Blitzschutz Erdungssystem Bauvorhaben

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​I. Projekt-Hintergrund und -Ziele​
Mit der zunehmenden Verwendung intelligenter Geräte in Gebäuden ist das Risiko von Blitzschäden erheblich gestiegen. Dieses Konzept zielt darauf ab, ein wissenschaftliches und zuverlässiges Blitzschutz- und Erdungssystem einzurichten, um Gebäude und interne Einrichtungen während Blitzeinschlägen effektiv zu schützen. Es soll die Gefahren von Geräteschäden und Personenschäden durch Blitze auf ein Minimum reduzieren und eine solide Garantie für den sicheren Betrieb der Einrichtungen bieten.

​II. System-Design-Prinzipien​

1. ​Niedrigwiderstandige Erdung: Der Bodenwiderstand muss streng kontrolliert werden (≤4Ω für normale Gebäude, ≤1Ω für spezielle Bereiche wie Rechenzentren), um eine schnelle Ableitung des Blitzstroms in den Erdboden sicherzustellen.
2. ​Einheitliche Gleichpotentialbindung: Durch die Nutzung eines gemeinsamen Erdungskörpers wird eine Gleichpotentialverbindung zwischen Gebäudfundamenten, Metallkonstruktionen, elektrischen Anlagen und Blitzschutzeinrichtungen hergestellt, um Potentialunterschiede zu beseitigen und Rückstöße zu verhindern.
3. ​Sicherstellung von Festigkeit und Haltbarkeit: Erdungsanlagen müssen über ausreichende mechanische Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit verfügen, um den thermischen und dynamischen Stabilitätsanforderungen des Blitzstroms gerecht zu werden und einen langfristig zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten.

​III. Kernsystemkomponenten und Umsetzung​

• ​Erdungs-Elektroden-Netzwerk (Fundament-Erdungsnetz)​​
• ​Material: Verzinkter Flachstahl (z.B. 40mm×4mm) oder kupferbeschichteter Stahl.
• ​Aufbau: Verwendung von Fundamentbewehrungsstäben oder einem ringförmigen horizontalen Erdungsband zur Bildung eines geschlossenen Netzes. Die Netzgröße sollte ≤10m×10m betragen, mit dichterer Anordnung in kritischen Gerätebereichen.
• ​Vergrabentiefe: ≥0,5m (unterhalb der Frostsperre), horizontal ausstrahlend.
• ​Vertikale Erdungselektroden​
• ​Anordnung: Verteilt an Knotenpunkten des Erdungsnetzes oder am Rand, um die Stromableitung zu verbessern.
• ​Material: Verzinkter Winkelstahl (50mm×50mm×5mm×2500mm) oder kupferbeschichtete Erdungsstäbe.
• ​Ausführung: Vertikal in den Boden getrieben; der obere Teil wird sicher mit dem horizontalen Erdungsband verschweißt. Abstand ≥2-mal Elektrodenlänge.
• ​Ableiter​
• ​Anordnung: Verwendung von Hauptbewehrungsstäben der Gebäudesäulen (≥Φ16mm Durchmesser) oder dedizierten Ableitern (≥25mm² Kupferkabel/40mm×4mm verzinkter Flachstahl), gleichmäßig verteilt (Abstand ≤18m).
• ​Verbindung: Erreichung einer zuverlässigen elektrischen Kontinuität mit dem Dach-Luftterminals-System, dem Gleichpotentialring jeder Etage und dem Fundament-Erdungsnetz.
• ​Gleichpotentialbindungsnetzwerk​
• ​Aufbau: Installation von Erdungsbusleitern in Umspannwerksräumen, Geräteraumen und auf jeder Etage.
• ​Integration: Verbindung von Gerätegehäusen, Kabeltrassen, Metallrohren, Informationssystem-Erdungsleitern usw. mit dem nächsten Busleiter.

​IV. Schlüsseltechnologien und -prozesse​

1. ​Bodenerweichung und Widerstandsreduktion: In Gebieten mit hohem Bodenwiderstand werden langfristige physikalische Erdungsverbesserer oder Techniken wie elektrolytische Elektroden/tiefbohr Erdung eingesetzt.
2. ​Zuverlässige Verbindungstechniken: Verwendung von exothermischem Schweißen (Thermitschweißen) oder spezialisierten Verbindern, um eine dauerhafte elektrische Kontinuität und mechanische Festigkeit sicherzustellen. Implementierung von Korrosionsschutzmaßnahmen an Schweißstellen.
3. ​Korrosionsschutzbehandlung: Anwendung von Korrosionsschutzbeschichtungen (z.B. Korrosionsschutzasphalt) an Schweißstellen. Auswahl korrosionsbeständiger Materialien, um die Lebensdauer des Systems zu gewährleisten.
4. ​Sicherheitsabstandsregelung: Sicherstellung sicherer Trennabstände zwischen Ableitern und Metallrohren/Kabeln. Implementierung von Isolier- und Isolationsmaßnahmen, wenn die erforderlichen Abstände nicht eingehalten werden können.
5. ​Schrittspannungsschutz: Auslegen von Asphalt- oder Schotterlagern an Eingängen/Ausgängen und Erdpunkten der Geräte, um die Bodenpotentialgradienten zu reduzieren.

​V. Material- und Gerätauswahlstandards​

• ​Erdungsmaterialien: Priorisierung von Materialien mit hoher Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit (Kupfer und kupferbeschichteter Stahl).
• ​Verbindungsmaterialien: Einhaltung nationaler Blitzschutznormen wie GB50057, um die Stromtragfähigkeit und Haltbarkeit sicherzustellen.
• ​Widerstandsreduzierende Materialien: Verwendung umweltfreundlicher, langlebiger Erdungsverbesserer, um eine Grundwasserbelastung zu vermeiden.
• ​Prüfgeräte: Bodenwiderstandsmessgeräte (z.B. 4-poliger Klammernormal) mit hoher Präzision.

​VI. Bauausführung und Abnahme​

• ​Koordinierung im Tiefbau: Synchronisation der Bauausführung verborgener Komponenten (z.B. Fundament-Erdungsnetz) mit den Arbeiten am Gebäudefundament.
• ​Prozessüberwachung: Vollständige Überwachung wichtiger Phasen wie Schweißqualität und Vergrabentiefe.
• ​Abnahme nach Fertigstellung:
• ​Widerstandsmessung: Messung des Bodenwiderstandswerts 72 Stunden nach Abschluss des Systems, um die Einhaltung zu gewährleisten.
• ​Stromkontinuitätsprüfung: Überprüfung der elektrischen Kontinuität an allen Verbindungspunkten.
• ​Dokumentation und Archivierung: Endgültige Herstellung von Bauplänen, Prüfberichten, Materialzertifikaten und anderen technischen Dokumenten.

​VII. Betriebs- und Wartungssystem​

• ​Regelmäßige Inspektion: Wiederholte Messung des Bodenwiderstandswerts jährlich vor der Regenzeit (insbesondere in kritischen Bereichen) und Bewertung der Integrität der Verbindungspunkte.
• ​Korrosionsprüfung: Priorisierung der Überprüfung der Korrosion an sichtbaren Verbindungspunkten und Schweißstellen.
• ​Notfallmanagement: Einrichtung von Notfallinspektions- und Reparaturprotokollen nach Blitzeinschlägen.
• ​Dokumentenmanagement: Beibehaltung vollständiger Inspektionsdaten und Wartungsunterlagen für die dynamische Gesundheitsverwaltung des Systems.