Instalacje Odgromowe - Piorunochrony PDF Drukuj Email
Wpisany przez Administrator   
Wtorek, 02 Listopad 2010 10:49

Zewnętrzna ochrona odgromowa polega na wykonaniu urządzenia piorunochronnego, którego zadaniem jest:

  • przejęcie uderzenia pioruna, a więc niedopuszczenie do wyładowania w sam obiekt

  • bezpieczne odprowadzenie prądu pioruna najkrótszą drogą do ziemi
  • niedopuszczenie do wyładowań iskrowych mogących spowodować pożar lub wybuch

Instalacja odgromowa składa się z następujących elementów:

  • zwodu, przeznaczonego do bezpośredniego przyjmowania wyładowań atmosferycznych

  • przewodów odprowadzających, łączących zwód z przewodem uziemiającym lub uziomem
  • zacisku probierczego, rozłączalnego połączenia w przewodzie odprowadzającym umożliwiającego skontrolowanie poprawności funkcjonowania instalacji, poprzez pomiar rezystancji
  • przewodów uziemiających, łączących przewód odprowadzający z uziomem
  • uziomu o rezystancji ≤ 10Ω - typa A szpilkowy,wg norm typ B otokowy
  • ewentualnie połączeń wyrównawczych, ochronników przeciw-przepięciowych

 

Wykonujemy systemy odgromowe zgodnie z normami obowiązującymi w UE.

Dla powierzchni dachu  do 500 m2 polecamy systemy odgromowe INGESCO PDC.

 

Czy warto zainstalować piorunochron?

 

Czy warto zainstalować piorunochron? Należy o tym pomyśleć gdyż w miejscu, gdzie uderza piorun, napięcie może sięgać kilkuset milionów woltów, a natężenie 250 tysięcy amperów. Moc takiego wyładowania sięga 700 bilionów watów i potrafi w mgnieniu oka wywołać pożar domu.

(fot. CiStockphoto.com/Shane Shaw)

Silne wyładowania elektryczne, które towarzyszą burzom, stanowią zagrożenie nie tylko wówczas, gdy piorun trafi bezpośrednio w budynek. Niszczycielską siłę ma też wysokie napięcie indukowane przez wyładowania w instalacji elektrycznej oraz w metalowych elementach domu. Mimo to wielu prywatnych inwestorów, kierując się źle pojętą oszczędnością, zastanawia się nad tym, czy w nowo budowanym domu zamontować piorunochron.

Przepisy dotyczące instalacji odgromowych

Przepisy nakazują montaż instalacji odgromowych w następujących budynkach mieszkalnych:

  • wyższych niż 15 m i o powierzchni przekraczającej 500 m², jeśli stoją w zabudowie rozproszonej,

  • wykonanych z materiałów palnych i pokrytych takimi materiałami jak na przykład gont lub trzcina,

  • stawianych w miejscach, które są szczególnie narażone na wyładowania burzowe (np. wzgórza).

Myśląc o bezpieczeństwie swojego domu, nie warto kierować się tylko i wyłącznie przepisami prawa. Ważny jest również rozsądek. Jeżeli dom stoi samotnie, z dala od innych zabudowań oraz wysokich drzew, to bez względu na wymagania natury formalnej warto go wyposażyć w instalację odgromową. W stosunku do wartości całego domu nie jest to duży wydatek, a daje bezcenne poczucie bezpieczeństwa, kiedy zbliża się burza.

System aktywny INGESCO PDC oparty jest na pionowej ochronie odgromowej, wykorzystuje tylko   dwa przewody odprowadzające, układany na dachu w sposób najmniej widoczny, na   estetycznych uchwytach. Decydując się na rozwiązanie ochrony odgromowej w   systemie aktywnym, unikają Państwo rozprowadzania siatki zwodów po dachu   swojego domu, przy zachowaniu skuteczności ochrony przed uderzeniem pioruna.   Przewaga instalacji odgromowej z piorunochronem aktywnym nad instalacją   tradycyjną wykonaną poziomymi zwodami niskimi polega na: większej skuteczności   wszystkie obiekty objęte są "kopułą", w tym również anteny telewizyjne i elementy   dekoracyjne dachu, są chronione. Krótka droga przepływu prądu pioruna pomiędzy   głowicą i ziemią minimalizuje: zagrożenie pożarowe oraz indukowanie się   niebezpiecznych napięć w przewodach elektrycznych, mogących prowadzić do   porażenia ludzi. Uziom szpilkowy   pozwala na wykonanie trwałego uziemienia bez   rozkopywania terenu wokół budynku, co jest niezbędne w przypadku tradycyjnej   instalacji odgromowej. Materiały wykorzystywane na elementy instalacji odgromowej:   FeZn- stal ocynkowana, Cu- miedź, Al- aluminium, NIRO - stal nierdzewna.

    Elementy instalacji aktywnej:

    1.0 - głowica aktywna INGESCO PDC
    2.0 - maszt rurowy
    3.0 - przewód odprowadzający
    4.0 - licznik wyładowań - (opcja)
    5.0 - złącze kontrolne
    6.0 - przewód uziemiający
    7.0 - uziemienie typ A szpilkowe

    Idealna ochrona odgromowa dla każdego rodzaju budynku bądź konstrukcji wymagających zewnętrznej ochrony odgromowej.
    Zastosowanie: budownictwo indywidualne,  budynki biurowe, budynki zabytkowe i sakralne, obiekty militarne, budynki przemysłowe, zakłady produkcyjne itp. 

    System ochrony odgromowej  projektowany  jest indywidualnie dla każdego budynku. Wykonujemy systemy odgromowe zgodnie z normą PN EN 62305 oraz harmonizowaną NFC17-102.

 

Tradycyjna ochrona odgromowa polega na zabezpieczeniu obiektu przed niszczącymi skutkami uderzeń pioruna poprzez   wykonanie   instalacji z wykorzystaniem   zwodów  poziomych i pionowych, które są połączone za pomocą przewodów odprowadzających z uziemieniem. W celu odpowiedniego rozmieszczenia poszczególnych zwodów instalacji na   budynku należy wyznaczyć strefy ochronne, które określa się  przy pomocy reguły kąta  osłonowego, toczącej   się kuli,  wymiarowania  oczek siatki  zwodów.  Wszystkie wystające metalowe elementy zabudowy dachu (kominy, maszty antenowe itp) należy podłączyć do zwodów lub chronić za pomocą zwodów pionowych. Blachę pokrycia dachu można  wykorzystywać jako zwód poziomy niski pod warunkiem, że jej grubość będzie nie mniejsza niż 0,5 mm bez względu na rodzaj materiału pokrycia dachowego wg PN-IEC 61024-1. Materiały wykorzystywane na elementy instalacji odgromowej: FeZn- stal ocynkowana, Cu- miedz, Al - aluminium.

    Elementy instalacji tradycyjnej:

    1.0 - zwód poziomy
    2.0 - zwód pionowy
    3.0 - przewód odprowadzający
    4.0 - licznik wyładowań - (opcja)
    5.0 - złącze kontrolne
    6.0 - przewód uziemiający
    7.0 - uziemienie typ "B" otokowe

Zastosowanie: budynki przemysłowe, biurowe i magazyny, budownictwo indywidualne.



Budowa instalacji odgromowej

Jeśli pokrycie dachu jest palne, zwód montuje się na wspornikach min. 10 cm

Jeśli olbrzymia energia, jaką niesie ze sobą uderzenie pioruna, nie zostanie szybko odprowadzona do ziemi, wszystko, co stanie jej na drodze, ulega zniszczeniu lub poważnemu uszkodzeniu. Tylko instalacja odgromowa (zwana potocznie piorunochronem) jest w stanie skutecznie ochronić budynek przed niszczycielską siłą potężnego wyładowania elektrycznego.

Zabezpieczenie to ma bardzo prostą konstrukcję i składa się ze zwodów sztucznych lub naturalnych, przewodów odprowadzających oraz tzw. uziomu.

Zwody sztuczne to ułożone w odpowiedni sposób na dachu przewody metalowe – ze stali nierdzewnej, miedzi lub stali ocynkowanej grubości minimum 50mm2.

Jeżeli budynek jest pokryty materiałem niepalnym, zwody montuje się na niskich wspornikach bezpośrednio na powierzchni dachu:

  • płaskiego – wzdłuż wszystkich krawędzi,

  • spadzistego – wzdłuż kalenicy i krawędzi do niej równoległych.

 

Projektant instalacji musi obliczyć, czy przepływ prądu z wyładowania burzowego nie spowoduje uszkodzenia materiału pokryciowego. Zwody powinny przebiegać przez wszystkie elementy wystające ponad powierzchnię dachu (kominy, wyloty przewodów wentylacyjnych itp.) i być połączone z takimi elementami jak maszt antenowy poprzez separator iskiernikowy. Jeżeli ze względu na rodzaj pokrycia dachu lub jego kształt zamontowanie tradycyjnych, poziomych zwodów jest utrudnione, stosuje się zwody pionowe w postaci umieszczonych na połaci prętów.

Zwody naturalne to połączone z instalacją odgromową takie elementy metalowe jak balustrady, poręcze czy rynny, przez które energia elektryczna uderzenia pioruna jest odprowadzana do ziemi.

Projektant instalacji musi obliczyć, czy przepływ prądu z wyładowania burzowego nie spowoduje uszkodzenia materiału pokryciowego.

Zwodem może być też metalowe pokrycie dachu, jeżeli jego elementy są ze sobą połączone w sposób zapewniający swobodny przepływ prądu do przewodów odprowadzających.

Grubość pokrycia nie może być jednak mniejsza niż 0,5 mm, a pod spodem takiego naturalnego zwodu niedopuszczalne jest zastosowanie materiałów łatwopalnych. Funkcję zwodów mogą pełnić również blachy powlekane (min. 0,5 mm grubości) jeżeli warstwa ochronna z PVC ma mniej niż 1 mm, a wykonana z asfaltu – mniej niż 0,5 mm.


Przewody odprowadzające łączą zwód z uziomem w taki sposób, by umożliwić swobodny przepływ prądu w razie uderzenia pioruna. W każdym budynku z instalacją odgromową muszą być zamontowane przynajmniej dwa takie przewody usytuowane w narożnikach dachu po przekątnej rzutu. Na wysokości 0,3 – 1,8 m od ziemi musi być zamontowane złącze probiercze do sprawdzania oporności uziemienia, a w ten sposób – jego sprawności. Badanie takie powinno się wykonywać przynajmniej raz w roku.

Zestaw uziomowy (po lewej), bednarka (góra), wspornik dachowy (dół) (fot. Galmar)

Jako odprowadzające służą zwykle przewody metalowe grubości min. 6 mm, a więc takiej samej jak zwody lub ocynkowane taśmy stalowe o przekroju 20x3 mm. Montuje się je najczęściej na zewnętrznej elewacji budynku – minimum 2 centymetry od ściany i przytwierdza do niej co 1,5 m.

Jeżeli ściany budynku są niepalne, przewody odprowadzające można również ułożyć pod tynkiem lub wzdłuż rur spustowych odprowadzających wodę z rynien.

Uziom to elementy metalowe ułożone w ziemi, dzięki którym rozpraszana jest potężna energia pioruna. Funkcję tę mogą pełnić na przykład żelbetowe podziemne elementy konstrukcyjne budynku lub też metalowe rurociągi o małej oporności (rezystancji) – nie przekraczającej 30 omów.

Jeżeli wykorzystanie takich elementów nie jest możliwe, wykonuje się uziom sztuczny, zakopując na głębokości minimum 0,6 m ocynkowaną taśmę stalową w taki sposób, by opasywała cały dom w odległości około 1 m od ścian fundamentowych. Spotyka się również uziomy pionowe, których elementy zagłębione są głęboko w ziemi, prostopadle do jej powierzchni.

 

 

Piorunochrony aktywne

Na rynku dostępne są piorunochrony aktywne INGESCO PDC w których tradycyjne zwody pokrywające dach zastąpione są przez maszt ze specjalną głowicą wyposażoną w ostrza aktywne - jonizatory. Ostrza aktywne PDC powinny wystawać min. 2 metry powyżej najwyższego punktu na budynku wg wytycznych, zgodnych z NFC 17-102. Obecnie takie rozwiązania są bardzo powszechnie i głównie stosowane w takich państwach jak: Francja, Hiszpania, Portugalia, Czechy, Słowacja, Argentyna, Chiny, Australia, Indie cała Ameryka Południowa i Środkowa, oraz Polska. Wyładowania atmosferyczne w Państwach o cieplejszym klimacie  są  bardziej intensywne niż w Polsce, a instalacje tak wykonane zabezpieczają lotniska, mosty, wieżowce, kościoły, a nawet elektrownie atomowe.

Według firmy Dena Desarrollos, producenta zwodów aktywnych INGESCO PDC zabezpieczają  one obszar w promieniu do 120 m. przed uderzeniami piorunów.

Pozostała część instalacji zbudowana jest w sposób tradycyjny, a więc połączona z uziomami za pomocą przewodów odprowadzających. Według producentów, piorunochrony aktywne "ściągają" wyładowania burzowe dzięki wytwarzanemu w głowicy potencjałowi elektrycznemu, a tym samym zabezpieczają najbliższą okolicę przed niekontrolowanymi uderzeniami piorunów. Niewątpliwą zaletą piorunochronu aktywnego jest łatwość montażu i wyeliminowanie konieczności wykonania zwodów montowanych na wspornikach.

Niebezpieczeństwo indukcji i przepięć

Oplecenie budynku instalacją odgromową nie wystarcza do zabezpieczenia go przed skutkami uderzenia pioruna, ponieważ wywołany przezeń prąd o bardzo wysokim natężeniu powoduje wytworzenie się wokół zwodów silnego pola elektromagnetycznego. Jeżeli w zasięgu tego prądu znajdzie się jakikolwiek przewodnik (kabel elektryczny, rura), to zostanie w nim zaindukowany prąd.

Jeśli będzie to przewód elektryczny, ten zaindukowany w nim prąd będzie przez chwilę znacznie odbiegał parametrami od prądu normalnie występującego w sieci. Może to doprowadzić do nieodwracalnego zniszczenia odbiorników energii zawierających wrażliwe podzespoły elektroniczne, takich jak – komputer, telewizor itp. Wzbudzenie przez piorun silnego prądu w nieuziemionych rurach, powoduje często przeskok iskry pomiędzy rurą, a jakimś elementem uziemionym. Jeżeli w pobliżu znajdą się materiały łatwopalne, to iskra ta może spowodować pożar lub eksplozję.

Wzbudzenie przez piorun silnego prądu w nieuziemionych rurach, powoduje często przeskok iskry pomiędzy rurą, a jakimś elementem uziemionym.

Dobrą ochroną przed opisanymi zjawiskami jest zastosowanie tzw. połączeń wyrównawczych, czyli przewodów łączących metalowe elementy konstrukcyjne i przewody z uziemieniem. Warto również pamiętać, że przewody odprowadzające, wchodzące w skład instalacji odgromowej nie powinny być ułożone bliżej niż 1,5 m od metalowych elementów konstrukcyjnych budynku – nawet wówczas, gdy oddzielone są od nich ścianą.

Uderzenie pioruna może spowodować również tzw. przepięcia w liniach energetycznych dostarczających prąd do budynku. Przez krótki czas prąd w sieci ma parametry znacznie przekraczające te, jakie dopuszczalne są dla sprzętów AGD i RTV oraz komputerów, co może powodować ich zniszczenie.

Skuteczną ochroną instalacji elektrycznej przeciw temu zjawisku są zabezpieczenia przeciwprzepięciowe. Ich działanie polega na błyskawicznym wyłączeniu domowej instalacji w momencie pojawienia się groźnego napięcia. Dzięki temu prąd o niewłaściwych parametrach nie dociera do odbiorników.

Wykonanie instalacji i ubezpieczenie domu.

Wykonanie instalacji odgromowej należy zawsze zlecać firmie z odpowiednimi uprawnieniami, która przeprowadzi niezbędne pomiary i obliczenia. Tylko wówczas możemy mieć pewność, że nasza instalacja odgromowa w należyty sposób chroni nasz dom.

Aby jednak czuć się naprawdę bezpiecznie, nawet gdy niebo pokrywa się ciemnymi chmurami, należy ubezpieczyć budynek i zadbać, aby w warunkach polisy znalazła się ochrona przed skutkami burzy.

Ochrona instalacji elektrycznej przed piorunami

Niezależnie od ochrony zewnętrznej budynków, należy stosować ochronę wewnętrzną. We wnętrzach bowiem znajduje się sprzęt elektroniczny, który jest bardzo czuły na przepięcia powstające w zasilającej go instalacji elektrycznej.

Sieć zwodów chroniących antenę satelitarną (rys. wg A.H. Hardt i Wspólnicy)

Bezpośrednie uderzenie pioruna, a nawet wyładowanie w większej (do ok. 1,5 km) odległości mogą spowodować powstawanie przepięć i iskier wtórnych. Ochrona wewnętrzna ma na celu ograniczenie tych zjawisk. Ochrona ta powinna być kompleksowa i obejmować wykonanie połączeń wyrównawczych oraz zainstalowanie aparatury zapewniającej trzystopniową ochronę strefową.

Wykonanie połączeń wyrównawczych polega na zainstalowaniu głównej szyny ekwipotencjalnej w postaci skrzynki z szeregiem zacisków oraz połączenie z nią punktu neutralnego rozdzielnicy elektrycznej, metalowych powłok kabli, metalowych rur wchodzących do budynku, połączeń wyrównawczych w łazienkach, uziomu instalacji odgromowej (jeżeli występuje ochrona zewnętrzna) itp.

Ochrona strefowa obejmuje umieszczenie w budynku ochronników (odgromników) trzech stopni:

  • I stopień (klasa B) instaluje się w złączu lub przy głównej rozdzielnicy. W zależności od systemu sieci zasilającej montuje się je tylko w trzech przewodach fazowych lub także w przewodzie neutralnym. Moją one za zadanie wstępne wytłumienie fali przepięciowej;

    Przykłady wykonania uziomu masztu antenowego:

    a) uziom pionowy
    b) uziom poziomy

  • II stopień (klasa C) umieszcza się przy głównej rozdzielnicy. Obniżają one wartość do wielkości bezpiecznej dla ograniczników III stopnia. Odgromniki klas B i C mogą mieć sygnalizację uszkodzenia, co umożliwia natychmiastową wymianę wkładki ochronnej. Muszą być zainstalowane w odległości kilku metrów od siebie. Nie jest to zwykle możliwe, gdy umieszcza się je przy głównej rozdzielnicy. W takim przypadku stosuje się dodatkowo cewkę odprzęgającą włączoną pomiędzy ochronnik klasy B a ochronnik klasy C, albo kompaktowy zestaw ochronników obu tych klas;

  • III stopień (klasa D) – ten ochronnik znajduje się bezpośrednio przy chronionych urządzeniach. Tłumią one wartość przepięcia (wstępnie obniżają w dwóch pierwszych stopniach) do wielkości bezpiecznej dla chronionych urządzeń. Może być montowany w puszce podtynkowej, w przewodzie zasilającym lub w rozgałęźniku a także we wtyczce pośredniej.

Ostatnio pojawiły się w handlu ochronniki do ochrony kompleksowej zawierające w jednym urządzeniu ochronniki wszystkich 3. stopni.

Ochronnik klasy D do umieszczenia bezpośrednio przy chronionym urządzeniu (fot. Phoenix Contact)

O wyborze typu ochronnika i jego parametrach decyduje m.in.:

  • częstotliwość wyładowań atmosferycznych na danym terenie;

  • typ sieci energetycznej, z której jest zasilany chroniony budynek;

  • topografia terenu (budynki położone na wzniesieniach są bardziej narażone na uderzenie pioruna);

  • położenie budynku w stosunku do innych obiektów (w promieniu do ok. 50 m), np. budynków wyposażonych w instalację odgromową lub wysokich (powyżej 20 m) masztów, drzew, kominów itp.;

  • wyposażenie budynku w ochronę zewnętrzną lub brak takiej ochrony;

  • rodzaj urządzeń podlegających ochronie.

Eksploatacja instalacji

Aby instalacja spełniła swoją rolę musi być w pełni sprawna. Nawet drobne uszkodzenia należy usuwać na bieżąco, gdyż w przypadku uderzenia pioruna, mogą być źródłem uszkodzeń budynku, a nawet jego pożaru. Instalacja odgromowa, szczególnie zaś ochrona zewnętrzna, powinna być poddawana okresowym badaniom, z których sporządza się protokoły.

Najprostszym badaniem jest przegląd dokonywany przynajmniej 2 razy do roku, w tym raz na wiosnę przed nastaniem okresu burz wiosennych. W tym momencie osoba o odpowiednich kwalifikacjach musi też wykonać pomiary w celu określenia rezystancji uziomów. Wyniki należy zestawić w protokole, przechowuje się wraz z metryką urządzenia i przedkłada osobie wykonującej następny pomiar.

Jeżeli pomiar wykaże wzrost rezystancji uziomu należy ustalić przyczynę, którą może być np. skorodowanie podziemnej części instalacji, a następnie usunąć uszkodzenie. Po naprawie uziomu ponownie wykonuje się pomiar, aby stwierdzić, czy rezystancja uziomu jest zgodna z wymaganiami normy. Jeżeli w chronionym budynku prowadzone są prace dekarskie lub tynkarskie mogące spowodować uszkodzenie instalacji piorunochronnej, po ich zakończeniu należy dokonać starannego przeglądu instalacji i usunąć ewentualne usterki.

HISTORIA

Urządzenie chroniące budynki przed uderzeniem pioruna, przez odprowadzenie do ziemi prądu wyładowania o natężeniu rzędu kilkunastu tysięcy amperów. Jest to zazwyczaj zaostrzony metalowy pręt, ustawiony pionowo w najwyższym punkcie zabezpieczanego obiektu, połączony z ziemią przewodem o znacznym przekroju poprzecznym (co najmniej 50 mm kwadratowych). Za twórcę piorunochronu uważa się              B. Franklina, który już w 1752 roku zaczął instalować pierwsze takie urządzenia, choć pierwszy piorunochron skonstruował w tym samym roku Dalibard.
W Londynie pierwszy piorunochron zainstalował na swym domu W. Watson w 1762 roku. W Polsce dzięki inicjatywie króla Stanisława Augusta Poniatowskiego wyposażono w tzw. wówczas "konduktory" Zamek Królewski w Warszawie. Na początku nie wszyscy darzyli zaufaniem piorunochrony.
Pierwszy piorunochron w Polsce założono w 1778 r. w Warszawie. J.H. Osiński w 1784 roku wydał pierwszą w Polsce książkę z elektrotechniki, pt.: "Sposób ubezpieczający życie i majątki od piorunów", w której dawał wskazówki jak należy konstruować i zakładać piorunochrony oraz przedstawił poradnik ratowania osób porażonych piorunami.

Zmieniony: Poniedziałek, 01 Kwiecień 2013 16:37