Blitzschutzanlage
Unter einer Blitzschutzanlage versteht man Vorkehrungen gegen schädliche Auswirkungen von Blitzeinschlägen auf bauliche Anlagen. Ohne Blitzschutz können direkte Blitzeinschläge Teile von Gebäuden zerstören, wenn zum Beispiel in Baustoffen enthaltenes Wasser, Harz oder ätherische Öle in Holz explosionsartig verdampfen oder durch die Hitzewirkung der elektrischen Entladung Brände entstehen.
Der Blitz kann weiter indirekt durch sein starkes elektromagnetisches Feld in elektrischen Leitungen oder metallischen Teilen wie Rohrleitungen innerhalb eines Gebäudes einkoppeln und Zerstörungen anrichten. Eine Blitzschutzanlage kann vor diesen unerwünschten Wirkungen keinen absoluten Schutz bieten, sie kann aber den Schaden und Auswirkungen von Blitzeinschlägen minimieren.
Eine Blitzschutzanlage verringert die Schäden, die ein einschlagender Blitz im zu schützenden Objekt verursacht. Im Falle eines Einschlages bietet die Blitzschutzanlage dem Blitzstrom über den Blitzableiter einen definierten, niederohmigen Strompfad. Die primäre Schutzfunktion besteht darin, den Blitzstrompfad am zu schützenden Objekt vorbeizuführen und abzuleiten.
Die Schutzwirkung der Fangeinrichtung beruht darauf, dass sich durch die hohe Randfeldstärke unmittelbar über der geerdeten Fangeinrichtung Teilentladungen wie die Koronaentladung ausbilden. Diese schwachen Gasentladug führen bevorzugt an elektrisch leitfähigen Spitzen und Kanten zufolge der Spitzenentladung an der Fangeinrichtung zu einer teilweisen lonisierung der umgebenden Luft, wodurch ein eventuell in Folge einsetzender Blitz mit höherer Wahrscheinlichkeit in die Fangeinrichtung einschlägt. Blitzschutzanlagen werden zur Erhöhung der Randfeldstärke über den Blitzableiter mit einem möglichst spitzen Ende nach oben ausgeführt.
Mittels der Konzentration der Ladungsträger, die der elektrischen Ladung einer Wolke entgegengesetzt geladen sind, wird der Blitzschlag bevorzugt in die Fangeinrichtung geleitet.
Schlägt ein Blitz in das Blitzschutzsystem ein, so fließen kurzzeitig sehr hohe Ströme im Blitzableiter, Spitzenwerte über 100 kA sind zu messen. Diese hohen Impulsströme induzieren innerhalb benachbarter elektrischer Leitungen wie Stromversorungsnetz, Telefonleitungen oder Antennenleitung des geschützten Objektes Sekundärspannungen und Sekundärströme, welche elektrische Geräte, die an diesen elektrischen Leitungen angeschlossen sind, stören und im Grenzfall auch zerstören können. Dieser Effekt tritt besonders dann auf, wenn sich die elektrischen Leitungen in der Nähe und parallel zu den Blitzableitern befinden.
Der umfassende Blitzschutz ist international in der IEC 62305 und europäisch in der EN 62305 definiert. Im deutschsprachigen Raum wurde die EN gemäß den gemeinsamen Regeln der CEN/CENELEC durch Veröffentlichung eines identischen Textes mit nationalem Vorwort in die jeweiligen nationalen Normenwerke mit aufgenommen.
Die Normenreihe IEC 62305 besteht aus vier Teilen:
· Teil 1: Allgemeine Grundsätze
· Teil 2: Risiko-Management
· Teil 3: Schutz von baulichen Anlagen und Personen
· Teil 4: Elektrische und elektronische Systeme in baulichen Anlagen
und den im Jahr 2006 in der Entwurfsphase entfernten Teil 5:
· Teil 5: Services (Arbeitstitel, geplante Anwendung waren Dienstleistungen im Telekommunikationsbereich)
Sie bietet ein Gesamtkonzept zum Blitzschutz und berücksichtigt
· die Gefährdung durch Blitzeinschläge (direkt und indirekt) sowie den Strom und das Magnetfeld des Blitzes
· die Schadensursachen (Spannungen, Funkenbildung, Feuer, Explosion, Überspannungen, mechanische und chemische Wirkungen)
· die zu schützenden Objekte (Personen, Gebäude, Anlagen)
· die Schutzmaßnahmen wie Fangeinrichtungen, Ableitungen und Schirmungen.
Der zweite Teil (EN 62305-2), der zunächst in Europa nicht die erforderliche Abstimmungsmehrheit erreicht hat, musste vor der Veröffentlichung als DIN EN 62305-2; VDE 0185-305-2:2013-02 bei der CENELEC nachgearbeitet werden.
In Deutschland wurde die DIN EN 62305 zudem, weil sie Sicherheitsfestlegungen über die Abwendung von Gefahren für Menschen, Tiere und Sachen enthält, in das VDE-Vorschriftenwerk unter VDE 0185-305 mit aufgenommen. Sie entfaltet somit nach herrschender Rechtsprechung die Vermutungswirkung, eine anerkannte Regel der Technik zu sein.
In der EN 62305-4 werden Blitzschutzzonen definiert. Die Einteilung geht von LPZ0 für ungeschützte Bereiche bis zu LPZ2 und höher für stark abgeschirmte Bereiche. Analog dazu werden in der EN 62305-1 Gefährdungspegel von I bis IV beschreiben, wobei im Allgemeinen der LPL II, f ür elektronische Systeme jedoch der LPL I empfohlen wird.