Blitzschutz & Überspannungsschutz: Wann ist er notwendig?

Blitzeinschläge und die daraus resultierende Überspannungen können erhebliche Schäden an Gebäuden und technischen Anlagen verursachen. 2023 wurden laut Blitzdienst BLIDS 316.000 Blitzeinschläge registriert, wobei insbesondere Regionen mit hoher Gewitterhäufigkeit, wie das Alpenvorland oder Teile Norddeutschlands, betroffen sind. Die Folgen sind nicht nur physische Zerstörungen durch Brände oder mechanische Einwirkungen, sondern auch finanzielle Verluste durch den Ausfall von elektrischen Geräten und Systemen. Laut Versicherungen entstehen dabei jährlich Schäden in Höhe von mehreren hundert Millionen Euro. Besonders betroffen sind Unternehmen und Institutionen mit sensibler Elektronik wie Rechenzentren, Krankenhäuser oder industrielle Steuerungsanlagen.

Ein effektiver Blitz- und Überspannungsschutz kann vor solchen Schäden bewahren. Doch wann ist dieser Schutz notwendig? Welche gesetzlichen Vorgaben bestehen? Und wie kann ein Schutzsystem sinnvoll in bestehende oder neue Gebäude integriert werden?

Dieser Artikel liefert umfassende Antworten auf diese Fragen und beleuchtet, welche Maßnahmen ergriffen werden können, um Gebäude und elektrische Anlagen langfristig sicher zu schützen.

Blitzeinschlag

1. Was versteht man unter Blitz- und Überspannungsschutz?

Blitz- und Überspannungsschutz umfassen verschiedene technische Maßnahmen, um die Auswirkungen eines Blitzeinschlags oder einer Überspannung zu minimieren. Ein vollständiges Schutzkonzept besteht aus äußerem und innerem Blitzschutz:

Äußerer Blitzschutz

Der äußere Blitzschutz sorgt dafür, dass ein Blitz sicher abgefangen und kontrolliert abgeleitet wird, sodass er keine Schäden an der Gebäudestruktur oder elektrischen Systemen verursacht. Er besteht aus drei Hauptkomponenten:

• Fangeinrichtungen: Diese bestehen aus Blitzableitern, die an hochgelegenen Punkten eines Gebäudes, wie Dächern oder Antennen, angebracht werden. Sie sorgen dafür, dass Blitze gezielt eingefangen werden, um unkontrollierte Einschläge zu verhindern.

• Ableitungen: Blitzströme müssen sicher in das Erdungssystem geleitet werden. Hierbei kommen spezielle Ableitungen aus Kupfer oder Aluminium zum Einsatz, die den Strom verlustfrei transportieren und das Risiko von Funkenbildung minimieren. Dies geschieht meist auf oder direkt unter der Fassade.

• Erdungsanlagen: Um den Blitzstrom sicher abzuleiten, werden Erdungssysteme wie Tiefenerder, Ringerder oder Fundamenterder genutzt. Während Fundament- und Ringerder vor allem im Neubau die häufigste Wahl sind, kommen Tiefenerder eher selten zum Einsatz, meist nur bei Bestandsgebäuden. Diese Erdungssysteme verteilen die Energie in den Boden und verhindern so gefährliche Spannungsspitzen im Gebäude.

Innerer Blitzschutz (Überspannungsschutz)

Der innere Blitzschutz verhindert, dass überschüssige elektrische Energie, die durch Blitze oder Schalthandlungen im Netz entstehen kann, in elektrische Installationen eindringt. Dies geschieht durch spezielle Überspannungsschutzgeräte (Surge Protection Devices, SPDs), die in elektrische Systeme integriert werden. Sie begrenzen die Spannung auf ein unschädliches Maß und leiten überschüssige Energie kontrolliert ab. Diese Schutzmaßnahmen sind besonders wichtig für empfindliche elektronische Geräte wie Computer, Steuerungssysteme oder medizinische Technik.

Hier nochmal eine gezielte Vorstellung der Überspannungsschutzgeräte:

• SPD Typ 1 (Grobschutz): Diese Schutzgeräte werden in der Hauptverteilung eines Gebäudes installiert und schützen vor direktem Blitzschlag. Sie sind in der Lage, hohe Blitzströme abzuleiten, sodass keine gefährlichen Überspannungen ins Stromnetz des Gebäudes eindringen.

• SPD Typ 2 (Mittelschutz): Diese Geräte werden innerhalb der Gebäudeinstallation installiert und schützen gegen transiente Überspannungen, die durch entfernte Blitzeinschläge oder Schaltvorgänge entstehen.

• SPD Typ 3 (Feinschutz): Diese Schutzgeräte werden direkt an empfindlichen Endgeräten wie Computern, Fernsehern oder Steuerungssystemen angebracht und bieten den letzten Schutz gegen verbleibende Restüberspannungen.

• Kombi-Ableiter: Eine Kombination aus SPD Typ 1 und Typ 2, die sowohl gegen direkte als auch gegen indirekte Blitz- und Überspannungseinwirkungen schützt.

  
  

Warum ist ein umfassender Schutz wichtig?

Ein einzelner Blitzschlag kann eine Spannung von mehreren Millionen Volt erzeugen. Selbst wenn ein Gebäude nicht direkt getroffen wird, kann die Energie eines entfernten Einschlages über Stromleitungen, Wasserrohre oder Funkwellen in das System eindringen und Schäden verursachen. Ohne ein abgestimmtes Schutzkonzept kann dies zu kostspieligen Reparaturen und Datenverlusten führen.

2. Gesetzliche Grundlagen und Normen

In Deutschland gibt es klare gesetzliche Regelungen für den Blitz- und Überspannungsschutz. Diese Normen sind für Bauherren, Elektriker und Betreiber von Gebäuden relevant:

• DIN EN 62305 (VDE 0185-305): Diese Norm beschreibt den Aufbau von Blitzschutzsystemen und gibt Richtlinien für die Planung, Installation und Wartung.

• DIN VDE 0100-443 und DIN VDE 0100-534: Diese Vorschriften machen den Einbau von Überspannungsschutz in neuen und modernisierten Niederspannungsanlagen zur Pflicht.

• VDS 2010: Diese Richtlinie gibt aus Sicht der Versicherungen Empfehlungen für einen effektiven Blitzschutz.

Seit Oktober 2016 ist die Installation eines Überspannungsschutzes in Neubauten und bei umfassenden Renovierungen gemäß DIN VDE 0100-443 verpflichtend. Dabei galt eine Übergangsfrist bis Ende 2018, um der Elektrobranche und Bauherren Zeit für die Umsetzung zu geben. In Bestandsgebäuden besteht keine generelle Pflicht zur Nachrüstung, außer es werden bestimmte elektrische Systeme wie Photovoltaikanlagen oder Wärmepumpen neu installiert. Hier muss ein entsprechender Überspannungsschutz gemäß den aktuellen Normen nachgerüstet werden.

3. Wann ist Blitz- und Überspannungsschutz notwendig?

Die Notwendigkeit eines Schutzsystems hängt von verschiedenen Faktoren ab:

• Geografische Lage: Regionen mit hoher Blitzdichte (z. B. Alpenraum, Mittelgebirge) haben ein erhöhtes Risiko.

• Gebäudestruktur: Hochhäuser, exponierte Gebäude oder Bauwerke mit Metallkonstruktionen sind besonders gefährdet.

• Nutzung des Gebäudes: Besonders wichtig ist der Schutz in Krankenhäusern, Rechenzentren, Industrieanlagen oder Einrichtungen mit sensibler Technik.

• Elektrische Ausstattung: Je mehr empfindliche Elektronik vorhanden ist, desto wichtiger ist der Überspannungsschutz.

Praktische Beispiele für Notwendigkeit

• Wohnhäuser mit Photovoltaikanlagen: Diese sind besonders anfällig für Überspannungsschäden, da sie mit dem Stromnetz und der Umwelt verbunden sind.

• Bürogebäude mit IT-Infrastruktur: Ein einziger Spannungsschlag kann Server und Netzwerke zerstören.

• Landwirtschaftliche Betriebe mit Maschinensteuerungen: Hier können Ausfälle zu enormen Produktionsverlusten führen.

4. Integration des Schutzes in neuen und bestehenden Gebäuden

Bereits in der Planungsphase eines Neubaus muss der Blitz- und Überspannungsschutz berücksichtigt werden, da dies kosteneffizienter ist und sich nahtlos in die elektrische Infrastruktur integrieren lässt. Architekten und Elektroplaner sollten gemeinsam ein umfassendes Schutzkonzept entwickeln, das sowohl äußere als auch innere Blitzschutzmaßnahmen umfasst. Dadurch können spätere Nachrüstungen und hohe Kosten vermieden werden.

Bei Bestandsgebäuden stellt die Nachrüstung eines Blitz- und Überspannungsschutzes eine größere Herausforderung dar. Während äußere Blitzschutzmaßnahmen wie Blitzableiter und Ableitungen oft vergleichsweise einfach nachgerüstet werden können, erfordert der innere Schutz durch SPDs eine genaue Analyse der bestehenden elektrischen Installation. Hierbei sollten insbesondere Hauptverteilungen, Unterverteilungen sowie empfindliche Endgeräte geschützt werden. Zudem ist es ratsam, Erdungsanlagen auf ihren aktuellen Zustand zu überprüfen und gegebenenfalls zu erweitern oder zu verbessern.

In beiden Fällen – Neubau und Nachrüstung – ist es wichtig, Fachkräfte einzubeziehen, um eine normgerechte Umsetzung zu gewährleisten. Durch regelmäßige Wartung und Prüfung der Schutzsysteme kann zudem sichergestellt werden, dass die installierten Maßnahmen langfristig wirksam bleiben. Ein gut geplantes Blitz- und Überspannungsschutzsystem schützt nicht nur vor hohen Reparaturkosten, sondern trägt auch maßgeblich zur Betriebssicherheit und zum Schutz von Personen bei.

5. Vorteile eines umfassenden Schutzkonzepts

Ein durchdachtes Blitz- und Überspannungsschutzsystem bringt zahlreiche Vorteile:

• Schutz von Personen: Verhinderung von Verletzungen durch Blitzeinschläge oder elektrische Störungen

• Schutz von Gebäuden: Vermeidung von Brandschäden und mechanischen Zerstörungen

• Schutz technischer Anlagen: Verlängerung der Lebensdauer und Reduzierung von Ausfällen

• Vermeidung finanzieller Verluste: Schutz vor kostspieligen Reparaturen und Betriebsausfällen

• Erfüllung gesetzlicher Vorgaben: Einhaltung der aktuellen Normen und Vorschriften

Fazit

Blitz- und Überspannungsschutz ist nicht nur eine technische Notwendigkeit, sondern in vielen Fällen auch gesetzlich vorgeschrieben. Besonders in Regionen mit hoher Blitzdichte, bei Gebäuden mit empfindlicher Technik oder hohem Personenaufkommen sollte ein umfassendes Schutzkonzept umgesetzt werden. Eine individuelle Risikoanalyse durch Fachkräfte ist dabei empfehlenswert, um die besten Maßnahmen zu ergreifen.