.
Strona główna | Technika i technologieZwody instalacji odgromowej na dachach budynków

Zwody instalacji odgromowej na dachach budynków

Polskie przepisy budowlane stanowią, że budynki określone w Polskich Normach powinny posiadać instalacje chroniące od wyładowań piorunowych. Zdrowy rozsądek (a może intuicja) nakazuje ochronę obiektów mieszkalnych kryjących w sobie urządzenia i instalacje o znacznej wartości, budynków użyteczności publicznej oraz obiektów o dużej wartości historycznej lub kulturalnej.

Rys. 1. Wsporniki do mocowania zwodów poziomych na dachu płaskim

Urządzenia piorunochronne LPS (ang. Lightning Protection System) na obiektach budowlanych powinny być wykonane zgodnie z zaleceniami Polskich Norm. Takie wymagania zawarto w rozporządzeniach ministra infrastruktury [1, 2], w których stwierdzono, że:
  • Budynek należy wyposażyć w instalację chroniącą od wyładowań atmosferycznych. Obowiązek ten odnosi się do budynków wyszczególnionych w Polskich Normach dotyczących ochrony odgromowej obiektów budowlanych (§ 53, pkt. 2).
  • Instalacja piorunochronna, o której mowa
w § 53, pkt. 2 powinna być wykonana zgodnie z wymaganiami Polskich Norm dotyczącymi ochrony odgromowej obiektów budowlanych (§ 184).

W Prawie budowlanym zestawiono wykaz norm, do których są w nim powołania. Należy również zauważyć, że obiekt budowlany wraz ze związanymi z nim urządzeniami budowlanymi należy projektować i budować w sposób określony w przepisach oraz zgodnie z zasadami wiedzy technicznej.


Tabela 1. Materiał, kształt i minimalna powierzchnia przekroju materiałów urządzenia piorunochronnego (wg PN-EN 62305-3) 

Obecnie normy serii PN-IEC 61024 oraz PN-IEC 61312 zostały zastąpione przez następujące normy:
  • PN-EN 62305-1, Ochrona odgromowa – Część 1: Wymagania ogólne;
  • PN-EN 62305-2, Ochrona odgromowa – Część 2: Zarządzanie ryzykiem;
  • PN-EN 62305-3, Ochrona odgromowa – Część 3: Uszkodzenia fizyczne obiektów budowlanych i zagrożenie życia;
  • PN-EN 62305-4, Ochrona odgromowa – Część 4: Urządzenia elektryczne i elektroniczne w obiektach budowlanych;

Poniżej przedstawiono wymagania w zakresie ochrony odgromowej obiektów z dachami płaskimi wprowadzane przez normy serii PN-EN 62305. 

Zwody poziome niskie na dachach płaskich
Podstawowym zadaniem urządzenia piorunochronnego jest przejęcie i odprowadzenie do ziemi prądu wyładowania piorunowego bez szkody dla chronionego obiektu i urządzeń w nim zainstalowanych oraz w sposób bezpieczny dla przebywających wewnątrz ludzi.

Materiały wykorzystywane do budowy urządzenia piorunochronnego powinny bez uszkodzeń wytrzymać skutki elektromagnetyczne i mechaniczne wywoływane przez rozpływający się prąd piorunowy oraz skutki występujących w naturalnych warunkach naprężeń mechanicznych lub korozji. Do przechwycenia i rozproszenia prądu piorunowego należy wykorzystywać naturalne elementy przewodzące (np. metalowe pokrycia dachu, balustrady, metalowe fasady, pręty zbrojeniowe) występujące w chronionym obiekcie. Należy jednak zapewnić galwaniczną ciągłość połączeń pomiędzy wybranymi elementami.


Tabela 2. Maksymalne wartości promienia r, wymiarów oka sieci w zależności od klasy urządzenia piorunochronnego oraz poziomu ochrony

W obiektach, w których nie ma możliwości wykorzystania naturalnych elementów konstrukcyjnych lub ich wykorzystanie jest niecelowe, należy stoso­wać elementy instalowane tylko do celów ochrony odgromowej. Elementami takimi są zwody, układane na dachach obiektów budowlanych. Ich zadaniem jest niedopuszczenie do bezpośredniego wyładowania piorunowego w powierzchnię dachu. Minimalne powierzchnie przekrojów oraz kształty materiałów stosowanych na zwody zestawiono w tabeli 1.


Rys. 2. Przykłady mocowania wsporników na dachu pokrytym folią [3]

Można także wykorzystać inne materiały o równoważnych właściwościach elektrycznych oraz mechanicznych i chemicznych.

W większości obiektów budowlanych posiadających dachy płaskie do przechwytywania prądu piorunowego wykorzystywane są zwody poziome niskie. Wymiary oka siatki zwodów w zależności od wymaganego poziomu ochrony przestawiono w tabeli 2.

Zwody powinny być mocowane w sposób trwały na powierzchni dachu wykonanego z materiału niepalnego lub trudnozapalnego. Do tworzenia siatki zwodów wykorzystywane są:
  • różnorodne wsporniki mocowane do dachu obiektu lub ustawiane na nim,
  • złączki do łączenia zwodów,
  • elastyczne elementy łączące przewody pomiędzy sobą lub z przewodzącymi elementami konstrukcji dachu.

Odstępy pomiędzy wspornikami powinny wynosić ok. 1,0 m (jeśli podpierają one przewody okrągłe lite) lub 0,5 m (jeśli mamy do czynienia z taśmami i linkami poziomymi na powierzchniach poziomych i pionowych).

Fot. 3. Przykłady złączek krzyżowych stosowanych do tworzenia siatki zwodów na dachach obiektów budowlanych [3]

Sposób mocowania zależy od materiału pokrycia dachowego. W typowych obiektach można zastosować wsporniki układane lub przyklejane do powierzchni dachu (rys. 1).

W przypadku dachu pokrytego membraną hydroizolacyjną lub innym podobnym materiałem, można zastosować lekkie wsporniki, które mocuje się do powierzchni dachu (rys. 2) w następujący sposób:
  • wsporniki należy ustawić na dachu w odpowiednich miejscach i jeśli jest to niezbędne, połączyć przewodami tworząc wymaganą siatkę zwodów,
  • wyciąć z materiału z materiału, którym pokryty jest dach, „paski” o długości i szerokości odpowied­niej dla danego wspornika,
  • wykorzystując technikę łączenia odpowiednią dla danego tworzywa (zgrzewanie, klejenie) przymocować podstawę wspornika do powierzchni dachu a następnie założyć główną część wspornika.

Do połączenia przewodów w tworzonych układach zwodów stosowane są różnorodne złącza typu krzyżowego lub typu T (fot. 3).

W przypadku rozległych dachów należy uwzględnić zmiany długości drutu tworzącego siatkę zwodów powstałe na skutek zmian temperatury.

Ogólna zależność określająca przyrost długości drutu ?L przy wzroście temperatury ?T wynosi:

?L = ? • ?L • ?T

gdzie:
L – długość drutu,
? – temperaturowy współczynnik rozszerzalności liniowej


Tabela 3. Zmiany długości drutu wykonanego z różnych materiałów

Wartości temperaturowych współczynników rozszerzalności liniowej dla różnych materiałów oraz przyrosty długości przy zmianach temperatury zestawiono w tabeli 3.

W celu uniknięcia niebezpiecznych naprężeń wywołanych przez zmiany temperatury, należy zastosować elastyczne elementy łączące przewody pomiędzy sobą lub z przewodzącymi elementami konstrukcji dachu (rys. 4).


Fot. 4. Elementy wykorzystywane do kompensacja zmian długości zwodów pod wpływem zmian temperatury


Tworząc siatkę zwodów należy uwzględnić rodzaj materiału pokrycia dachu oraz ewentualne jego inne wykorzystania (np. tarasy, ogrody itp.). 

Podstawowe zasady montażu zwodów na powierzchniach dachów wykonanych z różnych materiałów zestawiono w tabeli 4.

Dachy pokryte blachą
Metalowe pokrycia dachowe obiektów budowlanych należy wykorzystywać do ochrony odgromowej obiektu budowlanego. Należy zapewnić jedynie trwałą ciągłość połączeń pomiędzy poszczególnymi częściami pokrycia, stosując lutowanie twarde lub spawanie, skręcanie oraz łączenia śrubowe i zagniatanie lub łączenie na zakładkę. Prąd piorunowy powinien być odprowadzony do ziemi przy pomocy przewodów odprowadzających połączonych z blachą.


Metalowe elementy pokrycia dachu wykorzystywane do ochrony odgromowej nie powinny być pokryte materiałem izolacyjnym. Nie są uważane za pokrycie izolacyjne warstwy farby ochronnej oraz asfaltu – do grubości 1 mm lub folii PCV o grubości 0,5 mm.


Warstwa metalu pokrycia dachowego powinna mieć grubość nie mniejszą od wartości podanych w tabeli 5. 


Fot. 5. Zwody pionowe chroniące blachę przed bezpośrednim wyładowaniem pio­runowym

Wykorzystując do przejmowania prądu pioru­nowego blachę o grubości przedstawionej w tabeli 2 należy zdawać sobie sprawę z możliwo­ści wystąpienia punktowych uszkodzeń pokry­cia dachu podczas bezpośredniego wyładowa­nia piorunowego w obiekt.

W przypadku konieczności ochrony metalo­wego pokrycia dachowego przed takimi uszkodzeniami należy wyeliminować możliwość bezpośredniego uderzenia piorunu w pokrycie.

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


Tabela 5. Minimalne grubości blach stosowanych do odprowadzenia prądu piorunowego (wg PN-EN 62305-3) 

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 (najczęściej od kilkudziesięciu centymetrów do 1 m), mocowanych do zwodów pozio­mych oraz do powierzchni metalowego pokry­cia (fot. 5).

W przed­stawiony systemie ochrony odgromowej bar­dzo ważną sprawą jest połączenia zwodów z blachą pokrycia dachowego.  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 fot. 6.



Fot. 6. Przykład połączenia zwodów piono­wych, poziomych oraz blachy pokrycia da­chowego [3]

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.

Podsumowanie
Poprawne zaprojektowanie i wykonanie urządzenia piorunochronnego wymaga przyjęcia odpowiedniej dla chronionego obiektu koncepcji ochrony i ścisłej jej realizacji. Analizując zagrożenie występujące podczas bezpośredniego wyładowania piorunowego w obiekt budowlany należy zwrócić szczególną uwagę na możliwość bezpośredniego oddziaływania prądów piorunowych na wszelkiego rodzaju nadbudówki, urządzenia i instalacje na dachu tego obiektu. Zasady ochrony odgromowej dachów płaskich z nadbudówkami, urządzeniami i instalacjami zostaną przedstawione w kolejnej publikacji.

Literatura
1. Rozporządzenie ministra infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, Dz.U. nr 75, poz. 690
2. Rozporządzenie ministra infrastruktury z 12 marca 2009 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie
3. Materiały informacyjne firmy Dehn


dr Andrzej Sowa
Politechnika Białostocka


Źródło: Dachy Płaskie, nr 1 (6) 2010


CZYTAJ WIĘCEJ

Ochrona odgromowa urządzeń na dachach płaskich, cz. 1
Zwody na metalowych pokryciach dachowych
System wsporników zwodów odgromowych



DODAJ KOMENTARZ
Wymagane: Zaloguj się aby dodać komentarz > Zaloguj się
TEMAT MIESIĄCA
Pałac Mierzęcin pod ochroną Triflex

Pałac Mierzęcin ma za sobą długą historię. Wzniesiony jako rodzinna posiadłość w latach 1861–63, w późniejszym okresie stanowił siedzibę domu dziecka, by wreszcie przed kilkoma laty – po długim czasie zaniedbania – powrócić do dawnej świetności jako luksusowy hotel. Czytaj więcej

RAPORTY I ZESTAWIENIA