@inproceedings{KernMeppelink2001,
  author    = {Kern, Alexander and Meppelink, Jan},
  title     = {Neue M{\"o}glichkeiten elektrischer Anschl{\"u}sse an die Bewehrung und Untersuchung der Wirkung von Blitzstr{\"o}men in bewehrtem Beton},
  year      = {2001},
  abstract  = {Im Rahmen eines modernen Blitzschutzsystems f{\"u}r Stahlbeton-Bauten bietet es sich an, die Betonbewehrung zu benutzen: - Sie kann die Funktionen der Ableitungseinrichtungen und des Blitzschutz- Potentialausgleichs bei einem klassischen Geb{\"a}ude-Blitzschutz {\"u}bernehmen [1]; - Sie kann, ggf. bei entsprechender Erg{\"a}nzung, als ein geschlossener K{\"a}fig ausgebildet werden und damit eine deutliche Reduzierung der Belastung elektrischer / elektronischer Systeme durch blitzinduzierte elektromagnetische Felder erbringen (LEMP-Schutz [2]). Die Nutzung der Bewehrung ist dabei grunds{\"a}tzlich gleichermaßen bei Neubauten wie auch bei Ert{\"u}chtigungen m{\"o}glich und sinnvoll. So stellt die Nutzung der Bewehrung beispielsweise im Bereich von Großkraftwerken eine wesentliche Ert{\"u}chtigungsmaßnahme f{\"u}r den Blitzschutz elektrischer und elektronischer Einrichtungen dar: - Einerseits wird der Blitzschutz-Potentialausgleich durch den Anschluss metallener Einrichtungen wie Elektronik-Schr{\"a}nke, Kabeltrag-Konstruktionen, Rohrleitungen, etc. an die Bewehrung deutlich verbessert. - Andererseits kann bei gr{\"o}ßeren Geb{\"a}uden die elektromagnetische Schirmwirkung durch die elektrische {\"U}berbr{\"u}ckung von vorhandenen Dehnfugen bei Stahlbetonbauten optimiert werden. Diese Dehnfugen sind teilweise nur unzureichend {\"u}berbr{\"u}ckt, so dass bei Blitzeinschlag in das betreffende oder ein benachbartes Geb{\"a}ude an Kabelstrecken, die {\"u}ber die Dehnfuge hinwegf{\"u}hren, rel. hohe Spannungen induziert werden k{\"o}nnen [2, 3]. Die sich um das gesamte Geb{\"a}ude herumziehende oder zwischen zwei Geb{\"a}uden befindliche Dehnfuge muss deshalb im Abstand von maximal einigen Metern {\"u}berbr{\"u}ckt werden. Im Falle von Blitzschutz-Ert{\"u}chtigungen in vorhandenen Geb{\"a}uden wird bisher an jeder geplanten Anschlussstelle die Bewehrung großfl{\"a}chig (\&\#8709; wenige 10 cm) freigelegt, dort ein elektrischer Anschluss zu dem Bewehrungsstab hergestellt, z.B. mittels eines Erdungsfestpunkts, und dann die Betonoberfl{\"a}che wieder geschlossen. Je nach prognostizierter Strombelastung wird teilweise versucht, den {\"u}ber den Anschluss fließenden Strom bereits auf mehrere Bewehrungsst{\"a}be zu verteilen. Dazu sind entweder die kreuzenden St{\"a}be zu verschweißen oder es sind direkt Anschl{\"u}sse an zwei Bewehrungsst{\"a}be herzustellen. All dieses bedeutet einen hohen Aufwand bei der Freilegung der Bewehrung und auch wieder bei der Schließung der entstandenen Betonl{\"o}cher. Es soll deshalb hier untersucht werden, ob es beispielsweise zum Zwecke des Blitzschutz-Potentialausgleichs und auch zur {\"U}berbr{\"u}ckung von Dehnfugen ausreichend ist, den Anschluss an die Bewehrung nach einfachen Verfahren nur jeweils an einen Bewehrungsstab herzustellen. Damit w{\"u}rde der finanzielle und administrative Aufwand an Betonarbeiten deutlich reduziert. Die hier dargestellten Verfahren sind dabei insbesondere f{\"u}r den Einsatz bei Blitzschutz-Ert{\"u}chtigungen in bestehenden Geb{\"a}uden vorgesehen. Abschließend sollen deshalb die M{\"o}glichkeiten zur Pr{\"u}fung korrekter Anschl{\"u}sse, die Grenzen der Verfahren sowie auch die Grenzen der Anwendbarkeit bei Neuanlagen diskutiert werden.},
  language  = {de}
}
@inproceedings{ZischankHeidlerKernetal.2002,
  author    = {Zischank, Wolfgang J. and Heidler, Fridolin and Kern, Alexander and Metwally, I. A. and Wiesinger, J. and Seevers, M.},
  title     = {Laboratory simulation of direct lightning strokes to a modelled building - measurement of magnetic fields and induced voltages},
  year      = {2002},
  abstract  = {In IEC 61312-2 equations for the assessment of the magnetic fields inside structures due to a direct lightning strike are given. These equations are based on computer simulations for shields consisting of a single-layer steel grid of a given mesh width. Real constructions, however, contain at least two layers of reinforcement steel grids. The objective of this study was to experimentally determine the additional shielding effectiveness of a second reinforcement layer compared to a single-layer grid. To this end, simulated structures were set up in the high current laboratory. The structures consisted of cubic cages of 2 m side length with one or with two reinforcement grids, respectively. The structures were exposed to direct lightning currents representing the variety of anticipated lightning current waveforms. The magnetic fields and their derivatives at several positions inside the structure as well as the voltage between "floor" and "roof" in the center were determined for different current injection points. From these data the improvement of the shielding caused by a second reinforcement layer is derived.},
  language  = {en}
}
@inproceedings{KernKrichel2002,
  author    = {Kern, Alexander and Krichel, Frank},
  title     = {Considerations about the lightning protection system of mains independent renewable energy hybrid-systems - practical experiences},
  year      = {2002},
  abstract  = {In the paper a lightning protection design concept for renewable energy hybrid-systems without power mains connection is described. Based on a risk analysis protection measures against direct strikes and overvoltages are shown in an overview. The design concept is realized exemplarily for the hybrid-system VATALI on the Greek island Crete. VATALI, not lightning protected at that time, was a victim of a lightning strike in the year 2000 causing destructions and damages of some mechanical and electrical components with costs of approx. 60.000 €. The hardware costs for the protection measures were about 15.000 €: about 50\% of the costs are due to protection measures against direct strikes, 50\% are due to overvoltage protection.},
  language  = {en}
}
@inproceedings{DarvenizaFlisowskiKernetal.2002,
  author    = {Darveniza, M. and Flisowski, Z. and Kern, Alexander and Landers, E.-U. and LoPiparo, G. and Mazzetti, C. and Rousseau, A. and Sherlock, J.},
  title     = {Application problems of the probabilistic approach to the assessment of risk for structures and services},
  year      = {2002},
  abstract  = {The paper deals with the development of the probabilistic approach to the assessment of risk due to lightning. Sources of damage, types of damage and types of loss are defined and, accordingly, the procedure for risk analysis and the way of assessment of different risk components is proposed. The way to evaluate the influence of different protection measures (lightning protection system; shielding of structure, cables and equipment; routing of internal wiring; surge protective device) in reducing such probabilities is considered. The paper has been prepared within the framework of the activity of IEC TC81-WG9/CLC TC81-WG4 directed to prepare the draft IEC 62305-2 Risk Management, in cooperation with the Secretary of IEC/CLC TC81.},
  language  = {en}
}
@inproceedings{KernKraemer2003,
  author    = {Kern, Alexander and Kr{\"a}mer, Heinz-Josef},
  title     = {Blitzschutzkonzept f{\"u}r eine bauliche Anlage mit Stahlkonstruktion und metallenen W{\"a}nden},
  year      = {2003},
  abstract  = {Bauliche Anlagen mit Stahlkonstruktionen (bzw. auch Stahlbetonskelett- Konstruktionen) und metallenen W{\"a}nden sind bereits in sehr großer Zahl errichtet. Dazu geh{\"o}ren kleinere bis gr{\"o}ßere Lagerhallen ebenso wie Einkaufszentren. Sie zeichnen sich durch große Flexibilit{\"a}t, einfache Planung, kurze Bauzeit und rel. geringe Kosten aus. Auch in der nahen Zukunft ist deshalb mit Planung und Errichtung weiterer solcher baulicher Anlagen zu rechnen. Abh{\"a}ngig von der Nutzung der Hallen sind auch mehr oder weniger umfangreiche elektrische und elektronische Systeme vorhanden, die wichtige Funktionen sicherstellen m{\"u}ssen. Der Blitzschutz f{\"u}r diese baulichen Anlagen sollte sich also nicht nur im „klassischen" Geb{\"a}ude-Blitzschutz nach DIN V 0185-3 VDE V 0185 Teil 3 [1] ersch{\"o}pfen; ein Erg{\"a}nzung hin zu einem sinnvollen Grundschutz der elektrischen und elektronischen Systeme nach DIN V 0185-4 VDE V 0185 Teil 4 [2] ist anzuraten. Im folgenden Beitrag wird ein Konzept vorgestellt, mit dem ein hochwertiger Blitzschutz sowohl der baulichen Anlage und der darin befindlichen Personen, als auch der elektrischen und elektronischen Systeme verwirklicht werden kann. Insbesondere bei großfl{\"a}chigen Hallen stellen sich dabei besondere Anforderungen. Das Konzept und die zugeh{\"o}rigen blitzschutz-technischen Maßnahmen k{\"o}nnen drei Hauptbereichen zugeordnet werden: - {\"A}ußerer Blitzschutz; - Innerer Blitzschutz; - weitergehende besondere Maßnahmen. Das Konzept sowie die Maßnahmen werden allgemein beschrieben und teilweise anhand einer ausgef{\"u}hrten Anlage mit Fotos beispielhaft dokumentiert.},
  language  = {de}
}
@inproceedings{Kern2003,
  author    = {Kern, Alexander},
  title     = {Risikomanagement nach DIN V 0185-2 VDE V 0185 Teil 2: 2002-11 - Einige Beispiele und erste Erfahrungen},
  year      = {2003},
  abstract  = {Die neue Vornorm VDE V 0185 Teil 2 „Risikomanagement: Absch{\"a}tzung des Schadensrisikos f{\"u}r bauliche Anlagen" [1] ist seit November 2002 g{\"u}ltig. Sie erm{\"o}glicht nicht nur die Ermittlung der Schutzklasse eines Blitzschutzsystems, sondern auch die Untersuchung zur Notwendigkeit anderer Schutzmaßnahmen gegen Blitzeinwirkungen ({\"U}berspannungsschutzger{\"a}te in Unterverteilern und/oder an Endger{\"a}ten, Schirmung des Geb{\"a}udes und/oder interner R{\"a}ume, Potentialsteuerung, Brandmelde- und Feuerl{\"o}scheinrichtungen, etc.) nach objektiven Kriterien und damit in einer f{\"u}r alle Beteiligten grunds{\"a}tzlich nachvollziehbaren Art und Weise. Dass eine solche Analyse rel. komplex sein muss und der intensiven Besch{\"a}ftigung bedarf, ist deshalb nicht verwunderlich. Die Komplexit{\"a}t des Verfahrens sollte allerdings nicht dazu f{\"u}hren, die Vornorm als Ganzes abzulehnen. Die Vornorm beruht auf dem Stand der Diskussion im internationalen Normengremium IEC TC81 WG9 Ende des Jahres 2000. Integriert wurden einige nationale Besonderheiten, die aus Sicht des zust{\"a}ndigen Normenkomitees DKE K251 erforderlich erschienen. In Deutschland konnten und k{\"o}nnen nun erste breite Erfahrungen in der Anwendung dieser Risikoanalyse gesammelt werden; in anderen L{\"a}ndern ist dies noch nicht m{\"o}glich. Diese Erfahrungen k{\"o}nnen dann, nach Diskussion im nationalen Rahmen, in die internationale Normenarbeit eingebracht werden. Im folgenden Beitrag sollen einige, seit Erscheinen der Vornorm oft wiederkehrende Fragen dargestellt und L{\"o}sungsvorschl{\"a}ge vorgestellt werden. Dabei wird auch auf die Tendenzen im internationalen Normengremium IEC TC81 WG9 eingegangen, d.h. auf den aktuellen Entwurf zur IEC 62305-2 [3]. Die L{\"o}sungsvorschl{\"a}ge werden begr{\"u}ndet, sind allerdings weitestgehend subjektive Meinung des Autors. F{\"u}r {\"u}bliche bauliche Anlagen ist die Anwendung der Vornorm rel. einfach m{\"o}glich. Auch f{\"u}r spezielle F{\"a}lle k{\"o}nnen die darin festgelegten Verfahren herangezogen werden; allerdings sind dann einige weiterf{\"u}hrende {\"U}berlegungen notwendig, die der Planer von Blitzschutzsystemen durchf{\"u}hren muss. Anhand zweier Beispiele soll die Anwendung der VDE V 0185 Teil 2 auf solche speziellen F{\"a}lle dargestellt werden.},
  language  = {de}
}
@inproceedings{KrichelKernKraemeretal.2003,
  author    = {Krichel, Frank and Kern, Alexander and Kr{\"a}mer, Heinz-Josef and Wettingfeld, J{\"u}rgen and Reetz, Josef and Kienlein, Manfred},
  title     = {Blitzschutzmaßnahmen f{\"u}r Photovoltaik- und kleine Windenergieanlagen - Einige Beispiele},
  year      = {2003},
  abstract  = {Ein von der Arbeitsgemeinschaft (AG) Solar NRW und diversen Industriepartnern gef{\"o}rdertes und an der Fachhochschule Aachen, Abt. J{\"u}lich durchgef{\"u}hrtes Forschungsprojekt „Blitzschutz f{\"u}r netz-autarke Hybridanlagen" machte es m{\"o}glich, sich mit dem Blitzschutz speziell solcher Anlagen n{\"a}her zu besch{\"a}ftigen. Vermehrt bekannt gewordene Schadensf{\"a}lle an nicht netz-gekoppelten Hybridanlagen waren der Ausl{\"o}ser, den Schutz zu {\"u}berdenken. Definiertes Ziel war es, f{\"u}r netz-autarke energietechnische Anlagen ein Konzept zum Schutz vor Blitzeinwirkungen zu erstellen. Diese Anlagen bestehen {\"u}blicherweise aus einer oder mehreren Photovoltaikanlagen, ggf. auch Solarthermieanlagen und einem oder mehreren kleineren Windgeneratoren (sie werden deshalb auch als Hybridanlagen bezeichnet). Zur Erh{\"o}hung der Versorgungssicherheit kann noch ein Dieselaggregat dazukommen. Hybridanlagen werden vor allem in Gebieten mit sehr schlechter {\"o}ffentlicher Energieversorgung eingesetzt, d.h. insbesondere in relativ d{\"u}nn bewohnten Gebieten und in Entwicklungsl{\"a}ndern. Dem Blitzschutz von Hybridanlagen kommt dabei eine steigende Bedeutung zu. Besonderes Augenmerk in dem genannten Forschungsprojekt sollte dabei auf die technisch/wirtschaftliche Ausgewogenheit des Schutzes gelegt werden: • die Schutzmaßnahmen sollen nur in solchen F{\"a}llen eingesetzt werden, wo dies als Ergebnis von Risikoanalysen sinnvoll erscheint; • f{\"u}r typische netz-autarke Hybridanlagen sollen die Schutzmaßnahmen ohne deutliche Verteuerung realisierbar sein (es soll also kein absoluter Schutz realisiert werden; ggf. soll lediglich der auftretende Schaden soweit m{\"o}glich minimiert werden). Dazu wurde in einem ersten Schritt zun{\"a}chst eine Aufnahme des Iststandes einiger typischer netz-autarker Hybridanlagen und deren einzelnen Komponenten durchgef{\"u}hrt. Aufgrund dessen wurde eine umfassende Risikoanalyse zur Blitzbedrohung dieser Anlagen auf der Basis von VDE V 0185 Teil 2:2002-11 [1] erstellt. Die Ergebnisse m{\"u}ndeten in ein technisch/wirtschaftlich ausgewogenes Konzept f{\"u}r den Anlagen- Blitzschutz (d.h. insbesondere dem Schutz vor direkten Blitzeinschl{\"a}gen und deren unmittelbaren Auswirkungen) nach VDE V 0185 Teil 3:2002-11 [2] und f{\"u}r den Elektronik-Blitzschutz (d.h. f{\"u}r den Schutz vor {\"U}berspannungen durch direkte, insbesondere aber auch indirekte Blitzeinschl{\"a}ge) nach VDE V 0185 Teil 4:2002-11 [3]. Aufgrund der gesammelten Ergebnisse konnten dabei allgemeine Empfehlungen f{\"u}r den {\"A}ußeren und Inneren Blitzschutz von regenerativen Energieerzeugungssystemen erstellt werden. Diese sollen in Schulungen einm{\"u}nden, die f{\"u}r Hersteller und Betreiber von Hybridanlagen angeboten werden. Durch die Anwendung wird der Schutz der Anlagen vor Blitzeinwirkung und elektromagnetischen St{\"o}rungen verbessert, was sich in einer reduzierten Ausfallwahrscheinlichkeit bzw. erh{\"o}hten Verf{\"u}gbarkeit wiederspiegelt. An einigen ausgew{\"a}hlten Anlagen werden mit Hilfe der im Projekt involvierten Industriepartner die Schutzmaßnahmen realisiert. Hierbei entstanden den Eigent{\"u}mern bzw. Betreibern der Anlagen keine Kosten. In diesem Beitrag werden beispielhaft drei Anlagenprojekte detailliert gezeigt. Es handelt sich dabei um eine Schweinezuchtfarm in Magall{\´o}n (Spanien, Zaragozza), das bioklimatische Haus (Kreta, Heraklion) und die Tegernseer- H{\"u}tte (Deutschland, Lenggries).},
  language  = {de}
}
@inproceedings{ZischankHeidlerWiesingeretal.2004,
  author    = {Zischank, Wolfgang J. and Heidler, Fridolin and Wiesinger, J. and Stimper, K. and Kern, Alexander and Seevers, M.},
  title     = {Magnetic Fields and Induced Voltages inside LPZ 1 Measured at a 1:6 Scale Model Building},
  year      = {2004},
  abstract  = {Laborexperimente zu Blitzschutzzonen in Stahlbetongeb{\"a}uden anhand eines Modells im Maßstab 1:6},
  language  = {en}
}
@inproceedings{KernHeidlerSeeversetal.2004,
  author    = {Kern, Alexander and Heidler, Fridolin and Seevers, M. and Zischank, Wolfgang J.},
  title     = {Magnetic Fields and Induced Voltages in case of a Direct Strike - Comparison of Results obtained from Measurements at a Scaled Building to those of IEC 62305-4},
  isbn      = {0304-3886},
  year      = {2004},
  abstract  = {In the paper the results obtained from experiments at a modelled reinforced building in case of a direct lightning strike are compared with calculations. The comparison includes peak values of the magnetic field Hmax, its derivative (dH/dt)max and of induced voltages umax in typical cable routings. The experiments are performed at a 1:6 scaled building and the results are extrapolated using the similarity relations theory. The calculations are based on the approximate formulae given in IEC 62305-4 and have to be supplemented by a rough estimation of the additional shielding effect of a second reinforcement layer. The comparison shows, that the measured peak values of the magnetic field and its derivative are mostly lower than the calculated. The induced voltages are in good agreement. Hence, calculations of the induced voltages based on IEC 62305-4 are a good method for lightning protection studies of buildings, where the reinforcement is used as a grid-like electromagnetic shield.},
  subject      = {Blitz},
  language  = {en}
}
@inproceedings{SurteesGillespieKernetal.2004,
  author    = {Surtees, A. J. and Gillespie, A. and Kern, Alexander and Rousseau, A.},
  title     = {DEVELOPMENT OF A RISK ASSESSMENT CALCULATOR BASED ON A SIMPLIFIED FORM OF THE IEC 62305-2 STANDARD ON LIGHTNING PROTECTION},
  year      = {2004},
  abstract  = {Neue Blitzschutznorm IEC 62305. Entwicklung einer einfachen Software zur Risikoabw{\"a}gung},
  language  = {en}
}