Erdung

1. Definition: Was versteht man unter Erdung?

Die Erdung ist eine wesentliche Schutzmaßnahme in der Elektroinstallation. Sie stellt eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen bestimmten Teilen einer elektrischen Anlage und dem Erdreich her. Dadurch können gefährliche Berührungsspannungen reduziert und Schutzvorrichtungen wie Sicherungen oder Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs) im Fehlerfall wirksam werden.

Im Stahlhallenbau ist die Erdung besonders wichtig, weil große metallische Bauteile wie Stahlstützen, Träger und Dachkonstruktionen vorhanden sind. Diese Bauteile müssen entsprechend dem elektrischen Schutzkonzept in den Potentialausgleich einbezogen werden. So lassen sich gefährliche Spannungsunterschiede zwischen gleichzeitig berührbaren leitfähigen Teilen begrenzen.

Die Erdung ist außerdem ein wichtiger Bestandteil des Blitzschutzes, sofern ein Blitzschutzsystem erforderlich oder vorgesehen ist. Sie dient jedoch nicht allein dem Blitzschutz, sondern erfüllt auch Aufgaben beim Schutz elektrischer Anlagen und Personen.

2. Wie funktioniert eine Erdungsanlage?

Eine Erdungsanlage besteht aus leitfähigen Bauteilen, die mit dem Erdreich in Verbindung stehen. Sie nimmt elektrische Ströme auf und ermöglicht deren Ableitung beziehungsweise Verteilung im Erdreich. Welche Wirkung die Anlage im Fehlerfall erzielt, hängt unter anderem von ihrer Ausführung, dem Erdungswiderstand und dem verwendeten Netzsystem ab.

Bei Neubauten wird häufig ein Fundamenterder vorgesehen. Dieser wird in oder unter den Fundamenten angeordnet und über geeignete Anschlussstellen mit der elektrischen Anlage verbunden. Ist ein Fundamenterder aufgrund der Bauweise oder der elektrischen Eigenschaften des Fundaments nicht ausreichend wirksam, können andere Erdungsformen erforderlich sein, beispielsweise ein Ringerder.

Eine Erdungsanlage muss frühzeitig geplant werden, da wesentliche Teile später nicht mehr zugänglich sind.

3. Welche Bestandteile gehören zur Erdung?

Im Hallenbau sind mehrere Komponenten zu unterscheiden:

• Fundamenterder oder Ringerder: Leitfähige Bauteile im beziehungsweise am Fundament, die den Kontakt zum Erdreich herstellen.

• Haupterdungsschiene: Zentraler Anschlusspunkt, an dem Erdungsleiter und wichtige Potentialausgleichsleiter zusammengeführt werden.

• Erdungsleiter: Stellen die elektrische Verbindung zwischen Erdungsanlage und den vorgesehenen Anschlusspunkten her.

• Schutzpotentialausgleich: Verbindet bestimmte fremde leitfähige Teile mit der Haupterdungsschiene, um gefährliche Potentialunterschiede zu begrenzen.

• Anschlussfahnen und Anschlussstellen: Ermöglichen die Verbindung mit der Elektroinstallation, dem Potentialausgleich und gegebenenfalls dem Blitzschutzsystem.

Die genaue Ausführung richtet sich nach den geltenden Normen, dem Baukonzept und den Anforderungen der elektrischen Anlage.

4. Warum ist die Erdung bei einer Stahlhalle besonders wichtig?

Eine Stahlhalle besitzt ein umfangreiches metallisches Tragwerk. Stützen, Träger und weitere Stahlbauteile können elektrisch leitfähig miteinander verbunden sein. Daraus ergeben sich besondere Anforderungen an den Schutzpotentialausgleich und – sofern vorgesehen – an die Einbindung in das Blitzschutzsystem.

Schutz vor elektrischem Schlag: Im Fehlerfall können geeignete Erdungs- und Schutzmaßnahmen dazu beitragen, gefährliche Berührungsspannungen zu begrenzen und die automatische Abschaltung der Stromversorgung zu ermöglichen.

Potentialausgleich: Elektrisch leitfähige Teile, die gleichzeitig berührt werden können und entsprechend den Vorschriften einzubeziehen sind, werden miteinander verbunden. Dadurch werden gefährliche Spannungsunterschiede reduziert.

Blitzschutz: Bei einem vorhandenen oder erforderlichen Blitzschutzsystem muss der Blitzstrom über geeignete Ableitungen und die Erdungsanlage sicher verteilt werden. Das Stahltragwerk kann nur dann als natürlicher Bestandteil des Blitzschutzsystems dienen, wenn die entsprechenden normativen Anforderungen erfüllt sind.

Schutz technischer Anlagen: Eine fachgerecht geplante Erdungs- und Potentialausgleichsanlage ist eine wichtige Grundlage für den sicheren Betrieb elektrischer Anlagen und empfindlicher technischer Einrichtungen.

5. Erdung, Potentialausgleich und Blitzschutz – wo liegt der Unterschied?

Die Begriffe hängen zusammen, bezeichnen aber unterschiedliche Aufgaben.

Die drei Bereiche müssen aufeinander abgestimmt werden. Eine Erdungsanlage allein ersetzt weder den erforderlichen Schutzpotentialausgleich noch ein gegebenenfalls notwendiges vollständiges Blitzschutzsystem.

6. Wie wird die Erdung bei einer Stahlhalle geplant?

Die Planung beginnt möglichst früh, idealerweise bereits bei der Entwurfs- und Gründungsplanung. Dabei müssen Elektroplanung, Tragwerksplanung und gegebenenfalls Blitzschutzplanung zusammenarbeiten.

Wichtige Punkte sind:

• Gründungsart: Die Ausführung hängt davon ab, ob beispielsweise eine Stahlbetonbodenplatte, Streifenfundamente oder andere Gründungselemente vorgesehen sind.

• Bauweise des Fundaments: Abdichtungen oder elektrisch isolierende Schichten können die Wirksamkeit eines Fundamenterders beeinflussen. In solchen Fällen ist gegebenenfalls ein Ringerder erforderlich.

• Material und Korrosionsschutz: Die verwendeten Leiter und Verbindungen müssen für ihre Einbausituation geeignet sein.

• Anschlusspunkte: Die Lage der Anschlüsse muss mit Elektroinstallation, Stahlbau und gegebenenfalls Blitzschutz abgestimmt werden.

• Dokumentation und Prüfung: Die Erdungsanlage muss entsprechend den geltenden Anforderungen geprüft und dokumentiert werden.

Besonders wichtig ist, die Erdungsanlage nicht erst nach Fertigstellung der Fundamente zu berücksichtigen. Fehlende Anschlussstellen oder ungeeignete Erdungsbedingungen können später aufwendige Nachrüstungen erforderlich machen.

7. Praktisches Beispiel: Erdung einer Produktionshalle

Für eine neue Produktionshalle wird eine Stahlbetonbodenplatte mit Stahlstützen und einem metallischen Dachtragwerk geplant. Bereits während der Gründungsarbeiten wird die Erdungsanlage entsprechend dem festgelegten Konzept eingebaut.

Der Fundamenterder wird mit den vorgesehenen Anschlussstellen verbunden. Die Haupterdungsschiene wird an geeigneter Stelle eingerichtet. Von dort aus werden die erforderlichen Verbindungen zum Schutzpotentialausgleich und zur elektrischen Anlage hergestellt.

Ob und wie das Stahltragwerk zusätzlich in den Potentialausgleich oder ein Blitzschutzsystem eingebunden wird, wird anhand der Planung und der einschlägigen Anforderungen festgelegt. Vor dem Verdecken der Erdungsanlage werden die notwendigen Kontrollen und Dokumentationen durchgeführt.

8. Fazit

Die Erdung ist ein grundlegender Bestandteil der elektrischen Sicherheit im Stahlhallenbau. Sie bildet zusammen mit dem Schutzpotentialausgleich und gegebenenfalls dem Blitzschutz die Basis für den sicheren Betrieb elektrischer Anlagen und den Schutz von Personen.

Damit die Anlage dauerhaft zuverlässig funktioniert, müssen Erdungsform, Materialien, Anschlussstellen und Prüfungen frühzeitig geplant werden. Besonders bei Stahlhallen ist eine enge Abstimmung zwischen Gründung, Stahlkonstruktion, Elektroinstallation und Blitzschutzplanung wichtig.