Baustoffklasse

Statische Elektrizität als Phänomen ist dem Laien in aller Regel bekannt durch die Entladungsblitze an Türklinken, nach dem der Nutzer über textile Bodenbeläge oder andere Bodenbelagmaterialien gelaufen ist.

Diese elektrische Entladung stellt für den Menschen selbst im Allgemeinen keine Gefahr dar.

Diesbezüglich besteht jedoch die Gefahr und auch die Möglichkeit des Erschreckens und dadurch ausgelöste Fehlhandlungen.

In Fachkreisen gibt es jedoch eine Reihe von Schadensfällen über die elektrostatische Elektrizität. Diesbezüglich verweist der Unterzeichner auf die Zerstörung elektronischer Bauteile bis hin zu unkontrollierten Explosionen.

Statische Elektrizität entsteht immer bei Bewegung von festen Isolatoren oder auch flüssigen Substanzen, genau genommen bei deren Trennung.

Die Ladungsspannung ist abhängig von der Luftfeuchtigkeit. Bei trockener Luft kommt es zu weitaus höheren Aufladungen im Vergleich zu einer feuchten Luft.

Dem gegenüber sind elektronische Bauelemente äußerst empfindlich.

Schon durch eine Entladung ab 30 Volt können Bauelemente zerstört und/oder Fehlschaltungen ausgelöst werden.

Die Entstehung von statischer Elektrizität kann durch Wahl günstiger Materialien, soweit dies überhaupt möglich ist, gemindert, nie jedoch total verhindert werden.

Was verhindert werden kann, ist eine zu hohe Aufladung von Personen und Gegenständen, indem dafür Sorge getragen wird, dass die entstandenen Ladungen sich nicht ansammeln, sondern sofort und gleichmäßig wieder abgeleitet werden.

Wenn statische Elektrizität über eine Erdung ständig bei der Entstehung wieder abgeleitet wird, kann die Ladung nicht so groß werden, dass ein Entladungsblitz wirksam wird.

Für die Fußbodenmessungen gelten verschiedene Richtlinien/Merkblätter und Normen.

Bis zum 01. Mai des Jahres 1999 waren die Messungen nach DIN 51 953 bindend vorgeschrieben.

Diese Norm wurde bereits im April des Jahres 1998 durch die DIN EN 1081 ersetzt.

Die Übergangsfrist bei der Einführung der neuen Norm ist vorgeschrieben.

Die Normen, DIN 51 953 und DIN EN 1081 beschreiben Prüfverfahren für den elektrischen Widerstand von „elastischen Bodenbelägen“.

Die DIN EN 1081 beschreibt Prüfverfahren zur Bestimmung des Durchgangswiderstandes von Bodenbelägen und des Oberflächen- und Erdableitwiderstandes eines verlegten Bodenbelages.

Unabhängig von den vorgenannten Normen erschien 1997 die IEC-Vorschrift und Deutsche Fassung DIN IEC 61 340-4-1 (VDE 0300, Teil 4-1); 1997-04.

Diese vorgenannte Norm wurde inzwischen ersetzt durch die Deutsche Fassung, DIN EN 61340-4-1 (VDE 0300, Teil 4-1); 2004-12.

Die vorgenannten Normen beschreiben die nachfolgenden Messmethoden:

die ursprüngliche Norm DIN 51 953 benutzte eine Elektrode mit feuchtem Vliespapier; alle weiteren neuen Elektroden ausschließlich Leitgummi als Kontaktmaterial.

Das feuchte Vliespapier hatte das Messergebnis jeweils verfälscht. Es entsprach nicht dem eigentlichen Widerstandswert.

Seit dem Leitgummi als Kontaktmaterial verwendet wird, ist eine bessere Übereinstimmung zum realen Widerstand des Bodenmaterials gegeben.

Personen tragen in einem entsprechenden Bereich Schuhe, mit einem leitfähigen oder ableitfähigen Gummi.

Beim Gehen oder Fahren auf einem isolierenden Fußboden kann kein Spannungsaufbau in irgendeiner Weise erfolgen.

Beim Berühren eines aufgeladenen Körpers mit einem anderen Potenzial fließt die so gespeicherte Ladung spontan ab.

Diese vorgenannten Entladungen können unter ganz bestimmten Bedingungen Funkenbildungen, wie bereits beschrieben, verursachen, die in Verbindung mit brennbaren Stoffen sogar zur Explosion führen können.

Staubablagerungen gelten im Sinne bestimmter Richtlinien als großes Gefahrenpotenzial. Ab einer gewissen Schicht und der einhergehenden Sauerstoffanbindung reicht schon eine geringe Zündenergie aus, um eine exotherme Reaktion auszulösen.

Von besonderer Wichtigkeit ist die Unterscheidung, wenn gemäß DIN IEC 61340-4-1 (VDE 0300) ein elektrisch leitfähiger Fußboden einen Ableitwiderstand R<10⁶ Ω aufweisen muss. Höhere Werte gelten also als ableitfähig.

Hierbei werden elektrische Aufladungen durch den Bodenbelag und dessen Potenzialerdung abgeleitet.

Bezüglich der vorgenannten kunstharzgebundenen Bodenbeläge ist demnach nach der DIN EN 61340-4-1 eine 2,5 kg Elektrode mit einem Leitgummi zu verwenden. Der Leitgummi ist in dieser Norm spezifiziert.

Bezüglich der Messspannung ist also eine Spannung von 100 V zu benutzen.

Zum Vergleich der Elektroden nach DIN EN 63140-4-1 und der DIN EN 1081 diesbezüglich noch einmal der Hinweis:

Bei einer Dreifußelektrode besteht dreimal mehr die Möglichkeit Leitpartikel zu kontaktieren, als bei einer normalen Flächenelektrode. Das Messergebnis ist letztlich dreimal niedriger als bei einer Flächenelektrode.

Messverfahren, Elektroden sind in den Anforderungen, also in den Leistungsverzeichnissen, genauestens zu spezifizieren, damit es zu einem späteren Zeitpunkt keine Unstimmigkeiten bei den Überprüfungsmethoden gibt.

Weiterhin sind selbstverständlich auch die zulässigen Grenzwerte festzulegen.

Grundsätzlich sind die sogn. „Vormessungen“ nicht realistisch. Durch die Beaufschlagung der Messstelle mit einer Spannung von ca. 1000 V werden Kanäle „freigebrannt“, Schmutzpartikel beseitigt usw. Nach diesem Vorgang liefert die Messung mit einer Spannung von 100 V Ableitwiderstände, die jedoch nicht realistisch sind.

Auch das sogn. „Fritten“ ist ähnlich wie eine Vormessung. Diesbezüglich liegt der gleiche physikalische Vorgang vor. Bis heute ist noch nicht bewiesen, dass ein „Frittenvorgang“ dauerhaft ist.

Bei Messungen nach einem Zeitintervall von 14 Tagen oder länger konnte bereits festgestellt werden, dass die Widerstände und damit die Ableitfähigkeit dann nicht mehr ermittelt werden konnten. Dies liegt ganz einfach daran, dass dieser Vorgang keine dauerhafte Veränderung des Bodens bewirkt, sondern ausschließlich eine kurzzeitige Kanalausbildung oder „Freibrennung“ der Oberfläche.

Dem Fluss des elektrischen Stromes durch ein bestimmtes Material wird ein mehr oder weniger großer Widerstand entgegen gesetzt. Dieser ist beispielsweise abhängig von der Art des Materials oder der Temperatur.

Die Einheit des elektrischen Widerstandes ist das Ohm, abgekürzt mit dem griechischen Buchstaben Ω. Das Formelzeichen des Widerstandes ist R.

Der elektrische Widerstand ist also ein Begriff aus der Elektrotechnik. Er charakterisiert die Eigenschaft von Materialien, den durch elektrische Felder bzw. Spannungen hervorgerufenen elektrischen Strom zu hemmen.

Antistatisch sind Bodenbeläge, wenn sie im allgemeinen keine störenden elektrostatischen Aufladungen entstehen lassen. Die ist gegeben, wenn bei Prüfungen im Begehversuch die Aufladung < 2,0 kV gegeben ist.

Ableitfähig sind Bodenbeläge, deren Erdableitwiderstand R₂-Verfahren B<10⁹ Ω ist, vielfach werden jedoch auch niedrigere Widerstände gefordert.

Ein Fußboden ist im Sinne von DIN 5700 / VDE 0100T410, Abs. 6.3.3 Isolierend (bietet Sicherheit gegen Berührungsspannungen von Netzstrom), wenn der Standortübergangswiderstand R_ST folgende Werte nicht unterschreitet: 50 kΩ = 5 x 10⁴ W bei Installationen mit Nennspannungen unter 500 V 100 kW = 1 x 10⁵Ω bei Installation mit höheren Nennspannungen.

Bei Werten von 10¹⁰Ω können Personenaufladungen in ca. 1 Sekunden abklingen.

Bei Werten unter 10⁸Ω ist ein Belag ausreichend leitfähig, um Zündgefahren bei entzündbaren Stäuben und Gasen durch elektrostatische Aufladungen während des Begehens zu verhindern.

Bei einem Wert unter 10⁶Ω ist ein Belag auch für Lagerungs- und Produktionsräume von Explosionsstoffen geeignet.

Abschließend wird noch darauf hingewiesen, dass der Bereich Elektrostatik insgesamt gesehen, bedingt durch die vielfältigen Prüfungen und Anforderungen ein schwer verständlicher Fachbereich darstellt.

Diesem Umstand ist es vielleicht auch zuzuschreiben, dass in der Vergangenheit in Ausschreibungstexten und/oder Anforderungsprofilen völlig überzogene Forderungen an den Erdableitwiderstand einer Fußbodenkonstruktion gestellt worden sind.

Autor dieses Fachbeitrages ist der Berufssachverständige des ISH: Siegfried Heuer, Koblenz