P40000-0195-G-01-01-0 (Auslegungsnachweis V01).pdf

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Blitzschutz – Schutz von baulichen Anlagen und Personen

nach internationaler Norm IEC 62305 Teil 3 unter Berücksichtigung der länderspezifischen Anhänge für DIN EN 62305 Teil 3 (VDE 0185-305 Teil 3)

Projekt Kläranlage / Klärschlammfaulung Im Alten Dorfe 16 49593 Bersenbrück

Dokument P40000-0195-G-01-01-0

Seitenanzahl 26

Auftraggeber Wasserverband Bersenbrück Priggenhagener Straße 65 49593 Bersenbrück

Auftragnehmer THOR-DONAR GmbH Luruper Hauptstraße 68 22547 Hamburg

Index / Revision 00-0

Datum 03.09.2025

Erstellt A. Becker

Geprüft J. Bönig

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Inhaltsverzeichnis

1 Projektanforderung ............................................................................................... 4 2 Relevante Normen und Vorschriften ................................................................... 6 3 Bauordnungsrechtliche Anforderungen ............................................................. 6 4 Arbeitsschutzrechtliche Anforderungen ............................................................. 7 5 Blitzschutzsystem ................................................................................................. 8 5.1 Äußeres Blitzschutzsystem .......................................................................... 8 5.1.1 Festlegung der Blitzschutzklasse ...................................................... 8 5.1.2 Fangeinrichtung ................................................................................. 9 5.1.3 Ableitungseinrichtung ...................................................................... 12 5.1.4 Berührungsspannung ...................................................................... 13 5.1.5 Erdungsanlage ................................................................................ 14 5.1.6 Schrittspannung ............................................................................... 15 5.2 Inneres Blitzschutzsystem .......................................................................... 16 5.2.1 Trennungsabstand ........................................................................... 17 5.2.2 Potentialausgleich ........................................................................... 18 5.2.3 Schutzpotentialausgleichsleiter ....................................................... 20 5.2.4 Potentialausgleich nach DIN VDE 0100-540 ................................... 21 5.2.5 Blitzschutz-Potentialausgleich ......................................................... 22 5.2.6 Schutz von elektrischen und elektronischen Betriebsmitteln ........... 24 6 Anlagen ................................................................................................................ 26

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Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Lageplan .................................................................................................... 4

Abbildung 2: 3D-Modell (Co-Substrat, Pumpenraum und Faulung) ................................ 9

Abbildung 3: 3D-Modell (Gasspeicher, Fermenter und Technikgebäude) .................... 10

Abbildung 4: Schutzraumdarstellung (Co-Substrat, Pumpenraum, Faulung) ............... 11

Abbildung 5: Schutzraumdarstellung (Gasspeicher, Fermenter, Technikgebäude) ...... 11

Abbildung 6: Prinzipdarstellung der Berührungsspannung ........................................... 13

Abbildung 7: Prinzipdarstellung der Schrittspannung ................................................... 15

Abbildung 8: Verbindung der Blitzschutzzonen durch geschirmte Leitungen ............... 25

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1 Projektanforderung

Im Rahmen dieses Fachgutachtens wird das entwickelte Blitzschutzkonzept für die äu-

ßeren und inneren Blitzschutzmaßnahmen gemäß den Anforderungen der DIN EN

62305-3 (VDE 0185-305-3) und DIN 18014 für die folgenden Anlagen auf dem Werks-

gelände der Kläranlage in Bersenbrück beschrieben:

1. Co-Substrat

2. Pumpenraum

3. Faulung

4. Gasspeicher

5. Fermenter

6. Technikgebäude

Abbildung 1: Lageplan

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Ziel ist die normgerechte Auslegung und Umsetzung eines ganzheitlichen Blitzschutzsys-

tems zum Schutz von Personen und der Sicherstellung der Betriebssicherheit der Anlage.

Das Konzept umfasst im Detail folgende ingenieurtechnischen Maßnahmen:

• Festlegung der Blitzschutzklasse als wesentliche Grundlage für die weiterführende

Planung unter Berücksichtigung aktueller Vorschriften.

• Festlegung des Blitzschutzsystems (getrennter oder nicht getrennter äußerer

Blitzschutz) zur Vermeidung unzulässiger Kopplungen und zur Einhaltung der Tren-

nungsabstände.

• Anpassung eines 3D-Planungsmodells zur präzisen Ermittlung von Gefährdungs-

bereichen und als Basis für weiterführende Schutzmaßnahmen.

• Dimensionierung der Fangeinrichtungen unter Anwendung des 3D-Blitzkugelver-

fahrens, um einen effektiven Schutz der exponierten Anlagenteile sicherzustellen.

• Auslegung des Schutzraums (Blitzschutzzone 0B) zur Darstellung der Einfang-

wirksamkeit direkter Blitzeinschläge.

• Dimensionierung der Ableitungseinrichtung unter Berücksichtigung normativer

Vorgaben hinsichtlich Anzahl, Querschnitt und Verlauf der Ableitungen.

• Auslegung der Erdungsanlage unter Berücksichtigung des spezifischen Erdwider-

standes zur Gewährleistung eines niedrigen Impedanzpfades für Blitzströme.

• Bewertung der Gefährdung durch Berührungs- und Schrittspannungen, um Si-

cherheitsmaßnahmen für Personen in der Umgebung zu definieren.

• Definition der Blitzschutzzonen (LPZ-Konzept) zur systematischen Abschirmung

empfindlicher elektronischer Komponenten.

• Überprüfung der elektrischen Isolierung hinsichtlich der Einhaltung des erforder-

lichen Trennungsabstands zur Vermeidung gefährlicher Überschläge.

• Dimensionierung des Blitzschutz-Potentialausgleichs zur Reduzierung von

Spannungsdifferenzen innerhalb der Anlage.

• Festlegung der Überspannungsschutzeinrichtungen zur Begrenzung transienter

Überspannungen und zum Schutz der Betriebstechnik.

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Dieses Konzept gewährleistet eine effektive Ableitung von Blitzströmen, eine minimierte

Gefährdung durch indirekte Blitzeinwirkungen und eine optimierte Betriebssicherheit der

Anlage. Alle Maßnahmen werden unter Berücksichtigung der technischen Normen und

praxisbewährten Schutzstrategien ausgeführt.

2 Relevante Normen und Vorschriften

Bei der Planung und Auslegung der Blitzschutzmaßnahmen wurden sämtliche einschlä-

gigen gesetzlichen Vorgaben, Normen und technischen Regelwerke in ihrer jeweils aktu-

ellen Fassung berücksichtigt. Die zentralen Richtlinien, die als Planungsgrundlage her-

angezogen wurden, umfassen insbesondere:

[1] NBauO1

[2] DIN 180142

[3] DIN EN 62305-1 (VDE 0185-305-1)3

[4] DIN EN 62305-3 inkl. Beiblätter (VDE 0185-305-3) 4

3 Bauordnungsrechtliche Anforderungen

Die Notwendigkeit von Blitzschutzmaßnahmen für bauliche Anlagen wird grundsätzlich

durch die Musterbauordnung sowie die jeweils gültige Landesbauordnung des betreffen-

den Bundeslandes geregelt.

Gemäß § 2 „Begriffe“ Absatz 1 der Landesbauordnung gelten als bauliche Anlagen alle

mit dem Erdboden verbundenen, aus Bauprodukten hergestellten Konstruktionen.

Eine Verbindung mit dem Erdboden liegt auch dann vor, wenn eine Anlage durch ihr

Eigengewicht auf dem Boden ruht, sich nur auf festgelegten Bahnen bewegt oder ihrer

Zweckbestimmung nach überwiegend ortsfest genutzt wird.

––––––––––––– 1 Bauordnung für das Land Niedersachsen

2 Erdungsanlagen für Gebäude – Planung, Ausführung und Dokumentation

3 Blitzschutz – Teil 1: Allgemeine Grundsätze

4 Blitzschutz – Teil 3: Schutz von baulichen Anlagen und Personen

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Da diese Kriterien auf die in diesem Konzept betrachteten bauliche Anlagen zutreffen,

sind die entsprechenden Regelungen der Landesbauordnung hinsichtlich der Anforde-

rungen an Blitzschutzsysteme anzuwenden. In § 42 „Blitzschutzanlagen“ der Landesbau-

ordnung wird festgelegt:

„Anlagen, bei denen nach Lage, Bauart oder Nutzung Blitzschlag leicht eintre-

ten oder zu schweren Folgen führen kann, sind mit dauernd wirksamen Blitz-

schutzanlagen zu versehen.“

Hierbei ist zu beachten, dass die beiden genannten Bedingungen unabhängig voneinan-

der zu betrachten sind. Sollte ein Blitzeinschlag in die betreffende bauliche Anlage

schwerwiegende Folgen haben, ist die Installation einer Blitzschutzanlage erforderlich –

unabhängig davon, wie wahrscheinlich ein Blitzeinschlag ist.

4 Arbeitsschutzrechtliche Anforderungen

Gemäß der Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) obliegt es dem Anlagenverant-

wortlichen, eine Gefährdungsbeurteilung durchzuführen, um mögliche Risiken zu identi-

fizieren. Insbesondere bei baulichen Anlagen mit explosionsgefährdeten Bereichen (Ex-

Zonen) sind spezifische Maßnahmen zum Blitzschutz zu berücksichtigen. Die Techni-

schen Regeln für Gefahrstoffe (TRGS 723) konkretisieren die Anforderungen der Be-

trSichV und fordern eine umfassende Ermittlung potenzieller Zündquellen. Im Kontext

des Blitzschutzes ist hierbei nicht die Wahrscheinlichkeit eines Blitzeinschlags ausschlag-

gebend, sondern die potenziellen Auswirkungen eines solchen Ereignisses auf die An-

lage und die Umgebung. Da ein Blitzeinschlag weder ausgeschlossen noch verhindert

werden kann, sind gemäß den anerkannten Regeln der Technik, insbesondere der DIN

EN 62305-3 (VDE 0185-305-3), geeignete Schutzmaßnahmen umzusetzen. Dazu zählen

äußere Blitzschutzsysteme (Fangeinrichtungen, Ableitungen und Erdungssysteme) so-

wie der innere Blitzschutz, der durch Potentialausgleich und Überspannungsschutzsys-

teme das Risiko einer Zündung innerhalb der Ex-Zonen minimiert.

Die Implementierung dieser Maßnahmen trägt nicht nur zur Einhaltung gesetzlicher Vor-

gaben bei, sondern gewährleistet auch den sicheren Betrieb der Anlage und schützt

Mensch, Umwelt sowie Sachwerte vor den schwerwiegenden Folgen eines Blitzein-

schlags.

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5 Blitzschutzsystem

5.1 Äußeres Blitzschutzsystem5

Das äußere Blitzschutzsystem dient der kontrollierten Erfassung direkter Blitzeinschläge,

einschließlich seitlicher Einschläge in die bauliche Anlage, und der gezielten Ableitung

des Blitzstroms über die Blitzschutzanlage in das Erdungssystem. Der Blitzstrom wird

dabei über die Erdungsanlage verteilt, um thermische und mechanische Schäden sowie

gefährliche Funkenbildung zu vermeiden, die potenziell Brände oder Explosionen verur-

sachen könnten. Das äußere Blitzschutzsystem setzt sich aus der Fangeinrichtung, den

Ableitungen und der Erdungsanlage zusammen. Grundsätzlich wird zwischen einem iso-

lierten (getrennten) und einem nicht isolierten (nicht getrennten) äußeren Blitzschutzsys-

tem unterschieden.

Ein isoliertes äußeres Blitzschutzsystem (getrenntes System) zeichnet sich dadurch aus,

dass die Fangeinrichtungen und Ableitungen so positioniert sind, dass kein direkter gal-

vanischer Kontakt zwischen dem Blitzstrompfad und der zu schützenden baulichen An-

lage besteht. Dies verhindert eine potenzielle Funkenüberschlagbildung zwischen Blitz-

schutzanlage und der baulichen Anlage. Im Gegensatz dazu weist ein nicht isoliertes

äußeres Blitzschutzsystem (nicht getrenntes System) eine direkte Anbindung der Ablei-

tungseinrichtungen an die bauliche Anlage auf, wodurch der Blitzstrompfad in direkter

Wechselwirkung mit der Gebäudestruktur steht.

5.1.1 Festlegung der Blitzschutzklasse

Für die in diesem Gutachten betrachteten baulichen Anlagen wird auf Grundlage des

Beiblattes 6 zur DIN EN 62305-3 ein Blitzschutzsystem mit Parametern der Blitzschutz-

klasse II ausgelegt. Das Beiblatt 6 gibt für Kläranlagen mit explosionsgefährdeten Berei-

chen diese Blitzschutzklasse vor. Der VDB Leitfaden Nr. 1 gibt für diese Art der Anlage

ebenfalls die Klasse II vor. Aufgrund dieser Vorgaben ist eine Risikoanalyse nach DIN

EN 62305-2 nicht notwendig.

––––––––––––– 5 Nach DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) und DIN 18014

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5.1.2 Fangeinrichtung

Zum Schutz Anlagen vor direkten Blitzeinschlägen von oben und den Seiten erfolgt die

Dimensionierung der Fangeinrichtungen nach dem Blitzkugelverfahren gemäß DIN EN

62305-3 (VDE 0185-305-3). Dieses Verfahren basiert auf dem elektrogeometrischen Mo-

dell und dient der Bestimmung und Anordnung von Fangeinrichtungen. Dabei wird eine

imaginäre Blitzkugel mit definiertem Radius über die Anlagenteile gerollt. An den Berüh-

rungspunkten der Kugel mit der Anlage sind direkte Blitzeinschläge möglich. Die Ausle-

gung des Blitzschutzsystems basiert auf der Blitzschutzklasse II. Entsprechend dieser

Schutzklasse wird ein Blitzkugelradius von 30 m angesetzt. Der Schutz erfolgt durch ge-

zielte Positionierung der Fangeinrichtungen, sodass die Blitzkugel von der Anlage abge-

halten wird und ein effektiver Schutzbereich unterhalb der Fangeinrichtungen entsteht.

Zur Anwendung des Blitzkugelverfahrens wurde ein dreidimensionales Modell der Anlage

erstellt, welches die präzise Berechnung und Positionierung der Blitzschutzmaßnahmen

ermöglicht.

Abbildung 2: 3D-Modell (Co-Substrat, Pumpenraum und Faulung)

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Abbildung 3: 3D-Modell (Gasspeicher, Fermenter und Technikgebäude)

Die Anlage muss sich vollständig innerhalb dieses definierten Schutzraumes befinden,

um einen wirksamen Schutz gegen direkte Blitzeinschläge zu gewährleisten. Für die An-

lagen Co-Substrat, Pumpenraum und Faulung sind insgesamt 4 Fangstangen mit einer

Länge von 4,2 m (Freie Länge 3,5 m) am Geländer vorgesehen. Diese werden mit je 2

Anschlussschellen befestigt. Für die Anlagen Gasspeicher, Fermenter und Technikge-

bäude sind insgesamt 8 Fangstangen vorgesehen. 7 davon mit einer Länge von 4,2 m

(Freie Länge 3,5 m) und 1 Teleblitzschutzmast mit einer Länge von 11,0 m. Die genaue

Auslegung der Fangeinrichtung ist der Zeichnung zu entnehmen.

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Abbildung 4: Schutzraumdarstellung (Co-Substrat, Pumpenraum, Faulung)

Abbildung 5: Schutzraumdarstellung (Gasspeicher, Fermenter, Technikgebäude)

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5.1.3 Ableitungseinrichtung

Die Ableitungseinrichtung stellt einen essenziellen Bestandteil des äußeren Blitz-

schutzsystems gemäß DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3):2011-10 dar. Ihre primäre

Funktion besteht in der sicheren Führung des Blitzstroms von der Fangeinrichtung zur

Erdungsanlage, um die Gefährdung der baulichen Anlage und ihrer elektrischen Systeme

zu minimieren. Zur Reduktion der thermischen und mechanischen Beanspruchung durch

den Blitzstrom sind die Ableitungen unter Berücksichtigung folgender Kriterien auszule-

gen:

• Implementierung mehrerer parallel geführter Strompfade zur gleichmäßigen Vertei-

lung des Blitzstroms,

• Minimierung der Impedanz durch möglichst kurze Strompfade mit direkter Verbin-

dung zur Erdungsanlage,

• Integration eines normgerechten Blitzschutz-Potentialausgleichs zur Reduktion von

Spannungsdifferenzen zwischen leitfähigen Anlagenteilen.

Natürliche Bestandteile einer baulichen Anlage können als Ableitungseinrichtungen fun-

gieren, sofern sie die Anforderungen der DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) erfüllen.

Dies umfasst insbesondere metallene Strukturen, deren elektrische Durchgängigkeit si-

chergestellt ist. Die Verbindungselemente sind unter Berücksichtigung der Korrosions-

und Stromtragfähigkeit dauerhaft und niederohmig auszuführen, beispielsweise durch

Hartlöten, Schweißen, Schraub- oder Pressverbindungen. Für jede Fangeinrichtung wer-

den isolierte Leitungen verwendet. Die Fangstangen auf dem Fermenter werden zusätz-

lich untereinander verbunden. Ableitungen für den Gasspeicher entfallen, da hier ein Te-

leblitzschutzmast zum Einsatz kommt. Die Anordnung der Ableitungseinrichtungen ist der

beigefügten Zeichnung zu entnehmen.

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5.1.4 Berührungsspannung

Während eines Gewitters kann es in der Nähe von Ableitungen eines Blitzschutzsystems

zu gefährlichen Berührungsspannungen kommen, die für Personen lebensbedrohlich

sein können. Diese potenzielle Gefährdung besteht auch bei normkonform installierten

Blitzschutzsystemen und wird informativ in der DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) be-

handelt. Die Berührungsspannung ist definiert als die elektrische Spannung, die zwischen

dem Berührungspunkt eines blitzstromdurchflossenen leitfähigen Teils und der Standflä-

che einer Person auftritt. Der resultierende Körperstrom verläuft in der Regel von der

Hand über den menschlichen Körper zu den Füßen.

Abbildung 6: Prinzipdarstellung der Berührungsspannung

Eine Annäherung an die Fangeinrichtung oder die Ableitungen auf weniger als 3,00 m

während eines Blitzereignisses kann zu kritischen Stromdurchflüssen führen. Die Not-

wendigkeit und Art von Schutzmaßnahmen ist stets durch eine individuelle Gefährdungs-

beurteilung zu ermitteln. Maßnahmen zur Reduktion unzulässig hoher Berührungsspan-

nungen können entweder organisatorischer oder bautechnischer Natur sein.

Gemäß DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) Abschnitt 8.1 (a) wird das Risiko einer ge-

fährlichen Berührungsspannung auf ein akzeptables Maß reduziert, wenn sich unter Be-

triebsbedingungen keine Personen im Bereich von 3,00 m um die Ableitungen aufhalten.

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Da Personen bei Gewitter typischerweise Schutz vor Niederschlag suchen, ist davon aus-

zugehen, dass sie sich nicht bewusst in der Gefahrenzone der Ableitungen aufhalten.

Ergänzend kann durch geeignete Kennzeichnungen, wie Warnschilder, Sicherheitsan-

weisungen kommuniziert werden, dass das Betreten oder Arbeiten im Freien während

eines Gewitters untersagt ist.

5.1.5 Erdungsanlage

Die Erdungsanlage umfasst sämtliche Komponenten zur definierten Ableitung von elektri-

schen Strömen in das Erdreich und setzt sich aus dem Erder sowie dem Erdungsleiter

zusammen. Der Erder ist ein elektrisch leitfähiges, nichtisoliertes Element, das entweder

direkten Kontakt mit dem Erdreich hat oder in elektrisch leitendem Beton (z. B. Funda-

menterder ohne wasserundurchlässigen Beton – WU-Beton) eingebettet ist.

Der Erdungsleiter dient als Verbindungselement zwischen zu erdenden elektrischen An-

lagenteilen und dem Erder oder zur Verbindung mehrerer Erder untereinander, sofern

dieser Leiter außerhalb des Erdreichs oder isoliert innerhalb der Erde verlegt ist.

Die grundlegende Funktion der Erdungsanlage besteht in der elektrischen Erdung leitfä-

higer Anlagenteile zur Gewährleistung der Personen- und Anlagensicherheit sowie zum

Schutz vor Fehlerspannungen und Blitzüberspannungen. Die Erdung ist eine zentrale

Schutzmaßnahme gegen gefährliche Ströme, während der Potentialausgleich durch die

leitfähige Verbindung metallischer Anlagenteile Potentialdifferenzen minimiert.

Je nach Ausführung wird zwischen zwei Erdungstypen unterschieden:

• Typ A: Einzelerder in Form von horizontal oder vertikal angeordneten Erdern, die

außerhalb der zu schützenden baulichen Anlage installiert werden.

• Typ B: Eine umfassende Erdungsanordnung, entweder als Ringerder, der mindes-

tens 80 % seiner Gesamtlänge im Erdboden verlegt ist, oder als Fundamenterder,

welcher in die Gebäudestruktur integriert ist.

Für die Wirksamkeit der Erdungsanlage ist insbesondere die Kontaktfläche zur Erde ent-

scheidend. Die Erdungsanlage wird als „Typ B“ ausgelegt. Die Ausführung der Erdungs-

anlage ist in der beigefügten Zeichnung dargestellt.

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5.1.6 Schrittspannung

Beim Aufenthalt von Personen in unmittelbarer Nähe der Ableitungen eines Blitz-

schutzsystems kann es während eines Blitzereignisses zu lebensgefährlichen Span-

nungsdifferenzen aufgrund der Schrittspannung kommen. Da dieses Phänomen auch bei

normgerecht installierten Blitzschutzsystemen auftreten kann, wird es in DIN EN 62305-

3 (VDE 0185-305-3), Abschnitt 8.2, informativ behandelt.

Die Schrittspannung ist eine Teilkomponente der Potentialdifferenz innerhalb des Er-

dungsbereichs, welche durch die Spannungsausbreitung im Erdreich entsteht. Sie be-

zeichnet die elektrische Spannung, die zwischen zwei Punkten im Boden auftritt, welche

durch einen menschlichen Schritt (typischerweise 1 m) überbrückt werden.

.

Abbildung 7: Prinzipdarstellung der Schrittspannung Der resultierende Stromfluss erfolgt über den menschlichen Körper von Fuß zu Fuß. Die

Schrittspannung ist direkt abhängig von der Geometrie des Potentialtrichters um den Ein-

speisepunkt herum. Aufgrund der exponentiellen Abnahme der Potentialdifferenz mit zu-

nehmender Entfernung vom Erdungspunkt verringert sich das Risiko für Personen pro-

portional zum Abstand zur Erdungsanlage. Auch hier sollten Maßnahmen wie im Kapitel

„Berührungsspannung“ beschrieben, umgesetzt werden.

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5.2 Inneres Blitzschutzsystem6

Das innere Blitzschutzsystem umfasst Maßnahmen zur elektrischen Isolation gegenüber

dem äußeren Blitzschutzsystem und/oder den Blitzschutz-Potentialausgleich (BPA). Ziel

des inneren Blitzschutzes ist die Vermeidung unkontrollierter Funkenbildung innerhalb

der zu schützenden baulichen Anlage. Diese kann durch den Blitzstrom im äußeren Blitz-

schutzsystem oder durch induzierte Überspannungen in anderen leitfähigen Teilen der

Anlage entstehen. Eine gefährliche Funkenbildung zwischen unterschiedlichen leitfähi-

gen Teilen wird verhindert durch:

• Einhaltung des Trennungsabstands (s) zur Sicherstellung einer ausreichenden

elektrischen Isolation oder

• Potentialausgleichsverbindungen zur Angleichung der elektrischen Potentiale.

Bei getrennten Blitzschutzsystemen muss der Trennungsabstand gemäß DIN EN 62305-

3 (VDE 0185-305-3):2011-10 berechnet und konsequent eingehalten werden. Ein Blitz-

schutz-Potentialausgleich erfolgt dabei nur auf Erdpotentialniveau.

Bei nicht getrennten Blitzschutzsystemen ist der Blitzschutz-Potentialausgleich an allen

potenziellen Überschlagstellen zwischen dem äußeren Blitzschutzsystem und anderen

leitfähigen Systemen zwingend erforderlich.

Elektrische Versorgungsleitungen können nicht mit einem definierten Trennungsabstand

verlegt werden und müssen daher stets in den Blitzschutz-Potentialausgleich integriert

werden. Dies erfolgt durch den Einbau von Überspannungsschutzgeräten (SPD, Surge

Protective Devices) gemäß den normativen Vorgaben.

––––––––––––– 6 Nach DIN EN 62305-3(VDE 0185-305-3) und DIN VDE 0100-540

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5.2.1 Trennungsabstand

Der Trennungsabstand s fungiert als essenzielle Schnittstelle zwischen dem Äußeren

Blitzschutzsystem (LPS) und dem Inneren Blitzschutz und ist daher in diesem Kontext

einer detaillierten Bewertung zu unterziehen. Eine Gefährdung durch unkontrollierte

Funkenbildung infolge eines direkten Blitzstromflusses besteht insbesondere dann, wenn

zwischen Elementen des Äußeren Blitzschutzsystems – insbesondere der Fangeinrich-

tung oder Ableitung – und leitfähigen Bestandteilen der zu schützenden baulichen An-

lage, wie metallenen Installationen oder elektrischen Betriebsmitteln, kein ausreichender

Trennungsabstand gewährleistet ist. Der erforderliche Trennungsabstand s ergibt sich

gemäß DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) in vereinfachter Form durch folgende Berech-

nung:

𝑘 𝑐 𝑠 = 𝑘 × ×𝑙 𝑖 𝑘 𝑚

Der notwendige Abstand muss größer, zumindest gleich groß dem Trennungsabstand

sein.

𝑑 > 𝑠

Die eingesetzten HVI-Leitungen sind bis zu einem Trennungsabstand von 75 cm ausge-

legt. Durch die geplante Auslegung der Fangeinrichtung werden alle notwendigen Tren-

nungsabstände eingehalten.

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5.2.2 Potentialausgleich

Erdungsanlagen können sowohl für den (Blitz-)Schutz-Potentialausgleich als auch für

funktionale Zwecke genutzt werden. Dabei ist sicherzustellen, dass die Anforderungen

für Schutzzwecke stets Priorität haben.

Der Erder muss über einen normgerechten Erdungsleiter mit der Haupterdungsschiene

(HES) verbunden werden.

In jeder elektrischen Anlage, in der ein Schutzpotentialausgleich erforderlich ist, muss

eine zentrale Haupterdungsschiene installiert sein, an die folgende Leiter angeschlossen

werden müssen:

• Schutzpotentialausgleichsleiter (SPAL),

• Erdungsleiter zur Verbindung mit der Erdungsanlage,

• Schutzleiter (PE) zur Ableitung von Fehlerströmen,

• Funktionserdungsleiter (FEL), sofern erforderlich, insbesondere bei empfind-

lichen elektronischen Anlagen.

Es ist nicht zwingend erforderlich, dass jeder Schutzleiter einzeln an die Haupterdungs-

schiene angeschlossen wird, solange eine niederimpedante Verbindung über andere

Schutzleiter zur HES gewährleistet ist.

Die Haupterdungsschiene kann auch für Funktionserdungszwecke genutzt werden. Im

Bereich der Informationstechnik stellt sie den zentralen Verbindungspunkt zum Erdungs-

system des Gebäudes dar.

Falls mehrere Erdungsschienen oder Erdungsklemmen innerhalb der Anlage installiert

sind, müssen diese mit niederohmigen Potentialausgleichsleitern verbunden werden, um

ein einheitliches Erdungspotential zu gewährleisten.

Jeder an die Haupterdungsschiene angeschlossene Leiter muss einzeln trennbar sein.

Diese Verbindung muss mechanisch stabil, niederohmig und ausschließlich mit Werk-

zeug lösbar ausgeführt sein, um Manipulationen zu vermeiden.

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Unzulässige Schutzleiter oder Schutzpotentialausgleichsleiter

Folgende metallische Bauteile dürfen nicht als Schutzleiter oder Schutzpotentialaus-

gleichsleiter verwendet werden:

• Metallene (Trink)-Wasserleitungen,

• Metallrohre, die brennbare Stoffe wie Gase, Flüssigkeiten oder Pulver führen,

• Tragende Gebäudeteile, die mechanischen Belastungen ausgesetzt sind,

• Flexible oder biegsame Metallrohre, sofern sie nicht ausdrücklich für den Po-

tentialausgleich geeignet sind,

• Bewegliche metallische Bauteile wie flexible Kabelschutzsysteme,

• Seiltragwerke oder Tragseile,

• Kabelpritschen oder Kabelwannen, sofern sie nicht normgerecht als Erdungs-

leiter ausgeführt sind.

Der Mindestquerschnitt der Leiter für den Potentialausgleich und die Verbindung mit der

Erdungsanlage ist gemäß den normativen Anforderungen aus der folgenden Tabelle zu

entnehmen.

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5.2.3 Schutzpotentialausgleichsleiter

Ein Schutzpotentialausgleichsleiter, der zwei Körper elektrischer Betriebsmittel verbindet,

muss einen Mindestquerschnitt aufweisen, der mindestens dem kleineren der ange-

schlossenen Schutzleiter entspricht. An Stellen, an denen mehrere Potentialausgleichs-

verbindungen erforderlich sind, sollten Potentialausgleichsschienen installiert werden.

Folgende leitfähige Komponenten sind in den Hauptpotentialausgleich einzubeziehen

und über die Potentialausgleichsschiene normkonform zu verbinden:

• Fundamenterder bzw. Blitzschutzleiter

• Zentraler Heizungsverteiler

• Metallene Wasserverteilungsleitungen

• Metallene tragende Strukturen des Bauwerks (z. B. Stahlskelettbau, Lüftungs-/Klima-

kanäle, Fassadenelemente)

• Metallene Abwasserleitungen

• Innenliegende Gasinstallationen (sofern elektrisch leitfähig)

• Schutzleiter der Elektroinstallation nach DIN VDE 0100 (PEN- oder PE-Leiter)

• Schirmungen von Daten- und Kommunikationskabeln zur Reduzierung elektromag-

netischer Störungen (EMV-Schutz)

• Metallene Außenmäntel von Starkstromkabeln bis 1000 V

Für innere metallene Installationen, die an die Potentialausgleichsschiene angeschlossen

werden, sind die in den einschlägigen Normen festgelegten Mindestquerschnitte gemäß

DIN EN 62305-3 und DIN VDE 0100-540 einzuhalten.

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5.2.4 Potentialausgleich nach DIN VDE 0100-540

Erdungsanlagen dürfen für Schutz- und für Funktionszwecke, entsprechend den Anfor-

derungen der elektrischen Anlage, gemeinsam oder getrennt verwendet werden. Die An-

forderungen für Schutzzwecke müssen immer Vorrang haben. Wenn in der elektrischen

Anlage ein Erder vorhanden ist, (Fundamenterder, Oberflächenerder, Tiefenerder) muss

dieser durch einen Erdungsleiter mit der Haupterdungsschiene verbunden werden.

In jeder Anlage, in der ein Schutzpotentialausgleich ausgeführt ist, muss eine Haupter-

dungsschiene vorgesehen sein, mit der folgende Leiter verbunden sein müssen:

▪ Schutzpotentialausgleichsleiter;

▪ Erdungsleiter;

▪ Schutzleiter;

▪ Funktionserdungsleiter, falls zutreffend.

Es ist nicht verlangt, jeden einzelnen Schutzleiter direkt mit der Haupterdungsschiene zu

verbinden, wenn diese über andere Schutzleiter mit dieser Haupterdungsschiene verbun-

den sind. Die Haupterdungsschiene des Gebäudes kann grundsätzlich für Funktionser-

dungszwecke verwendet werden. Für Zwecke der Informationstechnik ist sie in diesem

Fall der Verbindungspunkt zum Erdernetz. Wenn mehrere Erdungsschienen (-klemmen)

vorhanden sind, müssen diese miteinander verbunden werden. Es muss möglich sein,

jeden Leiter, der an der Haupterdungsschiene angeschlossen ist, einzeln zu trennen.

Dieser Anschluss muss zuverlässig ausgeführt werden und darf nur mit Hilfe eines Werk-

zeugs lösbar sein. Folgende Metallteile dürfen nicht als Schutzleiter oder Schutzpotenti-

alausgleichsleiter verwendet werden:

▪ Wasserleitungen aus Metall;

▪ Metallrohre, die brennbare Stoffe wie Gase, Flüssigkeiten, Pulver o.ä. enthalten;

▪ Konstruktionsteile, die im normalen Betrieb mechanischen Beanspruchungen aus-

gesetzt sind;

▪ flexible oder biegsame Elektroinstallationsrohre aus Metall, es sei denn, sie sind für

diesen Zweck hergestellt;

▪ flexible Metallteile;

▪ Tragseile;

▪ Kabelwannen und Kabelpritschen.

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Der Mindestquerschnitt von Leitern, die verschiedene Potentialausgleichsverbindungen

miteinander oder mit der Erdungsanlage verbindet sind in nachfolgender Tabelle aufge-

listet.

5.2.5 Blitzschutz-Potentialausgleich

Der Blitzschutz-Potentialausgleich, als vorbeugende Brandschutzmaßnahme, soll eine

gefährliche Funkenbildung und damit einen Brand innerhalb der zu schützenden bauli-

chen Anlage verhindern, wenn eine elektrische Trennung oder Isolierung nicht möglich

ist oder bedingt durch die Auswahl der Art des äußern Blitzschutzsystems nicht ange-

strebt wird.

Eine Funkenbildung innerhalb der baulichen Anlage kann grundsätzlich, je nach Scha-

densquelle, durch den Blitzstrom entstehen, wenn:

▪ ein Blitzstrom im äußeren Blitzschutzsystem bzw. in anderen leitenden Teilen

der baulichen Anlage,

▪ oder über die mit der baulichen Anlage verbundenen Versorgungsleitungen

zum Fließen kommt.

Unterschieden wird der Blitzschutz-Potentialausgleich für:

▪ elektrische Systeme, die im normalen Betriebszustand spannungsführend sind

(z.B. elektrische Versorgungsleitungen)

▪ und metallene Systeme, die im normalen Betriebszustand spannungsfrei sind.

(z.B. metallene Rohrleitungen)

Dabei erfolgt der Blitzschutz-Potentialausgleich über Verbindungsmaßnahmen:

▪ Potentialausgleichsleitungen, wenn elektrischer Durchgang nicht durch die na-

türlichen Verbindungen erreicht wird (metallenen Systeme),

▪ Überspannungsschutzeinrichtungen (Surge Protective Device, kurz SPD) wenn

direkte Verbindungen mit Potentialausgleichsleitern betriebsbedingt nicht mög-

lich sind (elektrische Systeme).

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Als Grundlage für die Festlegung der Installationsorte des Blitzschutz-Potentialausglei-

ches als vorbeugender Brandschutz wird das Blitzschutzzonenkonzept nach DIN EN

62305-1 (VDE 0185-305-1) angewendet.

Dabei wird das Innere der Anlagenteile in Schutzzonen eingeteilt. Der Übergang von au-

ßen, dort wo das äußere Blitzschutzsystem installiert ist, nach innen in die bauliche An-

lage stellt dabei immer den ersten Zonenübergang dar, an dem der Blitzschutz-Potenti-

alausgleich zu ertüchtigen ist.

Zum Schutz der elektrischen Einrichtungen im inneren der baulichen Anlage, die als Blitz-

schutzzone 1 definiert ist, müssen alle aus der Blitzschutzzone 0 eingeführten Versor-

gungsleitungen, die nach Definition des Blitzschutzzonenkonzeptes einen Blitzstrom in

die bauliche Anlage einführen können, in den Blitzschutz-Potentialausgleich eingebun-

den werden.

Der Blitzschutz-Potentialausgleich, für im normalen Betriebszustand unter Spannung ste-

hender Betriebsmittel, wird über eine Überspannungsschutzeinrichtung (SPD) vom Typ

1 realisiert. Dies gilt für sämtliche elektrischen Betriebsmittel (z.B. LST-Anlagen, TK-An-

lagen, Beleuchtung etc.), die in das Gebäude eingeführt werden. Im normalen Betriebs-

zustand nicht unter Spannung stehende Teile, wie beispielsweise metallen Leitungen,

sind blitzstromtragfähig über mindestens 6 mm² Kupfer oder gleichwertig mit dem Poten-

tialausgleich des Gebäudes zu verbinden. Die Leitungswege sind hierbei so kurz wie

möglich auszuführen.

Schirmung weiter gedämpft werden.

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5.2.6 Schutz von elektrischen und elektronischen Betriebsmitteln

Elektrische und elektronische Systeme sind durch elektromagnetische Blitzimpulse

(LEMP) gefährdet. Aus diesem Grund sind SPM (Schutzmaßnahmen gegen LEMP) zur

Vermeidung von Ausfällen innerer Systeme vorzusehen.

Der Schutz gegen LEMP beruht auf dem Blitzschutzzonen-Konzept. Der Bereich, der die

zu schützenden Systeme enthält, ist in Blitzschutzzonen (LPZ) einzuteilen. Diese Zonen

sind räumliche Bereiche oder Bereiche von Inneren Systemen, in denen der LEMP-Be-

drohungspegel mit der Störfestigkeit der Betriebsmittel verträglich ist. Die Zonenüber-

gänge sind mit geeigneten Schutzmaßnahmen z.B. mit einem koordinierten SPD-System

zu versehen. Die eingeteilten Zonen können sich von je nach Anforderungen an die bau-

liche Anlage und der inneren Systeme räumlich unterscheiden. Das können kleine lokale

Zonen (z.B. Gehäuse von Betriebsmitteln), große umfassende Zonen (z.B. Gebäude oder

Räume) oder baulich voneinander getrennte Zonen der gleichen Art sein.

Die Verbindung von LPZs der gleichen Art kann erforderlich sein, wenn entweder zwei

getrennte bauliche Anlagen durch elektrische Leitungen oder Signalleitungen verbunden

sind oder SPDs eingespart werden sollen. Grundlegend können folgende Maßnahmen

zum Schutz gegen LEMP getroffen werden:

▪ Erdung und Potentialausgleich

Dient der Ableitung und Verteilung des Blitzstroms in die Erde, minimiert Potentialunter-

schiede und reduziert magnetische Felder.

▪ Magnetische Schirmung und Leitungsführung

Durch räumliche Schirmung werden magnetische Felder innerhalb der LPZ reduziert und

innere Stoßwellen verringert. Schirmung innerer Leitungen mit geschirmten Kabeln oder

Kabelkanälen minimiert innere Stoßwellen, die in die Leitungen induziert werden können.

Die getrennte Leitungsführung von inneren Leitungen kann Induktionsschleifen minimie-

ren und innere Stoßwellen verringern.

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▪ Koordiniertes SPD-System

Begrenzt die Wirkung von äußeren und inneren Stoßwellen.

▪ Isolierende Schnittstellen

Begrenzen die Wirkungen von leitungsgeführten Stoßwellen auf Leitungen.

Erdung und Potentialausgleich sollten immer sichergestellt werden, besonders der Po-

tentialausgleich jeder leitfähigen Versorgungsleitung. Die weiteren SPM können einzeln

oder in Kombination angewendet werden. Die Installationsorte der SPM müssen den er-

wartenden Beanspruchungen standhalten. Sie müssen für die objektspezifischen Anfor-

derungen (z.B. Temperaturen, Luftfeuchte, korrosive Atmosphäre, Schwingungen, Span-

nung und Strom) ausgelegt werden.

Abbildung 8: Verbindung der Blitzschutzzonen durch geschirmte Leitungen

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6 Anlagen

Index/ Nr. Datum Dokumenten-Nr. Erstellt Geprüft Revision

A1 Bönig

A2 Bönig

A3 Bönig

A4 Bönig

A5 Bönig

A6 Bönig

VDB zertifizierte Blitzschutz-Fachkraft für die Planung von Blitzschutzsystemen

VDB zertifizierte Blitzschutz-Fachkraft für die Errichtung/Montage von Blitzschutzsystemen

VDB zertifizierte Blitzschutz-Fachkraft für explosionsgefährdete Bereiche

Anerkannte Blitzschutzfachkraft für Bahnanlagen

03.09.2025 Hamburg

Datum Ort Unterschrift

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