Haustech 2/2019

Was tun, wenns blitzt?

(Foto: Pixelio)
Michael Staub /

Blitzeinschläge führen in der Schweiz zu relativ wenigen Bränden. Deutlich häufiger sind Schäden infolge Überspannung. Eine gute Planung hilft, um die immer komplexere Gebäudetechnik vor diesem Malheur zu bewahren.

Wenn sich Kinder vor Gewittern fürchten, werden sie häufig mit einem Standardsatz getröstet: «Wir haben einen Blitzableiter, es kann uns nichts passieren.» Wahr ist diese Aussage aber nur in einem kleinen Teil des Schweizer Gebäudeparks: Lediglich 18 Prozent aller Bauten besitzen ein Blitzschutzsystem (Lightning Protection System, LPS). Für viele Bautentypen sind LPS zwingend vorgeschrieben, so etwa für Hotels, Spitäler oder Tankstellen. Doch bei Wohnliegenschaften ist die Installation eines LPS bis heute freiwillig. Wer darauf verzichtet, nimmt direkte wie auch indirekte Schäden in Kauf. Zu den direkten Schäden gehören etwa die Beschädigungen an Dach und Gebäudehülle. Indirekte Schäden umfassen die Beschädigung oder Zerstörung von Geräten (unter anderem Waschmaschinen, Tumbler, Boiler, aber auch IT und Unterhaltungselektronik) und Installationen (etwa Heizungs- oder Lüftungssteuerungen) infolge Überspannung.

Ein LPS entspricht dem äusseren Blitzschutz, mit dem direkte Schäden abgewendet werden. Überspannungsableiter und Potenzialausgleiche gehören hingegen zum inneren Blitzschutz, der zur Verhütung indirekter Schäden dient. Einige kantonale Gebäudeversicherungen fördern die freiwillige Installation eines Blitzschutzes mit finanziellen Beiträgen, andere engagieren sich bei der Förderung des direkten oder indirekten Brandschutzes. «Dieses Modell bewährt sich in der Praxis», sagt Rolf Meier, Bereichsleiter Kommunikation bei der Vereinigung Kantonaler Gebäudeversicherungen (VKG). Jedoch empfehle die VKG, elektrische Geräte zusätzlich mit einem Überspannungsschutz auszustatten, um Schäden zu vermeiden.

Viele Überspannungsschäden

Zu den gesamtschweizerischen Blitzschäden gibt es keine vollständigen Zahlen, weil nur 18 Kantone eine obligatorische Gebäudeversicherung kennen. In den übrigen Kantonen (AR, GL, OW, SZ, TI, UR, VS) müssen Gebäudeschäden bei einer privaten Gesellschaft versichert werden. Die aktuelle Schadensstatistik der VKG, welche den Zeitraum von 2008 bis 2017 umfasst, ermöglicht dennoch interessante Einblicke. So lag etwa die durchschnittliche Gebäudeschadenhöhe infolge direktem Blitzschlag bei 7962 Franken. Bei indirektem Blitzschlag belief sich der durchschnittliche Schadensbetrag auf 2751 Franken. Im genannten Zeitraum ereigneten sich pro Jahr im Schnitt 631 direkte und 1699 indirekte Blitzschlagschäden.

Das Fazit von Rolf Meier: «Schäden durch indirekte Blitzschläge waren wesentlich häufiger, kosteten aber deutlich weniger als Schäden infolge direkten Blitzschlags.» Schäden an den elektrischen Installationen (z. B. Gebäudetechniksteuerungen), aber auch fest mit dem Gebäude verbundenen Geräte und Anlagen (Heizung, Waschmaschine) werden ebenfalls von den kantonalen Gebäudeversicherungen gedeckt. Die 18 VKG-Mitglieder versichern ungefähr zwei Drittel des schweizerischen Gebäudeparks. Um die Zahlen auf das ganze Land hochzurechnen, müssen sie also mit 1,5 multipliziert werden.  

Fangen, ableiten, erden

Der erste Schritt zum Verhüten von Blitzschlagsschäden ist die Installation eines LPS. Dieses besteht prinzipiell aus drei Komponenten: Fangeinrichtungen dienen zum Auffangen des Blitzeinschlags. Ableitungen führen dessen Energie sicher vom Dach zum Boden. Und die Erdung sorgt dafür, dass sie in den Boden eingeleitet wird und keine Menschen zu Schaden kommen. Marc Alther ist Elektrotechniker HF und technischer Berater bei der A. Flury AG in Deitingen SO, einem der grössten Anbieter von Komponenten für LPS. «Die Fangrichtung wird normalerweise mit 6 Millimeter starkem Kupferdraht in Form eines Maschennetzes auf der Dachfläche ausgeführt», erläutert Alther. Grösse respektive Abstand der Maschen sind abhängig von der Blitzschutzklasse des Gebäudes. Dachkanten oder herausragende Gebäudeteile werden mit einem Fangdraht versehen.Gleichmässig auf den Gebäudeumfang verteilte Ableitungen führen den Blitzstrom zur Erde. «Metallische Gebäudeteile wie Dachwasserfallrohre werden selbstverständlich als natürliche Ableitungen verwendet», sagt Alther.

Wenn bei einer Sanierung neue Aufbauten auf dem Dach platziert werden, können diese meistens in das bestehende Fangleitungsnetz integriert werden. Eine Ausnahme bilden jedoch Rückkühler oder Lüftungsanlagen: «Heute wird empfohlen, diese empfindlichen Systeme lokal getrennt anzuordnen», berichtet Alther, «sie werden also bewusst nicht in das  Maschennetz integriert. Jedoch muss man mit Fangstangen dafür sorgen, dass der Blitz nicht direkt in diese Geräte einschlagen kann.» Die Kosten für ein LPS belaufen sich bei einem Neubau erfahrungsgemäss auf 0,5 Prozent der Bausumme. Aus technischer Sicht biete der äussere Blitzschutz keine Probleme, meint Marc Alther: «Das Hauptproblem liegt bei den falschen Annahmen. Viele Leute glauben, dass jedes Gebäude in der Schweiz obligatorisch mit einem LPS ausgerüstet ist und machen sich deshalb kaum Gedanken über das Thema.»

Problematische Überspannung

Beim inneren Blitzschutz geht es vor allem darum, im Gebäude einen Potenzialausgleich zwischen kritischen Bauteilen herzustellen und Schäden infolge Überspannung zu verhindern. Dies werde heute noch zu wenig konsequent umgesetzt, sagt Josef Schmucki, Projektleiter Weiterbildung und Blitzschutzexperte bei Electrosuisse: «Der äussere Blitzschutz hat dank der guten Arbeit der Spengler und Dachdecker eine jahrzehntelange Tradition in der Schweiz. Beim inneren Blitzschutz haben Potenzialausgleich und Erdung einen guten Stand, aber es gibt klar einen Nachholbedarf beim Überspannungsschutz. Wir bräuchten im Schweizer Gebäudepark viel mehr Überspannungsableiter.» Diese Bauteile sind gleichsam spannungsabhängige Widerstände. Sie begrenzen die zulässige Spannung auf einen bestimmten  Schutzpegel. Dadurch werden bei einem Blitzeinschlag mit 20 Kilovolt Spannung zum Beispiel «nur» 1 bis 3 Kilovolt weitergeleitet.

Für das Nachhinken des inneren Blitzschutzes gibt es einen historischen Grund: Ursprünglich konzentrierten sich die Gebäudeversicherungen auf die Verhütung von Bränden infolge Blitzeinschlags. Das zweite Schutzziel, der Schutz von Geräten und Anlagen gegen Überspannung, ist verglichen damit noch jung. «Zudem stecken in heutigen Gebäuden viel mehr elektrische und elektronische Ausrüstungen und Geräte als früher», sagt Josef Schmucki. Nicht nur die stark gewachsene 
Zahl der Elektrogeräte pro Haushalt respektive Gebäude sei dafür verantwortlich, sondern auch eine immer feinere Verkabelung auch für Telefonie und IT. In der massgebenden Vorschrift, der schweizerischen Niederspannungs-Installationsnorm (NIN) ist der Überspannungsschutz erst seit 2010 explizit formuliert. «Diese Pflicht ist noch relativ jung, die Umsetzung wird sich deshalb in den nächsten Jahren verbessern», meint Schmucki. Ohnehin brauche es einen besseren Schutz gegen Überspannung, und dies nicht nur wegen Blitzeinschlägen: «Neben Gewittern sorgen auch Schalthandlungen für Überspannungen.»

Stufenweiser Schutz

Den inneren Blitzschutz kennt Matthias Schumacher aus dem Effeff. Der Produktspezialist bei der Phoenix Contact AG fasst das Vorgehen wie folgt zusammen: «Im Niederspannungsnetz eines Gebäudes werden Blitz- und Überspannungsableiter installiert. In der Hauptverteilung ist dies ein T1/T2-Ableiter und in der Unterverteilung ein T2-Ableiter. Endgeräte können wenn nötig mit einem Geräteschutz T3 geschützt werden.» Neben den Strom- sind auch ins Gebäude führende Datenleitungen zu beachten. Für diese gibt es ebenfalls spezielle Überspannungsableiter. Wie sieht es bei der Gebäudetechnik aus? «Generell müssen alle Gewerke einzeln mit Ableitern beschaltet werden. Wenn Endgeräte aber an dieselbe Netzversorgung angeschlossen sind und diese nicht weiter als 10 Meter entfernt ist, reicht die Beschaltung der Versorgung aus», sagt Schumacher.

Um auf dem Dach aufgebaute Komponenten zu schützen, seien zwei Massnahmen nötig: «Ein direkter Blitztreffer muss mittels Fangstangen vermieden werden, zudem beschaltet man jede zugeführte Kupferleitung zum Gerät mit einem Ableiter.» Für einen sauber ausgeführten inneren Blitzschutz brauche es vor allem ein Überspannungsschutz-Konzept. «Damit wird von Anfang an eine korrekte Leitungsführung sichergestellt», sagt Matthias Schumacher, «so liegen etwa die Netzleitungen von Motoren mit Frequenzumrichter und Signalleitungen nicht im gleichen Kanal. Das verhindert Störeinflüsse.» Die Kosten für die Überspannungsschutz-Massnahmen betragen ungefähr drei Prozent der Gesamtkosten für die Elektroinstallation.