Views
4 months ago

Ochrona Przeciwprzepięciowa i Odgromowa 04/2018

O C H R O N A P R Z E C

O C H R O N A P R Z E C I W P R Z E P I Ę C I O W A I O D G R O M O W A Projektowanie instalacji odgromowej obiektu budowlanego należy rozpocząć od oszacowania ryzyka zagrożeń i szkód wywołanych wyładowaniem piorunowym Ochrona odgromowa – wybrane zagadnienia Pod sta wo wą nor mą do ty czą cą ochro ny od gro mo wej jest PN-EN 62305. Nor ma ta, zło żo na z czte rech ar ku szy, sta no wi kom pen dium wy ma gań w za kre sie ochro ny od gro mo wej obiek tów bu dow la nych w bar dzo sze ro kim spek trum, po cząw szy od obiek tów pro stych z punk tu wi dze nia ochro ny od gro mo wej, skoń czyw szy na obiek tach o skom pli ko wa nej for mie i znacz nych na ra że niach, np. obiek tów za gro żo nych wy bu chem Instalacja odgromowa obiektu budowlanego (LPS) (zew- nętrzna ochrona odgromowa) składa się z: • części naziemnej w postaci: zwodów przeznaczonych do bezpośredniego przyjęcia wyładowania piorunowego, prze wodów odprowadzają - cych, łączących część naziemną z częścią podziemną urzą - dzenia piorunochronnego, przewodów uziemiających łą - czących przewody odprowadzające z uziemieniem, • części podziemnej zbudowanej z uziomów – części metalowych lub ich zespołów umieszczonych w gruncie lub w fundamentach obiektu i słu żących do rozproszenia w ziemi prądu wyładowania piorunowego. Zwody instalacji piorunochronnej mogą być mocowane do chronionego obiektu budowlanego (zwody nieizolowane) lub instalowane obok niego (tzw. zwody izolowane). Zwody izolowane stosowane są wtedy, gdy cieplne skutki przepływu prądu pioruna mogą powodować uszkodzenie chronionego obiektu lub jego zawartości. Zwody izolowane są również stosowane, gdy wymagana jest redukcja pola elektromagnetycznego towarzyszącego przepływowi prądu pioruna przewodami odprowadzającymi. Zwodami mogą być przewodzące części obiektu budowlanego, nazywane zwodami naturalnymi, lub przewody albo konstrukcje metalowe umieszczone na obiekcie budowlanym lub obok niego tylko w celu ochrony odgromowej – tzw. zwody sztuczne. Zwody sztuczne wykonuje się wtedy, gdy przewodzące struktury budowlane nie mogą być wykorzystywane jako zwody i przewody odprowadzające, np. z powodu ich nieciągłości. W większości obiektów budowlanych są to zwody poziome niskie, tworzące na dachu budynku siatkę o odpowiednich wymiarach ok. Zwody niskie mogą być instalowane bezpośrednio na powie rzchni dachu lub w pewnej odległości ponad nim, pod warunkiem, że przepływ prądu piorunowego nie spowoduje cieplnych uszkodzeń pokrycia dachowego. Na dachach z pokryciem z materiałów nieprzewodzących zwody mogą być tworzone z dowolnych kombinacji prętów lub drutów ułożonych w postaci siatki o wymaganych wymiarach pojedynczego oka. We wcześniejszych normach zalecano łączenie ze zwodami instalacji piorunochronnej wszelkich metalowych przedmiotów, konstrukcji i części na dachach obiektów budowlanych. Takie połączenia mogą spowodować, podczas bezpośredniego wyładowania atmosferycznego, wpłynięcie części prądu piorunowego do instalacji wewnętrznych chronionego obiektu. Jednym ze sposobów uniknięcia takiej sytuacji jest zastosowanie do ochrony przed- Przestrzeń chroniona przez zwód pionowy, maszt lub zwód poziomy według metody toczącej się kuli: 1 – przestrzeń chroniona, 2 – płaszczyzna odniesienia, R – promień toczącej się kuli. OC – promień chronionego obszaru, A – punkt na zwodzie poziomym, h – wysokość zwodu pionowego, wysokość zwodu poziomego nad płaszczyzną odniesienia 30 kwiecień 2018

O C H R O N A P R Z E C I W P R Z E P I Ę C I O W A I O D G R O M O W A Tabela 1. Parametry zagrożenia w zależności od poziomu ochrony odgromowej Poziom ochrony odgromowej Minimalna wartość szczytowa prądu piorunowego [kA] Maksymalna wartość szczytowa prądu piorunowego [kA] Skuteczność ochrony [%] I 2,9 200 99 II 5,4 150 97 III 10,1 100 91 jest przyjmowany na podstawie analizy ryzyka wystąpienia szkody lub doświadczenia. W tabeli 2 podane są przykładowe poziomy ochrony najczęściej przyjmowane dla różnego rodzaju obiektów budowlanych. IV 15,7 100 84 Tabela 2. Przykładowe poziomy ochrony różnego rodzaju obiektów budowlanych Poziom Rodzaj obiektu budowlanego ochrony Obiekty zawierające strefy zagrożone wybuchem, wieże I sterowania i kontroli ruchu statków powietrznych na lotniskach, centra obliczeniowe. II III IV Obiekty przemysłu chemicznego i petrochemicznego poza strefami Ex, obiekty, w których są składowane i obrabiane materiały łatwo zapalne, obiekty przemysłu zbrojeniowego o zwiększonym zagrożeniu pożarowym, budynki o wysokości ponad 100 m, szpitale budynki kryte strzechą, wieże telekomunikacyjne. Szkoły, hale sportowe, widowiskowe i wystawowe, teatry, muzea, koleje linowe, kominy wolnostojące, chłodnie, magazyny z wyjątkiem magazynów paliw płynnych, cieczy łatwo zapalnych i materiałów wybuchowych, magazyny wysokiego składowania, kościoły, budynki wyposażone w odnawialne źródła energii, obiekty zabytkowe, biura, kampingi. Pozostałe obiekty budowlane. miotów na dachach obiektów budowlanych zwodów pionowych. Zasady tworzenia stref ochronny zwodów pionowych lub zespołów zwodów podane są w normie. Zwody pionowe powinny tworzyć strefę och - ronną oraz uniemożliwić przeskoki iskrowe między zwodami lub przewodami instalacji piorunochronnej i chronionymi urządzeniami. Urządzenia och - rony odgromowej są narażone na: • działania prądów udarowych bezpośredniego wyładowania piorunowego, • działania korodujące zmiennych i agresywnych wpływów środowiska, szczególnie w wa runkach miejskich i przemysłowych, • erozję termiczną w miejscu oddziaływania kanału wyładowania piorunowego, • nagrzanie pod wpływem prze - pływającego prądu piorunowego. Podstawowe kryteria zewnętrznej ochrony odgromowej obiektów budowlanych Poziomy ochrony W celu uzyskania optymalnych warunków ochrony określone są cztery klasy LPS (I, II, III i IV), będące zestawem cech konstrukcyjnych opartych na odpowiadających im poziomach ochrony odgromowej (LPL). Dla każdego LPL ustalono zestaw minimalnych i maksymalnych parametrów prądów pioruna. W tabeli 1 podane są parametry zagrożenia w zależ ności od poziomu ochrony odgromowej. Odpowiedni poziom ochrony odgromowej Warunki podstawowe Zewnętrzna ochrona odgromowa LPS w przeciwieństwie do ochrony wewnętrznej LPMS nie jest obligatoryjna. Konie - czność jej zastosowania zależy od wyniku analizy ryzyka lub szacunku. W normie przyjęto, że poszczególnym poziomom ochrony LPL odpowiadają klasy LPS, odpowiednio, poziomowi ochrony LPL I – klasa LPS I, poziomowi ochrony LPL II – klasa LPS II itd. Chara - kterystyka LPS zależy od właściwości obiektu chronionego i od przyjętego poziomu och - rony. Każda klasa ochrony LPS jest charakteryzowana przez parametry określające klasę (zależne od klasy LPS) i przez parametry niezależne od klasy LPS. Parametry zależne od kla- Tabela 3. Zależność promienia toczącej się kuli od poziomu ochrony odgromowej budynku Poziom ochrony odgromowej Promień toczącej się kuli [m] I 20 II 30 III 45 IV 60 Tabela 4. Kąty ochrony zwodów pionowych wysokich w zależności od przyjętego poziomu ochrony odgromowej Kąt ochrony α zwodów pionowych Poziom ochrony odgromowej o wysokości do 3 m I 70 o II III IV 72 o 76 o 79 o Tabela 5. Wymiary ok siatki zwodów poziomych niskich w zależności od przyjętego poziomu ochrony odgromowej Poziom ochrony odgromowej Wymiary ok siatki zwodów [m] I 5 x 5 II 10 x 10 Połączenie uziomu miedziowanego z bednarką ocynkowaną ogniowo za pomocą nierdzewnego złącza krzyżowego (fot. Budniok Technika) III 15 x 15 IV 20 x 20 31