Zwody na metalowych pokryciach dachowych

Podstawowym zadaniem urządzenia piorunochronnego jest przejęcie prądu piorunowego i jego odprowadzenie do ziemi bez szkody dla chronionego obiektu budowlanego oraz w sposób bezpieczny dla przebywających wewnątrz ludzi.

Rys. 1. Przykłady uszkodzeń wywołanych przez przepływ udarów krótkotrwałych.
U góry stal ocynkowana – prąd 100 kA (10/350 µs), u dołu: miedź – prąd 100 kA (10/350 µs)

W poprawnie wykonanej instalacji pioru­nochronnej prąd piorunowy przejmują przewodzące ele­menty konstrukcyjne obiektu, tzw. zwody na­turalne, lub przewody umiesz­czone tylko w celach ochrony odgromo­wej, tzw. zwody sztuczne.

Blachy pokrycia dachowego powinny być uznane za naturalne elementy urządzenia piorunochronnego, jeśli ich grubości nie są mniejsze od wartości t2 podanej w tabeli 1 oraz zapewniona jest galwaniczna trwała ciągłość pomiędzy poszczególnymi częściami pokrycia (twarde lutowanie, spawanie, ząbkowanie, skręcanie i połączenia śrubowe).

Tabela 1. Minimalne grubości blach stosowanych do odprowadzenia prądu piorunowego

Na podstawie zaleceń zawartych w normach serii PN-EN 62305 można przyjąć, że metalowe pokrycia dachowe obiektów budowlanych należy wykorzystywać do ochrony odgromowej w następujących przypadkach:
l gdy zapewniona jest trwała ciągłość połączeń pomiędzy poszczególnymi częściami pokrycia dachowego,
l gdy warstwa metalu ma grubość nie mniejszą od wartości t2 podanych w tabeli 1 w przypadku, gdy dopuszczalna jest perforacja pokrycia dachowego oraz pod powierzchnią pokrycia dachowego nie występuje warstwa materiału łatwopalnego,
l gdy strefy zagrożone wybuchem nie znajdują się bezpośrednio pod metalowym pokryciem dachu, jeśli możliwa jest jego perforacja lub mogą wystąpić przeskoki iskrowe pomiędzy poszczególnymi elementami pokrycia.
Metalowe elementy pokrycia nie powinny być pokryte materiałem izolacyjnym, przy czym za izolację nie są uważane warstwy farby ochronnej oraz bitumu (do 1 mm) i folii PCV o grubości 0,5 mm. Pokrycie drewniane dachu powinno być zakwalifikowane do pokryć i podłoży wykonanych z materiałów mniej palnych (w porównaniu z materiałami łatwopalnymi). Należy rozważyć możliwość zastosowania metalowego pokrycia dachowego o grubości t2 na pokryciu drewnianym.

Prąd piorunowy powinien być odprowadzony do ziemi przy pomocy przewodów odprowadzających połączonych z blachą.

Wykorzystując do przejmowania prądu pioru­nowego blachę o grubości t₂ (tabela 1) należy zdawać sobie sprawę z możliwo­ści wytopienia otworów w miejscu wpływania prądu piorunowego oraz powstania punktowych uszkodzeń pokry­cia dachu podczas bezpośredniego wyładowa­nia piorunowego w obiekt (rys. 1).

W przypadku konieczności ochrony przed punktowymi uszkodzeniami należy wyeliminować możliwość bezpośredniego uderzenia piorunu w metalowe pokrycie dachu.

Rys. 2. Zasady tworzenia przestrzeni chronio­nej przez zwody poziome i pionowe

Taką ochronę zapewniają układy zwodów poziomych lub pionowych połączonych z siecią przewodów odprowadzających i metalowym pokryciem dachowym. Zwody rozmieszczone na dachu obiektu powinny two­rzyć przestrzeń chronioną nad metalowym pokryciem i przejmować prądy bezpośrednich wyładowań piorunowych.

Po wyładowaniu w zwód następuje rozpływ prądu piorunowego w układzie zwodów oraz w metalowym pokryciu dachu. Dzięki temu do poszczególnych punktów łą­czących zwody z blachą pokrycia dachowego wpływa tylko część prądu piorunowego i można wyeliminować jej uszkodzenie. Do określania przestrzeni chronionej tworzo­nej przez wybrany układ zwodów należy wykorzystać metodę toczącej się po dachu kuli lub kąta ochronnego (rys. 2).

Rys. 3. Przykładowe rozwiązania zwodów pionowych chroniących blachę pokrycia dachowego przed bezpośrednim wyładowaniem piorunowym

Stosowanie zwodów pionowych o wysokości ponad 1 m wymaga ustawiania na powierzchni dachu dodatkowych wsporników, co może być kłopotliwe lub niemożliwe do wykonania.  Znacznie korzystniejszym rozwiązaniem jest zastosowanie stosunkowo niskich zwodów pionowych mocowanych do zwodów pozio­mych oraz do powierzchni metalowego pokry­cia. Przykłady takich rozwiązań przedstawiono na rys. 3. Do ochrony metalowego pokrycia dachu zastosowano tu zwody niskie pionowe o wysokości 0,4–0,6 m, które można łatwo mocować do metalowego pokrycia.

W przed­stawionym systemie ochrony odgromowej bar­dzo ważną sprawą jest połączenie zwodów z blachą pokrycia dachowego.  Stosowane elementy łączeniowe powinny zapewnić stabilne połączenie zwodów z bla­chą oraz posiadać dostateczną powierzchnię styku z blachą, umożliwiającą odprowadzenie bez uszkodzeń części prądu piorunowego. Dotyczy to szczególnie połączeń w sąsiedz­twie zwodów pionowych.

Przykładowe roz­wiązanie, w którym do połączeń zwodów wykorzystano klasyczne wsporniki, odcinek gięt­kiego przewodu oraz plecionki aluminiowej przedstawiono na rys. 4.

Rys. 4. Przykład połączenia zwodów piono­wych: połączonych za pomocą giętkich przewodów

W części obiektów ochroną może być objęta metalowa attyka.

Zastosowanie przedstawionych układów zwo­dów pozwala uniknąć uszkodzeń metalo­wych pokryć dachowych. Jeśli takie uszko­dzenia są dopuszczalne to metalowe pokrycie dachowe powinno być wykorzystane do ochrony odgromowej obiektu bez dodatko­wych zwodów.

Źródło: Dachy Płaskie, nr 4 (9) 2010