4. Zusatzunterlagen zum Blitzschutz PDF

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Lösung TGA I Wintersemester 2017/2018...

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Die Bedeutung des Trennungsabstandes für den Blitzschutz

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Kurzfassung Die Einhaltung von Trennungsabständen zu Leitern des äußeren Blitzschutzsystems ist eine grundlegende Forderung der DIN EN 62305-3, um das Auftreten gefährlicher Funken zu verhindern. Gegenüber der Vorgängernorm haben sich für die Berechnung des Trennungsabstandes wichtige Änderungen ergeben. Diskussionen in verschiedenen Fachgremien oder Rückfragen bei Seminaren haben gezeigt, dass erläuternde Informationen für die Berechnung des Trennungsabstandes erforderlich sind. Dieser Bericht informiert u.a. über zusätzliche Festlegungen des K 251 (zuständiges Komitee für Blitzschutz bei der DKE) und neueren wissenschaftlichen Publikationen (siehe [4] und [5]). 1 Allgemeines Die Einhaltung von Trennungsabständen zu Leitern des äußeren Blitzschutzsystems ist eine grundlegende Forderung, um das Auftreten gefährlicher Funken zu verhindern. Die DIN EN 62305-3 weist in Abschnitt 6.1 daraufhin, dass Funkenbildung innerhalb einer explosionsgefährdeten baulichen Anlage immer als gefährlich angesehen werden muss. Funkenbildung kann vermieden werden n bei getrenntem "Äußeren Blitzschutz" durch Isolierung oder durch entsprechende Trennungsabstände n bei nicht getrenntem "Äußeren Blitzschutz" durch Verbindung, durch Isolierung oder entsprechende Trennungsabstände Der Blitzschutz-Potentialausgleich wird erreicht durch Verbinden der Einrichtungen des "Äußeren Blitzschutzes” n mit dem Metallgerüst der baulichen Anlage, n mit den Installationen aus Metall, n mit den äußeren leitenden Teilen n und mit den Einrichtungen der elektrischen Energie- und Informationstechnik. Für den Fall, dass eine Isolation durch geeignetes Material oder durch geeignete Abstände zwischen den leitenden Teilen erreicht werden soll, muss ein Abstand "d" berechnet werden, der größer als der Trennungsabstand "s" ist. Gegenüber der vorigen Norm DIN V VDE V 0185 T3 wurde die Definition der Bezugslänge "l" geändert. Nach DIN EN 62305-3, Anhang E, Abschnitt E.6.1.1 ist die Bezugslänge "l" zur Berechnung des Trennungsabstandes "s" jetzt der Abstand zwischen der Anschlussstelle an den Potentialausgleich und der Näherungsstelle entlang der Ableitung. Verfasser: Dipl.-Ing. Jürgen Wettingfeld

Bild 1 und Bild 2 zeigen, wie die kritische Länge "l" zur Berechnung des Trennungsabstandes "s" gemessen wird.

Bild 1: Der berechnete Trennungsabstand "s" ist kleiner als der tatsächliche Abstand "d", ein Funkenüberschlag ist nicht möglich

Bild 2: Der berechnete Trennungsabstand "s" ist größer als der tatsächliche Abstand "d", ein Funkenüberschlag ist möglich

Kann der berechnete Trennungsabstand "s" entlang der gesamten Länge der betrachteten Installation nicht eingehalten werden (Bild 2), dann sollte nach DIN EN 62305-3, Anhang E, Abschnitt E.6.1.1 eine weitere Potentialausgleichsverbindung der Installation mit dem Blitzschutzsystem an dem vom Bezugspunkt des Potentialausgleichs entferntesten Punkt hergestellt werden (siehe Bild 3). Wenn die Verbindung zwischen der Installation und dem Blitzschutzsystem am Bezugspunkt des Potentialausgleichs und am entferntesten Punkt hergestellt ist, dann gilt die Abstandsbedingung entlang der gesamten Strecke der Installation als erfüllt. Stand 04/09

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Die Bedeutung des Trennungsabstandes für den Blitzschutz Bild 3: Potentialausgleichsverbindung der Installation mit dem Blitzschutzsystem an dem vom Bezugspunkt des Potentialausgleichs entferntesten Punkt, der Teilblitzstrom wird jedoch erst an der Verbindung zum Erdungssystem ausgekoppelt Dieser Zusammenschluss hat den Nachteil, dass in Folge der in das Gebäudeinnere eingekoppelten Teilblitzströme elektromagnetische Störungen auftreten. Durch den Einbau von Überspannungsschutzgeräten können an elektrischen Geräten Schäden verhindert werden, der Teilblitzstrom wird erst an der Verbindung zum Erdungssystem ausgekoppelt. Verbindungen zwischen Installationen und Blitzschutzsystem sollten daher nach Möglichkeit durch weitergehende Maßnahmen vermieden werden. Folgende Maßnahmen können bei der Lösung dieser Problematik helfen: 1. Vergrößerung des Abstandes durch Verlegung einzelner Fang- und Ableitungen 2. Vergrößerung des Abstandes durch Verlegung der Installation 3. Reduzierung des Trennungsabstandes durch zusätzliche Ableitungen 4. Getrennte Fangeinrichtungen und isolierte Ableitungen 5. Einbau von nicht leitenden Elementen, z.B. Kunststoffteile als Attikaabdeckung, Regenrinne oder Wandanschlussprofil 6. Erstellung einer Potentialausgleichsverbindung nach DIN EN 62305-3, Anhang E, Abschnitt E.6.1.1 (siehe Bild 3). Ein Zusammenschluss im Dachbereich oder im oberen Bereich einer Ableitung hat den Nachteil, dass in das Gebäudeinnere Teilblitzströme eingeführt werden, die sicher beherrscht werden müssen. Diese Teilblitzströme können in benachbarte Leitungen und Systeme direkt und / oder induktiv eingekoppelt werden. Dies ist zu beachten. Durch den Einbau von Überspannungsschutzgeräten (SPD Typ 1 oder SPD Typ 2) an elektrischen und elektronischen Geräten können Schäden verhindert werden. Der Teilblitzstrom wird erst an der Verbindung zum Erdungssystem ausgekoppelt. Verbindungen zwischen Installationen und dem Blitzschutzsystem sollten vermieden werden. Verfasser: Dipl.-Ing. Jürgen Wettingfeld

2 Berechnung des Trennungsabstandes Die Berechnung des Trennungsabstandes erfolgt nach folgender Formel:

s = ki

kc l km

Dabei ist: ki abhängig von der gewählten Schutzklasse des LPS (siehe Tabelle 1); km abhängig vom elektrischen Isolierstoff (siehe Tabelle 2); kc abhängig vom Blitzstrom, der in den Ableitungen fließt (siehe Tabelle 3); 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. Tabelle 1: Werte des Koeffizienten k i (Quelle: DIN EN 62305-3, Tabelle 10)

Schutzklasse des LPS

ki

I

0,08

II

0,06

III und IV

0,04

Hinweis: Gegenüber der DIN V VDE V 0185 T3 wurden die k i-Werte in der DIN EN 62305-3 um 20 % reduziert. Tabelle 2: Werte des Koeffizienten k m (Quelle: DIN EN 62305-3, Tabelle 12)

Material

km

Luft

1

Beton, Ziegel

0,5

Anmerkung 1: Wenn mehrere Isolierstoffe übereinander verwendet werden, wird in der Praxis der geringste Wert für km benutzt. Anmerkung 2: Der Einsatz anderer Isolierstoffe ist in Beratung.

Stand 04/09

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Die Bedeutung des Trennungsabstandes für den Blitzschutz Hinweis: Die äquivalente Luftstrecke k m, gesamt , z.B. für eine mehrschalige Mauerwerkskonstruktion kann auch nach Bild 4 ermittelt werden. Dies gilt jedoch nur, wenn die Luftschicht nicht durch feste Stoffe überbrückt wird, über die ein Gleitfunkenüberschlag stattfinden kann. In diesem Fall gilt Bild 5. In den meisten Fällen kann der Aufbau einer Wand oder eines Daches nicht überprüft werden. In der Praxis empfiehlt es sich von der schlechtesten Situation auszugehen.

Tabelle 3: Werte des Koeffizienten k c (Quelle: DIN EN 62305-3, Tabelle 11) Genaue Werte kc Anzahl der Ableitungen n (siehe Tabelle C1) 1

1

2

1 … 0,5

4 und mehr

1 … 1/n

Die in Tabelle 3 angegebenen Werte für k c sind als Hinweis zu verstehen, in welchem Bereich sich die k c -Werte bewegen können. Beispiel: Ein Blitzschutzsystem hat 2 Ableitungen. In diesem Fall kann der k c -Wert zwischen 1 und 0,5 liegen. Für eine erste überschlägige Berechnung kann der Trennungsabstand s mit einem k c = 1 berechnet werden. Wird der Trennungsabstand eingehalten, dann ist eine genaue Bestimmung von k c nicht mehr erforderlich.

Bild 4: Ermittlung der äquivalenten Luftstrecke k m, gesamt für eine mehrschalige Mauerwerkskonstruktion

Kann der berechnete Trennungsabstand s nicht eingehalten werden, dann muss der Faktor k c näher untersucht werden. In der Tabelle 3 steht daher der Hinweis, dass weitere Informationen im Anhang C, der DIN EN 62305-3, Tabelle C.1 zu finden sind (siehe Tabelle 4).

Bild 5: Überbrückung der Luftschicht durch feste Stoffe Verfasser: Dipl.-Ing. Jürgen Wettingfeld

Stand 04/09

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Die Bedeutung des Trennungsabstandes für den Blitzschutz Typ der Fangeinrichtung

Anzahl der Ableitungen n

einzelne Fangstange

1

1

Drähte oder Seile

2

0,66

d

vermaschte Leiter

4 und mehr

0,44

d

vermaschte Leiter

4 und mehr, verbunden durch horizontale Ringleiter

0,44

d

kc Erderanordnung Typ A Erderanordnung Typ B 1 0,5 ... 1 a (siehe Bild C.1) 0,25 ... 0,5 b (siehe Bild C.2) 1/n ... 0,5 c (siehe Bild C.3)

a

Bereich der Werte von k c = 0,5 wenn c...