Wie funktionieren eigentlich Blitzableiter?

Bei den aktuellen Sommergewittern wird man froh sein, einen Blitzableiter am Dach zu haben. Aber wie funktioniert der eigentlich? Der Fachbegriff dafür lautet äußeres Blitzschutzsystem und hat drei Bestandteile: Fangeinrichtung, Ableitungseinrichtung und Erdungsanlage. Die Fangeinrichtung bilden in vielen Fällen Fangstangen, die von einem Hausdach emporragen, können aber auch Drähte sein, die am Dach entlang laufen, oder Seile, die etwa ganz oben zwischen Hochspannungsmasten hängen.

Blitze lieben Metall

Sie sind entweder aus verzinktem Stahl, Nirosta, Aluminium oder Kupfer. „Blitze lieben Metall“, meint Blitzforscher Gerhard Diendorfer von ALDIS. Die Fangeinrichtung bietet einen geringen Widerstand und ragt über das Gebäude hinaus. Bei einem Gewitter entstehen an allen höheren Punkten Fangentladungen, die den aus der Wolke kommenden Leitblitzen entgegenwachsen. Für irgendeine dieser Fangentladungen entscheidet sich der Blitz quasi. Welche Fangentladung am Ende den Blitz „einfängt“, könne man nie voraussagen, erklärt Stephan Pack vom Institut für Hochspannungstechnik der TU Graz.

Anziehung ist Blödsinn

Dass Blitzableiter Blitze anziehen, sei laut Pack jedenfalls „Blödsinn“. Einen äußeren Blitzschutz könne man sich eher wie eine grob abgespeckte Form eines faradayschen Käfigs vorstellen, innerhalb dessen man vor einem Stromschlag sicher ist. Die Fangeinrichtung und die anschließende Ableitungseinrichtung sind so dick dimensioniert, dass sie die enormen Stromstärken von Blitzen aushalten. Laut Diendorfer hinterlässt ein durchschnittlicher Blitz auf einer Fangeinrichtung gar keine Spur, in der Regel sollte ein Blitzableiter ein ganzes Gebäudeleben lang halten.

Möglichst ohne Überschlag

Die Ableitungseinrichtung sollte so gestaltet sein, dass es zu keinem Überschlag zu leitenden Einrichtungen im Gebäude kommt, etwa Stromleitungen, Rohren aus Metall, Klimaanlagen oder gar Geräten im Innenraum. Erreicht wird das vor allem durch etwas Abstand, teilweise aber auch durch Isolierschichten in der Gebäudehülle. Blitze können aber auch ohne direkten Kontakt Geräte im Gebäudeinneren schädigen (siehe unten).

Die Ableitung des Blitzstroms soll jedenfalls in die Erdungsanlage erfolgen. Meistens besteht diese aus einem Metallgitter im Fundament, einem Metallband um das Gebäude herum oder mehreren Tiefenerdern, vertikal in der Erde steckenden Stangen. Durch die Länge der Erdungsanlage verteilt sich der Strom in der Erde.

Kugel am Gebäudemodell

Wo am Gebäude man einen Blitzableiter installiert, das wird meist mit dem Blitzkugelverfahren ermittelt. Je nach Blitzschutzklasse (I bis IV) nimmt man dabei eine unterschiedlich große virtuelle Kugel und rollt sie über das Modell eines Gebäudes. Überall, wo sie das Gebäude berührt, sind potenzielle Eintrittsstellen für einen Blitz. Mit richtig positionierten Fangeinrichtungen hält man die Kugel vom Gebäude fern. 100-prozentig schützen Blitzableiter Gebäude aber nicht, meint Diendorfer. Extrem starke Superblitze könnten einen äußeren Blitzschutz überlasten, kleine Blitze könnten sich auch daran vorbeischwindeln. Die Wahrscheinlichkeit solcher Treffer sei aber verschwindend gering.