Blitzschutz

Sie hatten bestimmt auch schon einen „Geistes-Blitz“. Kam dieser auch so schnell und intensiv wie einer von diesen?

Was ist ein Blitz und wie entsteht er?

Der Blitz - das Wort stammt von dem indogermanischen bhlei=leuchten - ist eine faszinierende, jedoch auch beängstigende Erscheinung, mit der sich die Menschheit von Anfang an beschäftigte. Der Blitz ist eine kleine elektrische Entladung - und zwar zwischen einer elektrisch geladenen Wolke und der Erde (Erdblitz), zwischen zwei und mehr Wolken oder zwischen mehreren Teilen innerhalb einer einzelnen Wolke (Wolkenblitze). Nur ein geringer Teil der Blitzentladungen findet zwischen Wolken und der Erde statt. Blitze haben ihren Ursprung also in Gewitterzellen.

Blitzschutz

Unter Blitzschutz versteht man Vorkehrungen gegen schädliche Auswirkungen von Blitzeinschlägen auf bauliche Anlagen. Blitzeinschläge können Teile von Gebäuden ohne Blitzschutz zerstören, wenn zum Beispiel in Baustoffen enthaltenes Wasser explosionsartig verdampft oder Brände entstehen. Der Blitz kann direkt oder durch sein starkes elektromagnetisches Feld in elektrische Leitungen (z.B. von Antennen oder Photovoltaikanlagen) oder Rohrleitungen (z.B. von Solarkollektoren) einkoppeln und in das Innere von Gebäuden eindringen und dort weitere Zerstörungen anrichten.

Ein vollständiges Blitzschutzsystem besteht aus äusserem und innerem Blitzschutz.

Äusserer Blitzschutz
Der äussere Blitzschutz bietet Schutz bei Blitzeinschlägen, die direkt in die zu schützende Anlage erfolgen. Er besteht aus Fangeinrichtung, Ableitungsanlage und Erdung.

> Fangeinrichtung
Fangeinrichtungen sind vorgesehene Pfade für den Blitzstrom, die einem Einschlag standhalten. Dies sind Stangen, Drähte, Seile oder Metallteile der zu schützenden Anlage, die als Einschlagstellen vorgesehen sind und typischerweise die Begrenzung eines Gebäudes überragen. Ihr Material muss elektrisch leitfähig sein. Daher werden Metalle verwendet, wie z.B. Kupfer, Aluminiumlegierung, Niro, verzinkter Stahl oder auch einfacher Stahl. Die Materialstärke der Fangeinrichtung muss gewährleisten, dass der hohe Energieeintrag eines Blitzschlages nicht zum Schmelzen der Fangeinrichtung führt.

> Ableitungsanlage
Die Ableitungsanlage leitet den Blitzstrom von Fangeinrichtungen zur Erdungsanlage. Sie besteht aus annähernd senkrecht geführten Ableitungen, die gleichmässig über den Umfang der baulichen Anlage verteilt sind. Als Ableitungen können sowohl separate Leitungen als auch ausreichend dimensionierte Metallteile der zu schützenden Anlage verwendet werden.

> Erdung
Die Erdung leitet den Blitzstrom in den Erdboden. Sie beinhaltet immer den Fundamenterder. Er muss für jede Ableitung einen nach aussen geführten Anschluss aufweisen. Wenn das Fundament vollständig isoliert oder der Erdwiderstand zu hoch ist, muss der Fundamenterder durch Ringerder, Strahlenerder oder Tiefenerder ergänzt werden. Diese müssen dauerhaft korrosionsgeschützt sein und werden daher aus nicht rostendem Stahl erstellt. Ringerder und Strahlenerder müssen mindestens 50 cm tief in den Erdboden eingebracht werden. Tiefenerder werden senkrecht in den Boden getrieben.

Innerer Blitzschutz
Der Innere Blitzschutz steht unter dem Begriff Überspannungsschutz.

> Überspannungsschutz
Der innere Blitzschutz (Überspannungsschutz) gehört nicht in die Zuständigkeit unseres Betriebes und muss mit einem dementsprechenden Fachgeschäft abgeklärt werden.

Schützt ein Gebäude bei Gewitter?

Ebenso wie Mensch und Tier im Freien bei Gewitter durch direkte oder indirekte Blitzschläge gefährdet sind, können Gebäude und deren Inhalt durch unmittelbaren Blitzschlag direkt oder durch Blitzschlag in der Umgebung indirekt Schaden erleiden.

Direkte Blitzschläge rufen Brände, Explosionen (zündender Blitz) oder Schäden durch Krafteinwirkung (nicht zündender oder kalter Blitz) hervor.

Indirekte Blitzschläge werden durch Überspannung beim Gewitter ausgelöst und betreffen elektrische Anlagen und Geräte.

Zweifellos bietet ein Gebäude, sofern es nicht nur aus Holz und Stroh, sondern hauptsächlich aus Stein, Beton oder Stahl erbaut wurde, wesentlich besseren Schutz als die freie Natur. Optimal ist ein Haus mit vollständiger Blitzschutzanlage.

Falls keine Blitzschutzanlage vorhanden ist, wird der einschlagende Blitz mehreren leitfähigen Wegen folgen, um die Erde zu erreichen. Dazu können alle metallenen Bauteile dienen, beispielsweise Dachrinnen und Fallrohre, Rohre der Zentralheizung und für die Wasserversorgung sowie elektrische Leitungen oder Antennenkabel.

Andererseits kann ein Blitz bei fehlender Blitzschutzanlage relativ leicht einen Brand hervorrufen.

Wann benötigt ein Gebäude eine Blitzschutzanlage?

Unabhängig von behördlichen Auflagen sollen Gebäude auf jeden Fall eine Blitzschutzanlage erhalten, wenn sie ihre Umgebung deutlich überragen und

eine "weiche" Dacheindeckung aus beispielsweise Holz, Reet, Stroh vorliegt oder normal- beziehungsweise leichtentflammbare Stoffe, z.B. als Dämmaterial im Dachbereich, eingebaut sind
explosionsgefährliche Feststoffe, Flüssigkeiten oder Gase gelagert werden
einmalige, nicht wiederbeschaffbare Werte, wie in Museen, Kirchen oder Forschungs- und Entwicklungsabteilungen, vorhanden sind
öffentliche Gebäude und Gebäude mit grossen Menschenansammlungen sind.

Wie wirken Blitzschutzanlagen und wie sind sie aufgebaut?

Die Blitzschutzanlage sorgt dafür, daß im Falle eines Einschlages der Blitzstrom gefahrlos zur Erde abgeleitet wird und somit keine Brände oder sonstige Schäden - beispielsweise am Dach oder an den Wänden, am Kamin, an der Antenneanlage oder im Gebäudeinneren - entstehen. Das Vorhandensein oder Fehlen einer Blitzschutzanlage ändert also nicht die Wahrscheinlichkeit eines Blitzschlages, wohl aber die Gefahr eines möglichen Schadens.

Aufbau einer Blitzschutzanlage
Unter einer Blitzschutzanlage versteht man die Gesamtheit aller Einrichtungen für den äußeren und inneren Blitzschutz der zu schützenden Objekte.

Zum äusseren Blitzschutz gehören alle außerhalb, an und in dem schützenden Objekt verlegten und bestehenden Einrichtungen zum Auffangen und Ableiten des Blitzstromes in die Erdungsanlage.

Ein von der Fangeinrichtung aufgenommener Blitzstrom wird über die an oder in den Gebäudewänden herabführenden Ableitungen zur Erdungsanlage gelenkt, die den Strom möglichst großflächig dem Boden zuführt. Standrohre von Überdachantennen werden mit der Blitzschutzanlage auf kürzestem Weg verbunden.

Der innere Blitzschutzgehört nicht in die Zuständigkeit unseres Betriebes und muss mit einem dementsprechenden Fachgeschäft abgeklärt werden.

Wer soll eine Blitzschutzanlage installieren?

Die Installation von Blitzschutzanlagen sollte Fachleuten überlassen bleiben, die Bestimmungen und Normen kennen und einhalten.
Die Firma Daniel Artho Bauspenglerei ist dafür qualifiziert und kennt sich mit der Materie bestens aus. Sie empfiehlt sich für eine seriöse und fachmännische Montage.

Zieht Metall den Blitz an?

Im Vergleich zu sehr guten elektrischen Isolatoren - wie etwa trockenes Holz oder trockener Beton - schlägt der Blitz eher in metallene Oberflächen ein.
Metalle gelten als gute Leiter die den Blitzstrom über größere Strecken weiterleiten.

Schlägt der Blitz immer an der höchsten Stelle ein?

Es zeigte sich, dass der Blitz keine bestimmten Berge, Täler, Seen oder Hänge bevorzugt. Die Richtung, die er einnimmt, hängt allein von der Verteilung der elektrischen Ladung in den Wolken ab.

Dennoch spielt die Oberflächenstruktur der freien Natur oder von Gebäuden für die Einschlagstelle des Blitzes eine gewisse Rolle, da er auf den letzten hundert bis zehn Metern zur Erde tatsächlich hohe Punkte öfter trifft als niedrige.

Aus diesem Grunde wird bei der Installation von Blitzschutzanlagen auf Gebäuden immer dafür gesorgt, daß über das Dach hinausragende Kamine oder Fernsehantennen in das Schutzsystem einbezogen werden.

Warum kann der Blitz Sachschäden verursachen?

Der Blitzschlag verläuft in mehreren Entladungsstufen. Während der Hauptentladung fliesst ein sehr hoher, kurzzeitiger Stossstrom über das getroffene Objekt.

Findet der Blitzstrom an seinem Einschlagpunkt keinen elektrisch gut leitenden Weg zur Erde, kann er die von ihm durchflossenen Sachen oder benachbarte Gegenstände so stark erhitzen, daß deren Zündtemperatur erreicht wird und damit ein Brand entsteht oder sogar eine Explosion stattfindet (zündender Blitz).
Blitze mit grossem Stossstrom wählen ihren Weg oft über feuchte Bauteile (Kamine, Dächer, Wände) oder Spalten in Bäumen, wobei explosionsartig Wasserdampf gebildet wird. Dadurch können nicht nur Holzbalken, Dachziegel oder Kaminsteine, sondern ganze Dach- und Wandteile beschädigt oder zerstört werden, ohne daß es zum Brand kommt (nicht zündender oder kalter Blitz).

Der Überspannungsschutz gehört nicht in die Zuständigkeit unseres Betriebes und muss mit einem dementsprechenden Fachgeschäft abgeklärt werden.

Wie oft schlägt ein Blitz ein?

Ebenso wie die durchschnittliche Zahl der Gewittertage pro Jahr regional verschieden ist, schwankt auch die Zahl der jährlichen Blitzeinschläge (Erdblitze) pro Quadratkilometer von Gebiet zu Gebiet.

Sie nimmt von etwa einem Blitzschlag pro Jahr und pro Quadratkilometer um das Fünffache zu.

Die Schweiz (Fläche 41.000 Quadratkilometer) wird von etwa 165.000 Blitzschlägen pro Jahr getroffen.

Elektrische Geräte

Können elektrische Geräte und Anlagen trotz vorhandener Blitzschutzanlage bei Gewitter zerstört oder ausser Betrieb gesetzt werden?
Es lässt sich nicht ausschliessen, daß der Blitzstrom bei seinem Versuch, die Erde zu erreichen, selbst bei vorhandener Blitzschutzanlage die elektrischen Leitungen eines Hauses mitbenutzt - sie sind ja in den inneren Blitzschutz eingebunden.

Dabei können Kurzschlüsse auftreten, die zwar durch das Ansprechen der Sicherungen oder - falls vorhanden - der Fehlerstromschutzschalter zu Stromausfall mit möglichen Folgeschäden, zum Beispiel durch Ausfall von Heizung, Klimaanlage oder Kühlgeräten, nicht aber zu Schäden an den elektrischen Geräten selbst führen.

Zur Beachtung: Ausgelöste Sicherungen und Fehlerstromschutzschalter erst nach Ende des Gewitters wieder in Betrieb nehmen!

Dagegen lassen sich Schäden durch Überspannungen bei Gewitter (indirekte Schäden) an elektrischen Anlagen und Geräten nur durch Ziehen des Steckers vom elektrischen Netz oder dadurch vermeiden, dass neben dem äusseren Blitzschutz auch der innere Blitzschutz mit angepassten Überspannungsschutzeinrichtungen konsequent ausgeführt ist.