IngBüro Zitzmann


Seit über 30 Jahren auf dem Gebiet

Blitzschutz und Überspannungsschutz tätig

 

 

Die Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet des äußeren Blitzschutzes bleibt auch nach der Fixierung in den Normen (DIN EN 62305) nicht stehen, es gibt vielversprechende Ansätze, den äußeren Blitzschutz zu vereinfachen bzw. völlig neu zu betrachten.
Hier soll besonders die Art und Weise der Positionierung und Reduzierung der Anzahl von Fangeinrichtungen genannt werden. Ziel ist es immer, den Blitz einzufangen, kontrolliert in das Erdungssystem zu leiten und dort gefahrlos für Personen, Tiere und Sachwerte zu verteilen.
Methoden zur Positionierung von Fangeinrichtungen:
Elektro-geometrisches Modell
Dynamisches elektro-geometrisches Modell (DEGM)
ESE-Fangeinrichtung
CVM-Modell
Das heute in der Norm DIN EN 62305 verankerte elektrogeometrische Modell (EGM) ist bereits seit 1940 bekannt und wird in vielen europäischen Ländern angewandt. Nach diesem Modell werden mit sogenannten Blitzkugeln, deren Radien mit den Schutzklassen variieren, die Einschlagpunkte des Blitzes bestimmt und dort Fangstangen gesetzt. Besonders präferiert wird dieses Modell in Deutschland, Österreich und der Schweiz.
In anderen europäischen Ländern  wird es als eine von weiteren Möglichkeiten zum Schutz gegen Blitzeinschläge betrachtet. In diesen Ländern (z.B. Frankreich, Norwegen, Irland, Spanien und einige osteuropäische Länder) werden verstärkt ESE-Fangeinrichtungen eingesetzt.
Dynamisches elektrogeometrisches Modell (DEGM)
An der FH Aachen wird unter Prof. A. Kern an einem dynamischen elektrogeometrischen Modell geforscht, dessen Ziel es ist, eine Optimierung der Anzahl, der Höhe und der Positionierung von Fangstangen rechnerisch durchzuführen. Als Grundlage dient hier das elektrogeometrische Modell. Nach dem Blitzkugelverfahren werden die Einschlagpunkte ermittelt. Mithilfe des Rechenprogramms wird die Einschlagwahrscheinlichkeit an den relevanten Punkten bzw. an den dort gesetzten Fangstangen bestimmt.
Es wird festgestellt, wo sich die höchsten Wahrscheinlichkeiten von Blitzeinschlägen ergeben. Anhand dieser Ergebnisse kann die Anzahl der Fangstangen optimiert werden. In Zukunft wird es also möglich sein, mit einem softwaregestützten Rechenprogramm 3D-Blitzschutzplanungen mit optimierten Fangsystemen am Computer zu erstellen.
ESE-Fangeinrichtung
Dieser Begriff steht für ein Blitzfangsystem, das durch aktive Komponenten oder aufgrund einer besonderen physikalischen Form die Blitze „einfangen“ soll. Die Hersteller dieser Systeme versprechen dadurch einen minimierten Einsatz von Fangeinrichtungen und einen
größeren Schutzbereich. Der Einsatz solcher Fangeinrichtungen ist erlaubt und in französischen und spanischen Normen erwähnt (NFC 17-102/1995, UNE 21186/2011).
Man geht davon aus, dass der Blitzimpuls von der Wolke in einem vorionisierten Kanal besser und gerichteter zur Erde bzw. zur Fangeinrichtung gelangen wird. Zur Vorionisierung wurden in den 1950er- und 1960er-Jahren radioaktive Materialien verwendet. In Deutschland ist die Verwendung von radioaktivem Material zur Vorionisation der Luft verboten. Die neueren ESE-Systeme nutzen zur Vorionisation der Luft z.B. durch Wind angetriebene Oszillatoren bzw. Lasertechnologie.
Kritisch ist die Ableitung zu betrachten. Da von diesen ESE-Systemen meist nur eine einzige, ungeschirmte Ableitung zum Erdungssystem erfolgt, sind unbedingt die Trennungsabstände zu beachten und eine Potenzialsteuerung beim Übergang zum Erdungssystem durchzuführen.
CVM-System 3000
Das CVM-System beruht auf zwei wichtigen neuen Aspekten:
• einem Rechnerprogramm, das das Schutzvolumen nach physikalischen Vorgaben berechnet
• einer neu entwickelten Fangeinrichtung, die aus einer Fangstange und einer von dieser gleichstrommäßig getrennten metallenen   Halbkugel besteht
Diese Fangeinrichtung wird erst aktiv, wenn sich ein Gewitter nähert, und sendet bei einer vollständigen Aufladung und der daraus resultierenden Entladung der Halbkugel (kapazitive Aufladung) auf die Fangspitze der Anlage in Richtung des ankommenden Blitzimpulses eine Fangladung aus. Daher bezeichnet man dieses CVM-Modell als dynamisches System. Durch ein bis zu 200 kA (Impuls: 10/350 µs) festes, doppelt geschirmtes Ableitkabel ist es möglich, den Blitzstrom mit nur einer Ableitung in das Erdungssystem zu führen. Trennungsabstände des Kabels sind in Luft 4,5 m und bei festen Materialien bis 6 m, selbstverständlich ist ein umfassendes Überspannungsschutzkonzept umzusetzen.
Dieses System wurde als einziges bisher bekanntes Blitzschutzsystem wissenschaftlich einer Langzeitstudie unterzogen und seine Wirksamkeit überprüft. Diese Langzeitstudie fand in Malaysia statt und wurde durch den TÜV Hessen begleitet, überprüft und die Ergebnisse
zusammengefasst. Auf dieser Grundlage haben die amerikanischen Professoren Harold S. Haller und Wojbor A. Woyczynski 2015 eine Abhandlung über die Effizienz und die
Gleichwertigkeit des Systems veröffentlicht, in der sie zu dem Schluss kamen, dass dieses System gleichwertig zu den bisherigen Blitzschutzsystemen auf der Grundlage des EGM ist.
Blitzschutz nach der CVM-Methode wird weltweit bereits bei über 35 000 Objekten eingesetzt, auch in Deutschland sind besonders anspruchsvolle Objekte (z.B. das Porsche Museum in Stuttgart) mit diesem System geschützt.
Hervorzuheben ist, dass dieses System 3000 keine Konkurrenz zum EGM-System darstellt, sondern nur dort zum Einsatz kommen sollte, wo die baulichen Belange oder der Denkmalschutz keine herkömmlichen Installationen zulassen.
Hamburg, 11.10.23


 
 
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