Fachbauleitung Brandschutz

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1 Europäisches Institut für postgraduale Bildung GmbH Ein Unternehmen der TUDAG Technische Universität Dresden AG Fachbauleitung Brandschutz Teil 5 Ausführung von Blitzschutzanlagen 15. September 2014 Stefan Bienias Sachverständiger für die brandschutztechnische Bau- und Objektüberwachung Stefan Bienias / FBL /

2 Gliederung des Vortrags 1. Ausführungen von Kabelanlagen, -verlegesysteme 2. Ausführung von Leitungsdurchführungen, -abschottungen 3. Ausführung von Installationsschächten und -kanälen 4. Ausführung von elektrischen Schalt- und Verteilerkästen 5. Ausführung von Blitzschutzanlagen 6. Ausführung von Sicherheitsbeleuchtungsanlagen 7. Ausführung Sicherheitsstromversorgung / Netzersatzanlagen 8. Ausführungen von Verteilern und Kabelanlagen mit Funktionserhalt 9. Prüfung der ordnungsgemäßen Ausführung Stefan Bienias / FBL /

3 Downloads unter Downloads können die gehaltenen Vorträge als PDF-Datei heruntergeladen werden Benutzername: pvting Passwort: Seminar Stefan Bienias / FBL /

4 Die Grundforderung zur Errichtung einer Blitzschutzanlage ergibt sich aus: MBO, 2008, 46, Blitzschutzanlage Bauliche Anlagen, bei denen nach Lage, Bauart oder Nutzung Blitzschlag leicht eintreten oder zu schweren Folgen führen kann, sind mit dauernd wirksamen Blitzschutzanlagen zu versehen. MHHR 2008 Punkt 6.6, Blitzschutzanlagen, Hochhäuser müssen Blitzschutzanlagen haben, die auch die sicherheitstechnische Gebäudeausrüstung schützen (äußerer und innerer Blitzschutz). Stefan Bienias / FBL /

5 Weitere Grundforderungen zur Errichtung einer Blitzschutzanlage ergibt sich aus: MVStättV, 2008, 14,, Blitzschutzanlagen Versammlungsstätten müssen Blitzschutzanlagen haben, die auch die sicherheitstechnischen Einrichtungen schützen (äußerer und innerer Blitzschutz). Die letzten beiden Beispiele stehen stellvertretend für die anderen Sonderbau-Verordnungen, in denen ähnliche Forderungen definiert sind. Stefan Bienias / FBL /

6 Neben den bauordnungsrechtlichen Forderungen bestehen jedoch auch häufig versicherungsrechtliche/ privatrechtliche Forderungen nach der Errichtung einer Blitzschutzanlage. Diese Anforderungen sind mit Beginn der Planung gemeinsam mit dem Auftraggeber, ggf. unter Einbeziehung seines Sachversicherers, abzustimmen. Stefan Bienias / FBL /

7 Anforderungen auf der Grundlage der allgemein anerkannten Regel der Technik: Sicherheitstechnische Anlagen, wie Brandmeldeanlagen u.a., als fernmeldetechnische Anlagen, nach VDE : , mit empfindlichen elektronischen Bauteilen, benötigen zum sicheren Betrieb, Maßnahmen gegen gefährdende oder störende Überspannungen, gemäß VDE : Verursacht werden die Überspannungen, im Wesentlichen, durch elektromagnetische Beeinflussung oder durch Blitzeinwirkung. Durch Begrenzung der Überspannung werden sämtliche Einrichtungen der Fernmeldeanlage einschließlich deren Leitungen geschützt und die Funktion der Anlagen sichergestellt. Stefan Bienias / FBL /

8 Anforderungen auf der Grundlage der allgemein anerkannten Regel der Technik: Der Blitzschutz für ein Gebäude oder eine Anlage kann nur durch das wirksame Zusammenspiel von äußerem Blitzschutz und innerem Blitzschutz, in Verbindung mit der notwendigen Erdungsanlage nach VDE : , erfolgen. Ergänzt werden müssen diese Maßnahmen durch den Hauptpotentialausgleich nach VDE : sowie VDE : Stefan Bienias / FBL /

9 Stefan Bienias / FBL /

10 Risikoorientierter Blitz- und Überspannungsschutz z.b. nach VDS 2010: Stefan Bienias / FBL /

11 Zwei Schutzprinzipien Beim Schutz von baulichen Anlagen und Personen sind die Gebäude vor physikalischen Schäden, verursacht durch mechanische, thermische, chemische und explosive Auswirkungen eines Blitzschlags, zu bewahren und Menschen in den Gebäuden vor Verletzung oder gar dem Tod zu schützen. Dies wird mit dem Blitzschutzsystem LPS (engl.: lightning protection system) nach VDE erreicht. Ein LPS (Abb. 1) besteht aus: Dem äußeren Blitzschutz: Fangeinrichtung, Ableitungseinrichtung und Erdungsanlage und Dem inneren Blitzschutz: Blitzschutz-Potentialausgleich, der bei elektrischen Leitungen mit Blitzstrom-Ableitern erreicht wird und Einhalten des Trennungsabstandes,,s. Stefan Bienias / FBL /

12 Bestandteil des Blitzschutzsystems Blitzschutzsystem (LPS) Nach DIN EN Fangeinrichtung Ableitungseinrichtung Erdungsanlage Trennungsabstände Blitzschutz-Potentialausgleich Stefan Bienias / FBL /

13 Die Funktionen des äußeren Blitzschutzes sind: Auffangen von Direkteinschlägen mit einer Fangeinrichtung Sicheres Ableiten des Blitzstromes zur Erde mit einer Ableitungs-einrichtung Verteilen des Blitzstromes in der Erde über eine Erdungsanlage Die Funktionen des inneren Blitzschutzes sind: Das Verhindern gefährlicher Funkenbildung innerhalb der baulichen Anlage. Dies wird durch den Potentialausgleich oder eine Trennstrecke zwischen den Bauteilen des Blitzschutzsystems und anderen elektrisch leitenden Elementen innerhalb der baulicher Anlage erreicht. Stefan Bienias / FBL /

14 Bestandteile äußerer Blitzschutzanlage Fangeinrichtung Trennungsabstand Ableitungseinrichtung Erdungsanlage Stefan Bienias / FBL /

15 Fangleitung Dachleitungshalter Elemente der Fangeirichtung Dachleitungshalter Überbrückungsband flexibler Anschluss Abstand der Dachleitungshalter ca. 1 m Stefan Bienias / FBL /

16 Unterschiedliche Bewertungsverfahren für den äußeren Blitzschutz Blitzkugel Ableitung Maschenweite M varia 1.5 Schutzwinkel (a) varia 1.5 Fangstange h1 h2 Erdungsanlage Stefan Bienias / FBL /

17 Schematische Anwendung des Blitzkugel Verfahrens an einem Gebäude mit stark gegliederter Oberfläche Blitzkugel r Blitzkugel r r Stefan Bienias / FBL /

18 Eindringtiefe p der Blitzkugel r Fangleitung Eindringtiefe? h P=r-[r²-Cd/2)²]½ r = Radius der Blitzkugel d = Abstand zwischen zwei Fangstangen oder zwei parallelen Fangleitungen d Stefan Bienias / FBL /

19 Eindringtiefe p der Blitzkugel r P=r-[r²-Cd/2)²]½ r = Radius der Blitzkugel d = Abstand zwischen zwei Fangstangen oder zwei parallelen Fangleitungen?h Quaderförmiger Schutzraum zwischen vier Fangstangen Stefan Bienias / FBL /

20 Berechnung Eindringtiefe p h bei mehreren Fangstangen nach Blitzkugelverfahren Dachaufbau?h P=r-[r²-Cd/2)²]½ r = Radius der Blitzkugel d = Abstand zwischen zwei Fangstangen oder zwei parallelen Fangleitungen Stefan Bienias / FBL /

21 Tabellarische Darstellung der Eindringtiefe p in m. Stefan Bienias / FBL /

22 Fortsetzung unterschiedliche Bewertungsverfahren für den äußeren Blitzschutz α I II III IV h (m) Schutzwinkel α als Funktion der Höhe h in Abhängigkeit von der Schutzklasse Stefan Bienias / FBL /

23 Auszug aus VDE : 2006 Höchstwerte des Blitzkugelradius, der Maschenweite und des Schutzwinkels nach der entsprechenden Blitzschutzklasse des LPS Stefan Bienias / FBL /

24 Kegelförmiger Schutzbereich h1 α Stefan Bienias / FBL /

25 Durch eine Fangleitung geschützter Raum Fangleitung h1 Der Winkel α ist abhängig von der Schutzklasse und der Höhe der Fangleitung über dem Erdboden Stefan Bienias / FBL /

26 Werkstoffe und Einsatzbedingungen nach VDE : 2006 Anmerkung: Zur Befestigung können nichtmetallene Bauteile benutzt werden. Stefan Bienias / FBL /

27 Mindestdicke von Metallblechen, VDE : 2006 Stefan Bienias / FBL /

28 Einteilung Deutschlands in Windlasten und zugehörige Werte für Staudruck Stefan Bienias / FBL /

29 Abstände zwischen Ableitungen nach DIN EN (VDE ) Fangeinrichtung Trennungsabstand Ableitungseinrichtung Erdungsanlage Abstand Stefan Bienias / FBL /

30 Ableitungen und deren Verbindungen S α Verbindung muss so kurz wie möglich, gerade und senkrecht verlegt werden Nur verlötet oder vernietet dürfen Regenfallrohre als Ableitung verwendet werden Fundamenterder Stefan Bienias / FBL /

31 Metallene Unterkonstruktion elektrisch leitend überbrückt L-Profil Wandbefestigung Überbrückungsband U-Profil Stefan Bienias / FBL /

32 Werkstoffkombinationen Stefan Bienias / FBL /

33 Anordnung der Fangeinrichtungen unter Verwendung des Maschenverfahrens Für den Schutz ebener Flächen wird angenommen, dass ein Maschennetz die gesamte Oberfläche schützt, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind: a) Fangleitungen sind angeordnet an: Dachkanten, Dachüberhängen, Dachfirst, wenn die Dachneigung größer als 1/10 ist; Das Maschenverfahren ist geeignet für waagerechte und geneigte Dächer ohne Wölbung. Stefan Bienias / FBL /

34 Legende für nachfolgende Folien Niederspannungsversorgung 400V/ 50Hz Blitzschutz Potentialausgleich Blitzstromableiter Typ 1, Energietechnik Örtlicher Potentialausgleich Überspannungsableiter Typ 2 + 3, Energietechnik Informationstechnische Systeme Blitzschutz Potentialausgleich Blitzstromableiter Typ 1, Informationstechnik Örtlicher Potentialausgleich Überspannungsableiter Typ 2 + 3, Informationstechnik Stefan Bienias / FBL /

35 Bemessungsstoßspannung kv Betriebsmittel am Speisepunkt der Anlage 6 kv Typ 1 Betriebsmittel als Teil der festen Installation 4 kv Typ 2 für Drei-Phasensystem, bei 230V bzw. 400 V Netzspannung, 50 Hz, nach VDE : Betriebsmittel zum Anschluss an die festen Installation 2,5 kv Typ 3 Besonders geschützte Betriebsmittel 1,5 kv NSHV Unterverteilung Endgerät Stefan Bienias / FBL /

36 Direkt / Naheinschlag 1 Einschlag in den äußeren Blitzschutz 1a Spannungsfall am Stoßerdungswiderstand 1b Überspannung durch Induktion Fangleitung 1 Mittelspannungsversorgung 10kV Trafostation EVU 2 1b M 10 kv 3 230/400V, 50 Hz 4 TK Anl. BMA EMA UV HAK Fundamenterder 4 1a R st Informationstechnische Systeme Niederspannungsversorgung 400V/50Hz Ferneinschlag Einschlag in Freileitung Induktion aus Wolke Wolke Blitzen Induktion aus Feldern des Blitzschlages ins Erdreich Stefan Bienias / FBL /

37 Lüftungs Leitung Ventilator M 3 ~ Kabelrinne Blitzschutzfangleitung Ableitung PAS Typ 2 PAS Typ 2 UV 1 BMA SAA Trennstelle NSHV TK Anlage PAS Typ 1 Schutzpotentilausgleichschiene Typ 1 Stefan Bienias / FBL /

38 Fangleitung M 230/400V, 50 Hz PAS TK Anl. BMA EMA UV PAS HAK Fundamenterder R st Informationstechnische Systeme Niederspannungsversorgung 400V/50Hz Stefan Bienias / FBL /

39 Negativbeispiel: Gefährdung durch direkt angeschlossene Dachaufbauten Dach Anschluss direkt Anschluss über Trennfunkenstrecke OG Elektronisches Feld EG Datenleitungen Elektronisches Feld KG Server CPU RV PA S Stefan Bienias / FBL /

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