41_E-bericht Äußerer Blitzschutz und Erdungsanlage.pdf

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Unterlage 1

Erläuterungsbericht

Projektbezeichnung: RRX PA 9.4, Neubau Bedienstandort Düsseldorf

Planpaket: Äußerer Blitzschutz und Erdungsanlage

Leistungsphase: Ausführungsplanung

Projektnummer: G.016131313

Technischer Platz: Nicht relevant

Stand: 22.05.2026

Bauherr: Planverfasser:

DB InfraGO AG DB Engineering & Consulting GmbH Infrastrukturprojekte West V.II-W-E Region Mitte FD.TV-MI-P-MI-H Mülheimerstraße 50 Hahnstraße 52 47057 Duisburg 60528 Frankfurt/Main

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Änderungshistorie

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung und Geltungsbereich ..................................................................... 3

2 Planungsgrundlagen ....................................................................................... 3

3 Zweck und Geltungsbereich ........................................................................... 4

4 Randbedingungen des Bauwerks .................................................................... 6

5 Schutzkonzept und Blitzschutzklasse ............................................................ 6

6 Fangeinrichtungen .......................................................................................... 6

7 Schutzraum ..................................................................................................... 7

8 Trennungsabstände ........................................................................................ 8

9 Windlast ....................................................................................................... 10

10 Dachlasten .................................................................................................... 10

11 Befestigungen Technikeinhausung ............................................................... 10

12 Ableitungen .................................................................................................. 11

13 Erdungsanlage .............................................................................................. 11

14 Mindesterderlänge ....................................................................................... 11

15 Schrittspannung............................................................................................ 12

16 Blitzschutz abgesetzte BSH .......................................................................... 12

17 Dokumentation ............................................................................................. 14

18 Normative Verweise ..................................................................................... 15

Abkürzungsverzeichnis ............................................................................................. 16

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1 Einleitung und Geltungsbereich

Gegenstand dieses Berichts ist die Planung des äußeren Blitzschutzes und der Erdungs-/Potentialausgleichsanlagen (Fundament- und Ringerder, CBN) für den BSO-Düsseldorf.

2 Planungsgrundlagen

Grundlage sind die durch den Auftraggeber übergebenen Planungsunterlagen (Entwurfs-/Genehmigungsplanung) sowie die zum Planungszeitpunkt gültigen Normen und Richtlinien.

Der Bericht beschränkt sich auf den äußeren Blitzschutz (Fangeinrichtungen, Ableitungen) und die Erdungsanlage einschließlich notwendiger Potentialausgleichsmaßnahmen.

Das Gebäude ist ein Stahlbetonbauwerk ohne Fertigteile.

Ebenso den CBN als 5 × 5 m Masche. In allen Decken, Wänden und Böden ist eine Common Bonding Network (CBN)im Raster ≤ 5 × 5 m aus Bandstahl 30 × 3,5 mm auszuführen. Ringerder und Potentialausgleichsleiter sind alle 5 m miteinander zu verbinden. Sämtliche Wände sind vollumfänglich in den CBN zu integrieren.

Die mittlere Erderlänge wurde geometrisch hergeleitet: ‒ Gebäudegrundfläche: ca. 49,0 m × 18,5 m ‒ Ringerder: geschlossener Ring um das Gebäude ‒ Ringerderlänge (Umfang): L_ring = 2 × (49,0 + 18,5) = 2 × 67,5 = 135,0 m

Für Fundament-/Ringerder (Typ B nach DIN 18014) gelten keine separaten Mindestlängen je Stab/Strang. Hier ist die Ausführung als geschlossener Ring bzw. vermaschte Potentialausgleichsanlage maßgeblich.

Ergänzend ist die Mindesterderlänge nach DIN EN IEC 62305-3 ermittelt.

Bodengutachten und Messprotokoll: Der spezifische Bodenwiderstand wurde vor Ort gemessen. Das Messprotokoll (Anlage 9.1.1.02) ist beigefügt. Die gemessenen Werte werden für die Bemessung der Erdungsanlage sowie für die Nachweise (z. B. Trennungsabstand s) zugrunde gelegt.

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3 Zweck und Geltungsbereich ▪ Zweck ist die Darstellung der Ausführungsplanung des äußeren Blitzschutzes und der Erdungsanlage. ▪ Inhalte anderer Gewerke sowie innere Blitzschutz-/EMV-Maßnahmen sind nicht Bestandteil. ▪ Das Blitzschutzzonenkonzept sowie das Gesamterdungskonzept werden in separatem Planungsheft dokumentiert. In diesem Bericht werden nur die für den äußeren LPS und CBN relevanten Ausführungsangaben zusammengefasst. ▪ Anschlusspunkte des CBN für die innere Erdung werden im Planheft Elektro dargestellt.

Die Planung der äußeren Blitzschutz- und Erdungsanlage wurde für das zentrale Gebäude (BSO) erstellt. In dieser Ausführungsplanung sind eine normgerechte äußere Blitzschutzanlage sowie die zugehörige Erdungsanlage/CBN detailliert dargestellt.

Für die Planung wurde eine Software eingesetzt. Damit wurden der Schutzraum und die erforderlichen Trennungsabstände berechnet.

Das Umfeld des BSO, insbesondere der Bereich im Umkreis von 20 m, wird in diesem Planungsheft nicht betrachtet. Die zugehörigen Anlagenteile im Umfeld, wie beispielsweise die Trafostation und die NEA, werden in separaten Planungsheften behandelt. Die Betrachtung und Beschreibung der erforderlichen Maßnahmen für das Umfeld sind dort umfassend dokumentiert. Schnittstelle zwischen den Planungsbereichen ist der in dieser Ausführungsplanung dargestellte Ringerder, über den die Verbindung zu den weiteren Erdungsanlagen des Umfelds erfolgt.

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Folgend zum Verständnis eine Darstellung aus dem Blitzschutzkonzept:

Abbildung 1: Verbindung der Erdungsanlagen

Die Koordination und Anbindung der Erdungssysteme sind in den Lageplänen und Erdungsplänen der jeweiligen Planungshefte dargestellt und berücksichtigt. Die Verbindungsstellen, insbesondere zwischen BSO und den angrenzenden Anlagen, sind abschließend beschrieben und dokumentiert.

Die Ausführung der zusammenhängenden Erdungsanlage erfolgt regelwerkskonform und unter Berücksichtigung aller erforderlichen Schnittstellen im Zusammenspiel der unterschiedlichen Planungshefte.

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4 Randbedingungen des Bauwerks ▪ Tragende Bauweise: Stahlbeton. ▪ Eingehauste Dachaufbauten: Rückkühler der Klimatechnik, Zu-/Abluftgeräte.

5 Schutzkonzept und Blitzschutzklasse ▪ Schutzklasse: Blitzschutzklasse I gemäß projektbezogener Vorgabe. ▪ Auslegungsmethode: Blitzschutzkugelverfahren mit Kugeldurchmesser d = 20 m. ▪ Trennungsabstände s: Einhaltung durch Vermaschung der Fangeinrichtungen und Anbindung an die obersten Äquipotentialflächen der Decken des 1. OG. ▪ Vermaschtes dreidimensionales niederimpedante Potentialausgleichsystem des CBN in den Wänden nach DIN EN IEC 62305-4 Abschnitt 5.3

6 Fangeinrichtungen ▪ System: Hochspannungsfeste Fangeinrichtungen als Fangstangen. Die Fangstangen werden mittel Al-Seil untereinander vermascht und an die oberste Potentialausgleichsebene angebunden. Planungsfabrikat: Dehn SE ▪ Die Anbindung der Fangeinrichtungen an die oberste Potentialausgleichsebene erfolgt über definierte Erdungsfestpunkte. ▪ Auslegung/Schutz von Aufbauten: Schutz mittels Blitzschutzkugelverfahren nach BSK I ▪ Bei der Technikeinhausung erfolgt die Befestigung an der Stahlkonstruktion an der Seite. ▪ Auf dem Flachdach erfolgt die Befestigung mittels Dreibein- oder Vierbeinstativ mit Betonsockel.

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7 Schutzraum

Die geplante Fangeinrichtung schaffen ein Schutzraum um das Gebäude. Es ist somit sichergestellt, dass es keine direkten Blitzeinschläge in das Gebäude gibt.

Abbildung 2: Darstellung des Schutzraumes

Es ist besonders auf die abgewinkelten Fangstangen an den Fangmasten zu achten. Sie dazu die Tabelle im Plan PA_9.4_AP_EA_DS_007_1.

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8 Trennungsabstände

Auf der Dachfläche werden Äquipotentialflächen gebildet als Bezugsebene der Trennungsabstandsberechnung auf im Dachbereich.

Abbildung 3: Darstellung der Äquipotentialfläche (roter Strich)

Abbildung 4: Darstellung Trennungsabstand in Luft.

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Abbildung 5: Detail Trennungsabstand (kritischste Stellen)

Als Hochspannungsfeste Ausführung wird Dehn HVI Light Plus genutzt als Planungsfabrikat.

Abbildung 6: Auszug Datenblatt HVI Light Plus

Der berechnete maximale Trennungsabstand an der Einkuppelstelle in das HVI- Kabel beträgt laut Berechnungstool 25,3 cm in Luft. Dies ist kleiner als die maximalen 60 cm des hochspannungsfesten Kabels.

Durch die Aufteilung des Blitzstromes mittels Alu-Seil beträgt der eingekuppelte Blitzstrom max. 66,66 kA. Dies ist kleiner als die zulässigen 150 kA.

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9 Windlast

Das Gebäude steht in der Windzone 1 mit der Geländekategorie IV (Stadtgebiet) mit einer Objekthöhe über Flur von 12,80 m.

Gemäß Tabelle des Herstellers Dehn SE ist mit einer Windböengeschwindigkeit von max. 93 km/h zu rechnen.

Dies ist in der Auslegung im Berechnungstool berücksichtig. Zusätzlich ist vom Hersteller die zusätzliches Lasten der Seilüberspannung berechnet wurden. Es sind keine ergänzenden Maßnahmen notwendig. Dies ist als Anlage beigefügt.

10 Dachlasten

In der Abstimmung mit der Statik des Hochbaues wurde die Dachlast mit Vier- Bein-Stative mit je 2 Steinen als Grundlage genommen mit einer Gesamtmasse von 160 kg. In der aktuellen geplanten Version ist die Dachlast um ca. 40 kg geringer.

Damit ist die Statik ausreichend beachtet.

11 Befestigungen Technikeinhausung

Zur Reduzierung der Dachlasten auf der Technikeinhausung werden die Fangstangen seitlich die Stahlkonstruktion angebracht. Dem Stahlbauer müssen die Befestigungspunkte bekanntgegeben werden, damit diese in der Werksplanung berücksichtigt werden kann.

Abbildung 7: Detailansicht aus DehnPlan der Befestigung

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12 Ableitungen ▪ Nutzung natürlicher Ableitungen: Durchgehende, blitzstromtragfähige Verbindung der Bewehrung innerhalb der Stahlbetonwände durch Bildung eines CBN mit einer 5 x 5 m Masche. Nach max. 2 m sind die Bewehrungsmatten blitzstromtragfähig mit den CBN zu verbinden. ▪ Führung/Anzahl: Symmetrische Verteilung entlang des Gebäudeumfangs; oberflächennahe, mechanisch geschützte Führung. Anbindung der vermaschten Fangstangen an definierten Punkten. Anzahl/Positionen sind den Ausführungsplänen zu entnehmen. ▪ Verbindungstechnik: Korrosionsgeschützte, normkonforme Bauteile gemäß DIN EN 62561. ▪ Material: St/tZn in der Variante Flachstahl (30 x 3,5 mm). ▪ Erdungsfestpunkte: in V4A

Die HVI-Ableitungen des äußeren Blitzschutzsystems werden zu den Erdungsfestpunkten auf dem Dach der Potentialausgleichsanlage geführt. Die durchgehende, blitzstromtragfähige Verbindung innerhalb der Bewehrung ist sicherzustellen. Diese sind vor dem Betonieren zu dokumentieren.

13 Erdungsanlage

Die Erdungsanlage wird als Fundamenterder Typ B mit geschlossenem Ringerder unter der Sauberkeitsschicht ausgeführt. Querverbindungen sind im Raster ≤ 5 × 5 m herzustellen. Der Querschnitt ist V4A 30 × 3,5 mm. Erdungsfestpunkte sind bereitzustellen, zu kennzeichnen und zugänglich auszuführen.

Der CBN des Gebäudes ist mindesten alle 5 m an den Ringerder anzuschließen.

14 Mindesterderlänge

Auf Basis der ermittelten Bodenwerte durch den Umwelt- und CEO-Service ist ein spezifischer Bodenwiederstand von 193 Ω ermittelt.

Gemäß DIN EN IEC 62305-3 Bild 5 ergibt sich eine Mindesterderlänge von 5 m horizontal.

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Die Erderlänge berechnet folgendermaßen:

𝐴 𝑟 = √ 𝜋

Fläche A: 50,61 m * 15,69 m= 794,07 m²

794,07𝑚² 𝑟 = √ =15,89 m 𝜋

Somit ist die Mindesterderlänge erreicht

15,89 m > 5 m

Damit ist der Mindestanforderung nach DIN EN IEC 62305-3 genüge getan. Über die Ril 819.0808 wird die Empfehlung der DIN EN IEC 62305-3 von 10 Ω verschärft auf max. 10 Ω. Inwieweit bei nicht erreichen der 10 Ω die normative Mindestlänge als ausreichend definiert werden kann, ist in diesen Fall mit den Blitzschutzkoordinator abzustimmen.

15 Schrittspannung

Zur Beherrschung der Schrittspannung ohne Einschränkung der Zugänglichkeit wird die umlaufende Bewegungsfläche asphaltiert mit min. 5 cm Schichtdicke. Dies ist im Planungsheft Außenanlagenplanung dargestellt.

16 Blitzschutz abgesetzte BSH

Es befinden sich abgesetzte Gebäude nördlich des BSO-Gebäudes. Dies sind:

• Trafostation DB Energie GmbH

• BSH DB InfraGO

• BSH DB InfraGO TK

• Stationäres NEA

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Gemäß Blitzschutzkonzept ist das Stationäre NEA und das BSH DB InfraGO der BSK I zugeordnet.

Der Blitzschutz wir über natürliche Fangeinrichtungen sichergestellt. Dies sind zum einen 8 m hohe Beleuchtungsmaste und der Sicherheitszaun. Der Sicherheitszaun ist auf drei Seiten 4,5 m und auf der Gleisseite 2,24 m hoch.

Abbildung 8: Darstellung des Schutzraumes

Die Beleuchtungsmaste werden mit Teleskopfangstangen simuliert. Der Zaun wird mit Hilfe von Fangstangen simuliert.

Die Beleuchtungsmaste sind am Fußpunkt an den doppelten Ringerder der Gebäude angeschlossen. Diese Erdungsanlage dient zur Ableitung des Blitzstromes und muss den VNB-Anforderungen an einen Mittelspannung Trafostation genügen (R ≤ 2 Ω).

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Abbildung 9: Auszug aus PA_9.4_AP_EA_LP_001 vom 17.04.2026

17 Dokumentation

Der Umfang bezieht sich ausschließlich auf den äußeren Blitzschutz, den CBN und die Erdungsanlage. Er umfasst Werk- und Montagepläne zu Fangeinrichtungen (Dach-/Wandlayout, Vermaschung, Trennungsabstände) und Ableitungen (Führung, Nutzung natürlicher Ableitungen in Stahlbeton, blitzstromtragfähige Verbindungen), die Planung der Erdungsanlage einschließlich des CBN im Raster ≤ 5 × 5 m, die Festlegung, Kennzeichnung und Zugänglichkeit von Erdungsfestpunkten, Bauteil- und Stücklisten, Detailzeichnungen und Montageanweisungen sowie Prüf- und Messprotokolle (z. B. Durchgängigkeit, Erdungswiderstand, spezifischer Bodenwiderstand). Die Unterlagen sind projektspezifisch zu führen. Die Dokumentation der Werks- und Montageplanung ist vom Auftragnehmer zu erstellen und beizubringen.

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18 Normative Verweise ▪ DIN 18014 – Erdungsanlagen von Gebäude, Ausgabe 06/2023 ▪ DIN EN IEC 62305-1 – Blitzschutz - Teil 1, Allgemeine Grundsätze, Ausgabe 02/2026 ▪ DIN EN IEC 62305-3 – Blitzschutz - Teil 3, Schutz von baulichen Anlagen und Personen, Ausgabe 10/2025 ▪ DIN EN IEC 62305-4 – Blitzschutz - Teil 4, Elektrische und elektronische Systeme in baulichen Anlagen, Ausgabe 02/2026 ▪ DIN VDE 0100-540 – Errichten von Niederspannungsanlagen - Teil 5-54: Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel - Erdungsanlagen und Schutzleiter, Ausgabe 06/2024

DB-Richtlinien (Äußerer Blitzschutz, Fundament-/Ringerder) ▪ Ril 954.9105 – Elektrische Energieanlagen, Gebäudeblitzschutz Version 4.2 - Gültig ab 01.08.2011 ▪ Ril 819.0903 – Schutzmaßnahmen und Erdung Version 4.0 - Gültig ab 01.01.2015 ▪ Ril 812 gesamthaft in der spezifischen Version des Standortes (Vor-Serien- Modell)

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Abkürzungsverzeichnis

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