Elektrische und elektronische Systeme, die empfindlich auf kurzzeitige, energiereiche Überspannungen infolge der Blitz­entladung reagieren, halten in Form von Gebäudemanagement-, Telekommunikations-, Steuerungs- und Sicherheitssystemen mit sehr hohen Wachstumsraten Einzug in nahezu alle Gebäudebereiche. Die Anforderungen, die durch den Eigentümer / Betreiber an die permanente Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit derartiger Systeme gestellt werden, sind sehr hoch.

Der Schutz von elektrischen und elektronischen Systemen in baulichen Anlagen gegen Überspannungen, die durch den elektromagnetischen Blitzimpuls (LEMP) verursacht werden, beruht auf dem Prinzip der Blitzschutzzonen (LPZ – Lightning Protection Zone). Nach diesem Prinzip ist die zu schützende bauliche Anlage in innere Blitzschutzzonen unterschiedlicher LEMP-Bedrohungswerte zu unterteilen (Bild 7.1.1). Damit können Bereiche unterschiedlicher LEMP-Bedrohungswerte der Festigkeit des elektronischen Systems angepasst werden.

Bild 7.1.1 Blitzschutzzonen-Konzept Gesamtdarstellung nach DIN EN 62305-4 (VDE 0185-305-4)

Nach diesem flexiblen Konzept sind abhängig von Zahl, Art und Empfindlichkeit der elektronischen Geräte / Systeme geeignete LPZ definierbar, und zwar von kleinen lokalen Zonen bis zu großen integralen Zonen, die das gesamte Gebäudevolumen umfassen können. Abhängig von der Art der Blitzbedrohung sind innere und äußere Blitzschutzzonen entsprechend DIN EN 62305-4 definiert.

Äußere Zonen:

LPZ 0 Zone, die durch das ungedämpfte elektromagnetische Feld des Blitzes gefährdet ist und in der die inneren Systeme dem vollen oder anteiligen Blitzstrom ausgesetzt sein können.

LPZ 0 wird unterteilt in:

LPZ 0A Zone, die durch direkte Blitzeinschläge und das volle elektromagnetische Feld des Blitzes gefährdet ist. Die inneren Systeme können dem vollen Blitzstrom ausgesetzt sein.
LPZ 0B Zone, die gegen direkte Blitzeinschläge geschützt, aber durch das volle elektromagnetische Feld des Blitzes gefährdet ist. Die inneren Systeme können anteiligen Blitzströmen ausgesetzt sein.

Innere Zonen (geschützt gegen direkte Blitzeinschläge):

LPZ 1      Zone, in der Stoßströme durch Stromaufteilung und durch isolierende Schnittstellen und/oder durch SPDs an den Zonengrenzen begrenzt werden. Das elektromagnetische Feld des Blitzes kann durch räumliche Schirmung gedämpft sein.
LPZ 2…n Zone, in der Stoßströme durch Stromaufteilung und durch isolierende Schnittstellen und/oder durch zusätzliche SPDs an den Zonengrenzen weiter begrenzt werden können. Das elektromagnetische Feld des Blitzes kann zudem durch eine zusätzliche räumliche Schirmung weiter gedämpft sein.

Die Anforderungen für die inneren Zonen müssen entsprechend der Spannungsfestigkeit der zu schützenden elektrischen und elektronischen Systeme definiert werden.

An der Grenze jeder inneren Zone muss der Potentialausgleich für alle eintretenden metallenen Teile und Versorgungsleitungen durchgeführt werden. Dieser erfolgt direkt oder durch geeignete SPDs. Die Zonengrenze wird durch die Schirmungsmaßnahmen gebildet. Die Umsetzung des Blitzschutzzonen-Konzeptes ist eine wichtige Voraussetzung für den späteren sicheren und störungsfreien Betrieb.

Für ein umfassendes Gesamtschutzsystem müssen viele Informationen (z. B. über Gebäudenutzung, Erdungsanlage, Elektroanlage, EDV-System) gesammelt und zentral bewertet werden, um die gewünschte Anlagenverfügbarkeit sicherstellen zu können.

Bild 7.1.2a und Bild 7.1.2b zeigen Umsetzungsbeispiele der beschriebenen Maßnahmen für das Blitzschutzzonen-Konzept.

Bild 7.1.2a Blitzschutzzonen-Konzept nach DIN EN 62305-4 (VDE 0185-305-4)
Bild 7.1.2b Blitzschutzzonen-Konzept nach DIN EN 62305-4 (VDE 0185-305-4)