DE3836620C2 - Blitzschutzanlage an Gebäuden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Blitzschutzanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Bei Gebäuden mit leicht brenn­ barem Dach, z. B. Schilfrohr-Dach, und/oder mit leicht brenn­ barem Inhalt, z. B. Heu oder Stroh, muß mit Sicherheit dafür gesorgt sein, daß im Fall eines Blitzeinschlages nicht Über­ schläge von der Blitzschutzfangleitung zum Gebäude oder zu innerhalb des Gebäudes befindlichen metallischen Teilen entstehen. Sowohl ein Schilfrohr-Dach als auch unterhalb des Daches eines landwirtschaftlichen Gebäudes gelagertes Heu oder Stroh würden durch den kleinsten Funken in Brand gesetzt werden. Bei der leichten Brennbarkeit solcher Materialien würde ein solches Gebäude in kürzester Zeit in Flammen ste­ hen. Die vorstehend genannten metallischen Bauelemente im Innern des Gebäudes können z. B. bei landwirtschaftlichen Gebäuden eine Heuaufzugsschiene, Rohrleitungen, eine Elektro­ installation und dergleichen mehr sein. Solche Einbauten oder Installationen könnten im übrigen auch nachträglich in ein Gebäude eingebracht werden. Bei den eingangs erläuterten Häusern mit Schilfrohr-Dach hat man bereits versucht, dem dadurch abzuhelfen, daß man die Blitzschutzfangleitung, d. h. entsprechend verlegte und gespannte Blitzableiterdrähte in einem größeren Abstand von dem Schilfrohr angeordnet hat. Als Abstandshalter sind hierzu Stützer aus Holz verwendet worden, die aber aus mehreren Gründen nachteilig sind und damit den zu stellenden Anforderungen nicht genügen. Die Isolierwir­ kung, d. h. die elektrische Festigkeit solcher Holzstützer ist gering, insbesondere wenn sie durch Witterung feucht werden, sowie mit fortschreitender Alterung Längsrisse bekommen oder sogar morsch werden. Solche Längsrisse und morsche Holzbe­ standteile führen zu einer Herabsetzung der elektrischen Isolationseigenschaften. Somit können bei einem Blitzein­ schlag auch entlang dieser Holzstützer Überschläge auftreten, womit die erläuterte Brandgefahr gegeben ist. Aber auch im trockenen Zustand ist an solchen Holzstützen der Gleitweg der elektrischen Entladung zu kurz, um bei dem o. g. Abstand zwischen der Blitzschutzfangleitung und dem Dach einwandfrei dafür zu sorgen, daß entlang der Stützer kein Überschlag eintritt. Ein wirklich überschlagssicherer Schutz ist damit nicht erreicht. Eine entsprechende Blitzableiteranordnung ist der DE-PS 17 740 zu entnehmen. An einem Porzellan-Isolator ist ein isolierter Leitungshalter befestigt, der die Blitzschutzfang­ leitung trägt.

Bei landwirtschaftlichen Gebäuden, wie Scheune, Stallungen und dergleichen, die mit einem nicht oder nur schwer brenn­ baren Dachmaterial (Ziegel, Schiefer, Asbest-Faserplatten und dergleichen) belegt sind, werden die Blitzschutzfangleitungen in üblicher Weise direkt auf der Dachfläche verlegt. Ein etwa vorhandener Abstand zum Dach ist sehr gering. Damit besteht die bereits angesprochene Gefahr von Überschlägen zu Metall­ elementen oder Metallkonstruktionen unterhalb des Daches, die zum Zünden leicht brennbarer Materialien führen können. Diese Gefahr besteht nicht nur bei den erwähnten landwirtschaftlich genutzten Gebäuden, wie Scheunen usw., sondern generell bei allen Gebäuden, in denen ein solcher Überschlag von der Blitzfangleitung zu im Inneren des Gebäudes befindlichen Metallteilen usw. möglich ist und ferner in der Nähe dieser möglichen Überschlagsstellen leicht brennbare Güter gelagert sind. Beispielsweise sei an die Lagerung von Lacken, leicht entflammbaren Chemikalien oder flüssigen Brennstoffen ge­ dacht.

Beispielsweise aus DE 14 90 529 B2, DE-PS 10 93 844 und aus der Veröffentlichung Manfred Beyer u. a. "Hochspannungstechnik" (theoretische und praktische Grundlagen) im Springer-Verlag 1986, insbesondere Seite 11, sind elektrische Hochspannungs-Isolatoren (auch Stütz-Isolatoren) bekannt, die aus einer Mehrzahl übereinander angeordneter schirmförmiger Isolierteile bestehen. Ein Einsatz für Blitzschutzzwecke, insbesondere ein Einsatz im Sinne der vorliegenden Erfindung, ist diesen Literaturstellen nicht zu entnehmen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, einer­ seits für einen sicheren Schutz des Dachmateriales und/oder Inhaltes eines Gebäudes vor Entzündung durch Überschläge zu sorgen, andererseits aber den Abstand zwischen der Blitz­ schutzfangleitung und dem Dach nicht zu groß werden zu las­ sen, da dies architektonisch unschön aussieht und außerdem entsprechend lang dimensionierte Stützer verlangen würde. Je länger die Stützer sind und je weiter sich die Blitzschutz­ fangleitung vom Dach befinden, desto stärker müßten daher die Befestigungen der Stützer am Dach sein. Dies würde weitere zusätzliche Aufwendungen verlangen.

Die Lösung der Aufgabe wird zunächst, ausgehend vom Oberbe­ griff des Anspruches 1, in den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 gesehen. Damit wird die für die sichere Verhin­ derung von Übarschlägen notwendige Länge der Stützer erheb­ lich reduziert, da durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Stützer der Kriech- oder Gleitweg für die elektrischen Entla­ dungen entlang seiner Oberfläche entsprechend vergrößert ist. Somit kann man die Stützerlänge und damit den Abstand der Blitzschutzfangleitungen vom Dach entsprechend oder angenä­ hert der einschlägigen Vorschrift DIN/VDE 0185 bzw. IEC-Nor­ men wählen. Hiernach sind in der Regel Abstände (Luftabstand) im Bereich von ca. 0,5 m einzuhalten. Diese Betrachtung gilt für den Abstand Fangleitung zu Dachfläche in der Luft, d. h. bei frei gespannter Leitung. Sobald jedoch Feststoffe, wie z. B. Stützer, zur Halterung verwendet werden, ist zu beach­ ten, daß der Stützer aufgrund der im Vergleich zu Luft schlechteren elektrischen Isolationseigenschaften in der Höhe etwa auf das Doppelte des Luftabstandes gebracht werden muß. Durch Vergrößerung des Gleitweges am Stützer selbst und Beibehaltung seiner Höhe kann der Stützer doch demgegenüber in seiner Höhe verkürzt werden. Die Stützer nach der Erfin­ dung sind mit ihrer Oberfläche so ausgebildet, daß bei dem erforderlichen Abstand der Blitzschutzfangleitungen vom Dach ein Überschlag entlang der Stützeroberfläche vermieden ist. Man ist also nicht genötigt, die Länge der Stützer größer als den erforderlichen Abstand zwischen Blitzschutzfangleitungen und Dach zu wählen und damit den letztgenannten Abstand unnötig groß werden zu lassen (siehe hierzu auch Anspruch 2). Die vorstehend angesprochenen Überspannungen entstehen da­ durch, daß der Blitzstrom während des Fließens entlang der Blitzschutzfangleitungen an diesen einen Spannungsabfall erzeugt, der kurzfristig das Potential der Blitzschutzfang­ leitungen auf Größenordnungen von 50 bis 100 kV oder sogar noch höher hebt, während die unter dem Gebäudedach befind­ lichen Metallelemente Erdpotential aufweisen. Da der genannte Spannungsabfall in Richtung zum Erdboden hin kleiner wird, wird durch die am Schluß des Anspruches 1 genannten Merkmale, nämlich daß der Abstand der Blitzschutzfangleitung zum Gebäude bzw. Gebäudedach von der höchsten Stelle des Gebäudes her in Richtung zum Erdboden abnimmt, erreicht, daß man die Länge der Stützer vom höchsten Punkt des Gebäudes her betrachtet, immer kürzer machen kann, je näher der betreffende Stützer sich zur untersten Stelle des Gebäudedaches befindet. Durch das Zusammenwirken der Merkmale des Anspruches 1 tritt also ein synergistischer Effekt dahingehend ein, daß diese Blitzschutzanordnung optimal den elektrischen Verhältnissen im Falle eines Blitzeinschlages angepaßt ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Stützers nach der Erfin­ dung ist Gegenstand des Anspruches 4. Ein solcher Stützer ist mechanisch hoch belastbar. Der Innenraum wird durch den Polyurethanschaum hermetisch ausgefüllt, wobei der Schaum eine sehr gute und innige Haftung an der Rohrinnenwand hat. Dies gilt besonders für eine Ausbildung des Rohres gemäß Anspruch 5. Hierdurch wird mit Sicherheit vermieden, daß sich im Stützerinnern Wasser, z. B. Kondensat, festsetzt, da keinerlei Risse oder Haarrisse für das Eindringen von Feuch­ tigkeit bestehen. Dies ist auch noch nach längerem Einsatz im Freien der Fall. Anstelle eines hermetisch ausgeschäumten Rohres könnte auch ein Vollstab aus elektrisch hochwertigem Kunststoff verwendet werden.

Die Erfindung betrifft weitere Ausbildungen und Anordnungen der Stützer. Hierzu wird auf die übrigen Unteransprüche verwiesen. Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen anhand der erläuterten Ausführungsmög­ lichkeiten beschrieben. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 schematisch ein Gebäude mit einer Blitzschutzanlage nach der Erfindung,

Fig. 2 im vergrößerten Maßstab eine Seiten­ ansicht eines zugehörigen Stützers.

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Teilbereich des Stützers gemäß Fig. 2,

Fig. 4 bis 7 verschiedene Einsatzmöglich­ keiten und Ausbildungen von Stützern nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt schematisch das Gebäude 1 mit Dach 2, Dach­ rinne 3 und einer im Querschnitt gezeigten Laufschiene 4 eines Heuaufzuges. Statt der Schiene 4 könnte natürlich auch ein anderes metallisches Element dort vorgesehen sein, wie ein Heugebläse, Metallrohrsysteme, elektrische Versorgungsleitungen und dergleichen mehr.

Die Blitzschutzfangleitungen 5 sind durch ihre isolieren­ de Stützer 9 bis 13 in einem Abstand a vom Dach 2 distan­ ziert gehalten, wobei dieser Abstand a von der Spitze, d. h. der First-Blitzschutzfangleitung 6 bis zur Anbringung 7 der Blitzschutzableitung am Gebäude kontinuierlich abneh­ men kann. Die Blitzschutzableitung ist dann gemäß Ziff. 5' mit der Erdungsanlage 8 verbunden. Die Fang- und Ableitun­ gen bestehen aus üblichem Blitzableiterdraht.

Der Aufbau eines bevorzugten Ausführungsbeispieles eines Stützers ist näher den Fig. 2 und 3 zu entnehmen. In die­ sem Fall ist die Verlängerung des Entladungs- oder Gleit­ weges 14 durch Isolierteller 15 erreicht. Stattdessen könn­ ten auch andere Bauteile vorgesehen sein, die diesen Weg 14 gegenüber einer geradlinigen Verbindung von Kopf 16 zum Fuß 17 des Stützers entsprechend vergrößern. Fig. 3 zeigt die Ausbildung des Stützers aus einem zylindrischen Rohr 34, z. B. aus glasfaserverstärktem Kunststoff, dessen Innen­ raum hermetisch mit einem Polyurethanschaum 18 ausge­ schäumt ist. Diese Ausschäumung ergibt den weiteren Vor­ teil eines geringen Gewichtes des Stützers. Das Rohr 34 ist außenseitig mit einem Mantel 18' aus Silikonelasto­ mer umgespritzt. Hierdurch wird, insbesondere bei Luft­ feuchtigkeit oder Niederschlägen, die Spannungsfestig­ keit erhöht. Die Isolierteller 15 bestehen in diesem Aus­ führungsbeispiel ebenfalls aus einem Silikonelastomer und sind auf den Mantel 18' aufvulkanisiert. Damit ist ver­ mieden, daß an den Übergangsflächen 19 vom Mantel 18' zu den Isoliertellern 15 Fugen oder Haarrisse entstehen, welche den Durchtritt von Feuchtigkeit gestatten.

Der überschlagssichere Gleitweg 14 ist etwa doppelt so lang wie die vorgenannte Länge L. Dies bedeutet, daß die Länge L (Fig. 2) dieses Stützers nur etwa halb so groß sein muß wie bei einem Stützer, der keine Vergrößerung des Entladungs- oder Kriechweges 14 aufweisen würde. Hieraus ergibt sich ein der Länge L angenäherter und da­ bei überschlagssicherer Abstand a gemäß Fig. 1.

Die Stützerköpfe 16 tragen Mittel, wie Schraubverklemmun­ gen 20, zum Halt des Blitzableiterdrahtes 5. An den Stüt­ zerfüßen 17 sind Mittel, wie z. B. eine Metallhülse 21, vorgesehen, die einerseits fest mit dem Fuß 17 verbunden sind und andererseits in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel zum Befestigen am Dach 2 aufweisen. Die aus Metall bestehenden Teile 16, 17 und 21 sind mit den aus isolieren­ dem Werkstoff bestehenden Teilen des Stützers verbunden. Dabei sind die Isolierteile der Stützer durch eine Schraf­ fur gekennzeichnet.

In den Fig. 4 bis 7 sind einige Ausgestaltungen der Stützer und ihrer Anbringung, sowie der Halterung der Blitzschutzfangleitungen (Blitzableiterdraht) darge­ stellt.

Fig. 4 zeigt einen Stützer 9, an dessen Kopf eine me­ tallene Fangstange 22 angebracht ist. Hiermit kann ein aus dem Dach herausragendes Bauteil 23 (wie z. B. eine Entlüftungshaube) durch den Schutzraumwinkel von 45°, gekennzeichnet durch die Markierung 5", blitzschutztech­ nisch geschützt werden.

Fig. 5 stellt in einem Schnitt durch den oberen Bereich das Gebäude 1 mit seinem First 24 und einer Seitenwand 25 dar. Die First-Blitzschutzfangleitung 6 erstreckt sich entlang des Firstes und wird von einem oder mehre­ ren der Stützer 9 gehalten. Derart lange Fangleitungen müssen am Firstende abgespannt werden. Hierzu dient ein weiterer Stützer in Form eines Spannstützers 11, der an seinem Kopf 26 mit einer nicht im Detail dargestellten Spannvorrichtung versehen ist, welche das Ende 27 der Firstfangleitung 6 erfaßt und in Pfeilrichtung 28 zieht. Hierzu muß die Blitzschutzfangleitung 6 im Kopf 29 des Stützers 9 verschiebbar geführt sein. Der Spannstützer 11 ist in der Seitenwand 25 befestigt und ragt von dieser schräg nach oben/außen, bildet also mit der Horizontalen einen spitzen Winkel.

Fig. 6 zeigt mittels eines Stützers 10 die Distanzierung der Blitzschutzfangleitung 5 von der Oberfläche 2' des Daches 2.

Da auch die Dachrinne im Schutzbereich des isoliert ge­ tragenen Fangeinrichtung liegen muß ist hierzu eine ent­ sprechende Anordnung Vorzusehen. Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Anordnung zeigt Fig. 7. Eine Befestigungs­ stange oder -strebe 30 ist am Dach befestigt und ragt in der Fallrichtung 31 des Daches unterhalb der Dachrinne 3 vor. Sie trägt an ihrem Ende zwei Stützer. Hiervon ver­ läuft der eine Stützer 12 in Richtung der Strebe 30 und der andere Stützer 13 ragt im Winkel, hier einem rechten Winkel, von der Strebe 30 schräg nach oben/außen. Damit bilden die Köpfe 32, 33 dieser beiden Stützer 12, 13 Halterungen und Führungen für die Blitzschutzfangleitung 5 in einem hinreichenden Abstand oberhalb, seitlich und unterhalb der Dachrinne 3. Um dies zu erreichen sind ledig­ lich die Längen der Stützer 12, 13, ihre Winkellagen und auch die Längs der unter der Dachrinne vorragenden Strebe 30 entsprechend den örtlichen Gegebenheiten zu dimensionieren.

Claims (13)

1. Blitzschschutzanlage an Gebäuden, insbesondere an Gebäuden mit leicht brennbarem Dach und/oder Inhalt, wobei die Blitzschutzfangleitungen durch Stützer in einem Abstand vom Gebäude, insbesondere Gebäudedach, gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Abstandshalter Stützer (9 bis 13) aus Isoliermaterial mit an ihrer Außenseite ver­ größertem Gleitentladungs- oder Kriechweg (14) vorgesehen sind, daß der Abstand (a) der Blitzschutzfangleitungen (5, 6) vom Gebäude, insbesondere Gebäudedach (2), sowie die Länge des Kriech- oder Gleitentladungsweges (14) entlang der Außenseite der Stützer auf die zulässigen Näherungsab­ stände abgestimmt sind und daß der Abstand (a) der Blitz­ schutzfangleitung zum Gebäude bzw. Gebäudedach von der höchsten Stelle des Gebäudes her in Richtung zum Erdboden abnimmt.

2. Blitzschutzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Baulänge (L) des Stützers (9 bis 13) etwa der Größe des Abstandes (a) von der Blitzschutzfangleitung zum Gebäude, insbesondere Gebäudedach, entspricht und daß die Länge des Kriechweges (14) etwa doppelt so groß ist wie die Baulänge (L) des Stützers.

3. Blitzschutzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stützer (9 bis 13) außenseitig mit Isoliertellern (15) versehen sind.

4. Blitzschutzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Stützer (9 bis 13) ein zylindrisches Rohr aufweist (34), das außenseitig bevor­ zugt mit einem Mantel (18') versehen ist und in seinem Innern mit einem Kunststoffschaum, bevorzugt einem Poly­ urethanschaum (18), vollständig und wasserdicht ausge­ schäumt ist.

5. Blitzschutzanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (34) aus glasfaserverstärktem Kunststoff besteht.

6. Blitzschutzanlage nach einem der Ansprüche 4 oder 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der das Rohr (34) umgebende Mantel (18') aus einem Silikonelastomer besteht und daß die ebenfalls aus Silikonelastomer bestehenden Isoliertel­ ler (15) auf den Mantel (18') aufvulkanisiert sind.

7. Blitzschutzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß auf den Kopf eines Stützers (9) eine stangenartige Verlängerung (22), z. B. eine Metall­ spitze, aufgesetzt ist und mit ihrer Spitze einen Schutz­ raum (5") für aus dem Dach herausragende Aufbauten bildet.

8. Blitzschutzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Stützerfuß (17) mit einer metallischen Verlängerung, z. B. einer Hülse (21) versehen ist, die Mittel zu ihrer Befestigung und damit der Be­ festigung des Stützers (9 bis 13) am Gebäude aufweist.

9. Blitzschutzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Köpfe (16) der Stützer (9 bis 13) mit Mitteln (20) zur lösbaren Anbringung der Blitzschutzfangleitung (5, 6) versehen sind.

10. Blitzschutzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (27) einer sich über den First erstreckenden Blitzschutzfangleitung (6) von einer Spannvorrichtung am Kopf (26) eines Spannstützers (11) gehalten und gespannt ist.

11. Blitzschutzanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß am Ende eines Dachfirstes (24) ein den Abstand (a) der First-Blitzschutzleitung (6) vom First (24) sichernder Stützer (9) angebracht ist, während an der benachbarten Seiten- oder Giebelwand (25) des Gebäudes der Spannstützer (11) angebracht ist, wobei der Spann­ stützer von der Seiten- oder Giebelwand her im spitzen Winkel zur Horizontalen und dabei schräg nach oben/außen verläuft.

12. Blitzschutzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung der Blitzschutz­ fangleitungen um eine am Gebäudedach (2) vorgesehene Dachrinne herum eine Stützeranordnung mit zwei im Winkel zueinander stehenden Stützern (12, 13) vorgesehen ist, deren Köpfe (32, 33) so gelegen sind, daß sie die Blitz­ schutzfangleitung oberhalb, seitlich und unterhalb der Dachrinne (3) im erforderlichen Abstand (a) halten.

13. Blitzschutzanlage nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Befestigungsstange oder dergleichen (30), die unter­ halb der Dachrinne (3) am Dach (2) befestigt ist und etwa in Verlängerung der Dachfallinie (31) über die Dachrinne vorragt und daß an der Befestigungsstange die beiden Stützer (12, 13) angebracht sind, wobei der eine Stützer (12) etwa in der Verlängerung der Befestigungsstange (30) und der andere Stützer (13) im Winkel zur Befestigungs­ stange (30) schräg nach oben/außen verläuft.