Sonntag, 29. Juli 2012

Blitzschutz

Blitzschutzsysteme sollen Schäden verhindern, die durch einen Blitzeinschlag entstehen. Den äußersten Teil des Blitzschutzsystems bildet die Fangeinrichtung, welche den Blitz einfangen soll, bevor er das ungeschützte Dach oder sonstige Bauteile trifft (z.B. Antennen, Regenrohre). Sie besteht aus Stangen, Drähten oder auch Seilen, welche konstruktionsbedingt die äußere Kontur des eigentlichen Baukörpers überragen, d.h. sich an exponierter Stelle des zu schützenden Gebäudes befinden (z.B. auf dem Schornstein). An sie und die Ableitungsanlage sind besondere Anforderungen gesetellt: So müssen die verwendeten Materialien witterungsbeständig, elektrisch gut leitend und Blitzstromfähig sein, weshalb bevorzugt Materialien wie Kupfer, V2A-Stahl (Nirosta) oder Aluminiumlegierungen zum Einsatz kommen. Der Leitungsquerschnitt von Fangeinrichtung und Ableiter muss so gewählt werden, dass sie bei einem Einschlag nicht schmelzen - in der Regel werden hier 50 mm² als ausreichend angesehen.
Die Fangeinrichtung ist auf kurzem Wege über die bereits erwähnte Ableitungsanlage mit der Erdungsanlage verbunden, welche den gewaltigen Blitzstrom gefahrlos im Erdreich verteilen soll. Bei neueren Bauten ist stets ein in das Fundament eingelassens Drahtgeflecht, ein sog. Fundameterder vorhanden, an welche die Blitzschutzanlage angeschlossen werden kann. Fehlt dieser, was häufig bei älteren Bauten der Fall ist, kann die Blitzschutzanlage auch an einen nachträglich installierten Ring-, Platten- oder Tiefenerder angeschlossen werden. Dieser muss mindestens 50 cm tief im Erdboden eingelassen sein, um ihn vor Witterungseinflüssen und Korrosion zu schützen.
Um das Blitzschutzsystem zu komplettieren, tritt zum äußeren noch der innere Blitzschutz, unter dem alle Maßnahmen verstanden werden, welche Schäden durch Überspannungen infolge des Blitzstoms in der elektrischen Anlage des Gebäudes verhindern sollen. In der Elektroinstallation übernimmt diese Aufgabe der Potentialausgleich, welcher mit der Erdungsanlage verbunden ist. In Elektrogeräten kommen hauptsächlich gasgefüllte Überspannungsableiter zum Einsatz, welche das Gerät isolieren, solange die Spannung unter 450 V bleibt. Wird die Zündspannung, welche je nach Ausführung bis zu 4500 V betragen kann überschritten, sinkt der Widerstand innerhalb von Mikrosekunden auf einen sehr niedrigen Wert, weshalb kurzzeitig auch Spitzen von 20.000 Ampere abgeleitet werden können.
Nahezu wirkungslos sind günstige Mehrfachsteckdosen mit Überspannungsschutz. Sie sind aufgrund billigem Materials oder schlechter Verarbeitung nicht in der Lage, einen Überschlag zu verhindern. Echten Schutz bieten nur professionelle Steckerleisten, welche asllerdings sehr teuer sind.

Fehlerhafte und veraltete Anlagen schützen nicht
Eine solche Anlage funktioniert jedoch nur dann zuverlässig, wenn sie sachgemäß installiert worden ist und in regelmäßigen Abständen gewartet wird. Ist die nicht der Fall, kommt es trotz Blitzableiter zu schweren Schäden, wie die Blitzschläge in die Kirche zu Rabenden (Ortsteil der Gemeinde Altenmark an der Alz, Landkreis Traunstein / Oberbayern) eindrucksvoll beweisen.

Der erste Einschlag ereignete sich bei einem schweren Gewitter am 10. Mai 1965. An diesem Montag schlug der Blitz in den vergoldeten, mit einer Fangeinrichtung versehenen Hahn auf dem Turmkreuz. Die Blitzschutzanlage war jedoch veraltet und länger nicht gewartet worden. Die damaligen Untersuchungen hierzu ergaben, dass die Erdung unzureichend war und der Erdungswiderstand ungewöhnlich hohe Werte aufwies.
Als der Blitz in den mit einem Blitzableiter versehen Hahn auf dem Kirchturm schlug, nahm er aufgrund des zu hohen Widerstandes und der unzureichenden Erdung jedoch nicht wie gewünscht den Weg über die Ableitung, sondern doch durch die Kirche und richtete dabei große Schäden an. Der Hahn auf dem Turmkreuz wurde abgerissen und 150 m vom Turm entfernt wiedergefunden. Das Turmkreuz stand nach dem Einschlag schräg und die vergoldete Kugel unterhalb des Kreuzes wies starke Verformungen auf. Auch im Turm kam es zu zahlreichen Überschlägen. So beschädigte der Blitz u.a. das Kirchendach, sprengte aus dem Glockenturm ein Stück Backsteinmauerwerk aus der Wand und riß am Chor ein großes Stück Natursteinmauerwerk heraus. Hierbei sprang der Blitzstrom auf die Verankerungseisen des Hochaltars über und schleuderte dabei Teile der vergoldeten Filigranschnitzerei zu Boden. Infolge Überschlag des Blitzstroms auf die elektrische Leitung, welche auf Höhe des Chores verlegt worden war, verbrannte diese mit samt Verteilerdosen, was an der Wand zu eigenartigen Verfärbungen führte. Auch auf der Empore richtete der Blitz schwere Schäden an. Der Zähler wurde aus der Wand gerissen und der Hausanschlussicherungskasten flog mitsamt Mauerstücken bis zum linken Seitenaltar. Orgel und Motor wurden ebenfalls in Mitleidenschaft gezogen und zerstört.
Als direkte Folge des Treffers traten in der Nähe der Kirche über die Freileitung Überspannungen auf. Hierdurch starben zwei Kühe im Stall eines benachbarten Bauernhofes, welche der Blitzstrom über die Rohre der Melkanlage erreichte und die Bäuerin, die gerade bügelte, wurde vorübergehend gelähmt. Die Blitzschutzanlage der Kirche wurde nach diesem folgenreichen Ereignis nach den damals neuesten Erkenntnissen modernisiert. So wurde um die Kirche eine Erdungsringleitung verlegt und zum Schutz gegen hohe elektrische Spannungen erhielt die Verteilung Überspannungsableiter.

Nun, so dachte man, sei alles ausreichend geschützt, aber Irrtum! Ein weiterer Blitzeinschlag am 28. September 1978 bewies nicht nur das Gegenteil, sondern widerlegte gleichzeitig die auch heute immer noch weit verbreitete Meinung, dass ein Blitz niemals 2 x an der gleichen Stelle einschlägt. Tatsächlich war es exakt die gleiche Stelle, denn der Blitz fuhr an diesem Donnerstag wieder in die Turmspitze - also in den vergoldeten Hahn auf dem Turmkreuz. Dabei verschoben sich die beiden Hälften der Kugel und der Blitz verteilte sich gleichmäßig auf die beiden Turmableitungen. Die südliche Turmableitung leitete den Blitzstrom gefahrlos ins Erdreich, wogegen sich dieser bei der nördlichen Ableitung auf Höhe der Empore, wo die Überspannungsableiter an die Blitzschutzanlage angeschlossen waren, teilte.
Die in der Elektroinstallation eingebauten Überspannungsableiter zündeten rückwärts, sodass der Blitz plötzlich Zugang zur Elektroanlage und zur Freileitung hatte. Parallel dazu ereignete sich ein weiterer Überschlag außen am Turm an einer Stelle, an der sich das Zuleitungskabel einem umlaufendem Blechsims näherte. Die elektrische Verteilung auf der Empore wurde durch den Überschlag vollständig zerstört und durch das explosionsartige Zerbersten der Verteilung wurde die Verteilertür durch das gesamte Kirschenschiff geschleudert, wo sie einen Flügel am linken Seitenaltar beschädigte. Das Zuleitungskabel schmolz durch einen Kurzschluss an der Verteilung ab und die Freileitung wurde an den Isolatoren des Giebelanschlusses abgerissen. Dieser führte durch Überspannungen wieder zu Schäden in der nähren Umgebung. In einem nahegelegenen Gasthof verdampfte die Telefonleitung, Glühbirnen zerplatzten und Elektrogeräte wurden zerstört.
Wie konnte es trotz Blitzschutzanlage erneut zu solchen Schäden kommen? In diesem neuerlichen Schadenfall ergaben die Untersuchungen, dass die Blitzschutzuanlage zwar auf dem Stand der Technik war, aber trotzdem einige Schwachstellen aufwies. So war es beim äußeren Blitzschutz die Nähe zur elektrischen Anlage und zu metallenen Teilen, welche die Anlage auf der Norseite des Turms versagen ließ. Beim inneren Blitzschutz waren die Überspannungsableiter die Schwachstelle. Der Anschluss war über eine Kreuzklemme hergestellt worden, aus welcher sich durch die Kraft des Einschlags ein magnetisches Feld aufbaute, welches die Kabel aus der Klemme löste. Wenn die Überspannungsleiter stattdessen im Erdgeschoss und über die Potentialausgleichsschiene angeschlossen gewesen wären, hätte der Blitzsstrom mit Sicherheit keinen Zugang in die Elektroinstallation gehabt. Ein Überschlag in die Freileitung hätte verhindert werden können, wenn der Giebelanschluss, welcher schon 1965 für den Überschlag sorgte, durch einen Erdanschluss ausgetauscht worden wäre.

Diese beiden Fälle zeigen, dass es trotz fachgerecht installierter Blitzschutzanlage zu Schäden kommen kann. Besonders wichtig ist es daher, bei einer Installation bzw. der Revision einer bereits bestehenden Anlage, auf die kleinen Dinge zu achten. So sollten vorsichtshalber sämtliche Metallteile auf dem Dach (Fallrohre, Regenrinnen, Bleche etc.) an die Anlage angeschlossen und jegliche Näherung zu Kabeln gemieden werden. Falls Ihr eine Blitzschutzanlage besitzt, die schon etwas älter ist, wäre es sicherlich ratsam, diese von einer Fachfirma überprüfen und wenn nötig auf den neuesten Stand bringen zu lassen. Besonders in Regionen, welche häufig von schweren Gewittern heimgesucht werden, wäre eine Blitzschutzanlage eine sinnvolle Investition.


Schadensbilder in der Kirche zu Rabenden
Beschädigter Altar und Verfärbungen an der Wand
Herausgerissene Verteilung










© C. Müller
Informationen über die Blitzschläge in die Kirche zu Rabenden: Kallenbach, Wilhelm u.a.: Brandschutz in Baudenkmälern und Museen, München 1980, S. 79f.

Bildquellennachweis der Schadensbilder: © Bayerische Versicherungskammer München;
Eingescannt aus: Kallenbach, Wilhelm u.a.: Brandschutz in Baudenkmälern und Museen, München 1980, S. 79f.
 
 

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