Risikoorientierter Blitz- und Überspannungsschutz – VdS 2010€¦ · Blitz- und...

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Über 1,5 Millionen Blitze pro Jahr in Deutschland. Das Naturereignis Blitz kann „jeden“ treffen. Durch Blitzeinschlag können elektrische Geräte beschädigt werden sowie Haus- und Waldbrände entstehen. Zum Schutz können Gebäude mit Blitzableitern und Überspannungs- schutzgeräten versehen werden. Die VdS-Richtlinien 2010 spiegeln die Erfahrungen und Erkenntnisse der Ver- sicherer sowohl auf dem Gebiet der Blitz-Schadenverhütung als auch aus zahlreichen Blitz-Schadensfällen wider. Die Versicherer verzeichnen in den letz- ten Jahren einen ständigen Anstieg der Schäden durch Blitzschlag und Blitz- überspannung. Durch die fortschreitende Entwicklung empfindlicher elektronischer Geräte werden diese Schäden ohne ge- zielte Schutzmaßnahmen weiter steigen. Die Richtlinien sollen als Hilfsmittel bei der Entscheidung dienen, ob und welcher Blitz- und Überspannungsschutz für Ge- bäude, Gebäudeteile, bauliche und techni- sche Anlagen (Objekte) vorzusehen ist. Sie enthalten auch Festlegungen für die risikobezogene Zuordnung von Schutz- maßnahmen sowie deren Ausführung. Sie richten sich daher hauptsächlich an Personen, die auf dem Gebiet des Blitz- und Überspannungsschutzes tätig sind, wie Mitarbeiter von Fachorganisationen, Architekten, Planer, aber auch an Ver- sicherer, Behördenvertreter, Errichter und Betreiber elektrischer Anlagen. Warum diese Richtlinien? ..................... In den Bauordnungen der Länder und in mitgeltenden gesetzlichen sowie behörd- lichen Vorschriften und Ausführungsricht- linien werden für bestimmte Gebäude zur Gewährleistung der öffentlichen Sicher- heit Blitzschutzanlagen gefordert, z.B. für Krankenhäuser und Versammlungs- stätten. Dabei wird von der Behörde lediglich auf die geltende Blitzschutz- norm hingewiesen. Dieser Hinweis auf die Norm ist aber nicht mehr ausreichend. Es fehlt die Angabe nach der Blitzschutzklas- se, nach der die Blitzschutzmaßnahmen auszuführen sind. Nun stellt sich die Frage: Welche Blitz- schutzklasse ist dem Risiko angemessen? Hier helfen die nationalen Blitzschutz- Vornormen der Reihe VDE V 0185. Nach Teil 2 kann eine Risikoanalyse durch- geführt werden (es wird gerechnet – ggf. unter Zuhilfenahme eines Computer- programms). Mit dieser Risikoanalyse wird zuerst die Notwendigkeit des Blitz- schutzes ermittelt und dann werden die technisch und wirtschaftlich optimalen Schutzmaßnahmen ausgewählt. Hier wird, entsprechend dem zu schützenden Risiko, eine der vier Blitzschutzklassen bestimmt bzw. errechnet. Blitzschutzanlagen, die in der Schutzklasse I ausgeführt sind, bieten den höchsten, die der Schutzklasse IV den niedrigsten Schutzgrad. Die Um- setzung der Schutzmaßnahmen ist in den eigentlichen Schutznormen (Teil 3 bis 5) ausführlich beschrieben. Für die Ermittlung einer Blitzschutzklasse nach Norm sind detaillierte Risikokenntnisse 22 schadenprisma 1/2004 Risikoorientierter Blitz- und Überspannungsschutz – VdS 2010 ELEKTROTECHNIK ....... Einleitung ...................

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  • Über 1,5 Millionen Blitze pro Jahr inDeutschland. Das Naturereignis Blitzkann „jeden“ treffen. Durch Blitzeinschlagkönnen elektrische Geräte beschädigtwerden sowie Haus- und Waldbrände entstehen. Zum Schutz können Gebäudemit Blitzableitern und Überspannungs-schutzgeräten versehen werden.

    Die VdS-Richtlinien 2010 spiegeln die Erfahrungen und Erkenntnisse der Ver-sicherer sowohl auf dem Gebiet der Blitz-Schadenverhütung als auch auszahlreichen Blitz-Schadensfällen wider.Die Versicherer verzeichnen in den letz-ten Jahren einen ständigen Anstieg derSchäden durch Blitzschlag und Blitz-überspannung. Durch die fortschreitende Entwicklung empfindlicher elektronischerGeräte werden diese Schäden ohne ge-zielte Schutzmaßnahmen weiter steigen.

    Die Richtlinien sollen als Hilfsmittel bei derEntscheidung dienen, ob und welcherBlitz- und Überspannungsschutz für Ge-bäude, Gebäudeteile, bauliche und techni-sche Anlagen (Objekte) vorzusehen ist.

    Sie enthalten auch Festlegungen für dierisikobezogene Zuordnung von Schutz-maßnahmen sowie deren Ausführung.Sie richten sich daher hauptsächlich anPersonen, die auf dem Gebiet des Blitz-und Überspannungsschutzes tätig sind,wie Mitarbeiter von Fachorganisationen,Architekten, Planer, aber auch an Ver-sicherer, Behördenvertreter, Errichter undBetreiber elektrischer Anlagen.

    Warum diese Richtlinien?

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    In den Bauordnungen der Länder und inmitgeltenden gesetzlichen sowie behörd-lichen Vorschriften und Ausführungsricht-linien werden für bestimmte Gebäude zurGewährleistung der öffentlichen Sicher-heit Blitzschutzanlagen gefordert, z. B. für Krankenhäuser und Versammlungs-stätten. Dabei wird von der Behörde lediglich auf die geltende Blitzschutz-norm hingewiesen. Dieser Hinweis auf dieNorm ist aber nicht mehr ausreichend. Esfehlt die Angabe nach der Blitzschutzklas-se, nach der die Blitzschutzmaßnahmenauszuführen sind.

    Nun stellt sich die Frage: Welche Blitz-schutzklasse ist dem Risiko angemessen?Hier helfen die nationalen Blitzschutz-Vornormen der Reihe VDE V 0185. NachTeil 2 kann eine Risikoanalyse durch-geführt werden (es wird gerechnet – ggf. unter Zuhilfenahme eines Computer-programms). Mit dieser Risikoanalysewird zuerst die Notwendigkeit des Blitz-schutzes ermittelt und dann werden dietechnisch und wirtschaftlich optimalenSchutzmaßnahmen ausgewählt. Hier wird,entsprechend dem zu schützenden Risiko,eine der vier Blitzschutzklassen bestimmtbzw. errechnet. Blitzschutzanlagen, die in der Schutzklasse I ausgeführt sind, bieten den höchsten, die der SchutzklasseIV den niedrigsten Schutzgrad. Die Um-setzung der Schutzmaßnahmen ist in den eigentlichen Schutznormen (Teil 3 bis 5) ausführlich beschrieben. Für die Ermittlung einer Blitzschutzklasse nachNorm sind detaillierte Risikokenntnisse

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    Risikoorientierter Blitz- undÜberspannungsschutz – VdS 2010

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    Einleitung

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  • erforderlich. Für den Planer sind abergroße subjektive Freiräume vorhanden,so dass die jeweilige Interessenlage schnellbestimmend für die auszuführende Blitz-schutzklasse und somit für den damit ver-bundenen Aufwand sein kann. Es mussangenommen werden, dass Blitzschutz-anlagen mit einem hohen Schutzgrad(Blitzschutzklasse) projektiert und damitkostenaufwendige Blitzschutzanlagen an-geboten werden, auch wenn dies nichtdem Risiko angemessen ist. Dadurch besteht die Gefahr geringerer Akzeptanzfür Blitzschutzanlagen. Der Sicherheits-gedanke würde unterlaufen.

    Probleme ergeben sich jedoch auch,wenn der Versicherer Blitzschutz ver-langt, z. B. für Hochregallager oder bei explosionsgefährdeten Betriebsstätten.Auch der Versicherer muss dann die Aus-führung der Blitzschutzanlage konkretisie-ren und die Blitzschutzklasse vorgebenbzw. ermitteln.

    Für den Überspannungsschutz gelten ähnliche Verhältnisse wie für den Blitz-schutz. Weder in gesetzlichen und be-hördlichen Vorschriften noch in Sicher-heitsnormen wird der Überspannungs-schutz risikobezogen definiert. Im Bereich

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    Bei der VGH haben wir einensprunghaften Anstieg derBlitzschäden an Gebäudenim Jahr 2002.

    Noch stärker ist der Anstieg bei den Überspannungs-schäden am Gebäude.

    Anzahl

    5000

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    Anzahl Blitzschäden am Gebäude

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    der Sicherheitsnormung (DIN VDE 0100-443) werden ähnlich wie auf dem Blitz-schutzsektor Risikofaktoren diskutiert.Die hierzu eingebrachten Vorschläge haben bisher keine Mehrheit gefunden,da sie zu kompliziert und praxisfremdsind. Es kann Jahre dauern, bevor die Betreiber elektrischer Anlagen sich auf qualifizierte Normenfestlegungen ab-stützen können.

    Um diesen Missstand abzumildern, wurden die Druckstücke VdS 2569(Überspannungsschutz für elektronische Datenverarbeitungsanlagen), VdS 2017(Blitz- und Überspannungsschutz fürlandwirtschaftliche Betriebe) und VdS2019 (Blitz- und Überspannungsschutz in Wohngebäuden) erarbeitet. Darin wer-den bestimmten Anlagen(teilen) konkreteÜberspannungsschutzmaßnahmen zuge-ordnet. Mit diesen Druckstücken werdenjedoch auch nur Teilbereiche abge-deckt.

    Die Richtlinien VdS 2010 wurden auf-grund dieser Problematik erarbeitet und zeigen, basierend auf gesetzge-berischen Grundlagen und Behörden-vorschriften, schnell die notwendigenMaßnahmen zur Vermeidung von Blitz- und Überspannungsschäden auf. Dabei sind die derzeit in Normen bekannten Berechnungsverfahren sowie die inDeutschland geübte Praxis berücksich-tigt worden.

    Inhalt

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    Die Richtlinien zeigen Gefahren auf, denen Personen, bauliche Anlagen undtechnische Einrichtungen bei der Einwir-kung von Blitzströmen ausgesetzt sind. In zwei Tabellen wird verdeutlicht, welcheObjekte bzw. baulichen Anlagen mit Blitz-schutzanlagen und/oder Überspannungs-schutzmaßnahmen auszuführen sind bzw.wo diese aus Sicht des Personen- oderSachschutzes empfohlen werden. Sie zeigt auch Gefahren durch Überspannung auf,die durch Blitzeinwirkung oder Schalt-handlungen des Elektrizitätsversorgungs-unternehmens, Schalthandlungen des Betreibers, Netzrückwirkungen, Schalteninduktiver und kapazitiver Verbraucher(z. B. Elektromotoren und Kompensa-tionsanlagen), Schaltnetzteile und Thyris-torsteuerungen entstehen, sowie Maß-nahmen zum Schutz von Personen undSachen vor kurzzeitigen Überspannungenund geben somit Hinweise zur Schaden-verhütung.

    Tabelle 1In Tabelle 1 werden die baugesetzlichenVorgaben wie die Landesbauordnung(LBO), Sonderbauverordnungen und -richt-linien sowie sonstige Regelungen der einzelnen Bundesländer zum Blitzschutz

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    Anzahl

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    Anzahl Blitzschäden am Inhalt

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  • dargestellt. Ebenso werden – bezogen auf die jeweiligen Bundesländer – die Fundstelle für den Blitzschutz und die Prüfungen konkret angegeben.

    Tabelle 2Tabelle 2 zeigt die bundesweit geltendenRegelungen auf, in denen Anforderungenzum Blitz- und Überspannungsschutz aufgeführt sind, beispielsweise die „Ver-ordnung zum Schutz vor gefährlichen Stoffen“; GefStoffV – Gefahrstoffverord-nung – oder die Unfallverhütungsvor-schriften (UVV) der Berufsgenossenschaf-ten. Hier wird es aber unter anderem durchdie Betriebssicherheitsverordnung einigeVeränderungen geben.

    Diese Richtlinien enthalten aber vor allemAngaben zum risikoorientierten Blitz- undÜberspannungsschutz für Gebäude undtechnische Anlagen. Sie dienen damit der konkreten Hilfestellung vor allem fürVersicherer und Versicherungsnehmer inihrem Bemühen, Gebäude, Gebäudeteileund technische Einrichtungen gegen die Einwirkungen von Blitzströmen zuschützen.

    Tabelle 3 (siehe Seite 26, 27)Die Tabelle 3 ist das Herzstück der VdS2010. Sie zeigt die baulichen Anlagen auf,die aus Sicht der Versicherer mit Blitz- /

    Überspannungsschutzmaßnahmen zuversehen sind. Wo eine Untergliederungder baulichen Anlage sinnvoll erscheint,ist diese vorgenommen worden. Hier werden die Angaben zum erforderlichenBlitzschutz, zur Blitzschutzklasse, zumÜberspannungsschutz und zu den Prüf-fristen gemacht.

    Elektrisch betriebene Anlagen und Ein-richtungen auf Dachflächen sind durchFangeinrichtungen gegen Direkteinschlä-ge zu schützen. Gehäuse und Metall-schirme sind in den Potentialausgleicheinzubeziehen. Direktanschlüsse an Auf-fangeinrichtungen sind nicht mehr zu-lässig. Bestehende Anlagen müssen denneuen Anforderungen angepasst werden.

    Maßnahmen zum Schutz gegen Be-rührungs- und Schrittspannung sind nachder Norm auszuführen. Um Schrittspan-nung zu vermeiden, ist die Standflächeisoliert aufzubauen (z.B. Asphalt mit 5 cmDicke) oder durch Einbringen von Metalleine Potentialebene (Potentialsteuerung)herzustellen. Diese Maßnahmen sind vor allem im Bereich von Schutzhütten,Kindergärten usw. erforderlich.

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    Bei den Schäden am Inhalt sinddie Überspannungsschäden in2002 sogar um 50% gegenüber2001 und gegenüber 2000sogar um 100% gestiegen.

    Dachaufbauten

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    Potentialsteuerung

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    Anzahl

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    20000

    15000

    10000

    5000

    02000 2001 2002

    Anzahl Überspannungsschäden am Inhalt

    Inhalt 1_2004_5.0_Druck 11.03.2004 16:23 Uhr Seite 25

  • Da die sicherheitstechnischen AnlagenBestandteile des Gesamtkonzepts der Gebäudesicherheit sind, müssen diese ständig verfügbar sein. Zum Schutz gegenZerstörung und ggf. gegen Falschmeldun-gen sind für alle Gefahrenmeldeanlagenund Sicherheitsanlagen die Maßnahmendes Überspannungsschutzes auszufüh-ren. Diese Anlagen sind an allen in das Gerät (Zentrale) führenden Leitungen von Versorgungssystemen mit Überspan-nungsschutzgeräten zu beschalten. In derzugehörigen Unterverteilung ist ein C-Ab-leiter erforderlich. Für ein Gebäudeschutz-konzept sind weitergehende Maßnahmenerforderlich. Diese Maßnahmen solltenauch für bestehende Anlagen angewandtwerden.

    Die Überspannungsschutzmaßnahmensind als Bestandteil der elektrischen Anlagen wie diese regelmäßig zu prüfenund zu warten.

    Freundlicherweise haben bei der Erstel-lung der Richtlinie VdS 2010 Verbände wieRAL, VDB, VDE /ABB, ZVEH, BVS undVKF mitgewirkt.

    Dipl.-Ing. Friedrich Himstedt,VGH Versicherungen Hannover

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    Objekt – Mehrfach-nennungen möglich

    Anlagen für brennbare Gase

    Antenne

    Archive

    Bäder

    Bahnhöfe

    Banken

    Bauliche Anlagen derchemischen, petro-chemischen Industrie

    Bauliche Anlagender Landwirtschaft

    Bauliche Anlagen des Bergbaus

    Bauliche Anlagen in exponierter Lage für Personen zugänglich

    Bauliche Anlagen mit elektronischen MSR-Anlagen

    Bauliche Anlagen zur Be-/Verarbeitungund Lagerung vonbrennbaren Stoffen (s. VdS 2033)

    Äußerer Blitzschutz in den gesetzlichen und behördlichenVorschriften gefordert(siehe auch Tabelle 1 und 2)

    DVGW G 491

    Gefahrenmelde-anlage GMA undsicherheitstech-nische Anlagen

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    Betrieb

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    Auszug aus Tabelle 3

    Inhalt 1_2004_5.0_Druck 11.03.2004 16:24 Uhr Seite 26

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    Gebäude 1)

    (-teile, -bereiche, -einrichtungen sowie -kenndaten)

    Druck-, Regelanlagen,Verdichterstationen

    Lager > 1000 kg

    Ex-Bereiche

    Hallenbad

    Freibad

    Kombi-(Spaß-)bad3)

    Nutzfläche >2000 m2

    Explosionsgefahr

    Biogasanlage

    Stall

    Wohnhaus

    Silo

    Mit Heu-/Strohlagerung

    Gebäude >10.000 m2

    Tagesanlagen

    Bohrgerüste

    Fördergerüste

    Burgruinen3)

    Schutzhütten3)

    Holzverarbeitung

    Mühlen

    Lack- und Farbenfabriken(außer Ex-Bereich)

    Kunststofffabriken

    FeuergefährdeteBetriebsstätten

    Blitzschutz-klasse nachDIN V VDEV 0185

    II

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    I

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    III

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    I

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    II

    II

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    II

    Äußerer Blitzschutz

    Risikoorientierter Blitz- und Überspannungsschutz für Objekte

    behördlicheVorgabe

    EmpfehlungderVersicherer

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    3

    1

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    5

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    3

    Ausführung nach DIN VDE 0100, Teil 443 und 534, DIN V VDE V 0185, DINVDE 845 sowie VdS 2031 und zusätzlich

    Online-Überwachung 2)

    DVGW G 491

    DIN VDE 0855, VdS 2080

    VdS 2569

    VdS 2569

    Online-Überwachung2)

    Online-Überwachung2)

    VdS 2017

    VdS 2017

    VdS 2017 / 2019

    erforderlich

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    X

    X

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    X

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    Prüfintervalle in Jahren

    Überspannungsschutz (innerer Blitzschutz)Potentialausgleich erforderlich

    Inhalt 1_2004_5.0_Druck 11.03.2004 16:24 Uhr Seite 27