DE3836620A1 - Blitzschutzanlage an gebaeuden - 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 Mate­ ralien würde ein solches Gebäude in kürzester Zeit in Flam­ men stehen. Die vorstehend genannten metallischen Bauele­ mente im Innern des Gebäudes können z.B. bei landwirtschaft­ lichen Gebäuden eine Heuaufzugsschiene, Rohrleitungen, eine Elektroinstallation und dergleichen mehr sein. Solche Ein­ bauten oder Installationen könnten im übrigen auch nach­ träglich in ein Gebäude eingebracht werden. Bei den eingangs erläuterten Häusern mit Schilfrohr-Dach hat man bereits versucht, dem dadurch abzuhelfen, daß man die Blitzschutz­ fangleitung, 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 Anfor­ derungen nicht genügen. Die Isolierwirkung, d.h. die elek­ trische Festigkeit solcher Holzstützer ist gering; insbe­ sondere wenn sie durch Witterung feucht werden, sowie mit fortschreitender Alterung Längsrisse bekommen oder sogar morsch werden. Solche Längsrisse und morsche Holzbestand­ teile führen zu einer Herabsetzung der elektrischen Iso­ lationseigenschaften. Somit können bei einem Blitzein­ schlag auch entlang dieser Holzstützer Überschläge auftre­ ten, 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.

Bei landwirtschaftlichen Gebäuden, wie Scheune, Stallun­ gen und dergleichen, die mit einem nicht oder nur schwer brennbaren Dachmaterial (Ziegel, Schiefer, Asbest-Faser­ platten und dergleichen) belegt sind, werden die Blitz­ schutzfangleitungen in üblicher Weise direkt auf der Dach­ fläche verlegt. Ein etwa vorhandener Abstand zum Dach ist sehr gering. Damit besteht die bereits angesprochene Ge­ fahr von Überschlägen zu Metallelementen oder Metall­ konstruktionen unter­ halb des Daches die zum Zünden leicht brennbarer Ma­ terialien 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 Blitz­ fangleitung zu im Innern des Gebäudes befindlichen Me­ tallteilen usw. möglich ist und ferner in der Nähe dieser möglichen Überschlagsstellen leicht brennbare Güter ge­ lagert sind. Beispielsweise sei an die Lagerung von Lacken, leicht entflammbaren Chemikalien oder flüssigen Brennstoffen gedacht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, einerseits für einen sicheren Schutz des Dachmateriales und/oder Inhaltes eines Gebäudes vor Entzündung durch Überschläge zu sorgen, andererseits aber den Abstand zwischen der Blitzschutzfangleitung und dem Dach nicht zu groß werden zu lassen, da dies architektonisch unschön aussieht und außerdem entsprechend lang dimensionierte Stützer verlangen würde. Je länger die Stützer sind und je weiter sich die Blitzschutzfangleitung vom Dach befin­ den, desto größeren Windkräften sind sie ausgesetzt und 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 Ober­ begriff des Anspruches 1, in den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 gesehen. Damit wird die für die sichere Verhinderung von Überschlägen notwendige Länge der Stützer erheblich reduziert, da durch die erfindungsgemäße Aus­ bildung der Stützer der Kriech- oder Gleitweg für die elektrischen Entladungen entlang seiner Oberfläche ent­ sprechend vergrößert ist. Somit kann man die Stützerlänge und damit den Abstand der Blitzschutzfangleitungen vom Dach entsprechend oder angenähert der einschlägigen Vor­ schrift DIN/VDE 0185 bzw. IEC-Normen wählen. Hiernach sind in der Regel Abstände (Luftabstand) im Bereich von circa 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 be­ achten, 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 je­ doch demgegenüber in seiner Höhe verkürzt werden. Die Stützer nach der Erfindung sind mit ihrer Oberfläche so ausgebildet, daß bei dem erforderlichen Abstand der Blitz­ schutzfangleitungen vom Dach ein Überschlag entlang der Stützeroberfläche vermieden ist. Man ist also nicht genö­ tigt, 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. Hierzu wird auch auf Anspruch 2 verwiesen.

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 Blitzschutz­ fangleitungen auf Größenordnungen von 50 bis 100 kV oder sogar noch höher hebt, während die unter dem Gebäudedach befindlichen Metallelemente Erdpotential aufweisen. Da der genannte Spannungsabfall in Richtung zum Erdboden hin kleiner wird, kann dem durch die Merkmale des Anspruches 3 Rechnung getragen werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Stützers nach der Er­ findung ist Gegenstand des Anspruches 5. 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 Rohr­ innenwand hat. Dies gilt besonders für eine Ausbildung des Rohres gemäß Anspruch 6. Hierdurch wird mit Sicher­ heit vermieden, daß sich im Stützerinnern Wasser, z.B. Kondensat, festsetzt, da keinerlei Risse oder Haarrisse für das Eindringen von Feuchtigkeit bestehen. Dies ist auch noch nach längerem Einsatz im Freien der Fall. An­ stelle eines hermetisch ausgeschäumten Rohres könnte auch ein Vollstab aus elektrisch hochwertigem Kunststoff verwendet werden.

Die Erfindung betrifft weitere Ausbildungen und Anord­ nungen der Stützer. Hierzu wird auf die übrigen Unteran­ sprüche verwiesen. Ferner ergeben sich weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung aus den nachstehend erläuter­ ten Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung und zugehöri­ gen Zeichnungen. In der Zeichnung zeigt:

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

Fig. 2 im vergrößerten Maßstab eine Seitenansicht eines zugehöri­ gen 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 Länge der unter der Dachrinne vorragenden Strebe 30 entsprechend den örtlichen Gegebenheiten zu dimensionieren.

Alle dargestellten und beschriebenen Merkmale, sowie ihre Kombinationen untereinander, sind erfindungswesentlich.

Claims (14)

1. Blitzschutzanlage 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 vergrößertem Gleitentladungs- oder Kriechweg (14) vor­ gesehen sind und daß der Abstand (a) der Blitzschutz­ fangleitungen (5, 6) vom Gebäude, insbesondere Gebäude­ dach (2), sowie die Länge des Kriech- oder Gleitentla­ dungsweges (14) entlang der Außenseite der Stützer auf die zulässigen Näherungsabstände abgestimmt sind.

2. Blitzschutzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Baulänge (L) des Stützers (9 bis 13) etwa der Größe des Abstandes (a) von der Blitzschutzfanglei­ tung 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 ge­ kennzeichnet, daß der Abstand (a) der Blitzschutzfang­ leitung zum Gebäude, bzw. Gebäudedach von der höchsten Stelle des Gebäudes her in Richtung zum Erdboden abnimmt.

4. Blitzschutzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützer (9 bis 13) außenseitig mit Isoliertellern (15) versehen sind.

5. Blitzschutzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützer (9 bis 13) ein zylindrisches Rohr aufweist (34), das außenseitig bevorzugt mit einem Mantel (18′) versehen ist und in seinem Innern mit einem Kunststoffschaum, bevorzugt einem Polyurethanschaum (18), vollständig und wasser­ dicht ausgeschäumt ist.

6. Blitzschutzanlage nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Rohr (34) aus glasfaserverstärktem Kunststoff besteht.

7. Blitzschutzanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der das Rohr (34) umgeben­ de Mantel (18′) aus einem Silikonelastomer besteht und daß die ebenfalls aus Silikonelastomer bestehenden Iso­ lierteller (15) auf den Mantel (18′) aufvulkanisiert sind.

8. Blitzschutzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Kopf eines Stützers (9) eine stangenartige Verlängerung (22), z.B. eine Metallspitze, aufgesetzt ist und mit ihrer Spitze einen Schutzraum (5′′) für aus dem Dach herausragende Auf­ bauten bildet.

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

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

11. Blitzschutzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 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.

12. Blitzschutzanlage nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, 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 Spannstützer von der Seiten- oder Giebelwand her im spitzen Winkel zur Horizontalen und dabei schräg nach oben/außen verläuft.

13. Blitzschutzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, 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) vorge­ sehen ist, deren Köpfe (32, 33) so gelegen sind, daß sie die Blitzschutzfangleitung oberhalb, seit­ lich und unterhalb der Dachrinne (3) im erforder­ lichen Abstand (a) halten.

14. Blitzschutzanlage nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Befestigungsstange oder dergleichen (30), die unterhalb der Dachrinne (3) am Dach (2) befestigt ist und etwa in Verlängerung der Dachfallinie (31) über die Dachrinne vorragt und daß an der Befestigungs­ stange 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 Befestigungsstange (30) schräg nach oben/ außen verläuft.