tschechien, aber auch aus Österreich und der
Türkei importiert.
Als Baustoff sind nur Halme mit einer Länge zwischen 1,40 m und 2,00 m
geeignet, die über der Wurzel abgeschnitten werden. Das Reet soll ausgereift,
gesund, blattfrei, dünnhalmig (etwa 3 mm bis höchstens 9 mm dick), gradhalmig
und bei der Verarbeitung trocken und gesäubert sein. Die Halme sollten nicht
spröde sein und trotzdem eine hohe Biegefestigkeit haben. Wird das Rohr längere
Zeit nicht geschnitten, so wird es brüchig und porös. Daher eignen sich für das
Decken nur einjährige Halme.
Nach dem Schneiden wird das Reet zu Garben gebunden und getrocknet. In der
Fachliteratur werden die Garben auch als Bund, Bündel oder Rohrbund
bezeichnet. Das heutige Eurobund für Importreet hat einen Umfang von 60 cm,
das entspricht einem Durchmesser von etwa 19 cm, gemessen 10 cm oberhalb
des Wurzelendes.
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Diplomarbeit
2. Grundsätzlicher Aufbau von Weichdächern
Ralf Reißen
Abbildung 2: Reetbunde vor der Verarbeitung [16]
Weichgedeckte Dächer haben nach wie vor ihre Bedeutung im ortsgebundenen,
landwirtschaftlichen Bauwesen, bei Einzelhäusern, die sich in die Landschaft
einfügen sollen und in einigen Wohngebieten, in denen man bewußt das Reetdach
als typisches Gestaltungsmerkmal haben möchte. Zudem ist es beliebt als
Dachdeckungsmaterial für Schutzhütten, zur Überdachung von Hinweistafeln
unter anderem in Erholungs- und Naturschutzgebieten.
Zur Herstellung des Firstes werden verschiedene Materialien verwendet. Der
klassische First ist der Heidefirst. Hier werden Heidekraut oder Heidesoden mit
Hilfe von Holzpflöcken am First befestigt. Eine ganz andere Art der
Firsteindeckung ist der Ziegelfirst oder der Kupferfirst. Hierfür ist jedoch eine
gesonderte Holz-Unterkonstruktion notwendig, auf der dann die Ziegel bzw. das
Kupferblech befestigt werden.
2.2. Eigenschaften eines Reetdaches
Vergleicht man ein Weichdach mit einem herkömmlichen Ziegeldach, so hat das
Weichdach den Vorteil einer hervorragenden Wärmedämmung. Im Winter hält es
warm und im Sommer ist es unter dem Dach angenehm kühl. Die Feuchtigkeit
kann unter dem darunterliegenden Raum leicht durch das Dach abgeführt werden.
Das bedeutet, dass es nicht zu Kondenswasserbildung kommen kann. Die
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2. Grundsätzlicher Aufbau von Weichdächern
Ralf Reißen
Feuergefährdung eines weichgedeckten Hauses ist groß, sei es durch
Blitzeinschlag, Funkenflug, Kurzschluß in Leitungen und elektrischen Geräten
oder sogar durch vorsätzliche Brandstiftung. Wenn ein Reetdach einmal brennt, so
ist auch die Feuerwehr machtlos, da das Löschwasser, welches von außen
aufgetragen wird, außen am Reet einfach abläuft und das Dach von innen her
weiterbrennt. Deshalb ist ein besonderer Schutz des Hauses notwendig. Ein
wichtiger Punkt des Brandschutzes ist eine gut funktionierendes
Blitzschutzsystem. Im Brandfall können ganze Teile des brennenden Daches
abrutschen und somit den Hausbewohnern den Fluchtweg ins Freie versperren.
Deshalb wird die Bindung des Reets mit einen nichtbrennbarem Material
(verzinkter Draht ∅ 1 – 1,5 mm oder Kupferdraht) vorgeschrieben. Früher
verwendete man Haselnuß- oder Weidenruten in Verbindung mit Stroh- oder
Sisalbändern, die leicht durchbrannten und somit die Verbindung zwischen Reet
und Lattung lösten.
Eine völlig andere Eigenschaft eines Reetdaches ist die Grünbildung. Moose sind
meist die ersten Ansiedler auf der noch kahlen Dachhaut und werden durch den
Schatten hoher Bäume mit ihren herunterfallenden organischen Abfallstoffen
gefördert. Die Moose durchdringen mit ihren Wurzeln die Halmwände und führen
über zunehmende Humusbildung zu einer Art Erdschicht auf der Dachhaut. Diese
Humus- und Erdschicht ermöglicht weiteres Pflanzenwachstum. Je schneller
dieser natürliche Verrottungsprozeß in Gang gesetzt und vorangetrieben wird, um
so nachhaltiger werden die Atmung und die Durchlüftung der Dachhaut
verschlechtert. Mit dem Pflanzenbewuchs auf dem Reetdach kommen auch die
tierischen Schädlinge wie Ratten, Mäuse, Sperlinge etc., die sich im Dach
einnisten. Ein wirksamer Schutz vor der Grünbildung und ihren Folgen kann durch
chemische Maßnahmen getroffen werden. Diese sind aber nur wirksam, wenn sie
in regelmäßigen Zeitabständen (alle 2-3 Jahre) wiederholt werden. Wer keine
chemischen Maßnahmen zur Moosbekämpfung ergreifen möchte, sollte sein Dach
regelmäßig reinigen und pflegen.
Eine andere Methode zur Moosbekämpfung wird derzeit in Norddeutschland
getestet: Durch Einbringen von Kupferblechen, beispielsweise als Firstabdeckung,
über die dann das Regenwasser abtropft, sondert das Regenwasser bestimmte
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2. Grundsätzlicher Aufbau von Weichdächern
Ralf Reißen
Stoffe aus dem Kupfer ab, die eine Moosbildung verhindern sollen. Diese
Kupferbleche in der Dachhaut oder auf dem First stellen natürlich ganz besondere
Anforderungen an das Blitzschutzsystem.
2.3. Verlegungsarten
Bei Weichdächern spielt der Neigungswinkel des Daches eine wesentliche Rolle.
Er soll mindestens 45° betragen. Noch besser ist es, wenn er größer als 50° ist, da
bei dieser Neigung der Wind nicht unter die Halme greifen kann, sondern sie
andrückt. Das Dach ist bei dieser Neigung flugschnee- und treibregensicher.
Regen dringt normal bis 5 cm, bei Sturm bis 10 cm in die Deckung ein.
Die Deckung ist bei Reet 30 cm bis 35 cm, bei Stroh 25 cm bis 30 cm dick.
Die Dachunterkonstruktion besteht wie bei Ziegeldächern aus einem Tragwerk aus
Holzbalken mit Sparren, deren Abstand 1 m nicht überschreiten sollte. Auf diesen
Sparren werden dann die Latten, deren Abstand von der Dachneigung bestimmt
wird, angebracht. Üblicherweise beträgt der Lattenabstand 30 cm, maximal jedoch
35 cm. Als Lattung können Rundhölzer, aber auch normale Rechteck-Dachlatten
(30 mm 40 mm), verwendet werden.
Das Decken des Reetdaches ist in einer glatten Fläche von der Traufe bis zum
First auszuführen, wobei die einzelnen Lagen nacheinander immer waagrecht
durchgehend aufzubringen sind. Auf der Lattung wird eine dünne Unterlage aus
Reet oder Stroh, die sogenannte Streulage, aufgebracht. Diese Streulage soll
verhindern, dass die Spitzen der Deckbunde unter die Latten getrieben werden.
Bei der Bindung der einzelnen Decklagen muss der Vorlegedraht von der Latte
her etwa inmitten der Deckung liegen. Das bedeutet bei einer Deckschicht von
beispielsweise 30 cm, dass die Bindung bei etwa 15 cm, von der Latte aus
gesehen, liegen müsste (vergleiche Abb.3). Die Bindung sollte möglichst in der
Mitte der Halmlänge in Abständen von etwa 20 cm erfolgen. Die Bindung hat die
Aufgabe, das Reet fest an die Lattung zu pressen. Die Bindung kann auf
verschiedene Arten erfolgen:
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2. Grundsätzlicher Aufbau von Weichdächern
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2.3.1. Gebundenes Reetdach
Beim gebundenen Reetdach werden die einzelnen Decklagen unter Verwendung
eines Vorlegedrahtes, dem sogenannten Bandstock, mit Bindedraht an die Latten
gebunden. Durch den Bandstock erhält die Deckung eine gute Festigkeit, da der
Bindedraht mit einer Zange sehr fest angezogen werden kann. Als Bandstock und
Bindedraht sollten ausschließlich
nicht brennbare Materialien
verwendet werden. Geeignete
Bandstöcke sind aus verzinktem
Stahldraht oder Kupferdraht mit
einer Dicke von etwa 5 mm.
Früher verwendete man auch
Bandstöcke aus daumendicken
Haselnuß- oder Weidenstöcken.
Als Bindedraht eignet sich
nichtrostender Stahldraht mit
einer Mindestdicke von 1 mm.
Abbildung 3: Gebundenes Reetdach (Schnitt) [3]
Abbildung 4:
Gebundenes Reetdach
(Draufsicht)
a - Bandstock
b - Bindedraht
c – Latte
[2]
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2. Grundsätzlicher Aufbau von Weichdächern
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2.3.2. Genähtes Reetdach
Beim genähten Reetdach werden die Bunde der jeweiligen Decklage mit Draht
ohne Verwendung eines Vorlegedrahtes direkt an die Latten genäht. Der
Bindedraht liegt etwa in der Mitte der Deckschicht. Die Bindung erfolgt in der Mitte
der Rohrlänge und soll fest an die Lattung gedrückt werden. Zudem sind die
einzelnen Bindungen in jeder
weiteren Decklage versetzt
anzubringen. Die Schichtweite
(Durchmesser der Bindungsschlaufe)
beträgt maximal 25 cm. Der Näher
(außen auf dem Dach) und der
Gegennäher (innen unter dem Dach)
nähen mit Reetnadel und Draht die
Deckung auf die Lattung. Für
genähte Dächer verwendet man
nichtrostenden Stahldraht mit einer
Mindestdicke von 1 mm, kunststoffummantelten
Draht mit einer
Mindestdicke von 2 mm oder
Kupferdraht mit einer Mindestdicke
von 1,5 mm. Abbildung 5: Genähtes Reetdach (Schnitt) [3]
Abbildung 6:
Genähtes Reetdach
(Draufsicht)
a – Naht
b – Latte
[2]
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2. Grundsätzlicher Aufbau von Weichdächern
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2.3.3. Geschraubtes Reetdach
Die in Dänemark entwickelte Schraubtechnik wird seit Mitte der 80er Jahre auch in
Deutschland angewendet. Hierbei handelt es sich um eine moderne und Zeit
sparende Variante des gebundenen Daches, bei der Schrauben mit einem mittig
umwickelten Draht mit einem Elektroschrauber von oben in die Lattung versenkt
werden. Der Abstand der Schrauben darf 20 cm nicht unterschreiten. Die
Dauerhaftigkeit eines geschraubten Daches hängt wesentlich von der Befestigung
der Schraube in der Latte und der Festigkeit der Rödelung des Drahtes ab.
Deshalb ist es wichtig, dass die Schraube nie in den Randbereich der Latte
gedreht wird, sodass die Latte durch die Schraube gespalten werden kann.
Diese Bindung kann auch dann eingesetzt werden, wenn wegen Dachausbauten
der Draht nicht mehr um die Dachlatten herumgeführt werden kann. Da der Draht
jedoch schneller reißt als bei Zugbelastungen, kann bei dieser Technik der Draht
nicht so fest wie bei der traditionellen Bindung durch eine Schlaufe angezogen
werden.
Bei geschraubten Dächern ist
nichtrostender Stahldraht mit
einer Mindestdicke von 1 mm
zu verwenden. Als
Vorlegedraht bzw. Bandstock
ist ein nichtrostender Stahldraht
oder ein Kupferdraht mit
einem Querschnitt von etwa 5
mm zu verwenden. Die
Schrauben zur Befestigung
des Drahtes sollen
nichtrostend sein und eine
Mindestgröße von 4,5 mm
35 mm haben.
Abbildung 7: Geschraubtes Reetdach (Schnitt) [3]
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Diplomarbeit
2. Grundsätzlicher Aufbau von Weichdächern
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2.4. Firstarten bei Reetdächern
Die Firsteindeckung bei Reetdächern ist besonders heikel. Hier, am höchsten
Punkt des Daches, treffen Wind und Regen auf die kantige Firstlinie. Um diese
Stelle, die den härtesten Witterungseinflüssen ausgesetzt ist, einzudecken,
bedient man sich verschiedenster Methoden und Materialien. Diese Firstarten sind
regional unterschiedlich und letztendlich auch eine Frage der Kosten.
2.4.1. Der Reetfirst
Soll die Firsteindeckung mit Reet erfolgen, so ist im Vorfeld die Hauptwindrichtung
zu bestimmen. Die Halme der letzten beiden Reetlagen werden nicht
abgeschnitten, sondern über die Firstlattung auf die andere Dachseite gebogen
und dort unter das Reet gestopft. Auf die letzten beiden Lagen der Wetter
abgewandten Dachseite wird eine Reetlage genäht. Die über den First stehenden
Reethalme werden zur anderen
Seite gebogen. Auf der
Wetterseite wird anschließend
eine Reetschicht mit den
Stoppelenden nach oben an die
beiden letzten Dachlatten genäht,
so dass die Halmenden über die
abgeknickte Reetschicht der
gegenüberliegenden Seite
hinausragen. Damit wird im First
eine Regen durchlässige Fuge
vermieden.
Abbildung 8: Mecklenburger Reetfirst (Schnitt) [2]
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2. Grundsätzlicher Aufbau von Weichdächern
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2.4.2. Der Heidefirst
Der Heidefirst wird aus geschnittenem, erdfeuchtem Heidekraut geformt. Er hat je
nach Sparrenlänge beidseitig eine Schenkellänge von bis zu 1m. Die Neigung der
Schenkel darf die Dachneigung nicht unterschreiten. Von der Firstspitze, an der
der Heidefirst etwa 30cm dick ist, verjüngt er sich zur unteren Kante auf etwa
10cm. Zur Befestigung des Heidefirstes gibt es wieder mehrere Methoden.
Zum einen kann dies mit Holzpflöcken aus gespaltenem Weichholz, welche
einseitig angespitzt werden, geschehen. Die Länge dieser Holzpflöcke sollte 0,3 –
0,6 m, ihr Querschnitt etwa 15 – 20
mm betragen. Je Meter Heidefirst sind
etwa 100 Holzpflöcke zu verwenden.
Eine zusätzliche Bespannung des
Firstes mit z.B. Kunststoffnetzen ist
möglich. Die Verwendung von
Drahtgeflechten wie z.B.
Maschendraht etc. ist in Verbindung
mit Blitzschutz an Gebäuden nicht
zulässig.
Eine andere Befestigungsmethode für
den Heidefirst ist das Aufbringen von
Hängehölzern. Diese etwa 10 bis 12 kg
schweren, meist eichenen Hängehölzer
werden im Abstand von etwa 30cm
über den First gelegt.
Da das Heidekraut im Laufe der Jahre
in sich zusammensackt, ist es
notwendig, den Heidefirst etwa alle 5
bis 10 Jahre wieder aufzufüllen.
Abbildung 9: Gesteckter Heidefirst
(Schnitt) [3]
Abbildung 10: Heidefirst mit Hängehölzern
(Schnitt) [2]
-17-

Diplomarbeit
2. Grundsätzlicher Aufbau von Weichdächern
Ralf Reißen
2.4.3. Der Sodenfirst
Der Sodenfirst besteht aus gewachsenen Grassoden, die etwa 5 cm dick,
zwischen 30 und 40 cm breit und etwa 1,30 bis 1,50 m lang. Auf 1 m First sollen
etwa 7 bis 9 Soden verlegt werden. Der Anlegewinkel liegt zwischen 60° und 70°
(siehe Abbildung 12). Die Befestigung der einzelnen Soden erfolgt durch
Hartholzpflöcke von etwa 20 bis 30 cm Länge. Jede Sode soll gepflockt sein, oder
wenn eine zusätzliche
Netzabdeckung am First
vorhanden ist, ist jede zweite Sode
zu pflocken. Die Unterlage für den
Sodenfirst besteht aus einer
abgerundeten Reetlage. Darauf
folgt eine Abdeckung aus z.B.
einer besandeten Bitumenbahn
oder einer Kunststoffbahn (siehe
Abbildung 11).
Abbildung 11: Sodenfirst (Schnitt) [3]
Abbildung 12: Sodenfirst (Seitenansicht) [3]
-18-

Diplomarbeit
2. Grundsätzlicher Aufbau von Weichdächern
Ralf Reißen
2.4.4. Andere gängige Firstarten
Die Deckung des Firstes kann mit anderen geeigneten Werkstoffen ausgeführt
werden.
In einigen Regionen Norddeutschlands wird der First mit einem gesonderten
Firstdachstuhl ausgestattet, der über der letzten Reetlage angebracht ist. Dieser
dient dazu, den First mit Ziegeln oder einem geeigneten Wellplattenmaterial
einzudecken.
Abbildung 13:
Reetdach mit Firstdachstuhl
und Ziegeleindeckung [16]
Eine andere Art der Firsteindeckung, die zusätzlich auch noch vor der
Vermoosung des Reetdaches schützen soll, ist die Eindeckung mit Kupferblech.
Wie beim Ziegelfirst wird auch hier eine Holzkonstruktion auf der letzten
Reetschicht am First benötigt, woran dann die Kupferbleche befestigt werden. Aus
dekorativen Gründen oder um der Vermoosung vorzubeugen, ist es auch möglich,
dass diese Kupferbleche auch an
anderen Stellen des Daches
vorkommen, beispielsweise am
Ortgang oder an der Kehle. Diese
Bleche, die eine größere
Metallfläche auf dem Dach
darstellen, sind für einen
wirksamen Blitzschutz des
Gebäudes ein ernsthaftes
Problem.
Abbildung 14: Reetdach mit Kupferfirst [16]
-19-

Diplomarbeit
3. Stand der Blitzschutznormung und Stand der Technik
Ralf Reißen
3. Stand der Blitzschutznormung und Stand der Technik
3.1. Der Blitzschutz in der VDE-Norm
Ein Blitzschutzsystem für den äußeren Blitzschutz besitzt als wesentliche
Komponenten die Fangeinrichtung, die Ableitung und die Erdungsanlage. Die
Fangeinrichtung besteht im allgemeinen aus einer Firstleitung und ggf. aus
Fangstangen, die z.B. am Giebel oder an aus der Dachfläche herausragenden
Aufbauten (Schornstein etc.) befestigt werden. Diese Fangeinrichtungen werden
durch die Ableitungen auf direktem Wege nach unten zur Erdungsanlage geführt.
Die Erdungsanlage hat die Aufgabe, den auftretenden Blitzstrom möglichst
großflächig im Erdboden zu verteilen.
In der DIN 57185 Teil 2 / VDE 0185 Teil 2 [6] ist genau beschrieben, wie ein
Blitzschutzsystem für Weichdächer (Äußerer Blitzschutz) zu bauen ist:
„ 6.1.2 Gebäude mit weicher Bedachung (Weichdächer)
6.1.2.1 Bei Dachdeckungen aus Reet, Stroh oder Schilf müssen die Fangleitungen
auf isolierten Stützen (Holzpfählen nach DIN 48812) gespannt verlegt werden. Der
Abstand zwischen den Leitungen und dem First muß mindestens 0,6 m, zwischen
den übrigen Leitungen auf dem Dach und der Dachhaut mindestens 0,4 m
betragen. Diese Abstände gelten für neuwertige Dächer. Bei abgenutzten Dächern
sind die Abstände entsprechend größer und so zu wählen, dass nach einer
Neueindeckung die oben angegebenen Abstände nicht unterschritten sind. Der
Abstand von der Weichdachtraufe zur Traufenstütze darf 0,15 m nicht
unterschreiten.
Bei Firstleitungen sind Spannweiten bis etwa 15 m, bei Ableitungen Spannweiten
bis etwa 10 m ohne zusätzliche Abstützungen anzustreben.
Der Abstand der Ableitungen voneinander ergibt sich aus DIN 57185 Teil 1 / VDE
0185 Teil 1 Abschnitt 5.2.1.
6.1.2.2 Spannpfähle müssen mit der Dachkonstruktion (Sparren und Querhölzer)
mit Durchgangsbolzen nebst Unterlegscheiben fest verbunden werden.
-20-

Diplomarbeit
3. Stand der Blitzschutznormung und Stand der Technik
Ralf Reißen
6.1.2.3 Oberhalb der Dachfläche befindliche metallene Teile (wie Windfahnen,
Berieselungsanlagen, Leitern) müssen so befestigt werden, z.B. auf nichtleitenden
Stützen, dass die Abstände nach Abschnitt 6.1.2.1 eingehalten sind.
Zuleitungen zu Berieselungsanlagen dürfen im Bereich der Durchführung durch
die Dachhaut auf mindestens 0,6 m ober- und unterhalb nur aus Kunststoff
bestehen.
6.1.2.4 Bei Weichdächern die von einem metallenen Drahtnetz überzogen sind, ist
ein wirksamer Blitzschutz nach den Abschnitten 6.1.2.1 bis 6.1.2.3 nicht möglich.
Das gleiche gilt, wenn Abdeckungen, Berieselungsanlagen, Entlüftungsrohre,
Schornsteineinfassungen, Dachfenster, Oberlichter und dergleichen aus Metall
vorhanden sind.
In diesen Fällen ist ein wirksamer Blitzschutz nur durch eine isolierte
Blitzschutzanlage mit Fangstangen neben den Gebäuden bzw. mit Fangleitungen
oder Fangnetzen zwischen Masten neben den Gebäuden zu erreichen (siehe DIN
57185 Teil 1 / VDE 0185 Teil 1, Abschnitt 5.1.2).
6.1.2.5 Grenzt ein Weichdach an eine Dachdeckung aus Metall und soll das
Gebäude mit einer Blitzschutzanlage versehen werden, so muß zwischen dem
Weichdach und dem übrigen Dach eine elektrisch nichtleitende Dacheindeckung
von mindestens 1 m Breite, z.B. aus Zementasbest oder Kunststoff, eingefügt
werden. Für den Teil der Blitzschutzanlage auf dem Weichdach gelten die
Abschnitte 6.1.2.1 bis 6.1.2.3.
6.1.2.6 Zweige von Bäumen sind in mindestens 2 m Abstand vom Weichdach zu
halten.
Wenn Bäume dicht an einem Gebäude stehen und es überragen, muß an dem
den Bäumen zugewandten Dachrand (Traufkante, Giebel) eine Fangleitung
angebracht werden, die mit der Blitzschutzanlage zu verbinden ist. Die Abstände
nach Abschnitt 6.1.2.1 sind dabei einzuhalten.
-21-

Diplomarbeit
3. Stand der Blitzschutznormung und Stand der Technik
Ralf Reißen
6.1.2.7 Antennen und Elektrosirenen sind auf weichgedeckten Dächern nicht
zulässig. Antennen und elektrische Anlagen unter Dach müssen von der
Blitzschutzanlage einen größeren Abstand haben, als sich nach DIN 57185 Teil 1 /
VDE 0185 Teil 1, Abschnitt 5.3.2, ergibt.“
Zur Veranschaulichung der VDE-Bestimmungen und des Aufbaus einer solchen
Anlage sollen die folgenden Zeichnungen dienen:
Abbildung 15: Montage der Fangeinrichtungen und Ableitungen für ein
Gebäude mit weicher Bedachung [4]
1 Fangstange auf Holzpfahl
2 Giebelstange Abstand vom Weichdach mindestens 0,4 m und
Höhe über First mindestens 0,6 m.
3 Ableitung mit Leitungsstütze
4 Traufenstütze. Entfernung vom Weichdach mindestens 0,15 m
5 Spannkloben (zum Spannen der Ableitung über dem Weichdach)
-22-

Diplomarbeit
3. Stand der Blitzschutznormung und Stand der Technik
Ralf Reißen
Mit den oben genannten Maßnahmen sind nun die Montage der Fangleitung und
der Ableitung ausreichend beschrieben. Die dritte Komponente, die ein
Blitzschutzsystem für den äußeren Blitzschutz ausmacht, ist eine gute
Erdungsanlage. Diese wird in der DIN 57185 Teil 1 / VDE 0185 Teil 1 in Abschnitt
5.3 behandelt. Die Erdungsanlage darf als Fundamenterder, Ringerder oder in
Sonderfällen aus Einzelerdern aufgebaut werden.
In den Entwürfen zur Europäischen Norm DIN V ENV 61024-1 [7] ist bislang
nichts über das Thema Blitzschutz von Weichdächern zu finden.
Eine komplettes Blitzschutzsystem für äußeren Gebäudeblitzschutz ist auf der
folgenden Seite dargestellt:
-23-

Diplomarbeit
3. Stand der Blitzschutznormung und Stand der Technik
Ralf Reißen
Abbildung 16: äußerer Blitzschutz von Weichdächern [4]
1 Fangstangen auf Holzpfählen
2 Schornsteinumführung mit Schornsteinstangen
3 Firstleitung 0,6 m über dem First verlegt
4 Abstand der Ableitung von der Dachfläche 0,4 m
5 Traufenstütze
6 Spannkloben
7 Giebelstange
8 Trennstelle
9 Übergang von Rundstahl auf Bandstahl
10 Anschluß der Wasserleitungsrohre an den Potentialausgleich
11 Ringerder oder Fundamenterder
12 Stab- oder Banderder
13 Baumzweige müssen mind. 2 m vom Weichdach entfernt gehalten werden
14 Potentialausgleichschiene
15 Überspannungsschutzgerät der Anforderungsklasse B
16 Schutzleiter des Starkstromnetzes
-24-

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3. Stand der Blitzschutznormung und Stand der Technik
Ralf Reißen
3.2. Ist ein Blitzschutzsystem erforderlich oder sogar vorgeschrieben?
3.2.1. Die Bauordnung
Ob ein Blitzschutzsystem zwingend vorgeschrieben ist, entscheidet die
Baubehörde, meist das Kreis- oder Stadtbauamt, die für die Genehmigung eines
Bauvorhabens verantwortlich sind. Als Grundlage für diese Entscheidung dienen
die Bauordnungen (BauO) der jeweiligen Bundesländer, die sich zum Thema
Blitzschutz kaum voneinander unterscheiden.
So sagt beispielsweise die Niedersächsische Bauordnung (NBauO) [12] zu
diesem Thema:
„ § 20 Brandschutz
(3) Bauliche Anlagen, bei denen nach Lage, Bauart oder Benutzung Blitzschlag
leicht eintreten oder zu schweren Folgen führen kann, müssen mit dauernd
wirksamen Blitzschutzanlagen versehen sein.“
Aus § 51 geht hervor, dass im Einzelfall besondere Anforderungen an die bauliche
Anlage, u.a. ein funktionsfähiges Blitzschutzsystem, gestellt werden.
„§51 Bauliche Anlagen und Räume besonderer Art und Nutzung
(2) Bauliche Anlagen oder Räume besonderer Art oder Nutzung sind
insbesondere:
...
8. bauliche Anlagen und Räume von großer Ausdehnung oder mit erhöhter
Brand-, Explosions-, Strahlen- oder Verkehrsgefahr.“
Es ist also möglich, dass die Installation eines Blitzschutzsystem vom Bauamt
vorgeschrieben wird.
Ist dies nicht der Fall, liegt es im Ermessen des Bauherrn, ob ein
Blitzschutzsystem erforderlich ist oder nicht. Zur Risikoabschätzung ist es ratsam,
eine Schutzklassenberechnung (siehe 3.2.2.) durchzuführen.
-25-

Diplomarbeit
3. Stand der Blitzschutznormung und Stand der Technik
Ralf Reißen
3.2.2. Schutzklassenberechnung nach VDE
Zur Ermittlung der Notwendigkeit eines Blitzschutzsystems und zur Bestimmung
der Blitzschutzklasse wurde in der Vornorm DIN V ENV 61024 [7] ein
Berechnungs-system für eine Risikoabschätzung festgelegt. Diese
Risikoabschätzung richtet sich nach folgenden festgesetzten Kriterien:
- Abmessungen der baulichen Anlage und Dichte der Erdblitze
- Lage der baulichen Anlage
- Gebäudekonstruktion (Bauart, Material)
- Gebäudenutzung und Gebäudeinhalt
- Folgeschäden eines Blitzeinschlags
Mit Hilfe dieser Kriterien werden zwei Parameter berechnet, die erwartete Anzahl
der Direkteinschläge (Nd) und die vertretbare Anzahl der Einschläge, die einen
Schaden verursachen (Nc). Das Verhältnis beider Zahlen gibt Aufschluß über die
Notwendigkeit eines Blitzschutzsystems und über die zu verwendende
Schutzklasse. Diese Berechnung soll nun für ein reetgedecktes Haus durchgeführt
werden. Natürlich ist dabei zu beachten, dass die Kriterien für diese
Risikoabschätzung von Haus zu Haus verschieden sind. In unserem Beispiel steht
das Haus in Norddeutschland, ist ein typisches aus Backsteinen gemauertes Haus
und hat Gebäude und Bäume in der Nachbarschaft.
a) Berechnung der erwarteten Anzahl der jährlichen Direkteinschläge Nd
N
d
= N ⋅ ⋅ ⋅10 −6
g
Ae
Ce
pro Jahr
Darin bedeuten:
Ng
Ae
Durchschnittliche jährliche Dichte der Erdblitze, in Blitzen je
Quadratkilometer und Jahr, in der Region, in der sich die
bauliche Anlage befindet.
Äquivalente Fangfläche der freistehenden baulichen Anlage.
Diese ist definiert als eine Bodenfläche, welche dieselbe
jährliche Häufigkeit von Direkteinschlägen hat wie die
bauliche Anlage.
Ce Koeffizient zur Berücksichtigung der Umgebung der
baulichen Anlage.
-26-

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3. Stand der Blitzschutznormung und Stand der Technik
Ralf Reißen
Für unsere Beispielrechnung ergeben sich folgende Werte:
1
Ng = 2,2 (Für Regionen mit 25 Gewittertagen im Jahr [7])
2
km ⋅ a
Ae =
Ce = 0,25
6 H
2
⋅ H ⋅W
+ 9 ⋅π ⋅ = 5618
2
m
(Für ein Gebäude mit Breite W=16m,
Länge L=10m und Höhe H=12,5 m)
(bauliche Anlage in einem großen Gebiet mit Gebäuden
oder Bäumen gleicher oder größerer Höhe )
1
Damit ist Nd = 0,0031
Jahr
b) Berechnung der akzeptierten Einschlagshäufigkeit Nc
N c
= A ⋅ B ⋅C
Darin bedeuten:
Nc
A
B
C
Akzeptierte Einschlagshäufigkeit
Komponente, mit der die Gebäudekonstruktion berücksichtigt wird
Komponente, mit der die Gebäudenutzung und der Gebäudeinhalt
berücksichtigt werden
Komponente, mit der die Folgeschäden berücksichtigt werden
Der Faktor A errechnet sich aus:
A = A
1
⋅ A2
⋅ A3
⋅ A4
Darin bedeuten:
Bauart der Wände
A1
A2
A3
A4
Dachkonstruktion
Dachdeckung
Dachaufbauten
Für das Beispielhaus ergibt sich für den Faktor A:
A = 0 ,5 ⋅ 0,1 ⋅ 0,05 ⋅1
= 0,0025
-27-

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3. Stand der Blitzschutznormung und Stand der Technik
Ralf Reißen
mit:
A
1
=0,5 Bauart der Wände: Mauerwerk, Beton
A
2
=0,1 Dachkonstruktion: Holz
A =0,05 Dachdeckung: Weichdächer
3
A
4
=1 Dachaufbauten: keine
Der Faktor B errechnet sich aus:
B = B
Darin bedeuten:
B1
B2
1
⋅ B2
⋅ B3
⋅ B4
Nutzung durch Personen
Art des Gebäudeinhaltes
B3
B4
Wert des Gebäudeinhaltes
Maßnahmen und Einrichtung zur Schadensverringerung
Somit ergibt sich für den Faktor B:
mit
B = 1 ⋅ 0,2 ⋅1⋅1
= 0,2
B
1
=1 Nutzung durch Personen: keine Panikgefahr
B
2
=0,2 Art des Gebäudeinhaltes: entflammbar
B =1 Wert des Gebäudeinhaltes: einfache Einrichtung
3
B
4
=1 Maßnahmen und Einrichtung zur Schadensverringerung: keine
-28-

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3. Stand der Blitzschutznormung und Stand der Technik
Ralf Reißen
Der Faktor C errechnet sich aus:
C = C
Darin bedeuten:
C1
C2
C3
1
⋅C
2
⋅C3
Umweltgefährdung
Ausfall wichtiger Versorgungsleistungen, die von den Einrichtungen
des Gebäudes zur Verfügung gestellt werden
Sonstige Folgeschäden
Somit ergibt sich für den Faktor C:
mit
C = 1 ⋅1⋅1
= 1
C
1
=1 Umweltgefährdung: keine
C
2
=1 Ausfall wichtiger Versorgungsleistungen, die von den
Einrichtungen des Gebäudes zur Verfügung gestellt werden:
kein Ausfall
C =1 Sonstige Folgeschäden: gering
3
Daraus kann man nun die akzeptierte Einschlagshäufigkeit Nc berechnen:
N C
=
A ⋅ B ⋅ C
1
Damit ist Nc=0,0005
Jahr
Da Nc < Nd ist, ist für ein solches Gebäude ein Blitzschutzsystem notwendig.
Verallgemeinert kann man sagen:
Ist die Anzahl der erwarteten jährlichen Direkteinschläge Nd kleiner oder gleich der
Anzahl der akzeptierten Einschläge Nc, so ist ein Blitzschutzsystem nicht
notwendig.
-29-

Diplomarbeit
3. Stand der Blitzschutznormung und Stand der Technik
Ralf Reißen
c) Bestimmung der Schutzklasse
Die Bestimmung der Schutzklasse nach dem Wirkungsgrad (Effektivität),
den das Blitzschutzsystem später haben soll.
Die Effektivität E errechnet sich aus:
Nc 0,0005
E ≥ 1 − = 1 − = 0,84
0,0031
N d
Für diesen Wert von E wird in der ENV 61024-1 (Tabelle 1: Beziehung zwischen
Schutzklasse und Wirksamkeit) [7] die Blitzschutzklasse III vorgeschrieben.
Über die Wirkungsbereiche der 4 Schutzklassen soll die folgende Tabelle
Aufschluß bringen:
-30-
Blitzschutzklasse
Wirkungsgrad
E in %
Maschenweite
in m
Typ.
Abstand
der Ableitungen
in
m
Stromscheitelwert
I in kA
Impulsladung
Q in As
Spez.
Energie
SE
In MJ/Ω
I 98 5x5 10 200 100 10
II 95 10x10 15 150 75 5,6
III 90 15x15 20 100 50 2,5
IV 80 20x20 25 100 50 2,5
Tabelle 1:
Zuordnung von Wirkungsgrad, Maschenweite, Abstand der Ableitungen,
Stromscheitelwert, Impulsladung und spez. Energie zu den Schutzklassen

Diplomarbeit
4. Besondere Gefahrenpunkte bei Reetdächern
Ralf Reißen
4. Besondere Gefahrenpunkte bei Reetdächern
Hinsichtlich ihrer Brandgefährdung bedürfen Reetdächer eines besonderen
Schutzes; denn das leicht entzündliche Reet ist bereits durch einen kleinen
Funken sehr schnell entflammbar. Bei einem direkten Blitzeinschlag und den
damit verbundenen Überschlägen und Teilentladungen an den metallenen Teilen
(Dachdeckerdraht, Bleche etc.), die im Reet verarbeitet sind, kommt es zur
Funkenbildung und damit zu Bränden.
Selbst wenn ein Blitzschutzsystem nach DIN VDE 0185 Teil 2 [6] vorhanden ist,
ist deren Wirksamkeit stark von den sonstigen Gegebenheiten auf dem Reetdach
und von der Stromstärke und Stromsteilheit des Blitzes abhängig. Näherungen zu
metallenen Teilen spielen dabei eine wichtige Rolle.
Betrachtet man die VDE-Bestimmungen, so ist schnell zu erkennen, dass
Probleme bei der Planung und Montage einer solchen Blitzschutzanlage
vorprogrammiert sind.
Sind beispielsweise die metallenen Binde- und Vorlegedrähte bei einer solchen
Anlage als metallenes Drahtnetz zu betrachten, wie in der VDE 0185 Teil 2 unter
Abschnitt 6.1.2.4 beschrieben, oder sind damit ausschließlich die Maschendrähte
auf dem Heidefirst gemeint? Rein technisch gesehen sorgt der Maschendraht auf
dem First für größere Probleme, da der Abstand zur Fangeinrichtung kleiner ist als
der Abstand zwischen Fangeinrichtung und Bindedrähten. Bei einem
Blitzeinschlag und dem damit verursachten elektrischen Feld zwischen
Fangleitung und Dachhaut bzw. Maschendraht kann es zu Überschlägen und
damit zu Funkenbildung kommen.
4.1. Maschendrahtüberzug
Ein wirksamer Blitzschutz ist also zunächst nicht möglich, wenn das Dach mit
metallenem Maschendraht ganz oder teilweise überzogen ist. Dieser
Maschendraht dient hauptsächlich zum Schutz des Heide- bzw. Sodenfirstes vor
Vogelabtragungen. In der Fachregel für Dachdeckungen mit Reet des Deutschen
Dachdeckerhandwerkes ist auf diese Problematik ausdrücklich hingewiesen. Auf
eine Initiative der Blitzschutzfirma Hans Thormählen GmbH & Co, die zum ersten
-31-

Diplomarbeit
4. Besondere Gefahrenpunkte bei Reetdächern
Ralf Reißen
Mal auf diesen Sachverhalt aufmerksam machte, wurde dies auch in der neuen
Fachregel berücksichtigt: „ 4.3.2.(4) Eine zusätzliche Bespannung mit z.B.
Kunststoffnetzen ist möglich. Die Verwendung von Drahtgeflechten ist in
Verbindung mit Blitzschutz an Gebäuden nicht zulässig.“ [3].
Die beste Lösung dieses Problems besteht darin, den metallenen Maschendraht
gegen ein UV-beständiges Kunststoffnetz auszutauschen. Die Haltbarkeit dieser
Kunststoffnetze liegt nach Herstellerangaben bei mindestens 8 bis 10 Jahren und
ist somit eine akzeptable Alternative. Ein weiterer Vorteil dieser Kunststoffnetze
besteht darin, dass sie sich dem First und seiner individuellen Form und
gegebenenfalls einer Formänderung besser anpassen als ein relativ starrer
Metallmaschendraht.
4.2. Metallene Durchführungen und Installationen
Metallene Durchführungen sind laut VDE nicht zulässig (siehe DIN 57185 Teil 2 /
VDE 0185 Teil 2 Abschnitt 6.1.2.3 und 6.1.2.4). Neben der klaren Auslegung der
VDE spielen auch hier die Grenzfälle eine Rolle. Bei einer Kaminsanierung
beispielsweise tritt solch ein Grenzfall ein. Soll nämlich ein Kamin, der aus
Backsteinen gemauert ist, saniert werden, weil eine neue Heizungsanlage
installiert wurde, so geschieht dies nach den Richtlinien der FEUVO
(Feuerungsverordnung). Diese FEUVO besagt, dass die Sanierung des Kamins
mit einem geeigneten Werkstoff
erfolgen soll, der in den meisten Fällen
aus einem Edelstahlrohr besteht, das
durch den bestehenden Kamin
eingezogen wird. Hier wird ganz klar
eine metallene Durchführung erzeugt,
die jedoch einen gewissen Abstand
(Dicke des gemauerten Kamins) zum
Weichdach aufweist.
Abbildung 17: Kaminsanierung mittels
Edelstahlrohr [16]
-32-

Diplomarbeit
4. Besondere Gefahrenpunkte bei Reetdächern
Ralf Reißen
Dieses Problem kann auf zweierlei Weise gelöst werden. Wenn ein Edelstahlrohr
verwendet wurde, muss neben dem Kamin eine Fangstange montiert werden, die
den Gefährdungsbereich des Edelstahlrohres abschirmt. Hierbei sind die in der
VDE angegebenen Mindestabstände unbedingt zu beachten.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Kaminsanierung mit einem
nichtmetallenen Material durchzuführen. Hierzu wird ein spezielles Kunststoffrohr
verwendet, das in 3 verschiedenen Typenklassen hergestellt wird, wobei die
Abgastemperatur maßgebend ist:
Typ max. Abgastemperatur in °C
A 80
B 120
C 160
Im Vergleich zum Edelstahlrohr ist dies allerdings eine recht kostspielige
Angelegenheit. Zudem müssen die genauen Abgastemperaturen der Heizanlage
bekannt sein.
Ein anderes Problem sind Näherungen, hervorgerufen durch Kreuzungen der
Ableitungen des Blitzschutzsystems und der elektrischen Installation des Hauses.
Diese treten z.B. an der Traufe auf: Die metallenen Traufenstützen, die den
Ableitungsdraht spannen sollen, werden direkt an der Hauswand befestigt.
Werden nun Leitungen für die Rundumbeleuchtung, für Alarmtechnik oder für eine
Brandmeldeanlage etc. an diesen Traufenstützen befestigt oder so geführt, dass
der Sicherheitsabstand unterschritten wird, so ist im Fall einer Blitzentladung mit
direkten Überschlägen und Funkenbildung bzw. Einkopplungen in diese Leitungen
zu rechnen. Um dies zu vermeiden, ist es unbedingt erforderlich, einen
ausreichenden Sicherheitsabstand zwischen Leitung und Ableitungsdraht bzw.
Traufenstütze einzuhalten. Dieser Sicherheitsabstand kann nach DIN V ENV
61024-1 [7] berechnet werden, in der Praxis hat sich jedoch ein Abstand von etwa
0,5 m bewährt.
Eine Unterschreitung dieses Sicherheitsabstands ist auch gegeben, wenn an der
Stelle, an dem die Stütze auf der Außenwand montiert ist, an der Innenwand
elektrische Leitungen oder metallene Rohre vorhanden sind. Um mögliche
Näherungseffekte auszuschließen, ist es erforderlich, die Traufenstütze aus einem
-33-

Diplomarbeit
4. Besondere Gefahrenpunkte bei Reetdächern
Ralf Reißen
nicht leitenden Material herzustellen oder zwischen die metallenen Teile einen
Isolator einzubauen (vgl. Kapitel 8).
4.3. Nichtfachgerechte Installation und Wartung von Blitzschutzsystemen
Ein nicht zu unterschätzender Gefahrenpunkt ist die nicht fachgerechte Installation
und Wartung des Blitzschutzsystems. Werden bereits bei der Installation Fehler
gemacht, indem z.B. die Mindestabstände nicht eingehalten oder Traufenstützen
falsch montiert werden, so kann eine einwandfreie Funktion des
Blitzschutzsystems nicht gewährleistet werden.
Abbildung 18:
nicht fachgerecht installierte
Traufenstütze [16]
Bei der Wartung ist darauf zu achten, dass die Erdungswiderstände infolge von
korrodierenden Leitungsübergängen nicht zu groß werden. Auch sollte unbedingt
vermieden werden, den Ableitungsdraht als Rankhilfe für Kletterpflanzen zu
mißbrauchen, da durch diesen Pflanzenbewuchs ein isoliert aufgebautes
Blitzschutzsystem nicht mehr möglich ist.
4.4. Firstabdeckungen aus Kupferblech
Der Kupferfirst, wie er unter Kapitel 2.4.4. dargestellt wird, stellt für den Blitzschutz
auch ein erhebliches Problem dar. Diese Problematik ist analog zu dem unter 4.1.
genannten Maschendrahtüberzug und ist in der VDE 0185 Teil 2 in Kapitel 6.1.2.4
aufgeführt. Bei einem Blitzeinschlag in die Blitzschutzanlage und dem damit
-34-

Diplomarbeit
4. Besondere Gefahrenpunkte bei Reetdächern
Ralf Reißen
entstehenden elektrischen Feld zwischen der Fangleitung und dem Erdpotential,
das z.B. direkt unter dem Dach liegt, wird der Kupferfirst, der zwischen dieser
Anordnung liegt, diesem elektrischen Feld voll ausgesetzt. Nun ist es möglich,
wenn der First relativ nahe an dem Erdpotential liegt, dass hier Teilentladungen
und Überschläge stattfinden, die mit Funkenbildung verbunden sind. Dies alles
geschieht, ohne dass ein Durchschlag von der Fangleitung oder vom
Ableitungsdraht auf den Kupferfirst stattgefunden hat.
4.5 Binde- und Vorlegedrähte
Das gleiche Phänomen, das unter 4.4. beschrieben wurde, kann natürlich auch bei
den Dachdeckerdrähten, den Binde- und Vorlegedrähten auftreten; denn auch hier
haben wir es mit einem Metallteil zu tun, das großflächig auf dem Dach verteilt ist.
Zwar ist hier der Abstand zum Blitzschutzsystem größer, dafür ist mit den
Bindedrähten jedoch noch eine andere Schwierigkeit verbunden: Sie
durchschneiden das unter 4.4 genannte elektrische Feld senkrecht, da sie vom
Vorlegedraht bis unter die
Lattung reichen (vgl.2.3.2).
Dies kann dann ebenfalls dazu
führen, dass bei Näherungen
zur Elektroinstallation des
Hauses auch hier Teilentladungen
und Überschläge
zwischen Bindedraht und
Elektroinstallation stattfinden.
Abbildung 19: Bindedrähte von innen unterm Dach
umschließen die Lattung [15]
Die unter 4.4 und 4.5 dargestellte Problematik wird in Kapitel 6 ausführlich
untersucht (Lösungsmöglichkeiten siehe 6.2.1 und 6.2.2 sowie Kapitel 7).
-35-

Diplomarbeit
5. Schäden, die durch Blitzeinwirkung an reetgedeckten Häusern entstanden sind
Ralf Reißen
5. Schäden, die durch Blitzeinwirkung an reetgedeckten Häusern
entstanden sind
In Regionen, wo Weichdächer weit verbreitet sind, ist immer wieder in Zeitungen
zu lesen, dass Häuser, die mit Reet oder Stroh gedeckt waren, ein Opfer der
Flammen wurden. Verursacht werden solche Brände in vielen Fällen durch die
Auswirkungen eines Blitzeinschlages.
Selbst mit einem installierten Blitzschutzsystem besteht immer noch ein Risiko.
Zwar ist die Gefahr von Direkteinschlägen äußerst gering, dafür ist es aber
möglich, dass durch Näherungen Teilentladungen und sogar Überschläge und
damit Funkenbildung auftritt. Voraussetzung für eine einwandfreie Funktion eines
Blitzschutzsystems sind regelmäßige Sicht- und Funktionsprüfungen der Anlage.
Besonders spektakulär ist der Blitzeinschlag in das reetgedeckte Rathaus in
Worpswede, das mit einem Blitzschutzsystem versehen war und dennoch in der
Nacht vom 13. auf den 14.06.1997 infolge eines Blitzeinschlags abgebrannt ist. In
dem Untersuchungsbericht der Firma Thormählen [8] wird von den
Gegebenheiten berichtet:
„Das ca. 30 x14 m große und ehemalige Bauerngehöft wurde vor 10 Jahren
renoviert und zum Rathaus hergerichtet. Der Bau ist mit einem ziegelgedeckten
Neubau durch einen Zwischenbau (Schieferdach) verbunden. Das reithgedeckte
Gebäude und auch das Nebengebäude ist mit einer Blitzschutzanlage vor etwa 10
Jahren ausgerüstet worden. Der Neubau hat mit Sicherheit einen
Fundamenterder. Bei dem Altbau, der auch bei den Grundmauern unterfangen
wurde, scheint auch ein Fundamenterder gelegt worden zu sein, da an einer Stelle
ein korrodiertes Bandeisen in der Erdoberfläche zu finden war. Die
Erdungswiderstände sind auf der beigefügten Skizze festgehalten worden. Das
reithgedeckte Gebäude hatte einen Heidefirst, die Firstleitung war an
Blitzschutzmaste befestigt, ferner war das Gebäude mit 6 Ableitungen versehen.
Die Oberleitung bestand aus Kupfer. Die Augenzeugen, die den
Schadenshergang gesehen haben, widersprechen sich. Einerseits will man
wahrgenommen haben, dass der Blitz in die Blitzschutzanlage in der Mitte des
Gebäudes eingeschlagen hat und von da aus über das völlig nasse Dach etwa in
der Mitte der Dachfläche auf die unmittelbar unter der Dachfläche verlaufenden
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Diplomarbeit
5. Schäden, die durch Blitzeinwirkung an reetgedeckten Häusern entstanden sind
Ralf Reißen
zahlreichen Kabel übergeschlagen und somit gezündet hat. Der Bericht eines
anderen Augenzeugen will jedoch den Brand vorne im Haus gesehen haben. Eine
andere Version sagt auch noch, dass die Drähte bei dem Blitzeinschlag geglüht
hätten. Der Heidefirst war mit einem metallenen Maschendraht überzogen. Die
elektrische Anlage und der eingebaute Überspannungsableiter war zerstört. Ein
Bandstahl, offensichtlich vom Fundamenterder, ist auf die Potentialausgleichschiene
gelegt. Ob der Bandstahl vom Neubau oder vom Altbau kommt, konnte
nicht festgestellt werden, zumal der Raum wegen Einsturzgefahr verriegelt war.
Die neben dem Haus stehenden hohen Bäume weisen keine Blitzspuren auf.
Meine Recherchen beim Sicherheitsbeauftragten des Landkreises Osterholz-
Scharmbeck und bei der Kriminalpolizei, ebenfalls Osterholz-Scharmbeck, haben
ergeben, dass in der Nacht folgende Stromstärken durch das Blitzortungssystem
der Firma Siemens gemessen wurden:
144kA
119kA innerhalb von 10 Minuten
151kA
163kA
nach 4 Minuten
186kA
nach 5 Minuten
198kA
nach 1Minute
177kA
nach 20 Minuten
138kA
Die Polizei will mir jedoch eine komplette Auswertung des „Siemens
Ortungssystems“ nicht aushändigen. Die Ortschaft Worpswede liegt im Landkreis
Osterholz-Scharmbeck, dieser Landkreis wiederum liegt nordöstlich der Stadt
Bremen. Die Fachleute in unserem Hause sind überrascht von den hohen
Stromstärken, die in dieser fraglichen Nacht gemessen wurden.
Nach meiner Auffassung hat ein stromstarker Blitz die Blitzschutzanlage getroffen
und hat sich, bedingt durch den starken Regenguß, leitend über den
Maschendraht und die 4mm Bindedrähte des Reithdaches auf die elektrischen
Leitungen, die in großer Zahl unmittelbar unter dem Reithdach verliefen,
durchgeschlagen. Im übrigen waren überall an den Traufen elektrisch betriebene
Rundummelder und elektrische Beleuchtung installiert.“
-37-

Diplomarbeit
5. Schäden, die durch Blitzeinwirkung an reetgedeckten Häusern entstanden sind
Ralf Reißen
Was war hier geschehen? Zunächst fällt auf, dass die hier aufgeführten Blitze sehr
hohe Blitzstromstärken aufweisen. Statistisch gesehen liegen ansonsten die
meisten Blitze bei Stromstärken unter 100 kA. Dies ergibt sich aus analysierten
Blitzstrommessungen, die als Auswertung in der ENV 61024-1 [7] Anhang A
aufgeführt sind:
„A1 Statistische Verteilung
Die Blitzstrommessungen wurden im allgemeinen aus Messungen an hohen
Objekten erhalten. Für diese Norm wird angenommen, daß diese Kennwerte auch
für bauliche Anlagen unter 60 m gelten. Die statistische Verteilung der
gemessenen Blitzstromkennwerte kann als logarithmische Normalverteilung
angesehen werden. Auf dieser Basis kann die Wahrscheinlichkeit des Auftretens
irgendeines Wertes eines Parameters aus den Werten in Bild A.1 berechnet
werden. Der Anteil der Polaritäten ist abhängig vom Geographischen Bereich.
Wenn keine örtlichen Informationen vorliegen, sollte angenommen werden, daß
10% der Blitze positive und 90% negative Ströme führen. Die Kennwerte dieser
Norm basieren auf 10% positiven und 90% negativen Blitzen.“
Das bedeutet, die Blitzstromkennwerte können direkt aus dem Diagramm (Bild A.1
in der o.g. Norm), getrennt nach positivem und negativem Erstblitz und negativem
Folgeblitz, abgelesen werden. So kann man mit Hilfe der Verhältnisse 10%
positivem zu 90% negativem Blitz jede Blitzstromwahrscheinlichkeit ausrechnen:
Möchte man beispielsweise eine 5% tige Wahrscheinlichkeit errechnen, so
ergeben sich folgende Werte:
negativer Erstblitz (5%-Wert) = 85 kA
positiver Blitz (5%-Wert) = 250 kA
daraus ergibt sich: 85 kA⋅
0,9 + 250kA⋅
0,1 = 101, 5kA
Das bedeutet, dass rein statistisch nur 5% aller Erstblitzströme größer als
101,5 kA sind
Also ist anzunehmen, dass die aufgeführte Liste mit den sehr hohen
Blitzstromstärken unvollständig ist.
-38-

Diplomarbeit
5. Schäden, die durch Blitzeinwirkung an reetgedeckten Häusern entstanden sind
Ralf Reißen
Zur Veranschaulichung des Sachverhaltes und der technischen Gegebenheiten
soll eine Prinzipskizze Aufschluß geben:
Abbildung 20: Prinzipskizze des Reetdachfirstes mit Blitzschutzsystem,
Dachdeckerdrähten und elektrischer Installation mit Angabe
von ungefähren Abständen [15]
Anhand dieser Zeichnung kann man nun versuchen, den Hergang des
Blitzeinschlags zu rekonstruieren. Leider sind zu dem vorliegenden Fall keine
genauen Angaben über die einzelnen Abstände bekannt, jedoch könnten sie mit
den hier eingetragenen Abständen in etwa übereinstimmen (siehe auch Kapitel 2
besonders 2.3.1 und 2.4.2). Außerdem ist anzumerken, dass die vorhandenen
-39-

Diplomarbeit
5. Schäden, die durch Blitzeinwirkung an reetgedeckten Häusern entstanden sind
Ralf Reißen
Bindedrähte im Dach der Elektroinstallation unter dem Dach zu nahe gekommen
sind. So ist möglicherweise der Abstand von einigen Bindedrähten zu einer
Lampenzuleitung zu gering gewesen.
Technisch gesehen ist diese Anordnung ein großer Kondensator, der
verschiedene Dielektrika (Mehrschichtdielektrika) und einige leitende
Zwischenräume aufweist. Er ist wie folgt aufgebaut:
Die Fangspitze, Fangleitung und Ableitung, die hohes Potential annehmen
können, stellen die eine Elektrode des Kondensators dar. Das erste Dielektrikum,
das folgt, sollte die Luft sein; jedoch ist aus zahlreichen Versuchen und aus der
VDE bekannt, dass an dieser Stelle die Isolierstütze aus Bongossiholz
einzusetzen ist. Denn betrachtet man ein festes Medium (hier Holz) als
Dielektrikum, so sind die isolierenden Eigenschaften viel schlechter als die bei
Luft. Das liegt hauptsächlich daran, dass an diesem festen Medium
Gleitdurchschläge, hervorgerufen durch Verunreinigungen der Oberfläche oder
durch Feuchtigkeit, auftreten. Um diese unterschiedlichen Dielektrika zu
vergleichen, arbeitet man in der VDE mit dem Koeffizienten km, der Aufschluss
über die Güte des Dielektrikums gibt.
Material
Km
Luft 1
Festes Material 0,5
Als nächstes folgt eine leitende Schicht in Form des Maschendrahtes über dem
Heidefirst. Ein Gemisch aus nassem Heidekraut und Reet bildet das zweite
Dielektrikum, das durch die Durchnässung einen relativ schlechten Isolator
darstellt. Darunter verläuft der Dachdeckerdraht (Vorlege- und Bindedrähte), der
auch als leitende Schicht betrachtet werden kann. Die letzte Isolierschicht ist nicht
so leicht zu bestimmen und hängt ausschließlich von der Art und Verlegungsweise
der Elektroinstallation ab. Im worst-case-Fall würde das letzte Schichtdielektrika
nur aus einem Kabelmantel, beispielsweise eines NYM-Kabels, bestehen. Die
zweite Elektrode des Kondensators besteht aus der Elektroinstallation.
-40-

Diplomarbeit
5. Schäden, die durch Blitzeinwirkung an reetgedeckten Häusern entstanden sind
Ralf Reißen
Bei einem Blitzeinschlag auf der Fangleitung oder auf der Fangspitze entsteht auf
ihr ein hohes elektrisches Potential. In diesem Zusammenhang wäre es natürlich
wichtig zu wissen, wie groß der Blitzstrom und die Blitzstromsteilheit gewesen
sind, wo der Blitz genau eingeschlagen hat und wie hoch der entsprechende
Erdungswiderstand war. Zu allen drei Fragestellungen liegen jedoch keine Daten
vor.
Zwischen der Fanganordnung und der Erde (in unserem Fall die
Elektroinstallationsleitungen) baut sich ein sehr großes elektrisches Feld auf.
Durch dieses Feld ist es bereits möglich, dass zwischen Maschendraht und
Dachdeckerdraht bzw. zwischen Dachdeckerdraht und Erde (Elektroinstallation)
Teilentladungen oder sogar Überschläge entstehen. Diese Überschläge und die
damit verbundene Funkenbildung können bereits ausreichen, um das Reetdach zu
entzünden. Bei besonders starken Blitzen wird das Feld so groß, dass es auch an
dem Isolationsmast aus Bongossiholz zunächst zu Gleitentladungen, dann zum
Überschlag kommt.
-41-

Diplomarbeit
6. Blitzschutztechnische Anforderungen, die an Weichdächer gestellt werden müssen
Ralf Reißen
6. Blitzschutztechnische Anforderungen, die an Weichdächer
gestellt werden müssen
6.1. Experimentelle Untersuchung an einem Modell des Blitzschutzsystems
für Reetdächer
Um die Effekte zu untersuchen, die an einem Blitzschutzsystem für Reetdächer
auftreten, wurde ein Modell entwickelt und aufgebaut. Wichtig war es, dass dieses
Modell die in der VDE angegebenen Maße aufwies, um es dann im
Hochspannungslabor der Fachhochschule Aachen, Abteilung Jülich, mit einigen
Hochspannungs- und Blitzstoßspannungsversuchen zu untersuchen.
Zunächst wurde ein Holzgestell aufgebaut, das aus versuchstechnischen Gründen
weder Nägel noch Schrauben aufweisen sollte, um die Versuchsergebnisse nicht
durch „Fremdmetalle“ zu beeinflussen. Auf diesem Holzgestell wurden dann die
beiden für den Versuch notwendigen Elektroden (eine Hochspannungselektrode
und eine geerdete Elektrode) befestigt. Die geerdete Elektrode sollte die
Elektroinstallation, die sich direkt unter dem Dach befindet, simulieren. Die
Hochspannungselektrode stellt den Blitzableiter dar. Diese beiden Elektroden
wurden aus Rundstahl mit einem Durchmesser von 8 mm hergestellt.
Abbildung 21: Prinzipieller Aufbau des Versuchsmodells einer
Blitzschutzanordnug für ein Reetdach [15]
-42-

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6. Blitzschutztechnische Anforderungen, die an Weichdächer gestellt werden müssen
Ralf Reißen
Die gesamte Versuchsanordnung war etwa 3 m lang. In das Holzgestell konnte
zusätzlich noch eine potentialfreie Mittelelektrode (Rundstahl mit Durchmesser 5
mm), die den Vorlegedraht simulieren sollte, eingesetzt werden. Um den
Dachaufbau schließlich komplett zu simulieren, wurden mit Hilfe von
Abstandhaltern aus Holz noch Bindedrähte (∅ 1,4 mm) zwischen Lattung und
Vorlegedraht befestigt. Die Versuche wurden mit verschiedenen
Modellanordnungen und verschiedenen Abständen der Elektroden durchgefahren.
Der Abstand von der Hochspannungselektrode zur geerdeten Elektrode war etwa
0,75 m groß. Dieser Abstand setzt sich zusammen aus dem Abstand des
Ableitungsdrahtes vom Reetdach, der nach VDE 0,4 m beträgt, der Dicke des
Reetdaches, das nach der Fachregel für Dachdecker etwa 0,3 m dick ist und der
Lattung, die ungefähr 3 cm – 5 cm ausmacht.
Der potentialfreie Vorlegedraht liegt etwa 10-15 cm über der Lattung. Deswegen
wurden auch beide Abstände beim Versuchsaufbau berücksichtigt.
Zur Veranschaulichung des Versuchsaufbaus sollen folgende Fotos dienen:
Abbildung 22: Versuchsanordnung in der Hochspannungshalle [15]
-43-

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6. Blitzschutztechnische Anforderungen, die an Weichdächer gestellt werden müssen
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Abbildung 23: Detailaufnahme der Anbindung an die Hochspannung [15]
Abbildung 24: Detailaufnahme der geerdeten Elektrode unter der Latte
und des potentialfreien Vorlegedrahtes [15]
-44-

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6. Blitzschutztechnische Anforderungen, die an Weichdächer gestellt werden müssen
Ralf Reißen
Abbildung 25: Bindedrähte zwischen Vorlegedrähten und Lattung
mit hölzernen Abstandhaltern [15]
Abbildung 26: Detailaufnahme der Bindedrähte zwischen Vorlegedrähten
und Lattung mit Abstandhaltern [15]
-45-

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6. Blitzschutztechnische Anforderungen, die an Weichdächer gestellt werden müssen
Ralf Reißen
6.1.1. Untersuchung mit Wechselspannung
Die erste Versuchsreihe wurde mit Wechselspannung durchgeführt. Dazu wurde
die Versuchsanordnung an einen Hochspannungsprüftransformator
angeschlossen, der eine Spannung von Umax,eff = 500 kV liefert. Bei jedem Versuch
aus der Versuchsreihe wurde die Spannung langsam erhöht, bis ein Durchschlag
erfolgte. Dabei waren die auftretenden Effekte sehr gut zu beobachten.
Abbildung 27: Versuchsaufbau mit Hochspannungstransformator [15]
Im Folgenden werden alle Versuche der Versuchsreihe nacheinander
beschrieben. Zur Veranschaulichung des prinzipiellen Aufbaus des jeweiligen
Versuchs soll eine Skizze dienen. Die beobachteten Effekte, wie der Einsatz von
Teilentladungen, werden jeweils beschrieben.
-46-

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6. Blitzschutztechnische Anforderungen, die an Weichdächer gestellt werden müssen
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6.1.1.1. Versuch 1: ohne Mittelelektrode
Diese Versuchsanordnung sollte hauptsächlich
zur Ermittlung der Durchschlagsspannung
dienen.
Der Durchschlag erfolgte bei einer Spannung
von 244 kV. Der Weg der meisten Durchschläge
erfolgte als Gleitdurchschlag an einer der
Holzstützen (vgl. Abb.21)
Abb. 28: Versuchsaufbau 1 [15]
Teilentladungen erfolgten ausschließlich an der
Hochspannungselektrode. Der Einsatz dieser
Teilentladungen erfolgte hörbar ab etwa 40 kV
und sichtbar ab etwa 100 kV
6.1.1.2. Versuch 2: mit potentialfreier Mittelelektrode (Vorlegedraht) 15 cm über
der Latte
Diese Versuchsanordnung sollte Aufschluß
darüber bringen, ob an der potentialfreien
Mittelelektrode Teilentladungen stattfinden.
Dies war jedoch nicht der Fall. Die
Teilentladungen traten ausschließlich an der
Hochspannungselektrode auf: Der Einsatz der
Teilentladungen erfolgte hörbar ab etwa 40 kV
und sichtbar ab etwa 100 kV
Abb. 29: Versuchsaufbau 2 [15]
Der Durchschlag erfolgte bei einer Spannung
von 238 kV. Auch hier waren fast ausschließlich
-47-

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6. Blitzschutztechnische Anforderungen, die an Weichdächer gestellt werden müssen
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Gleitdurchschläge zu beobachten, wobei der Weg der Entladungen in vielen
Fällen über die potentialfreie Mittelelektrode führte (siehe Abbildung 30).
Abbildung 30: Durchschlag an Versuchsanordnung [15]
6.1.1.3. Versuch 3: mit potentialfreier Mittelelektrode (Vorlegedraht) 10 cm über
der Latte
Wie zuvor bereits in der zweiten Versuchsanordnung
traten auch hier die Teilentladungen
ausschließlich an der Hochspannungselektrode
auf. Teilentladungen setzten hörbar ab etwa 40
kV und sichtbar ab etwa 100 kV.
Der Durchschlag, der auch hier als
Gleitdurchschlag wie auf Abbildung 30 zu sehen
war, erfolgte bei einer Scheitelspannung von 225
kV.
Abb. 31: Versuchsaufbau 3 [15]
-48-

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6. Blitzschutztechnische Anforderungen, die an Weichdächer gestellt werden müssen
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6.1.1.4. Versuch 4: realistisches Reetdachmodel mit Abständen nach VDE sowie
Binde- und Vorlegedrähte (15 cm über der Latte)
Abb. 32: Versuchsaufbau 4 [15]
Diese Modellanordnung beinhaltet die
Eigenschaften, die Reetdächer zeigen, die nach
dem heutigen Stand der Technik aufgebaut sind
(vgl. Kapitel 2.3.1 und 2.3.2).
Hier traten Teilentladungen zwischen dem
Bindedraht und der geerdeten Elektrode auf.
Der Abstand von dem unteren Punkt des
Bindedrahtes zur Erdelektrode betrug etwa 10
mm. Zunächst war es verwunderlich, dass der
Teilentladungseinsatz bereits bei etwa 34 kV zu
hören war. Sichtbar wurde dieser, und zwar mit
deutlichem Funkensprühen, ab einer Spannung
von 70 kV. Dieses Funkensprühen bei der Spannung von 70 kV reichte aus, ein
Papiertaschentuch, welches zwischen dem Bindedraht und der Erdelektrode
befestigt war, zu entzünden.
Der Durchschlag, der im unteren Teil der Versuchsanordnung ausschließlich über
die Bindedrähte erfolgte, trat bei einer Spannung von 200 kV auf.
Abbildung 33:
Durchschlag bei Wechselspannung
(oberer Teil:
Gleitdurchschlag an Holzstütze,
unterer Teil:
Durchschlag über Bindedraht)
[15]
-49-

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6. Blitzschutztechnische Anforderungen, die an Weichdächer gestellt werden müssen
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6.1.1.5. Versuch 5: realistisches Reetdachmodel mit Abständen nach VDE sowie
Binde- und Vorlegedrähte (10 cm über der Latte)
Analog zu Versuch 4 sollten nun die Effekte bei
vermindertem Abstand zwischen Vorlegedraht
und Erdelektrode untersucht werden.
Auch hier traten die Teilentladungen wieder
ausschließlich am Zwischenraum zwischen
Bindedraht und geerdeter Elektrode auf. Hörbarer
TE-Einsatz erfolgte ab 38 kV, sichtbarer ab etwa
75 kV.
Der Durchschlag, der wie in Abbildung 33 zu
sehen war, erfolgte bei 205 kV.
Abb. 34: Versuchsaufbau 5 [15]
Da bei den Versuchen 4 und 5 die Teilentladungen und damit verbunden eine
massive Funkenbildung zwischen dem Bindedraht und der Erdelektrode auftraten,
war es nun noch interessant, den Zusammenhang zwischen dem Abstand der
beiden Drähte und der Höhe der Spannung zu untersuchen, bei der ein sichtbarer
TE-Einsatz auftrat. Bei den bisherigen Versuchen 4 und 5 betrug dieser Abstand
zwischen dem unteren Ende des Bindedrahtes und dem geerdeten Draht 10 mm.
Im folgenden Versuchsteil, der die sonstigen Abstände des Versuch 4 aufwies,
wurde dieser Abstand variiert. Die Ergebnisse sind in der Tabelle dargestellt:
Abstand
Bindedraht – Erdelektrode
in mm
TE-Einsatz bei einer
Scheitelspannung
in kV
-50-
Durchschlags-
Spannung
in kV
2 37 200
5 58 198
10 70 200
16 85 198
Tabelle 2: TE-Einsatz und Durchschlagsspannung in Abhängigkeit vom Abstand
Bindedraht - Erdelektrode

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6. Blitzschutztechnische Anforderungen, die an Weichdächer gestellt werden müssen
Ralf Reißen
6.1.1.6. Versuch 6: realistisches Reetdachmodel mit Abständen nach VDE und
geerdeten Binde- und Vorlegedrähten (15 cm über der Latte)
Nun sollte untersucht werden, was an der
Anordnung passiert, wenn der Vorlegedraht, der
mit dem Bindedraht elektrisch leitend verbunden
ist, geerdet wird. Die Erdung erfolgte nur an einer
Stelle am Vorlegedraht, und zwar durch
einfaches Verbinden mittels des Bindedrahtes an
die geerdete Elektrode.
Abb. 35: Versuchsaufbau 6 [15]
Hier erfolgte der Einsatz der Teilentladungen
wieder ausschließlich an der Hochspannungselektrode.
Der TE-Einsatz war ab einer Spannung von 40kV
zu hören und sichtbar ab etwa 100kV. Die Durchschlagsspannung war schon bei
180kV erreicht, was sich mit dem kleiner gewordenen Abstand zwischen
Hochspannung und Erde erklären läßt.
-51-

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6. Blitzschutztechnische Anforderungen, die an Weichdächer gestellt werden müssen
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6.1.2. Untersuchung mit Blitzstoßspannung
Die zweite Versuchsreihe wurde mit Blitzstoßspannung durchgeführt. Dazu wurde
die Versuchsanordnung an einen 9-stufigen Marx-Generator mit einer Summenladespannung
von 900kV angeschlossen. Dieser Marxgenerator ist in der Lage,
eine nach VDE genormte Blitzstoßspannung 1,2/50 zu liefern, die einen Blitzstrom
in der Größenordnung von einigen hundert Ampere liefert. Nach VDE hat die
Blitzstoßspannung 1,2/50 eine Stirnzeit T1= 1,2μs ±30% und eine Rückenhalbwertzeit
T2= 50μs ± 20%.
Zur Erläuterung dieser Zeiten
soll das neben stehende Diagramm
Aufschluß geben.
T1 = Stirnzeit
T2 = Rückenhalbwertsz eit
Tc = Abschneidezeit
Abbildung 36: Definition von Kenngrößen der
Blitzstoßspannung 1,2/50 [10]
Abbildung 37: 9-Stufiger Marx-Generator in der Hochspannungshalle
der Fachhochschule Aachen, Abt. Jülich [15]
-52-

Diplomarbeit
6. Blitzschutztechnische Anforderungen, die an Weichdächer gestellt werden müssen
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Zu Beginn der Versuche ergab sich, dass die Holzstützen des Modells den
Anforderungen des Versuchs nicht gewachsen waren: Nach drei Durchschlägen
waren alle drei Holzstützen (siehe Abbildung 22) vom Blitzstrom zerstört worden.
Die völlig zerstörten Holzstützen wurden gegen Kunststoffstützen aus Pertinax
ausgetauscht und mit Kunststoffschrauben an den Holzfüßen des Modells
befestigt. Dann konnte der Blitzstoßspannungsversuch gefahren werden.
Bei jedem Versuch aus der Versuchsreihe wurde die Spannung langsam erhöht,
bis die Durchschlagsspannung erreicht war. Anschließend wurde die Höhe der
Spannung etwas verringert, um das eventuelle Auftreten von Teilentladungen zu
beobachten. Dies wurde mit allen 6 Versuchsanordnungen (vgl. 6.1.1.1 bis
6.1.1.6) durchgeführt. Bei keiner der Versuchsanordnungen waren jedoch
zunächst Teilentladungen bzw. Überschläge zu beobachten. Hier ist zu
berücksichtigen, dass der Vorgang dieser Blitzentladungen immerhin im μs-
Bereich liegt.
Schließlich wurde die ganze Versuchsreihe noch einmal wiederholt, diesmal
jedoch mit einem „mechanischen Auge“, einem Fotoapparat, der mit Hilfe der
Langzeitbelichtung die Teilentladungen sichtbar machen sollte. Auf den später
entwickelten Bildern war jedoch nichts festzustellen, was auf eine Teilentladung
hinweisen könnte. Es kann also über das Auftreten von Teilentladungen im
Zusammenhang mit der Blitzstoßspannung keine Aussage gemacht werden.
Die Ermittlung der Durchschlagsspannung (hier 50%-Durchschlagsspannung)
erfolgte nach der „up and down Methode“:
Bei jedem Versuch aus der Versuchsreihe wurde die Spannung langsam erhöht,
bis die Durchschlagsspannung erreicht war. Nach dem erfolgten Durchschlag
wurde die Höhe der Spannung dann etwas herabgesetzt. Erfolgte erneut ein
Durchschlag, so war die Spannung wieder herabzusetzen, anderenfalls, wenn
kein Durchschlag erfolgte, musste die Spannung erhöht werden. Diese Prozedur
wurde 20 mal wiederholt, um genügend Meßwerte zu haben, um die 50%-
Durchschlagsspannung Ud/50% zu ermitteln. Hierbei war zu beachten, dass
mindestens 8 und höchstens 12 der 20 Versuche einen Durchschlag zur Folge
hatten. Der Mittelwert dieser 20 Messungen ergibt die 50%-Durchschlagspannung
Ud/50.
-53-

Diplomarbeit
6. Blitzschutztechnische Anforderungen, die an Weichdächer gestellt werden müssen
Ralf Reißen
In der folgenden Tabelle sind alle Versuchsreihen mit den entsprechenden
Messergebnissen der einzelnen Versuche dargestellt. Die Spannungen, bei denen
Durchschläge erfolgten, sind fett und kursiv gedruckt.
Versuch
Nr.:
-54-
Versuchsaufbau
1
U d
kV
Versuchsaufbau
2
U d
kV
Versuchsaufbau
3
U d
kV
Versuchsaufbau
4
U d
kV
Versuchsaufbau
5
U d
kV
Versuchsaufbau
6
1 424,1 408,4 418,8 314,2 340,3 324,6
2 408,4 387,5 413,6 335,1 345,6 308,9
3 392,7 390,1 408,4 319,4 350,8 314,2
4 403,2 403,2 418,8 324,6 345,6 324,6
5 424,1 403,2 424,1 329,9 345,6 324,6
6 418,8 392,7 413,6 319,4 345,6 324,6
7 403,2 408,4 413,6 324,6 335,1 324,6
8 413,6 397,9 413,6 324,6 345,6 319,4
9 408,4 397,9 413,6 324,6 345,6 324,6
10 408,4 418,8 413,6 319,4 345,6 327,3
11 413,6 408,4 418,8 324,6 340,3 324,6
12 418,8 392,7 418,8 324,6 345,6 324,6
13 418,8 408,4 413,6 324,6 340,3 324,6
14 403,2 418,8 408,4 314,2 345,6 324,6
15 413,6 397,9 387,5 324,6 345,6 324,6
16 413,6 403,2 387,5 314,2 345,6 322,0
17 403,2 418,8 403,2 324,6 345,6 324,6
18 397,9 413,6 408,4 314,2 345,6 319,4
19 397,9 413,6 397,9 324,6 340,3 322,0
20 408,4 408,4 403,2 329,8 345,6 324,6
Ud/50%
in kV
409,7 404,6 409,9 322,8 344,3 322,7
Tabelle 3: Durchschlagsspannungen nach der 50% Methode
U d
kV
Wie man aus den Werten in der Tabelle ersehen kann, ist die Durchschlagsspannung
direkt proportional zum Abstand der jeweiligen Elektrodenanordnung.
Ist beispielsweise eine nur potentialfreie Mittelelektrode vorhanden, so macht dies
keinen großen Unterschied in der Durchschlagsspannung (Versuchsanordnung 1
bis 3). Werden im Versuchsaufbau Bindedrähte verwendet, so ist die

Diplomarbeit
6. Blitzschutztechnische Anforderungen, die an Weichdächer gestellt werden müssen
Ralf Reißen
Durchschlagsspannung direkt um 90 kV (Abstand 55cm) bzw. um 65 kV (Abstand
60cm) niedriger. Ob die Dachdeckerdrähte geerdet sind, spielt für die
Durchschlagsspannung in unserem Versuchsaufbau keine nennenswerte Rolle.
6.2. Kriterien für einen wirksamen Blitzschutz
Wie die Versuche in Kapitel 6.1. gezeigt haben, sind für einen wirksamen
Blitzschutz von reetgedeckten Gebäuden einige Kriterien zu beachten. Wichtigster
Punkt ist dabei, dass das Blitzschutzsystem isoliert aufgebaut ist und dass die
Sicherheitsabstände nach VDE auf keinen Fall unterschritten werden. In den
Versuchen wurde deutlich, dass die größte Gefahr bei solchen Anlagen die
Näherungen von Metallteilen auf dem Dach (Dachdeckerdraht, Firstabdeckung
aus Kupferblech etc.) zu geerdeten Teilen (Elektroinstallation, geerdete Rohre
etc.) in unmittelbarer Nähe sind. Der Sicherheitsabstand um solche Näherungen
auszuschließen, kann nach DIN V ENV 61024-1 [7] berechnet werden, in der
Praxis hat sich jedoch ein Abstand von etwa 0,5 m bewährt. Können diese
Näherungen oder die Wirkung dieser Näherungen ausgeschaltet werden, so ist
ein wirksamer Blitzschutz grundsätzlich möglich.
6.2.1. Erdung der metallenen Teile
Ist unmittelbar unter dem Dach die Elektroinstallation oder etwa ein geerdetes
Rohr (Wasserleitung etc.) vorhanden, so sind, um die Wirkung einer eventuellen
Näherung zu vermeiden, alle auf oder in dem Reetdach befindlichen Metallteile zu
erden. Dies gilt auch für die Dachdeckerdrähte. In der Realität ist dies jedoch ein
schwieriges Unterfangen! Bei der Eindeckungsart eines genähten Reetdaches
(vgl. 2.3.2) ist eine Erdung der Drähte nahezu unmöglich. Beim gebundenen oder
geschraubten Reetdach (vgl. 2.3.1 und 2.3.3), welches in Norddeutschland die
häufigsten Dachdecktechniken sind, ist ein großflächiges Erden der
Dachdeckerdrähte bei einem Neubau möglich: Die Vorlegedrähte müssen dazu
-55-

Diplomarbeit
6. Blitzschutztechnische Anforderungen, die an Weichdächer gestellt werden müssen
Ralf Reißen
mit einem geeigneten Draht elektrisch leitend untereinander verbunden werden.
Die Verbindung mit dem Potentialausgleich erfolgt über eine Kupferleitung mit
einer Querschnittsfläche von 6 mm². Die Anbindung an diese Leitung und die
Durchführung durch das Reetdach müssen unbedingt isoliert werden, um an
diesen Stellen eine Funkenbildung zu vermeiden. Diese Isolation kann durch
einen handelsüblichen PVC-Überzug erfolgen.
Wie dies aussehen könnte, soll die folgende Skizze deutlich machen:
Abbildung 38: Erdung der Vorlegedrähte am Beispiel eines Walmdaches [15]
Andere auf dem Dach befindliche Metallteile, wie z.B. ein Kupferfirst, sind ebenso
zu erden. Dies sollte bereits beim Montieren des Kupferblechs berücksichtigt
werden, da der Anschluß am besten von unten am Blech angebracht wird und der
6 mm²-Kupferdraht, der die Anbindung an den Potentialausgleich gewährleistet,
durch die Dachhaut heruntergeführt werden soll. Auch hier ist eine Isolation der
Anschlußklemmen und des Durchführungsdrahtes vorzunehmen, um eine
Funkenbildung zu verhindern.
-56-

Diplomarbeit
6. Blitzschutztechnische Anforderungen, die an Weichdächer gestellt werden müssen
Ralf Reißen
Wenn ein solcher Kupferfirst aus mehreren Blechteilen zusammengefügt wird, so
ist besonders darauf zu achten, dass die einzelnen Teile gut elektrisch leitend
miteinander verbunden werden, damit der Widerstand vom äußersten Kupferblech
zur Potentialausgleichschiene möglichst klein bleibt und durch eventuelle
„schlechte oder isolierende Übergänge“ keine Funkenbildung auftritt.
6.2.2. Keine Erdung der metallenen Teile
Soll an einem Altbau ein Blitzschutzsystem nachgerüstet werden, so ist es nicht
mehr möglich, die im Dach befindlichen Dachdeckerdrähte zu erden. Es ist jedoch
grundsätzlich auch hier möglich, ein Blitzschutzsystem aufzubauen, ohne dass die
Metallteile im und auf dem Dach geerdet werden müssen. Dann muss aber
gewährleistet sein, dass auf der gesamten Dachfläche unter dem Dach und
besonders an den Stellen, wo über dem Dach die Fangleitung oder die
Ableitungen hängen, keine Näherungen zu geerdeten Teilen entstehen können.
Im Näherungsbereich der Dachdeckerdrähte, besonders des Bindedrahts, muss
auf Elektroinstallation und andere geerdete Installationen, wie z.B. Wasser oder
Heizungsrohre, verzichtet werden. Ist dies möglich, so sind nicht geerdete,
potentialfreie Elektroden wie Dachdeckerdrähte oder Kupferfirste oder sogar
Kehlen aus Kupferblech möglich.
Dieses Prinzip ist allerdings äußerst fehler-intolerant. Ein auch nachträglich
eingebautes metallenes Teil, das die Näherungsbedingungen nicht erfüllt, führt zu
einem Unterlaufen des Schutzes. Aus diesem Grunde kann dieses Prinzip nicht
zur grundsätzlichen Anwendung empfohlen werden!
6.2.3. keine Verwendung von metallenen Teilen
Die Näherungsproblematik könnte auch dadurch verhindert werden, dass in und
auf dem Dach keine metallenen Teile Verwendung finden. Dies erweist sich als
sehr schwierig! Die „Fachregel für Dachdeckungen mit Reet“ besagt ausdrücklich,
dass aus Brandschutzgründen die Befestigung des Reets ausschließlich mit
nichtbrennbaren Materialien, wie etwa Draht, zu erfolgen hat. Einen Werkstoff
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Diplomarbeit
6. Blitzschutztechnische Anforderungen, die an Weichdächer gestellt werden müssen
Ralf Reißen
aufzuzeigen, der allen Ansprüchen genügt, der der Brandschutz- und der
Näherungsproblematik gerecht wird und der zudem noch tragbar ist, was die
Kosten und den Verlegeaufwand betrifft, würde über den Rahmen dieser
Diplomarbeit hinausgehen.
Die einzige Methode, die auch heute zum Teil noch Anwendung findet, ist das
Befestigen mit Holzruten (Weiden, Haselnuss etc.) als Vorlegematerial und das
Binden mit geeigneten Naturfasern (Sisal-, Kokos- oder Hanfbänder). Dies
geschieht jedoch nur bei historisch wertvollen Gebäuden und soll dann
hauptsächlich als Anschauungsobjekt, z. B. in Museumsdörfern, dienen.
6.2.4. Verwendung von Kunstreet
Die Möglichkeit, Kunstreet zu verwenden, sollte nur der Vollständigkeit halber mit
in diese Ausarbeitung mit aufgenommen werden:
Mit Argumenten des Brandschutzes und des Naturschutzes wird heute bereits ein
Kunstreet angeboten, das sich in der Optik weitgehend dem natürlichen Reetdach
anpaßt. Es handelt sich um geradlinige Halme aus Hart-PVC, die auf modernen
Extrudern gefertigt werden und dann in unterschiedlicher Länge und Färbung
sowie mit unregelmäßigen freien Enden zu einer wetterfesten, unverrottbaren
Schindel thermisch verschweißt sind. Jede einzelne Schindel in den
Abmessungen 50 x 25 cm ist mit entsprechenden Nagellöchern für die Anbringung
auf dem Dachunterbau versehen. Bei Dächern mit diesen Schindeln wird das
„Reetdach“ auf die reine Optik reduziert allerdings mit dem Argument,
bauphysikalisch nach DIN 4102 als Hartbedachung zu gelten. Das Material gilt als
schwer entflammbar und widerstandsfähig gegen Flugfeuer und strahlende
Wärme. Mit den bauphysikalischen, biologischen und ästhetischen Eigenschaften
des Reetdaches aus Naturmaterialien hat diese Dachdeckung allerdings nur noch
wenig gemeinsam. [1]
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Diplomarbeit
Ralf Reißen
7. Konzept für Neubauten und Nachrüstungen an bestehenden Gebäuden anhand von Fallbeispielen
7. Konzept für Neubauten und Nachrüstungen an bestehenden
Gebäuden anhand von Fallbeispielen
In diesem Kapitel soll auf konkrete Fälle von Dachaufbauten, Firstarten, Kaminen,
Dachsanierungen usw. eingegangen werden. Zudem sollen Lösungsvorschläge zu
den Gefahrenpunkten an Reetdächern anhand der in Kapitel 4 dargestellten
Probleme aufgezeigt werden.
Beim Decken des Reetdaches ist bereits zu beachten, dass die Dachdeckerdrähte
in den Potentialausgleich des Hauses einzubeziehen sind (vgl. 6.2.1.). Dies ist
jedoch nur möglich, wenn das Dach „gebunden“ oder „geschraubt“ (vgl 2.3.1. und
2.3.3.) wird, da bei diesen Decktechniken ein Vorlegedraht Verwendung findet.
Dieser Vorlegedraht darf auf keinen Fall kunststoffummantelt sein oder andere
isolierende Eigenschaften aufweisen, da dies zwangsläufig zu Funkenbildung an
der Isolation führen würde. Das gleiche gilt auch für den Bindedraht. Als
Bindedraht sollte ein verzinkter Stahldraht mit einem Durchmesser von 1 mm oder
ein Kupferdraht mit einem Durchmesser von 1,5 mm verwendet werden.
Geeignete Vorlegedrähte sollten ebenfalls aus verzinktem Stahl oder aus Kupfer
bestehen und einen Durchmesser von 5 mm aufweisen.
Um die Dachdeckerdrähte nun an den Potentialausgleich anzuschließen, müssen
diese mittels Draht elektrisch leitend verbunden werden (siehe Abb. 38). Dies
geschieht, indem die Vorlegedrähte mit einem Draht (dem Verbindungsdraht),
dessen Durchmesser und Beschaffenheit dem Vorlegedraht entsprechen sollte,
verbunden werden. Das Verbinden dieser Drähte soll mit Hilfe des Bindedrahtes
erfolgen, indem dieser einfach in einer Schlaufe um die sich kreuzenden
Vorlegedrähte gelegt und mit einer Zange angezogen und verdrillt wird. Hinter
dem untersten Vorlegedraht (an der Traufe) ist der Verbindungsdraht mit einem
Isolierschlauch zu versehen und durch das Reet hindurch unter die Dachfläche zu
führen. Von hier aus soll der Verbindungsdraht mit einem isolierten Kupferdraht
mit einer Querschnittsfläche von 6 mm² an die Potentialausgleichschiene
angebunden werden.
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Diplomarbeit
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7. Konzept für Neubauten und Nachrüstungen an bestehenden Gebäuden anhand von Fallbeispielen
Ist das Dach bereits vorhanden, so ist es nicht mehr möglich, die
Dachdeckerdrähte an den Potentialausgleich anzuschließen. Hier ist es dann
wichtig, bei sämtlichen metallenen Installationen (Elektroinstallation,
Antennenkabel, metallene Rohre etc.) einen ausreichenden Abstand von den
Dachdeckerdrähten (Abstand >20 cm) einzuhalten (vgl.6.2.2.). Dies ist auch bei
nachträglichen Installationsarbeiten von allen Installateuren zu berücksichtigen.
Eine beispielsweise nachträglich verlegte Leitung, die diese
Näherungsbedingungen nicht erfüllt, führt unweigerlich zu einem Unterlaufen des
Schutzes. Deswegen ist dieses Prinzip äußerst fehler-intolerant und kann nicht zur
grundsätzlichen Anwendung empfohlen werden. Sollte es dennoch praktiziert
werden, so sind regelmäßige Kontrollen und Sichtprüfungen eine wichtige
Voraussetzung für ein funktionsfähiges Blitzschutzsystem.
Über Art und Umfang dieser Sicht- und Funktionsprüfungen gibt die VDE V 0185
Teil 110 [11], die sich ausschließlich mit diesem Thema beschäftigt, Auskunft. In
dieser Norm ist ebenfalls nachzulesen, in welchen Zeitabständen für die
entsprechende Schutzklasse eine Prüfung durchzuführen ist.
Ein Blitzschutzsystem für reetgedeckte Häuser muss isoliert aufgebaut sein. Das
bedeutet: Alle Fangleitungen und Ableitungen müssen auf Isolierstützen
angebracht werden und zum Dach einen Mindestabstand von 60 cm für die
Fangleitung und 40 cm für den Ableitungsdraht aufweisen. Die Mindestabstände
von 60 bzw. 40 cm zum Dach gewährleisten einen Abstand zwischen den
Dachdeckerdrähten und dem Blitzschutzsystem von etwa 55-60 cm. Diese
Mindestabstände sollen je nach Beschaffenheit des Daches (z.B. Kupferfirst)
vergrößert werden, und zwar in dem Maße, dass die Abstände vom
Blitzschutzsystem zu den Metallteilen von 60 cm gewährleistet sind. Die
Isolierstützen bestehen im allgemeinen aus einem Hartholz (z.B. Bongossiholz).
Es ist jedoch auch möglich, andere Isolierstoffe zu verwenden (siehe auch Kapitel
8).
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7. Konzept für Neubauten und Nachrüstungen an bestehenden Gebäuden anhand von Fallbeispielen
7.1. Dach mit Heide- oder Sodenfirst
Die am meisten verbreitete Firstart in Norddeutschland ist wohl der Heidefirst
(siehe auch 2.4.2.). Beim Heide- oder auch beim Sodenfirst werden ausschließlich
in der Natur nachwachsende Rohstoffe wie Heidekraut oder Grassoden
verwendet.
Bei der Installation eines Blitzschutzsystems ist hier besonders darauf zu achten,
dass die Sicherheitsabstände der isolierten Fangleitung (60 cm Abstand zum First)
und der Ableitungen (40 cm Abstand zur Dachfläche), nach VDE 0185 Teil 2 [6],
nicht unterschritten werden. Dies ist besonderes zu beachten, da das Firstmaterial
dem natürlichen Prozess der Verrottung unterliegt und ca. alle 8 bis 10 Jahre
nachgebessert werden muss. Beim Nachbessern bzw. „Auffrischen“ des Firstes
mit Heidekraut oder Grassoden dürfen die o. g. Abstände nicht unterschritten
werden.
Abbildung 39: Beispielhaft installiertes Blitzschutzsystem auf Reetdach mit
Heidefirst [16]
Zum Schutz des Firstes vor Vogelabtragungen wurde er bisher mit einem
metallenen Maschendraht abgedeckt. Dies ist jedoch aus blitzschutztechnischen
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7. Konzept für Neubauten und Nachrüstungen an bestehenden Gebäuden anhand von Fallbeispielen
Gründen nicht zulässig. In der Fachregel für Dachdeckungen mit Reet des
Deutschen Dachdeckerhandwerkes ist auf diese Problematik ausdrücklich
hingewiesen: „4.3.2.(4) Eine zusätzliche Bespannung mit z.B. Kunststoffnetzen ist
möglich. Die Verwendung von Drahtgeflächten ist in Verbindung mit Blitzschutz an
Gebäuden nicht zulässig.“ Der Heide- oder Sodenfirst kann genau so gut mit
einem UV-beständigem Kunststoff- bzw. Nylonnetz vor den Vogelabtragungen
geschützt werden. Ein Beispiel für ein solches Firstschutznetz ist das Netz SN
50/2 aus hochfestem Nylonnetzwerk, olivgrün, uv-stabilisierend imprägniert und
mit Flammschutzfaktor ausgerüstet (Bezogen werden kann es z.B. bei der
Netzfabrik Walter Kremmin KG, Ammerländer Heerstraße 189-207, 26129
Oldenburg).
7.2. Dach mit Ziegelfirst
In einigen Regionen Norddeutschlands ist es weit verbreitet, den First des
Reetdaches mit 3-4 Reihen Ziegeln einzudecken, der sogenannte Ziegelfirst
(siehe auch 2.4.4.). Der Ziegelfirst darf blitzschutztechnisch nicht als
Hartbedachung gedeutet werden. Würde er als eine solche gelten, wären die
Mindestabstände nach DIN 57 185 / VDE 0185 Teil 2 [6] nicht erforderlich, und auf
dem First könnte die Fangleitung unmittelbar über den Ziegeln montiert werden.
Dies ist bei einigen Blitzschutzfirmen allerdings gängige Praxis, von der jedoch
dringenst Abstand genommen werden muss!
Da sich unmittelbar unter dem Ziegelfirst das Reet mit seinen Dachdeckerdrähten
befindet (vgl. Abb. 13), ist es auch vom Blitzschutz als Weichdach bzw.
Weichdachfirst anzusehen. Das bedeutet, dass die Mindestabstände nach DIN 57
185 / VDE 0185 Teil 2 [6] (Fangleitungen 60 cm Abstand zum First und Ableitung
40 cm Abstand zur Dachfläche) einzuhalten sind.
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7. Konzept für Neubauten und Nachrüstungen an bestehenden Gebäuden anhand von Fallbeispielen
Abbildung 40: Beispielhaft installiertes Blitzschutzsystem auf Reetdach
mit Ziegelfirst [16]
7.3. Dach mit Kupferfirst
Eine neue Art der Firsteindeckung, die zusätzlich noch vor der Vermoosung des
Reetdaches schützen soll, ist die Eindeckung mit Kupferblechen, dem
sogenannten Kupferfirst (siehe auch 2.4.4.). Beim Blitzschutz für derartige
Gebäude mit Kupferfirst ist folgendes zu beachten:
1. Die Dachdeckerdrähte sind alle, wie zu Beginn dieses Kapitels
beschrieben, in den Potentialausgleich einzubeziehen. Ist dies bei
bestehenden Dächern nicht mehr möglich, so müssen, wie zu Beginn des
Kapitels beschrieben, Näherungen zu geerdeten Teilen ausgeschlossen
werden (vgl. Seite 60).
2. Die einzelnen Kupferbleche sind gut elektrisch leitend miteinander zu
verbinden. Hier genügt jedoch, wenn die einzelnen Bleche durch
Schrauben miteinander verbunden sind.
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7. Konzept für Neubauten und Nachrüstungen an bestehenden Gebäuden anhand von Fallbeispielen
3. Der Kupferfirst ist mit einer Kupferleitung der Querschnittsfläche von 6 mm²
an den Potentialausgleich anzubinden. Bei dieser Anbindung ist darauf zu
achten, dass die Kupferleitung von der Blechunterkante her angeschlossen
wird und von dort aus isoliert durch das Reetdach geführt wird. Der
Anschluss an das Kupferblech ist ebenfalls mittels Schrumpfschlauch zu
isolieren. Bei großen Dächern ist es ratsam, den Kupferfirst von zwei
Stellen aus an den Potentialausgleich anzubinden.
4. Der Kupferfirst darf auf keinen Fall direkt an die Fangleitung oder an die
Ableitung des Blitzschutzsystems angebunden werden.
5. Die Mindestabstände für die Fangleitung und für die Ableitung sollen erhöht
werden. Für die Fangleitung wird mindestens 80 cm Abstand zum
Kupferfirst und bei den Ableitungen wird mindestens 60 cm Abstand von
Ableitung zum Kupferfirst empfohlen. Der Abstand zwischen Ableitung und
Weichdach darf nach VDE [6] 40 cm weiter nicht unterschreiten.
Diese Methode ist zwar nicht normgerecht (vgl. 3.1.), finden diese 5 Punkte jedoch
Beachtung, so ist der Blitzschutz für ein Dach mit Kupferfirst grundsätzlich
möglich. Zusätzlich sollte man noch beachten, dass regelmäßige Sicht- und
Funktionsprüfungen für den einwandfreien Betrieb eines derartigen
Blitzschutzsystems Voraussetzung sind.
Abbildung 41: Blitzschutzsystem auf Reetdach mit Kupferfirst [16]
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7. Konzept für Neubauten und Nachrüstungen an bestehenden Gebäuden anhand von Fallbeispielen
7.4. Dachsanierung mittels Wellblech
Reetdächer werden mit der Zeit morsch und undicht. Je nach Pflege des Daches
und nach den Witterungsbedingungen, denen dieses Dach ausgesetzt ist, soll ein
Reetdach in Abständen von 40 bis 60 Jahren erneuert werden. Da dies eine
kostspielige Angelegenheit ist, werden diese Dächer nicht selten aus
Kostengründen mit einem preiswerteren Material saniert. Auf das schon
bestehende Weichdach, das wegen seiner hervorragenden wärmedämmenden
Eigenschaften bestehen bleibt, werden einfach Wellblechplatten befestigt. Diese
bestehen aus einer etwa 1 bis 1,5 mm dicken Blechschicht aus Aluminium- oder
Stahlblech, welches mit Kunststoff beschichtet ist.
Abbildung 42: Mit Wellblech saniertes Reetdach (unter dem Wellblech befindet
sich noch das Reet) [16]
Ähnlich wie beim Kupferfirst sind auch hier an das Blitzschutzsystem besondere
Anforderungen zu stellen:
1. Die Dachdeckerdrähte sollten alle, wie zu Beginn dieses Kapitels beschrieben,
in den Potentialausgleich einbezogen weden. Dies ist nachträglich jedoch nicht
möglich. So ist hier besonders darauf zu achten, dass zu den
Dachdeckerdrähten aus dem Dachinneren keine Näherungen entstehen, wie
zu Beginn des Kapitels beschrieben (vgl. auch 6.2.2.). Hier sollte der Abstand
von den Bindedrähten zur Installation von >20 cm eingehalten werden.
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7. Konzept für Neubauten und Nachrüstungen an bestehenden Gebäuden anhand von Fallbeispielen
2. Die einzelnen Wellblechplatten sind gut elektrisch leitend miteinander zu
verbinden. Hier genügt jedoch, wenn die einzelnen Bleche durch
Blechschrauben miteinander verbunden sind.
3. Das Wellblechdach ist mit einer Kupferleitung der Querschnittsfläche von 6
mm² an den Potentialausgleich anzubinden. Bei dieser Anbindung ist darauf zu
achten, dass die Kupferleitung von der Blechunterkante her angeschlossen
wird und von dort aus isoliert durch das Reetdach geführt wird. Der Anschluss
an das Wellblech ist ebenfalls mittels Schrumpfschlauch zu isolieren. Bei
großen Dächern ist es ratsam, das Blechdach von zwei Stellen aus an den
Potentialausgleich anzubinden.
4. Das Wellblechdach darf auf keinen Fall direkt an die Fangleitung oder an die
Ableitung des Blitzschutzsystems angebunden werden.
5. Die Mindestabstände für die Fangleitung und für die Ableitung sollten erhöht
werden. Für die Fangleitung sollte mindestens 80 cm Abstand zum Wellblech
und bei den Ableitungen mindestens 60 cm Abstand zwischen Ableitung und
Wellblech eingehalten werden.
Diese Methode ist zwar nicht normgerecht (vgl. 3.1.), finden diese 5 Punkte jedoch
Beachtung, so ist der Blitzschutz für ein mit Wellblech saniertes Reetdach
grundsätzlich möglich. An dieser Stelle sollte noch darauf hingewiesen werden,
dass, wenn im Reetdach isolierte Dachdeckerdrähte vorhanden sind, eine
Funkenbildung nicht gänzlich ausgeschlossen werden kann.
Die bessere Methode, ein Weichdach kostengünstig zu sanieren, ist, auf
Wellblechplatten zu verzichten und stattdessen PVC oder andere nichtmetallische
Platten zu verwenden. Diese kann man genauso wie die Wellblechplatten direkt
auf dem Reetdach befestigen mit dem Vorteil, dass bei diesem Material keine
Näherungsproblematik auftritt und man somit die Punkte 1 bis 4 nicht zu beachten
hat. Auch sind bei der Verwendung von PVC-Wellplatten für die Installation des
Blitzschutzsystems die Abstände nach DIN 57 185 / VDE 0185 Teil 2 [6]
(Fangleitung 60 cm über dem First und Ableitung 40 cm über dem Dach)
ausreichend.
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Diplomarbeit
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7. Konzept für Neubauten und Nachrüstungen an bestehenden Gebäuden anhand von Fallbeispielen
7.5. Verwendung von Kehlblechen
In der Kehle, wo zwei Dachflächen zusammenstoßen (siehe Anhang), werden
vielfach „Regenrinnen“ aus Kunststoff oder Metall angebracht, um an dieser
besonders beanspruchten Stelle den Abfluss von Regenwasser zu beschleunigen.
Werden hier Materialien aus Kunststoff oder andere nichtleitende Materialien
verwendet, so ist dies für den Blitzschutz unproblematisch. Wenn die
„Regenrinnen“ jedoch aus Metall gefertigt sind, so ist analog zum Kupferfirst
einiges zu beachten:
1. Auch hier sind die Dachdeckerdrähte, wie zu Beginn diese Kapitels
beschrieben, in den Potentialausgleich einzubeziehen. Ist dies bei
bestehenden Dächern nicht mehr möglich, so müssen, wie zu Beginn des
Kapitels beschrieben, Näherungen zu geerdeten Teilen ausgeschlossen
werden (vgl. Seite 60).
2. Die einzelnen Kehlbleche sind gut elektrisch leitend miteinander zu verbinden.
Hier genügt es jedoch, wenn die einzelnen Bleche durch Schrauben
miteinander verbunden sind.
3. Das Kehlblech ist mit einem Kupferdraht der Querschnittsfläche von 6 mm² an
den Potentialausgleich anzubinden. Dabei ist darauf zu achten, dass der
Kupferdraht von der Blechunterkante her angeschlossen und von dort aus
isoliert durch das Reetdach geführt wird. Der Anschluss an das Kehlblech ist
mittels Schrumpfschlauch zu isolieren.
4. Das Kehlblech darf auf keinen Fall direkt an die Fangleitung oder an die
Ableitung des Blitzschutzsystems angebunden werden.
5. Die Mindestabstände für die Fangleitung und für die Ableitung solten dort
erhöht werden, wo sich das Kehlblech und die Fang- oder Ableitung
schneiden. Die Fangleitung sollte mindestens 80 cm Abstand zum Kehlblech
und die Ableitungen sollten mindestens 60 cm Abstand zwischen Ableitung
und Kehlblech aufweisen.
Auch diese Methode ist wegen der verwendeten Metallteile nicht normgerecht.
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Diplomarbeit
Ralf Reißen
7. Konzept für Neubauten und Nachrüstungen an bestehenden Gebäuden anhand von Fallbeispielen
7.6. Der Kamin
Der Kamin tritt bei Weichdächern immer am First aus dem Dach heraus und soll
mindestens 80 cm über dem Weichdachfirst liegen, so besagt es die
Feuerungsverordnung. Dies bedeutet für den Blitzschutz, dass die Fangleitung um
den Kamin herumgeführt wird. Dabei soll die Fangleitung am besten von beiden
Seiten um den Kamin herum befestigt werden. Solange am oder im Kamin keine
Metallteile vorhanden sind, ist es auch problemlos möglich, die Fangleitung am
Kamin zu befestigen.
Zum Schutz vor Direkteinschlägen ist es erforderlich, eine Fangstange am Kamin
zu befestigen, die diesen in der Höhe überragt, so dass der entsprechende
Schutzwinkel nach ENV 61024-1 [7] eingehalten werden kann.
Wie dies aussehen könnte, soll Abbildung 43 zeigen:
Abbildung 43:
Von Fangleitung umspannter
Kamin mit zusätzlicher
Fangstange [16]
Die Länge der Fangstange ist vom erforderlichen Schutzwinkel abhängig. Der
Schutzwinkel a wird nach ENV 61024-1 [7] aus dem folgenden Diagramm
bestimmt:
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Diplomarbeit
Ralf Reißen
7. Konzept für Neubauten und Nachrüstungen an bestehenden Gebäuden anhand von Fallbeispielen
Abbildung 44: Zuordnung des Blitzschutzwinkels zu den einzelnen Schutzklassen in
Abhängigkeit von der Höhe h der baulichen Anlage [7]
Um den Schutzwinkel a zu bestimmen, ist es erforderlich, die Schutzklasse und
die genaue Höhe des zu schützenden Objektes, hier des Kamins, zu kennen. Sind
diese Werte bekannt, so kann man den Schutzwinkel a aus dem Diagramm
ablesen.
Wenn man den Schutzwinkel ermittelt hat, wird mit seiner Hilfe die Länge der
Fangstange berechnet:
Abbildung 45: Schutzbereich einer Fangstange [15]
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Diplomarbeit
Ralf Reißen
7. Konzept für Neubauten und Nachrüstungen an bestehenden Gebäuden anhand von Fallbeispielen
H =
r S
tanα
darin bedeuten:
H
rs
a
Höhe der Fangstange über dem zu schützenden Objekt
Schutzradius der Fangstange
Schutzwinkel
Beispiel:
Für ein 10 m hohes Gebäude der Schutzklasse II, dessen Kamin einen
Durchmesser von 1,2 m aufweist, ergibt sich:
a = 54° aus Diagramm (Abbildung 45)
rs = 1,2 m
r
H = S
= 0,872 m
tanα
Die Fangstange müsste somit 0,872 m über das zu schützende
Objekt hinaus reichen.
7.6.1. Kaminsanierung
Wie bereits in Kapitel 4.2. erwähnt, werden alte Kamine saniert, indem durch den
bestehenden Backsteinkamin ein Edelstahlrohr eingezogen wird. Dieses Rohr,
das eine metallene Dachdurchführung darstellt, stellt an das Blitzschutzsystem
besondere Anforderungen. Wird eine Kaminsanierung durchgeführt, so ist
zugleich ein bereits vorhandenes Blitzschutzsystem angemessen zu verändern.
Folgende Punkte sind dabei zu beachten:
1. Das Edelstahlrohr ist am Tiefpunkt (Erdgeschoß, Keller) an den
Potentialausgleich anzuschließen.
2. Auf keinen Fall darf das Edelstahlrohr mit der Fangleitung oder mit der
Ableitung des Blitzschutzsystems direkt verbunden werden.
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Diplomarbeit
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7. Konzept für Neubauten und Nachrüstungen an bestehenden Gebäuden anhand von Fallbeispielen
3. Die Fangleitung auf dem First ist in ausreichend großem Abstand (60 cm)
an dem Edelstahlrohr vorbeizuführen. Wenn die Dicke der Kaminmauer
nicht ausreicht, sind Isolierstützen zu verwenden, an denen die Fangleitung
befestigt und auf Abstand gehalten wird. Als Isolierstützen sollten bevorzugt
Kunststoff- oder GFK-Stützen (Glasfaser verstärkter Kunststoff) verwendet
werden.
4. Ebenfalls in ausreichendem Sicherheitsabstand (60 cm) ist eine
Fangstange zu montieren, die an die Fangleitung angeschlossen wird und
den gesamten Kaminbereich schützt (vgl. 7.5. Schutzbereich einer
Fangstange).
Abbildung 46: Mittels Edelstahlrohr sanierter Kamin mit Isolierstützen,
Fangstange und Fangleitung [15]
Die gleiche Konzeption ist gültig, wenn für ein reetgedecktes Gebäude mit
edelstahlrohr-saniertem Kamin ein Blitzschutzsystem neu installiert werden soll.
Wenn man diese aufwendige Installation umgehen möchte, ist es erforderlich, den
Kamin mit anderen, nichtmetallenen Materialien zu sanieren. Hierzu wird ein
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Diplomarbeit
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7. Konzept für Neubauten und Nachrüstungen an bestehenden Gebäuden anhand von Fallbeispielen
spezielles Kunststoffrohr verwendet, das in 3 verschiedenen Typenklassen
hergestellt wird, wobei die Abgastemperatur maßgebend ist:
Typ max. Abgastemperatur in °C
A 80
B 120
C 160
Im Vergleich zum Edelstahlrohr wäre dies allerdings eine erheblich
kostenaufwendigere Sanierung.
7.7. Näherungsprobleme durch nicht fachgerechte Installation der
Niederspannungskabel
Ein nicht zu unterschätzendes Problem sind Näherungen, hervorgerufen durch
Kreuzungen der Ableitungen des Blitzschutzsystems und der elektrischen
Installation des Hauses. Diese treten sehr häufig an der Traufe auf. Die
metallenen Traufenstützen, die die Ableitungsdrähte spannen sollen, werden
direkt an der Hauswand befestigt. Werden nun Leitungen für eine
Rundumbeleuchtung, für Alarmtechnik oder für eine Brandmeldeanlage etc. an
diesen Traufenstützen befestigt oder so geführt, dass der Sicherheitsabstand
unterschritten wird, so ist im Fall einer Blitzentladung mit direkten Überschlägen
und Funkenbildung bzw. Einkopplungen in diese Leitungen zu rechnen. Um dies
zu vermeiden, ist es dringend erforderlich, einen Sicherheitsabstand zwischen den
Leitungen und dem Ableitungsdraht bzw. der Traufenstütze einzuhalten. Dieser
Sicherheitsabstand kann nach DIN V ENV 61024-1 [7] berechnet werden, in der
Praxis hat sich jedoch ein Abstand von etwa 0,5 m bewährt. Da derartige
Installationen häufig nachträglich durchgeführt werden, sind regelmäßige
Sichtprüfungen erforderlich. Bei einer solchen Sichtprüfung können Fehler, die
sich im Laufe der Zeit eingestellt haben, erkannt und behoben werden, was den
einwandfreien Betrieb des Blitzschutzsystems gewährleistet.
Eine Entschärfung dieser Näherungsproblematik an der Traufe ist durch den
Einsatz von Traufenstützen mit einer eingebauten Isolierstrecke möglich (siehe
auch Kapitel 8).
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Diplomarbeit
8. Verbesserungsvorschläge
Ralf Reißen
8. Verbesserungsvorschläge
8.1. Entwicklung neuer Stützen und Abstandhalter
Der wesentliche Punkt eines isolierten Blitzschutzsystems sind die Isolierstützen
auf dem Dach. Das sind die Blitzschutzmaste zur Befestigung der Fangleitung auf
dem First, die Schrägstützen zur Befestigung der Ableitung auf dem Dach und die
Traufenstützen zum Spannen der Ableitung unter der Traufe. Bei den Dach- und
Firststützen handelt es sich ausschließlich um Holzstützen aus Hartholz
(Bongossiholz) mit einer Länge von 60 cm über dem First und 40 cm über dem
Dach. Wenn das Holz durchnässt ist und das Wasser infolge starken Regens an
den Seiten dieser Stützen herunterläuft, ist die Isolationswirkung dieser
„Holzisolatoren“ relativ schlecht.
Die Traufenstützen, die aus einem verzinkten Stahl hergestellt sind, weisen
überhaupt keine Isolationswirkung auf. Dies kann im Fall eines Blitzeinschlags zu
Näherungen führen, wie sie in Kapitel 4.2. und 7.7. beschrieben sind.
Aufgrund dieser Erkenntnisse hat die Firma Hans Thormählen GmbH & Co an der
Verbesserung der Wirksamkeit dieser Blitzschutzbauteile gearbeitet. Um die
Gefahr von direkten Überschlägen zu reduzieren, wurden die Firststützen,
Schrägstützen und die Traufenstützen mit Isolierstrecken versehen.
Im einzelnen wurden folgende Bauteile mit Isolierstrecken versehen:
- Firststütze Bongossi-Holzmast mit 20kV-Isolator
- Schrägstütze Bongossi-Holzmast mit 10kV-Isolator
- Traufenstütze verzinkte Stahlstütze mit 10kV-Isolator
Die Hochspannungsbauteile mit den Isolierstrecken wurden auf ihre Tauglichkeit
für den Einsatz in einem Blitzschutzsystem vorher experimentell untersucht. Die
Untersuchung fand im Labor der Hochspannungstechnik der Universität der
Bundeswehr in München statt.
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Diplomarbeit
8. Verbesserungsvorschläge
Ralf Reißen
Abbildung 47:
Traufenstütze mit 10kV Isolator [13]
Abbildung 48:
Schrägstütze mit eingebautem 10kV
Isolator [13]
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Diplomarbeit
8. Verbesserungsvorschläge
Ralf Reißen
Abbildung 49:
Firststütze mit aufgesetztem 20kV
Isolator und aufgeschraubter Fang-
Stange [13]
Zur Auswertung dieser Versuche wurde von Prof. Dr.-Ing. J. Wiesinger und Dr.-
Ing. W. Zischank ein Prüfbericht [14] erstellt.
Zusätzlich wurde von Dipl.-Ing. R. Thormählen, der diese Versuche in Auftrag
gegeben hatte, ein Fachaufsatz [13] zu diesem Thema verfasst. Betrachtet man
beide Auswertungen, so kommt man zu folgenden Schlußfolgerungen:
- Isolatoren sollen mindestens 50% der Gesamtlänge der First- oder
Schrägstützen ausmachen.
- Die First- und Schrägstützen sind in ihrem Aufbau mit dem Isolator als
Kondensatoranordnung mit Mehrschichtdielektrika zu betrachten. Probleme
treten hier auf, wenn zur Verbindung der Holzteile mit den Isolatoren
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Diplomarbeit
8. Verbesserungsvorschläge
Ralf Reißen
metallene Bolzen verwendet werden. Deshalb ist im Falle der Firststütze
der Einsatz eines Isolators nur dann lohnenswert, wenn zur Verbindung der
Bauteile auf metallene Gewindebolzen verzichtet wird. Die Zugfestigkeit
eines Kunststoffbolzens (Polyethylen) der gleichen Dicke wurde in einem
Versuch getestet. Mit etwa 950 kN Belastung reicht sie für übliche
Zugbelastungen aus.
- Im Falle der Schrägstützen ist der Isolator, bezogen auf die Gesamtlänge
zu kurz, seine Wirkung ist minimal, sein Einsatz lohnt unter diesen
Voraussetzungen nicht.
- Im Falle der Traufenstützen bringt der Isolator den gewünschten Effekt, da
zuvor überhaupt keine Isolationsstrecke vorhanden war. An der
Traufenstütze sollte man in jedem Fall einen Isolator verwenden. Dieser
sollte möglichst weit vorne (Richtung Spannschloß) befestigt werden. Hier
erscheint jedoch der Einsatz von 10 kV Isolatoren, die im Labor ein Ud/50%
von etwa115 kV aufwiesen, als zu gering bemessen.
Abbildung 50: Traufenstütze mit Isolator vorne am Spannschloß [16]
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Diplomarbeit
Anhang
Ralf Reißen
Anhang
Die verschiedenen Bereiche eines Daches im Überblick
Abbildung 51: Dachbereiche eines Hauses [15]
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Diplomarbeit
Literaturverzeichnis:
Ralf Reißen
Literaturverzeichnis:
[1] M. Schrader Reet & Stroh als historisches Baumaterial
Anderweit Verlag GmbH 1998
[2] Dipl. Ing. T. Finke Dachatlas
Prof. Ing. E. Schunck Informationsdienst für Neuzeitliches Bauen e.V.
Prof. Dr. R. Jenisch Bonn
Dipl. Ing. H.J. Oster Institut für internationale Architektur-
Dokumentation, München
Verlagsgesellschaft Rudolf Müller, Köln 1996
[3] Fachregel für Dachdeckungen mit Reet
Zentralverband des Deutschen
Dachdeckerhandwerks
D+W Service GmbH Köln 1998
[4] Dipl. Ing. H. Neuhaus VDE-Schriftenreihe 44 Blitzschutzanlagen
Erläuterungen zu DIN 57 185 / VDE 0185
VDE-Verlag GmbH 1983
[5] Dr.-Ing. P. Hasse Handbuch für Blitzschutz und Erdung
Prof. Dr.-Ing. J. Wiesinger Pflaum Verlag München
VDE-Verlag Berlin, Offenbach 1989
[6] DIN 57 185 / VDE 0185 Teil 2
Blitzschutzanlage
Errichten besonderer Anlagen
Deutsche Elektrotechnische Kommission im DIN
und VDE
VDE-Verlag GmbH Berlin 1982
[7] Vornorm DIN V ENV 61024-1
Klassifikation VDE V 0185 Teil 100
Blitzschutz Baulicher Anlagen
Teil 1: Allgemeine Grundsätze
Deutsche Elektrotechnische Kommission im DIN
und VDE
VDE-Verlag GmbH Berlin 1996
[8] H. Thormählen Untersuchungsbericht über den Blitzschlag
im Rathaus Worpswede
Eigendruck 1997
[9] H. Klaiber Blitzschutz der Gebäude
Walter de Gruyter & Co. Berlin und Leipzig 1928
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Diplomarbeit
Anderweit Verlag GmbH 1998
Ralf Reißen
[10] A. Küchler Hochspannungstechnik
VDI-Verlag Düsseldorf 1996
[11] DIN V VDE V 0185 Teil 110
Leitfaden zur Prüfung von Blitzschutzsystemen
Deutsche Elektrotechnische Kommission im DIN
und VDE
VDE-Verlag GmbH Berlin 1997
[12] Niedersächsische Bauordnung (NbauO)
in der Fassung der Bek. Vom 13.Juli1995
zul. Geänd. Durch Art. I des Gesetzes vom
06.10.1997
[13] Dipl. Ing. R. Thormählen Fachaufsatz über die Verbesserung der
Wirksamkeit von Blitzschutzbauteilen bei
Weichdächern
Eigendruck 1998
[14] Prof. Dr. Ing. J. Wiesinger Prüfbericht über Äquivalente Längen von
Dr. Ing. W. Zischank Isolierstützen für Weichdächer
Universität der Bundeswehr München 1998
Quellenangabe der Fotos und Abbildungen
[15] Eigene Fotos und selbst erstellte Zeichnungen
[16] Fotos und Abbildungen, die von der Hans
Thormählen GmbH & Co, Großenmeer
zur Verfügung gestellt wurden
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