Blitzeinschläge stellen eine erhebliche Gefahr für Gebäude, Anlagen und Menschen dar. Dabei entstehen extrem hohe elektrische Ströme und Temperaturen, die zu Bränden, Schäden an Gebäuden und zur Zerstörung elektrischer Geräte führen können. Um solche Risiken zu minimieren, sind Blitzschutz- und Überspannungsschutzsysteme essenziell. Diese Schutzsysteme verhindern, dass ein Blitz, der in ein Gebäude einschlägt, unkontrolliert Schäden anrichtet, indem sie die Energie des Blitzes sicher in die Erde ableiten und Spannungsspitzen abfangen.
In Deutschland gibt es spezifische gesetzliche Vorgaben, die den Einbau von Blitzschutzsystemen in bestimmten Gebäuden verpflichtend machen. Dazu zählen unter anderem öffentliche Gebäude, Industrieanlagen und Photovoltaikanlagen. Die gesetzlichen Anforderungen zielen darauf ab, Menschen und Sachwerte vor den gefährlichen Folgen von Blitzeinschlägen zu schützen und die Sicherheit von Gebäuden zu gewährleisten.
Obwohl der Blitzschutz und der Überspannungsschutz oft in einem Atemzug genannt werden, verfolgen sie unterschiedliche Ziele. Der Blitzschutz dient in erster Linie dazu, direkte Blitzeinschläge auf Gebäude abzufangen und die elektrische Energie sicher in den Boden abzuleiten. Dabei schützt er die Gebäudestruktur und beugt Bränden sowie Stromüberspannungen vor.
Der Überspannungsschutz hingegen schützt elektrische und elektronische Geräte vor indirekten Auswirkungen eines Blitzeinschlags, wie Spannungsspitzen, die durch den Blitz oder durch Schaltvorgänge im Stromnetz entstehen. Überspannungsschutzgeräte sorgen dafür, dass diese gefährlichen Spannungsspitzen gedämpft werden und empfindliche Geräte nicht zerstört werden.
Blitzschutzsysteme bestehen aus zwei Hauptkomponenten: dem äußeren Blitzschutz und dem inneren Blitzschutz. Diese beiden Komponenten müssen aufeinander abgestimmt sein, um einen umfassenden Schutz zu gewährleisten.
Die Planung eines Blitzschutzsystems basiert auf den Blitzschutzklassen, die das erforderliche Schutzniveau für verschiedene Gebäudetypen definieren. Die Wahl der richtigen Blitzschutzklasse erfolgt in der Regel auf Basis einer Risikoanalyse und hängt von der Blitzdichte der Region, der Gebäudenutzung und dem Schadenspotenzial ab.
Die Lightning Protection Levels (LPL) geben an, wie stark der Blitz sein darf, der durch das Blitzschutzsystem abgefangen und abgeleitet werden muss. LPL 1 bietet dabei den höchsten Schutz, während LPL 2 bis 4 niedrigere Schutzpegel für geringere Blitzstärken bieten.
Eine zentrale Komponente des Blitzschutzsystems ist das Erdungssystem, das dafür sorgt, dass die beim Blitzeinschlag entstehende elektrische Energie sicher in den Boden abgeleitet wird. Typische Erdungssysteme sind der Fundamenterder und der Ringerder. Der Potentialausgleich verbindet dabei alle leitfähigen Teile des Gebäudes, um gefährliche Spannungsunterschiede zu vermeiden.
Der Potentialausgleich ist eine wichtige Schutzmaßnahme, die sicherstellt, dass im Falle eines Blitzeinschlags alle leitfähigen Teile des Gebäudes auf dem gleichen elektrischen Potential liegen, wodurch gefährliche Spannungsunterschiede vermieden werden. Ohne einen solchen Ausgleich könnten hohe Spannungen auftreten, die elektrische Anlagen und Geräte beschädigen oder zur Gefahr für Menschen werden könnten.
Eine detaillierte Risikoanalyse gemäß der DIN EN 62305-2 ist notwendig, um die passenden Blitzschutzmaßnahmen festzulegen. Diese Analyse berücksichtigt Faktoren wie die Blitzdichte in der Region, die Gebäudenutzung und das Schadenspotenzial. Durch die Ermittlung der Blitzdichte wird berechnet, wie wahrscheinlich Blitzeinschläge in der Region sind. Auf Grundlage dieser Analyse wird dann die erforderliche Blitzschutzklasse und das Lightning Protection Level (LPL) für das Gebäude festgelegt.
Ein wichtiger Bestandteil der Risikoanalyse ist die Berücksichtigung der Nutzung des Gebäudes. So haben Krankenhäuser, Rechenzentren oder explosionsgefährdete Bereiche besondere Anforderungen an den Blitzschutz, da hier nicht nur Sachwerte, sondern auch Menschenleben und kritische Infrastruktur geschützt werden müssen.
Die Planung und Installation von Blitzschutz- und Überspannungsschutzsystemen erfolgt nach verschiedenen DIN-Normen, die sicherstellen, dass die Schutzmaßnahmen den aktuellen technischen Anforderungen entsprechen. Wichtige Normen sind:
Überspannungsschutzgeräte (SPD) sind ein unverzichtbarer Bestandteil des Schutzes elektrischer Systeme vor Spannungsspitzen. Je nach Installationsort und Einsatzzweck werden verschiedene Typen von SPDs eingesetzt:
Für einen effektiven Schutz müssen die verschiedenen SPD-Typen in einer stufenweisen Koordination installiert werden. Dies bedeutet, dass SPD Typ 1 nahe dem Netzeingang installiert wird, SPD Typ 2 in den Unterverteilungen und SPD Typ 3 in der Nähe der Endgeräte. Diese abgestufte Installation sorgt dafür, dass die Spannungsspitzen schrittweise reduziert und empfindliche Geräte optimal geschützt werden.
Damit ein Blitzschutzsystem über seine gesamte Lebensdauer hinweg zuverlässig funktioniert, muss es regelmäßig gewartet und geprüft werden. Die Wartungsintervalle hängen von der Art des Gebäudes und dem Risiko ab, dem es ausgesetzt ist. Die DGUV V3 gibt klare Vorgaben für die Prüfung von Blitzschutzsystemen, wobei für Gebäude mit erhöhtem Risiko häufigere Prüfungen erforderlich sind, etwa alle sechs Monate.
Zu den Wartungsarbeiten gehört eine visuelle Inspektion der Fangeinrichtungen, Ableitungen und Erdungssysteme sowie eine Funktionsprüfung der Überspannungsschutzgeräte. Dabei werden mögliche Defekte frühzeitig erkannt und behoben, bevor sie zu einer ernsthaften Gefahr werden.
Ein wesentlicher Grund für die Integration von Blitzschutzsystemen in Gebäude ist der Brandschutz. Blitzeinschläge können leicht Brände verursachen, insbesondere wenn sie in brennbare Materialien oder überhitzte elektrische Anlagen einschlagen. Durch die kontrollierte Ableitung der Blitzenergie in den Boden verhindert ein Blitzschutzsystem, dass die immense Hitze eines Blitzes brennbare Materialien entzündet oder elektrische Anlagen überlastet.
Zudem verhindern Blitzschutzsysteme Kurzschlüsse, die ebenfalls zu Bränden führen können, indem sie Spannungsspitzen dämpfen und somit die Belastung der elektrischen Anlagen reduzieren. In vielen Gebäuden ist der Blitzschutz daher ein integraler Bestandteil des Brandschutzkonzepts.
Der Blitz- und Überspannungsschutz entwickelt sich stetig weiter, um den steigenden Anforderungen moderner Gebäude und Technologien gerecht zu werden. Smarte Blitzschutzsysteme, die in Echtzeit Spannungsspitzen erkennen und sofortige Maßnahmen ergreifen können, gewinnen zunehmend an Bedeutung. Diese Systeme sind oft mit intelligenten Sensoren ausgestattet, die sich selbst überwachen und Wartungsbedarfe frühzeitig anzeigen.
Besondere Aufmerksamkeit wird in der Zukunft auch den erneuerbaren Energien gewidmet sein. Solaranlagen und Ladestationen für Elektrofahrzeuge sind besonders anfällig für Überspannungen und müssen daher in Zukunft verstärkt in Blitz- und Überspannungsschutzsysteme integriert werden.
Mit diesem umfassenden Leitfaden haben Sie verantwortliche Mitarbeiter einen strukturierten Überblick über die Grundlagen und Anforderungen des Blitz- und Überspannungsschutzes. Von der richtigen Planung über die Wahl der passenden SPD-Typen bis hin zu den notwendigen Wartungsmaßnahmen: Dieser Leitfaden stellt sicher, dass Gebäude und technische Anlagen optimal gegen die Gefahren von Blitzeinschlägen und Spannungsspitzen geschützt sind.
