In Deutschland werden in jedem Jahr zwischen 300.000 und 550.000 Blitze registriert. Zwar dürfte es nicht viele Gebäude ohne jeden Blitzschutz geben, dennoch sind Schäden infolge von Blitzschlägen häufig nicht auszuschließen. Der Grund: Der bestehende Blitzschutz ist oft unzureichend und nicht auf dem neuesten Stand. Reicht der Blitzschutz nicht aus, können Einschläge beispielsweise Feuerschäden und Beschädigungen an elektrischen Einrichtungen oder Telefonanlagen verursachen, was extrem teuer werden kann.
Blitzschutz ist daher ein Muss für jedes Unternehmen. Die regelmäßig wiederkehrende Beschäftigung mit dem Thema Blitzschutz ebenfalls. Nur wer sich umfassend vorbereitet, kann sich effektiv vor den Gefahren und den damit verbunden Kosten im Ernstfall schützen. Um insbesondere gegenüber Versicherungen auf der sicheren Seite zu sein, ist zudem die vollständige Blitzschutzdokumentation, die Dokumentation der Maßnahmen unerlässlich.
Warum Blitze gefährlich sind
Wer Blitzschutz wirksam angehen will, sollte sich zunächst mit dem Naturphänomen „Blitz“ befassen – vor allem auch, um als zuständige Fachkraft den Blitzschutz als zwingend notwendige Maßnahme vermitteln zu können. Für ein Gewitter braucht es Feuchtigkeit und Wärme. Gewitterwolken bilden sich immer dann, wenn kalte und warme Luftmassen aufeinandertreffen. Die Ladung in der Gewitterwolke entsteht aus der Reibung von Graupelteilchen und Eiskristallen. Die daraus resultierende elektrische Spannung entlädt sich in Form von Blitzen, die sogar außerhalb des Gewitters einschlagen können, das sie erzeugt hat. Zudem wird die Luft um den Blitz in Sekundenbruchteilen auf bis zu 30.000 Grad Celsius erhitzt. Insbesondere für Wirtschaftsunternehmen und ihre Anlagen sowie Gebäude ergeben sich somit hohe Anforderungen für den Schutz vor Blitzen. Sensible und teure Technik sowie Automatisierungssysteme erfordern durchdachte Vorkehrungen.
Was ist Blitzschutz?
Als Blitzschutz werden alle Maßnahmen zum gefahrlosen Ableiten von Blitzströmen und deren Ableitung zur Erde bezeichnet.
Blitzschutz bedeutet, Gebäude außen und innen gegen die zerstörenden Folgen von Blitzeinschlägen auszurüsten, um die Gefahr für Mensch und Eigentum abzuwenden. Als Blitzschutz werden alle Maßnahmen zum gefahrlosen Ableiten von Blitzströmen und deren Ableitung zur Erde bezeichnet. Doch was bedeutet das nun konkret? Wie sollte ein angemessener Blitzschutz in einem Unternehmen aussehen? Grundsätzlich hängt das jeweils passende Konzept stark von der Blitzgefährdung für das jeweilige Gebäude sowie von der Positionierung der Schutzelemente ab. Bei der Planung und Errichtung von Blitzschutzsystemen müssen vielfältige nationale und internationale Gesetze und Normen berücksichtigt werden.
Der Begriff „Blitzgefährdung“
Als eine Grundlage für das Ausarbeiten von adäquaten Blitzschutzsystemen beschreibt der Begriff „Blitzgefährdung“ die Häufigkeit von Blitzeinschlägen in verschiedenen Regionen Deutschlands. Dies geht aus den Beiblättern zur für den Blitzschutz gültigen Norm DIN EN 62305-3 hervor. Der Blitzinformationsdienst der Firma Siemens (Blids) dokumentiert die Blitzhäufigkeit in Deutschland. Daraus ist zum Beispiel ersichtlich, dass Süddeutschland zu den am stärksten durch Blitzgefahr betroffenen Gebieten gehört.
Wozu dienen Blitzschutzklassen?
Das Baurecht fordert dauernd wirksame Blitzschutzanlagen für bauliche Anlagen, bei denen Blitzschlag „leicht eintreten“ und „zu schweren Folgen führen kann“. Leicht eintreten kann der Blitzschlag zum Beispiel in hohe Kamine, Kirchtürme, Hochhäuser oder in einzeln in exponierter Lage stehende Gebäude. Schwere Folgen ergeben sich häufig aus der Nutzung einer baulichen Anlage. Um gemäß einer Risikoanalyse exakter fassen zu können, was genau ein Blitzschutzsystem gegenüber den jeweiligen potenziellen Gefährdungen zu leisten imstande sein sollte, sind aus den jahrelangen Normungsverfahren verschiedene Blitzschutzklassen hervorgegangen, die die Konstruktionsregeln für Schutzsysteme vorgeben. Die Klassen spiegeln dabei die zu erwartende Bedrohung durch Blitzeinschläge und die zu erwartenden Schäden wider.
Welche Blitzschutzklassen gibt es?
Insgesamt gibt es vier Blitzschutzklassen, die gemäß ihrer Wirksamkeit unterteilt sind. Die Blitzschutzklasse einer Anlage muss auf der Grundlage einer Risikobewertung nach EN 62305-2 ermittelt werden. Als gängigste Ermittlungsgrundlage dient dazu das so genannte „Blitzkugelverfahren“. Damit lassen sich Eintrittsstellen an Gebäuden bestimmen, die für einen direkten Blitzeinschlag in Frage kommen.
Daraus lassen sich in jeder Blitzschutzklasse bestimmte Wahrscheinlichkeiten für Blitzeinschläge zuordnen.
- Blitzschutzklasse 1 stellt den bestmöglichen Schutz dar. Hier werden circa 98 Prozent aller Blitze eingefangen.
- Schutzklasse 2 fängt noch 95 Prozent aller Blitze ein.
- Schutzklasse 3 schützt noch vor 90 Prozent aller Blitze.
- Bei Schutzklasse 4 werden gerade noch 80 Prozent aller Blitze eingefangen. Sie kommt daher nur selten zum Einsatz.
Zu beachten ist: Selbst mit einem Blitzschutzsystem der Klasse 1 gibt es keinen hundertprozentigen Schutz. Umso dringlicher bleibt daher die Aufgabe, den Blitzschutz regelmäßig zu checken, gegebenenfalls zu modernisieren und die Maßnahmen zu dokumentieren.
Wieso gehört der Blitzschutz zum Brandschutz?
Da in der heutigen Zeit Gebäude immer vernetzter und somit „intelligenter“ werden, bieten sie Blitzen durch ihre immer höher werdende Anzahl an technischen Komponenten auch immer mehr Angriffsflächen. Da Blitzschutz auch Brandgefahren bis in viele technische Details entgegenwirkt, ist er immer auch vorbeugender Brandschutz. Die vielfältigen Maßnahmen gegen Blitz- und Überspannungseinwirkungen sind zu ganz wesentlichen Bausteinen in den Schutzkonzepten von Gebäuden geworden, um Brände zu verhindern.
Welche Gebäude brauchen einen Blitzschutz?
Gesetzlich vorgeschrieben ist Blitzschutz nur für bestimmte Gebäude nach der bauwerksbezogenen Risikoabschätzung. So müssen öffentliche Gebäude mit einer Höhe von mehr als 20 Metern und Hochhäuser bei entsprechender Bewertung mit einem Blitzableiter versehen sein. Auch bei besonders hoch und exponiert gelegenen Häusern, Gebäuden mit Räumen für mehr als 300 Personen und Industrie- und Gewerbebauten, in denen explosive Stoffe verarbeitet oder gelagert werden, wie zum Beispiel chemischen Fabriken und Tankstellen, ist Blitzschutz vorgeschrieben. Ebenso müssen ältere Häuser, insbesondere mit Stroh- oder Holzdach, genauso wie denkmalgeschützte Anlagen, einen Blitzableiter haben. Und auch öffentliche Gebäude wie Krankenhäuser, Schulen oder Theater müssen in der Regel geschützt sein. Die konkreten Regelungen ergeben sich unter anderem aus den Landesbauordnungen, aber auch beispielsweise den Verkaufsstätten- oder Versammlungsstättenverordnungen der Länder. Zur genauen Ausführung und Handhabung wird darin allerdings meistens nichts gesagt, sondern auf die einschlägigen technischen Regeln verwiesen, die in der Regel aus den VDE-Normen hervorgehen.
Wie häufig muss eine Blitzschutzanlage gewartet werden?
Blitzschutzanlagen sollten in regelmäßigen Abständen gewartet und überprüft werden. Besonders durch Umwelteinflüsse sind schleichende Mängel, wie zum Beispiel Korrosion der Metalle, ein Risiko für die Wirksamkeit von Blitzschutzanlagen. Regelmäßige Wiederholungsprüfungen sind daher die Voraussetzung für die dauernde Wirksamkeit von Blitzschutzsystemen. Die VDE schreibt zwingend vor: Alle öffentlichen Gebäude müssen alle zwei Jahre von einer Prüforganisation geprüft werden, private Gebäude alle vier bis fünf Jahre.
Welche Blitzschutzsysteme gibt es und was sind deren Funktionen?
Blitzschutzsysteme setzen sich zusammen aus dem äußeren Blitzschutz wie dem Blitzableiter und dem inneren Blitzschutz, welcher primär aus einem Überspannungsschutz besteht. Ein äußeres Blitzschutzsystem hat das Ziel, Blitze einzufangen, den Blitzstrom Richtung Erde abzuleiten und im Erdreich großflächig zu verteilen. Die Funktion des inneren Blitzschutzes ist zum einen das Verhindern gefährlicher Funkenbildung innerhalb der baulichen Anlage. Die bei einem Blitzeinschlag entstehenden hohen Ströme und die daraus resultierenden elektrischen und magnetischen Felder können außerdem zu massiven Schäden an der Gebäudeelektronik wie zum Beispiel Servern, Überwachungsanlagen oder kompletten Unterverteilungen führen. Um derartige Schäden zu vermeiden oder um diese auf ein Mindestmaß zu reduzieren, ist der innere Blitzschutz vor allem auf den Überspannungsschutz ausgerichtet.
Welche Einrichtungen oder Anlagen gehören zum äußeren Blitzschutz?
Beim äußeren Blitzschutz wird der Blitz von einer Fangeinrichtung „aufgefangen“. Diese besteht aus Fangstangen, freistehenden Masten oder vermaschten Leitern und maschenförmig verlegten Fangleitungen auf dem Dach eines Gebäudes. Der äußere Blitzschutz kann aber nur funktionieren, wenn das Gebäude über eine Erdungsanlage verfügt. Mit einer solchen Anlage lässt sich die gewaltige elektrische Energie, die bei einem Blitzeinschlag frei wird, in das Erdreich unter dem Haus ableiten und damit für Mensch und Gebäude unschädlich machen. Um die Blitzströme zum Erdungssystem leiten zu können, ist auch noch eine Ableitungsanlage notwendig. Sie besteht aus annähernd senkrecht geführten metallischen Ableitungen, die über den Umfang der baulichen Anlage verteilt sind. Als Ableitungen können sowohl separate Leitungen als auch ausreichend dimensionierte und blitzstromtragfähig verbundene Metallteile der zu schützenden Anlage verwendet werden. Die Ableitungsanlagen bilden das, was in der Umgangssprache als Blitzableiter bezeichnet wird.
Weshalb ist der innere Blitzschutz gegen Überspannungen so wichtig?
Schlägt ein Blitz in ein Stromnetz ein, kann es zu Überspannungsschäden an Elektrogeräten kommen. Das bedeutet, durch den Blitzeinschlag fließt der Strom kurzzeitig mit zu hoher Spannung aus der Steckdose. Angeschlossene elektronische Geräte können so einen Schaden nehmen. Dabei spielt es keine Rolle, ob sie aus- oder eingeschaltet sind.
Typ 1 bis 3: Wie der innere Blitzschutz funktioniert
Der innere Blitzschutz besteht aus drei verschiedenen, hintereinander geschalteten Anpassungsstufen oder Typen. Als Typ 1 (Grob- oder Grundschutz) fungieren blitzstromfähige Ableiter, die im Hauptstromversorgungssystem möglichst vor dem Zähler eingesetzt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass der Blitzstrom nicht in die Gebäudeinstallation fließen kann. Dies geschieht über eine Verbindung mit dem äußeren Blitzschutz. Damit werden alle Potentialunterschiede (Spannungen) zwischen der Erde, den berührbaren elektrisch leitfähigen Materialien eines Gebäudes und dem Schutzleiter der Elektroinstallation an einem Punkt über eine Haupterdungsschiene ausgeglichen.
Die Ableiter können aber nicht die gesamte Niederspannungsinstallation bis hin zu den Endgeräten schützen, da diese zum Teil zu weit entfernt sind. Diese Aufgabe übernehmen die Überspannungs-Schutzgeräte Typ 2 und Typ 3. Dazu werden Typ-2-Ableiter in Unterverteilern installiert. Sie sorgen für einen Mittelschutz, indem sie die Überspannung auf ein Minimum senken. Für den Feinschutz spannungsempfindlicher Elektrogeräte wie PC und Telefonanlage sind Typ-3-Ableiter zuständig. Sie werden an UAE-Anschlüsse, Steckdosen und ISDN-Geräte zugeschaltet.
Blitzschutzanlagen bei besonderen Einrichtungen
Bei einigen Anlagen und Gebäudeteilen sind außerordentliche Vorgehensweisen zum Blitzschutz notwendig. So sind Antennen besonders durch Blitzschlag gefährdet, da sie sich funktionsbedingt an exponierter Stelle befinden und elektrisch leitfähig sind. Der Blitzschutz bei Antennen erfolgt unter anderem durch separate Blitzfangeinrichtungen, geerdete Bauformen der Antennen und zusätzlich durch Funkenstrecken und oder Gas-Ableiter in der Antennenleitung. Bei selbststrahlenden Sendemasten für Lang- und Mittelwelle besteht die Herausforderung, dass sie nicht geerdet werden können, weil über die Erdung die abzustrahlende Hochfrequenzenergie abfließen würde. Solche Masten besitzen eine Funkenstrecke (Trennfunkenstrecke), welche bei Überspannung durch den Blitzeinschlag zündet. Freileitungen für Hochspannung werden dagegen in der Regel mit Erdseilen überspannt.
Auch bei Personenseilbahnen oder in deren Nähe können Blitzeinschläge für Gefährdungssituationen sorgen. Bei den Stationsgebäuden und den Streckeninstallationen der Seilbahnen müssen daher Blitzschutzmaßnahmen vorgesehen werden. Dagegen wirken die Seilbahngondeln wie Autos als Faradaysche Käfige, das heißt, das Innere bleibt frei vom elektrischen Feld. Dort ist man vor dem Blitzschlag geschützt.
Welche Regelungen zum Blitzschutz sind besonders wichtig?
Es gibt verschiedene Normen und Vorschriften, die die Anforderungen des Blitzschutzes definieren und wie dieser auszuführen ist. Wichtig sind insbesondere international die Vereinbarungen der IEC 62305 und europäisch nach EN 62305, die Standards zum Blitzschutz definieren. Generell halten die internationale Normenarbeit und europäische Normungsgremien die Vorgaben auf dem aktuellen Stand von Technik und Wissenschaft.
Im deutschsprachigen Raum wurde die EN in die nationalen Normenwerke aufgenommen. In Deutschland fällt der Blitzschutz außerdem unter die DIN EN 62305 und die VDE 0185-305. Besonders die VDE 0185-305 definiert den in Deutschland gültigen Stand des Blitzschutzes und beinhaltet Anleitungen zur fachgerechten Planung, Errichtung und Betreibung von Überspannungs- sowie Blitzschutzanlagen. Bei notwendigen Blitzschutzsystemen verpflichten die DIN EN 62305 und die VDE 0185-305 zur Wartung und Prüfung. Zusätzlich zu den geltenden Normen sind die Informationsschriften und Richtlinien der Versicherungswirtschaft zum Thema Blitzschutz und Überspannungsschutz erwähnenswert. Diese enthalten technische Informationen, die bei der Entwicklung der Maßnahmen zum Blitzschutz hilfreich sind.
Wo ist geregelt, ob man eine Blitzschutzeinrichtung haben muss?
Viele Planer sind unsicher, ob für bauliche Anlagen tatsächlich Blitzschutzanlagen erforderlich sind. Die Vorgaben finden sich in § 46 der Musterbauordnung (MBO) des Bundes und den Bauordnungen der Länder. Demnach sind bauliche Anlagen, bei denen nach Lage, Höhe, Bauart oder Nutzung ein Blitzschlag leicht eintreten oder zu schweren Folgen führen kann, mit dauernd wirksamen Blitzschutzanlagen zu versehen.
Die genauen Anforderungen dazu regelt vor allem die Normenreihe DIN EN 623051 (VDE 0185) Blitzschutz. Sie stellt den Blitzschutz in allen seinen Aspekten hinsichtlich Gefährdung, Schadensursachen, der zu schützenden Objekte und der Schutzmaßnahmen dar.
Wer ist für den Blitzschutz zuständig?
Im Blitzschutz arbeiten unterschiedliche Fachkräfte zusammen, von Blitzschutz-Ingenieuren über Blitzschutz-Planern und Blitzschutz-Errichtern bis zu nach § 36 GewO öffentlich bestellten Sachverständigen. In Betrieben sollten für die Planung, Errichtung und Wartung von Blitzschutzsystemen speziell geschulte Blitzschutz-Fachkräfte zuständig sein. Eine Blitzschutz-Fachkraft ist demnach, wer aufgrund seiner fachlichen Ausbildung, Kenntnisse und Erfahrungen sowie Kenntnis der einschlägigen Normen Blitzschutzsysteme planen, errichten und prüfen kann.
Was beinhaltet die Blitzschutzdokumentation?
Eine Dokumentation beinhaltet die Erstellung eines Prüfberichtes sowie CAD-Zeichnungen mit einer technischen Beschreibung der Blitzschutzanlage. Bei der Prüfung werden alle Unterlagen und Dokumentationen sowie der Zustand von Fang- und Ableiteinrichtungen und aller Verbindungsbauteile etwa auf Korrosion kontrolliert. Außerdem wird die Sicherheit der Befestigung und Bauteile überprüft. Eine vollständige Dokumentation erfasst auch alle Änderungen und Erweiterungen des Blitzschutzsystems sowie Änderungen an der baulichen Anlage.
Welche Bedeutung hat die Blitzschutzdokumentation?
Bei freiwillig errichteten Blitzschutzsystemen ist eine Wartung und Instandhaltung zwar nicht vorgeschrieben, aber auch sie sollten in regelmäßigen Abständen auf ihre Funktionstüchtigkeit überprüft werden, um eventuelle Mängel festzustellen und gegebenenfalls Nachbesserungen vorzunehmen. Bei notwendigen Blitzschutzsystemen verpflichtet die DIN EN 62305 (VDE 0185-305) zur Wartung und Prüfung. Eine lückenlose Dokumentation der Überprüfungen kommt vor allem im Versicherungsfall zur Beweisführung eine entscheidende Bedeutung zu. Mit der Blitzschutzdokumentation schaffen es die Betroffenen, ihren eingebauten Brandschutz lückenlos zu präsentieren und mit wenig Aufwand nachzuweisen. Schadensfälle lassen sich so viel einfacher regulieren.
