Trennungsabstand bei Blitzschutzanlagen

AMEV
Trennungsabstand
bei Blitzschutzanlagen
(Infoblatt Trennungsabstand)
Stand: 20.04.2012

Das AMEV-Infoblatt "Trennungsabstand" greift ein Praxisproblem bei der Ausführung von
Blitzschutzanlagen auf. Es benennt die diesbezüglichen normativen Anforderungen und gibt
Empfehlungen für Planung und Bau.
Hintergrund
Nach Ansicht verschiedener Baudienststellen führt die Blitzschutznorm DIN EN 62305-3
„Blitzschutz – Teil 3: Schutz von baulichen Anlagen und Personen“ zu einem höheren
Planungsaufwand und höheren Baukosten. Die Vergrößerung der Trennungsabstände oder die
Ausführung als getrennte bzw. isolierte Anlage kann zu einem Interessenkonflikt mit der
Architektur führen. Auch bei Baudenkmälern kann die Umsetzung dieser Blitzschutznorm
problematisch sein.
Es wurde geprüft,
- ob und inwieweit die Anforderungen an den Trennungsabstand normativ verschärft wurden
und
- wie die Anforderungen im Hinblick auf Planung, Bau und Architektur umgesetzt werden
können.
Allgemein
Aufgabe des Blitzschutzes ist u. a. die Vermeidung gefährlicher Funkenbildung.
Funkenbildung kann auftreten zwischen dem äußeren Blitzschutzsystem und metallenen
Installationen, elektrischen und elektronischen Systemen am und im Gebäude sowie in die
bauliche Anlage eingeführten äußeren leitenden Teilen, Kabeln und Leitungen (z. B. Rohrleitung,
Kommunikationsanschluss).
Eine gefährliche Funkenbildung wird bei Einhaltung des erforderlichen Trennungsabstandes mit
hoher Wahrscheinlichkeit verhindert.
Der Trennungsabstand ist seit über 30 Jahren Bestandteil der nationalen Normung zum
Blitzschutz.
Entwicklung der Normung
Mindestens seit 1982 enthalten die Blitzschutznormen Regelungen zum Trennungsabstand. Die
VDE 0185 Teil 1 vom November 1982 definiert den "Näherungsabstand". Alle nachfolgenden
Blitzschutznormen enthalten Vorgaben zum Trennungs- bzw. Sicherheitsabstand.
- DIN 57 185 Teil 1 / VDE 0185 Teil 1: 1982-11
o Ziffer 6.2 Näherungen
• Näherungen zu metallenen Installationen
• Näherungen zu elektrischen Anlagen
mit Formel zur Berechnung des Näherungsabstandes D
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- ENV 61024-1: 1995
o Ziffer 3.2 Trennung von Leitern des Äußeren Blitzschutzes
• Trennungsabstand D muss größer als der Sicherheitsabstand s sein
• Berechnungsvorschrift für s = k i *k c /k m *l
mit
k i – Koeffizient, der von der gewählten Schutzklasse des Blitzschutzsystems
abhängt
k c – Koeffizient, der von der geometrischen Anordnung abhängt
k m – Koeffizient, der vom Material in der Trennungsstrecke abhängt
l – die Länge der Ableitungseinrichtung, gemessen von dem Punkt der
Annäherung bis zum nächstliegenden Punkt des Blitzschutz-
Potentialausgleichs
• Tabellen zur Bestimmung der Koeffizienten k
- Weitere Vornomen
o z. B. DIN V VDE V 0185-3: 2002-11
- DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3): 2006-10
o Ziffer 6.3 Elektrische Isolierung von äußeren Blitzschutzsystemen
• Abstand d zwischen Fangeinrichtung/Ableitung und (baulichen) metallenen
Installationen muss größer als der Trennungsabstand s sein
• Berechnungsvorschrift für s = k i *k c /k m *l
mit
k i – Koeffizient, abhängig von der gewählten Schutzklasse des LPS
k c – Koeffizient, abhängig vom Blitzstrom, der in den Ableitungen fließt
k m – Koeffizient, abhängig vom elektrischen Isolierstoff (der Trennungsstrecke)
l – die Länge entlang der Fangeinrichtung oder der Ableitung in Meter von
dem Punkt, an dem der Trennungsabstand ermittelt werden soll, bis zum
nächstliegenden Punkt des Potentialausgleichs
• Tabellen zur Bestimmung der Koeffizienten k
- DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3): 2011-10
o Ziffer 6.3 Elektrische Isolierung von äußeren Blitzschutzsystemen
• Abstand d zwischen Fangeinrichtung/Ableitung und (baulichen) metallenen
Installationen muss größer als der Trennungsabstand s sein
• Berechnungsvorschrift für s = k i *k c /k m *l
mit
k i – Koeffizient, abhängig von der gewählten Schutzklasse des LPS
k c – Koeffizient, abhängig vom Blitzstrom, der in den Ableitungen fließt
k m – Koeffizient, abhängig vom elektrischen Isolierstoff (der Trennungsstrecke)
l – die Länge entlang der Fangeinrichtung oder der Ableitung in Meter von
dem Punkt, an dem der Trennungsabstand ermittelt werden soll, bis zum
nächstliegenden Punkt des Potentialausgleichs oder der Erdung
• Tabellen zur Bestimmung der Koeffizienten k (angepasst wurden Tabelle 12 und
Anhang C)
• Anhang E, Abschnitt E.6.3 (Hinweise zur Berechnung des Trennungsabstandes)
Bewertung
Die normativen Hinweise, Empfehlungen und Maßnahmen zum Blitzschutz dienen dem Schutz
von Personen, Gebäuden, elektrischen und elektronischen Anlagen. Werden sie berücksichtigt
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und umgesetzt, reduziert sich die Gefährdung durch direkte sowie indirekte Blitzeinschläge und
damit die Wahrscheinlichkeit von Schäden durch Blitzstrom.
Mit der Überarbeitung der Blitzschutznormen wurde auch die Berechnung des
Trennungsabstands fortgeschrieben. Die Begrifflichkeiten „Näherungs-“, „Sicherheits-“,
„Trennungsabstand“ und die zugehörigen Formelzeichen wurden mehrfach geändert. Die
Berechnung des „Trennungsabstands“ wurde wiederholt modifiziert (z. B. Anpassung der zu
berücksichtigenden Länge l der Ableitung (Definition von l), des Koeffizienten k i (Wert) und des
Koeffizienten k c (Werte für vereinfachtes Verfahren und Standardverfahren (s. DIN EN 62305-3
Anhang C)). Grundsätzliche Änderungen sind nach 1995 jedoch nicht festzustellen.
Statistiken, welche eine Minimierung der Schadenshäufigkeit durch die erhöhten Anforderungen
an den Trennungsabstand belegen, existieren nach Angaben des Verbandes der Sachversicherer
und von Blitzschutzfirmen nicht.
Beim Neubau, bei Änderungen und Erweiterungen an Bestandsanlagen kann die Einhaltung des
Trennungsabstandes problematisch sein. Ein größerer Trennungsabstand kann den
Installationsaufwand erhöhen und die Anlagenkonfiguration erschweren.
„Primäre“ Maßnahmen
„Primäre“ Maßnahmen zur Einhaltung und ggf. Reduzierung des Trennungsabstandes ergeben
sich aus der Berechnungsformel für den Trennungsabstand und den zugehörigen Tabellen für die
Koeffizienten.
- s steigt mit höherer Schutzklasse (z. B. Faktor 2 zwischen Schutzklasse I und III)
- s steigt, wenn Isolierstoff nicht Luft (bei Luft Faktor 0,5)
- s steigt bei höherem Blitzstrom
Folgende Maßnahmen reduzieren den Trennungsabstand:
• Vermaschung des Fangleitungsnetzes
• Erhöhung der Anzahl der Ableitungen
• geringer Abstand zur nächsten Ableitung
- s steigt mit der Länge der Ableitungseinrichtungen
Folgende Maßnahme reduziert den Trennungsabstand:
• Verringerung des Abstandes zum nächstliegenden Punkt des Potentialausgleichs oder
der Erdung
„Primär“ ist auch zu prüfen, ob die elektrischen und metallenen Installationen
• umverlegt werden können, die den Trennungsabstand zu den Ableitungen der
Fangeinrichtung nicht einhalten bzw.
• so verlegt werden können, dass der Trennungsabstand dauerhaft gewährleistet ist.
Die „primären“ Maßnahmen zur Reduzierung bzw. zum „Entfall“ des Trennungsabstandes sind
umzusetzen, sofern dadurch die normativen Vorgaben zum Trennungsabstand eingehalten und
dauerhaft gewährleistet werden können. Sie haben Vorrang vor den Alternativmaßnahmen.
Alternativmaßnahmen
Kann der notwendige Trennungsabstand auf Grund der Gebäudeform (z. B. hohe Gebäude), der
vorgegebenen Nutzung, Lage, Abstände und Materialien (z. B. im Bestand) oder der Ästhetik
(z. B. Denkmalschutz) nicht eingehalten werden, sind folgende Alternativmaßnahmen zu prüfen:
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1. Einsatz hochspannungsfest isolierter Ableitungen oder
2. Einbinden metallener Installationen und Leitungen in den Blitzschutz durch Herstellen einer
blitzstromstragfähigen Verbindung.
Bei hochspannungsfest isolierten Ableitungen gemäß Nr. 1 handelt es sich um Leitungen aus
Kupferdraht mit einer dickwandigen hochspannungsfesten Isolierung. Diese Leitungen
ermöglichen die Einhaltung des Trennungsabstandes nach DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3)
zu elektrisch leitenden Teilen. Insbesondere bei architektonisch anspruchsvollen Fassaden und
Dächern sollte diese technische Lösung in Erwägung gezogen werden.
Bei der Alternativmaßnahme gemäß Nr. 2 werden innerhalb des errechneten Trennungsabstands
liegende metallene Installationen sowie elektrische und informationstechnische Leitungen
blitzstromstragfähig über Blitzstrom-Ableiter (SPD Typ 1) mit dem Schutzpotentialausgleich
(Haupterdungsschiene) verbunden. Durch diese Maßnahme werden die Trennungsabstände auf
„0“ gesetzt.
Nr. 2 hat den Nachteil, dass im Falle eines Blitzeinschlages ein Teil des Blitzstroms durch das
Gebäudeinnere fließt. Metallene Installationen und Leitungen im Gebäude können Blitzstrom
führen. Der zu den Erdungssystemen im Gebäude fließende Blitzstrom bewirkt neu einzuhaltende
Trennungsabstände zu benachbarten Installationen und Leitungen. Weiterhin können
elektromagnetische Beeinträchtigungen auftreten. Bei der Konzeption des inneren Blitzschutzes
(s. DIN EN 62305-4 (VDE 0185-305-4)) sind daher die Auswirkungen auf elektrische und
elektronische Systeme in der Nähe blitzstromführender „Ableitungen“ zu berücksichtigen.
Soweit machbar und aus architektonischen Gründen vertretbar sollte die Alternativmaßnahme
gemäß Nr. 2 nur im besonderen Einzelfall angewendet werden.
Für Gebäude mit Photovoltaik-Stromversorgungssystemen wird empfohlen, dass informative
Beiblatt 5 zur DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) anzuwenden. Es ergänzt die DIN EN 62305-3
und fasst die Erkenntnisse zum Trennungsabstand und zu weiteren Maßnahmen des Blitz- und
Überspannungsschutzes für Photovoltaik-Systeme zusammen. Im Besonderen wird verwiesen
auf
- das Flussdiagramm (Bild 8) zur Vorgehensweise bei der Auswahl der
Blitzschutzmaßnahmen und von Überspannungsschutzgeräten sowie
- das Praxisbeispiel zur Berechnung der Trennungsabstände (Anhang C).
Hinweis
Die Mängelfreiheit einer Leistung setzt voraus, dass technisch ordnungsgemäß gehandelt worden
ist. Bei Anwendung gültiger Normen kann regelmäßig davon ausgegangen werden, dass die
allgemein anerkannten Regeln der Technik berücksichtigt sind. Da private technische Regeln nur
Empfehlungscharakter haben, steht es den Handelnden jedoch frei, auch außerhalb von Normen
(z. B. EN, DIN) technisch ordnungsgemäß zu handeln. Die Selbstverantwortung des Handelnden
nimmt dann jedoch zu.
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