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10. Zusammenfassung und Ausblick
sie sich ausschlieÿlich auf den Eekt der Schrittspannung und bezieht keine Stellung
zu verwandten Themen wie Berührspannungen oder der für den inneren Blitzschutz
relevanten Potentialanhebung.
Zuvor muss jedoch die Frage beantwortet werden, wie ausreichender Schutz de-
niert ist, beziehungsweise ab welcher Höhe Schrittspannungen als gefährlich einzustufen
sind. Dazu wurden in der vorliegenden Arbeit zunächst ausführlich die
Grundlagen der Auswirkungen elektrischen Stromes auf den menschlichen Körper
im Allgemeinen und das Herz im Besonderen erläutert. Auf dieser Grundlage wurde
im Kontext eines Blitzunfalls das Auftreten von Herzkammerimmern als gröÿte Bedrohung
für das Unfallopfer identiziert, da Herzkammerimmern im Gegensatz
zu den meisten anderen blitzverursachten Verletzungen ohne sofortige notfallmedizinische
Versorgung binnen kürzester Zeit zum Tode führt. Um zu bestimmen,
Schrittspannungen welcher Höhe gerade eben noch kein Herzkammerimmern auslösen
können, wurden verschiedene Herangehensweisen aus der bestehenden Literatur
zusammengetragen. Dies gestaltete sich schwierig, da sich anders als zum Einuss
von Gleichspannung und netzfrequenten Wechselspannungen nur sehr wenig Literatur
mit Impulsspannungen und -strömen, insbesondere für den Strompfad FuÿFuÿ,
wie er bei Schrittspannungen auftritt, beschäftigt. Daher wurden als zusätzlicher
und neuer Ansatz Simulationen von elektrischen Strömen in einem dreidimensionalen
Mensch-Modell (HUGO) herangezogen, mit dessen Hilfe ebenfalls ein Grenzwert
gefunden werden konnte.
Unter Abwägung aller Vor- und Nachteile dieser Bestimmungsmethoden wurde
schlieÿlich für die vorliegende Arbeit ein Schrittspannungsgrenzwert von 25 kV festgelegt,
der zur Beurteilung der Blitzschutzerdungsanlagen hinsichtlich ihrer Wirksamkeit
dienen sollte. Dieser Wert wurde ermittelt für einen Impuls der Form 10/350 µs
eines Erstblitzes, der, wie Voruntersuchungen gezeigt haben, im Hinblick auf die
Schrittspannung das kritischste Ereignis ist.
Als Mittel zur Untersuchung von Erdungsanlagen wurden dreidimensionale FEM-
Computersimulationen gewählt, da diese das beste Verhältnis von Aufwand zu Nutzen
bieten: rein experimentelle Untersuchungen hätten entweder an verkleinerten
Modellen stattnden müssen, bei denen die Übertragbarkeit nichtlinearer Einüsse
wie beispielsweise Bodenionisation fraglich gewesen wäre, oder hätten eines nicht zu
rechtfertigenden Aufwandes an Versuchstechnik bedurft. Die Simulationen wurden
nicht transient, sondern als stationäre Strömungsfelder durchgeführt, da Voruntersuchungen
gezeigt hatten, dass auf diese Weise in erheblichem Umfang Rechenzeit
eingespart werden kann und somit in gegebener Zeit mehr Erdungsvarianten untersucht
werden können, sich gleichzeitig aber die damit einhergehenden Fehler und
Abweichungen gegenüber einer transienten Simulation noch in einem akzeptablen
Rahmen bewegen. Als Besonderheit wurde in den Simulationen zudem optional der
Eekt der Bodenionisierung, also eines nichtlinearen Verhaltens des Erdbodens berücksichtigt.
Nachdem in weiteren Voruntersuchungen das grundsätzliche Simulationsmodell
validiert sowie Regeln und Methoden zur Bestimmung der Schrittspannung aus den
FEM-Simulationsergebnissen deniert wurden, wurden systematisch zahlreiche Er-
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