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Die Geschichte der Blitzableiter und Blitzschutzanlagen
Als Grundsatz für Blitzschutzanlagen gilt:
Eine Gebäudeblitzschutzanlage soll beim direkten Einschlag Gefahren und Schäden für Bewohner, Gebäude und Gebäudeinhalt vermeiden, die durch Lichtbogenbildung infolge auftretender Spannungsdifferenzen entstehen können.
Die Blitzschutzanlage schützt dagegen nicht vor Schäden, die durch Überspannungen, welche in Stark- oder Schwachstromfreileitungen beim Blitzschlag direkt oder indirekt entstehen, in den angeschlossenen Stark- oder Schwachstrom Hausinstallationen verursacht werden. Gegen diese Gefahr hilft nur der Einbau von Überspannungsableitern an geeigneten Stellen oder die vollständige Verkabelung.
Der Blitzableiterbau in neuerer Zeit beginnt beim amerikanischen Wissenschaftler und Staatsmann Benjamin Franklin. Bis anhin war man nämlich noch – in Übereinstimmung mit der «allerwissenschaftlichsten» Erklärung der Meinung, dass Gewitter auf plötzliche Entzündungen schwefliger Dämpfe zurückzuführen seien, und zwar durch die Einwirkung der Sonnenstrahlen, bei denen es zu einer Bündelung dann kommt, wenn die Wolken beim Eintritt in die Gefrierzone zu Linsen werden. In Amerika wollte Benjamin Franklin den Beweis dafür erbringen, dass der Blitz nichts anderes als eine der Erscheinungsformen der Elektrizität ist. Seine Theorie, dass es sich bei einem Blitz um eine elektrische Entladung handle, wurde 1752 bestätigt, als er während eines Gewitters – in Begleitung seines Sohnes – in die Wolken des Himmels von Philadelphia einen mit einer Metallspitze versehenen Drachen aufsteigen liess. Der nasse Faden leitete den atmosphärischen elektrischen Strom bis zu einem am anderen Ende befestigten Schlüssel. Aus dem Schlüssel traten Funken aus, sobald er in die Nähe der Erde kam.
Franklin hatte Glück, dass er dabei nicht getötet wurde, denn die Stromstärke von Blitzen beträgt bis zu 100000 Ampere bei Spannungen bis über eine Million Volt und Temperaturen von rund 30000°C.
Dieses Erlebnis verhalf Franklin zur Erfindung des Blitzableiters. Er führte aussen am Haus, in dem er in Philadelphia wohnte, Drähte vom Dach in die Erde. Wenn ein Blitz einschlug, nahm die Elektrizität den Weg des geringsten Widerstandes zur Erde, also durch die Drähte und nicht durch das Gebäude.
In Amerika wie in Europa schossen auf den Dächern der Häuser überall Blitzableiter empor. In jener Zeit wurden dann auch Blitzableiter auf Damenhüten oder Regenschirmen getragen!
Moderne Forschung zeigte inzwischen, dass die Erkenntnisse von Franklin eine fundamentale Tatsache nicht berücksichtigen: dass nämlich die Blitzentladung keine statische Erscheinung ist, die ein homogenes elektrisches Feld zwischen Wolke und Blitzableiter mit allmählichem Erreichen der Durchbruchfeldstärke über die ganze Schlagweite voraussetzt, sondern dass es eine dynamische Erscheinung ist, wo die Durchbruchfeldstärke nur an einer einzelnen Stelle der Schlagweite erreicht werden muss. Von den damaligen Erkenntnissen Franklins ist deshalb heute nur noch die Notwendigkeit der Erdung des Blitzableiters aktuell.
Die modernen Nachfolger des Fränkischen Blitzableiters – die mit radioaktiven Spitzen versehenen Blitzschutzapparate – haben denn auch weder im Labor noch in der Praxis ihre Wirksamkeit wissenschaftlich einwandfrei bewiesen. Natürlich wird der Blitz gelegentlich auch solche Blitzableiter treffen. Zweifel herrscht lediglich darüber, ob er dies in jedem Fall tut.
Das einzige Blitzableitersystem, dessen Zuverlässigkeit wissenschaftlich eindeutig erwiesen ist, ist dasjenige des Faradayschen Käfigs. Alle europäischen und überseeischen Errichtungsvorschriften erwähnen denn auch nur dieses System. Dessen Schutzwirkung beruht auf der bekannten Tatsache, dass im Innern eines allseitig geschlossenen Metallkäfigs keine elektrischen Felder und damit keine Spannungsdifferenzen, die zu Lichtbogenbildung Anlass geben könnten, auftreten können. Dies gilt auch, wenn ausserhalb des Käfigs starke Felder herrschen, wie sie bei Blitzschlägen auftreten.
In der Praxis besteht der Gebäudeblitzableiter allerdings aus einem sehr summarischen Metallkäfig:
Lediglich alle hervorstehenden Gebäudeteile, wie First, Grate, Ortseiten, Kamin usw., werden metallisch verbunden und geerdet.
Diese Vereinfachung stellt einen Kompromiss zwischen Anlagekosten und Schutzwirkung dar. Die Erfahrung hat aber bisher gezeigt, dass diese Vereinfachung verantwortbar ist und den Anforderungen der Praxis durchaus genügt.
Die Entwicklung der Blitzschutzanlage
Benjamin Franklin, 1706-1790 amerikanischer Präsident und Physiker
Gay-Lussac, 1778-1850 französischer Physiker
Melsens, 1850 belgischer Physiker
Faraday, 1791-1867 englischer Physiker,