Anforderungen an den Blitzschutz bei Biogasanlagen

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1 Stand: Seite 1 von 7 Anforderungen an den Blitzschutz bei Biogasanlagen Technische Information Stand:

2 Stand: Seite 2 von 7 Präambel Dieses Informationsblatt ist eine Handlungshilfe für die Einhaltung der Anforderungen an den Blitzschutz bei Biogasanlagen zur Umsetzung der TRBS 2152 Teil 3 (Stand ). Zielgruppen dieses Informationsblattes sind Behörden, Planer und Betreiber sowie Sachverständige. Inhaltsverzeichnis 1 Grundanforderungen Technische Anforderungen Organisatorische Anforderungen 3 2 Anforderungen aus der Gesetzgebung 4 3 Konsequenzen aus der Blitzschutz-Normung (beispielhaft) 4 4 Blitzschutzmaßnahmen Äußerer Blitzschutz Innerer Blitzschutz Potentialausgleich Überspannungsschutz 6

3 Stand: Seite 3 von 7 1 Grundanforderungen Der Arbeitgeber (Anlagenbetreiber) hat unter Berücksichtigung der verfahrens- und sicherheitsrelevanten Hinweise der Hersteller die Anlage sicher zu betreiben und auf der Anlage befindliche Personen vor Gefährdungen zu schützen. 1.1 Technische Anforderungen Biogasanlagen sind technisch dicht auszuführen (TRBS 2152). Zur Vermeidung von Brand- und Explosionsgefährdungen muss der Anlagenbetreiber Maßnahmen in der nachfolgenden Rangfolge ergreifen: Teil 1. Gefährliche Mengen oder Konzentrationen von Gefahrstoffen sind zu vermeiden (Primärer Explosionsschutz: Zonenvermeidung). Teil 2. Zündquellen sind zu vermeiden (Sekundärer Explosionsschutz). Teil 3. Schädliche Auswirkungen sind zu verringern (Tertiärer Explosionsschutz). Zur sicheren Vermeidung von Zonen (Freisetzung von Biogas) muss eine zusätzliche Gasverbrauchseinrichtung (z.b. eine Gasfackel) unter allen Betriebszuständen funktionsfähig sein (auch bei Ausfall der Haupt- und Hilfsenergien), um die gesamte Feuerungswärmeleistung der Biogasanlage thermisch umzusetzen. 1.2 Organisatorische Anforderungen Der Anlagenbetreiber muss eine Gefährdungsbeurteilung erstellen sowie geeignete Gefahrenabwehrmaßnahmen festlegen und umsetzen (analog zu 3 BetrSichV). Generell sind Zonen zu vermeiden (analog zu 11 GefStoffV). Gefährliche Bereiche sind in sämtlichen Betriebszuständen der Biogasanlage zu beachten. Vom Anlagenbetreiber sind Wartungs- und Prüfungsintervalle mit deren Umfang und erforderlicher Personalqualifikation festzulegen, umzusetzen, zu dokumentieren und auf aktuellem Stand zu halten. Kann der Anlagenbetreiber in seiner Gefährdungsbeurteilung Bereiche, in denen explosionsfähige Atmosphäre auftreten kann, nicht ausschließen, ist er verpflichtet entsprechende explosionsgefährdete Bereiche (Zonen) festzulegen. Für Gas-Luft-Gemische gilt: Zone 0: Ist ein Bereich, in dem gefährliche, explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln ständig, über lange Zeiträume oder häufig vorhanden ist. Zone 1: Ist ein Bereich, in dem sich bei Normalbetrieb gelegentlich eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln bilden kann. Zone 2: Ist ein Bereich, in dem bei Normalbetrieb eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln normalerweise nicht oder nur kurzzeitig auftritt. Staubexplosionsgefahren sind ggf. analog zu betrachten.

4 Stand: Seite 4 von 7 2 Anforderungen aus der Gesetzgebung Die Richtlinie 1999/92/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 16. Dezember 1999 über Mindestvorschriften zur Verbesserung des Gesundheitsschutzes und der Sicherheit der Arbeitnehmer, die durch explosionsfähige Atmosphäre gefährdet werden können, richtet sich an die Betreiber elektrischer Anlagen, Geräte und Schutzsysteme. Sie wurde dem Sinne nach in nationales Recht umgesetzt. Dies erfolgte durch die Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV), die seit 2002 verbindlich gilt. Die Betriebssicherheitsverordnung wird durch Technische Regeln für Betriebssicherheit (TRBS) konkretisiert. Gemäß TRBS 2152 Teil 3, Pkt , vom sind Blitzschutzanlagen als Maßnahmen für die Zone 2 nicht erforderlich. 3 Konsequenzen aus der Blitzschutz-Normung (beispielhaft) Die Blitzschutz-Normung DIN EN (vormals VDE ) besteht aus: Teil 1. Allgemeine Grundsätze (Okt. 2011) Teil 2. Risiko-Management (Feb. 2012) mit Beiblättern Beiblatt 1. Blitzgefährdung in Deutschland Beiblatt 2. Berechnungshilfe zur Abschätzung des Schadensrisikos für bauliche Anlagen Teil 3. Schutz von baulichen Anlagen und Personen (Okt. 2011) Beiblatt 1. Zusätzliche Informationen zur Anwendung der DIN EN Beiblatt 2. Zusätzliche Informationen für besondere bauliche Anlagen Beiblatt 3. Zusätzliche Informationen für die Prüfung und Wartung von Blitzschutzsystemen Beiblatt 4. Verwendung von Metalldächern in Blitzschutzsystemen Beiblatt 5. Blitz- und Überspannungsschutz für PV-Stromversorgungssysteme Teil 4. Elektrische und elektronische Systeme in baulichen Anlagen (Okt. 2011) Beiblatt 1. Verteilung des Blitzstroms Es sind geeignete Maßnahmen zur Verringerung von Personenschäden und ggf. physikalischen Schäden an einer baulichen Anlage und/oder Schäden verursacht durch Ausfall elektrischer und elektronischer Betriebsmittel umzusetzen. Vor diesem Hintergrund ist Blitzschutz für Biogasanlagen grundsätzlich erforderlich. Im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung sind für die Errichtung und den Betrieb einer Biogasanlage der Blitzschutz zu beachten und eine Risikoanalyse gemäß Teil 2 durchzuführen.

5 Stand: Seite 5 von 7 4 Blitzschutzmaßnahmen Beim Blitzschutz wird unterschieden zwischen äußerem und innerem Blitzschutz. Außerdem sind organisatorische Maßnahmen zu treffen. Es muss geregelt werden, dass das Gassystem bei Gewitter nicht geöffnet wird sowie exponierte Bereiche nicht betreten werden, insbesondere die, in denen explosionsfähige Atmosphäre auftreten kann. Dies erfolgt z.b. mittels einer Betriebsanweisung. 4.1 Äußerer Blitzschutz Der äußere Blitzschutz soll Normblitze auffangen, den Blitzstrom am Einschlagort zur Erde ableiten und in der Erde verteilen, ohne dass durch thermische und mechanische Wirkungen Schäden entstehen. Das hierfür zur Anwendung kommende Blitzschutzsystem besteht in der Regel aus folgenden Einrichtungen: Fangeinrichtung Ableiteinrichtung / Ableitungseinrichtung Erdungsanlage Für Biogasanlagen ist ein vermaschtes Ringerdungsnetz zu empfehlen. Erkenntnisse aus der Praxis 1. Die Anwendung des Blitzkugelverfahrens und des Schutzwinkelverfahrens nach DIN EN führen zu unterschiedlichen Ergebnissen. 2. Fang- und Ableitungseinrichtungen direkt an Behältern in räumlicher Nähe zu ausgewiesenen Zonen bzw. Brandlasten sind zu vermeiden. 3. Biogasanlagen in einem räumlichen Zusammenhang mit Bauwerken bzw. natürlichen Erhebungen sind in der Gesamtheit zu betrachten. 4. Über-/Unterdrucksicherungen (ÜUS) dienen der Behälterabsicherung und müssen im Normalbetrieb technisch dicht, leitfähig/ableitfähig und in den Potentialausgleich eingebunden sein. Bei Behältern, deren ÜUS bzw. Abblaseöffnungen nicht den höchsten Punkt des Behälters bilden, werden diese häufig durch die Abdeckungskonstruktion vor direktem Blitzschlag geschützt. Das Risiko eines Brandes oder einer Explosion hängt u.a. vom Material der Einhausung, der Erdung/Potentialausgleich und der Belüftung der Einhausung ab. 5. Leitfähige/ableitfähige Abgasleitungen sind wie eine Fangeinrichtung anzusehen und über entsprechende Ableitungseinrichtungen mit dem Potentialausgleich zu verbinden. Ein äußerer Blitzschutz ist im Allgemeinen bei Biogasanlagen nicht erforderlich. Für Zone 0 oder Zone 1 sind gemäß TRBS Maßnahmen zum äußeren Blitzschutz zu treffen. 4.2 Innerer Blitzschutz Der innere Blitzschutz schützt gegen die Auswirkungen des Blitzstromes. Die Maßnahmen zum inneren Blitzschutz sind Potentialausgleich und Überspannungsschutz sowie deren Verbindung zum Erdungssystem. Der innere Blitzschutz ist stets erforderlich. Zur Festlegung der Blitzschutzmaßnahmen sind die Umgebungsdaten, die Daten der baulichen Anlage, die Wahrscheinlichkeiten und Reduktionsfaktoren sowie die Schadensfaktoren zu berücksichtigen. Es empfiehlt sich, die Ausführung des notwendigen Blitzschutzes mit dem Versicherer in Abhängigkeit der örtlichen Gegebenheiten der Anlage zu besprechen.

6 Stand: Seite 6 von Potentialausgleich Potentialausgleich bezeichnet das Herstellen elektrischer Verbindungen zwischen leitfähige/ableitfähigen Teilen, um Potentialgleichheit zu erzielen. Die grundsätzliche Forderung für den Potentialausgleich ergibt sich aus den Anforderungen zum Schutz gegen elektrischen Schlag und ist in der DIN VDE festgelegt. In jedem Gebäude müssen: - leitfähige/ableitfähige Rohrleitungen von Versorgungssystemen (z.b. Substrat, Wasser, Gas), - fremde leitfähige/ableitfähige Teile der Gebäudekonstruktion, sofern im üblichen Gebrauchszustand berührbar, - Metallteile von Gebäudekonstruktionen (z.b. Heizung) sowie - Betonbewehrung über die Potentialausgleichsschiene verbunden werden. Es kommen in der Praxis verschiedene Erdungssysteme zum Einsatz, die häufig miteinander kombiniert werden: - Oberflächenerder in der Regel werden die Erder in einer Verlegungstiefe zwischen 0,5m - 1m eingebaut. Es ist bei dieser Erderform zu beachten, dass der Ausbreitungswiderstand aufgrund wechselnder Bodenfeuchtigkeit starken Schwankungen unterliegt. - Tiefenerder bestehen aus Profilstählen und werden in größere Tiefen eingetrieben. Vorteilhaft ist der wenig schwankende Ausbreitungswiderstand aufgrund der weitgehend gleichbleibenden Bodenfeuchte bzw. des Grundwasserkontakts Überspannungsschutz Für den Überspannungsschutz von elektrischen Leitungen und Geräten werden Überspannungsschutzeinrichtungen bzw. -geräte (SPD, Surge Protective Devices) eingesetzt. In der nachfolgenden Tabelle sind die Zusammenhänge zwischen den Klassifizierungen nach den verschiedenen Normen dargestellt: Anwendung Blitzschutz- Potentialausgleich Überspannungsschutz für elektrische Anlagen Überspannungsschutz für elektrische DIN VDE Normenreihe DIN EN (VDE ) E DIN VDE DIN EN / / VDE VDE 0675 Teil Teil 6 11 (ungültig) Teil 3-1 ÜSE Typ 1 Ableiter der Anforderungsklasse B ( B-Ableiter) ÜSE Typ 2 Ableiter der Anforderungsklasse C ( C-Ableiter) ÜSE Typ 3 Ableiter der Anforderungsklasse D ( D-Ableiter) Endgeräte ÜSE Überspannungs-Schutzeinrichtung SPD surge protective device SPD Typ 1 SPD Typ 2 SPD Typ 3 DIN EN / VDE 0845 Kategorie D1 Kategorie C2 Kategorie C1 VdS 2031 Ableiter Typ 1 Ableiter Typ 2 Ableiter Typ 3

7 Stand: Seite 7 von 7 SVK Biogas (Sachverständigen Kreis Biogas), zusammengesetzt aus: Kurt Awater Armin Bojahr Torsten Fischer Dr.-Ing. Sarah Gehrig Frank Herter Martin Paproth Reinhold Schoon Wolfgang Horst Stachowitz Ingenieurbüro Awater Gesellschaft für Umwelttechnik Bojahr mbh & Co. KG Krieg & Fischer Ingenieure GmbH Dr. Gehrig Management- & Technologieberatung GmbH Paproth Ingenieurdienstleistungen SBS Sachverständigenbüro DAS IB GmbH