Ochrona odgromowa urządzeń na dachach płaskich, cz. 1

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.

Rys. 1. Przestrzenie chronione tworzone przez zwody pionowe i poziome

Podstawowe zasady ochrony przed tego rodzaju zagrożeniem zawarto w normie ochrony odgromowej [2], w której stwierdzono, że wszystkie urządzenia dachowe z materiałów izolacyjnych lub przewodzących, które zawierają wyposażenie elektryczne i/lub służące przetwarzaniu informacji, powinny znajdować się w przestrzeni ochronnej układu zwodów.

Jeśli powyższe zalecenia nie zostaną spełnione, to bezpośrednie wyładowanie piorunowe w nadbudówkę dachową może doprowadzić do zniszczenia:

Wymaganie umieszczenia w przestrzeni chronionej nie dotyczy urządzeń, które nie zawierają wyposażenia elektrycznego lub elektronicznego, a dodatkowo spełniają następujące warunki:

Rys. 2. Zasada określania stref ochronnych przy pomocy kuli toczącej się po dachu

Ochronę przed występującym zagrożeniem można zapewnić stosując odpowiednio dobrane układy zwodów pionowych lub poziomych. Należy również zachować odpowiednie odstępy izolacyjne pomiędzy urządzeniami a zwodami lub przewodami odprowadzającymi.

Przestrzenie chronione
Urządzenia chronione przed bezpośrednim wyładowaniem piorunowym należy umieścić w przestrzeniach chronionych (rys. 1.). Określając obszar przestrzeni chronionej tworzony przez pojedynczy zwód lub kilka zwodów należy uwzględnić wymagania dotyczące kątów ochronnych oraz odstępów izolacyjnych uniemożliwiających powstawanie przeskoków iskrowych pomiędzy chronionymi urządzeniami a zwodami, innymi elementami instalacji piorunochronnej lub konstrukcji obiektu wykorzystywanymi do celów ochrony odgromowej.

Kąty ochronne i odstępy izolacyjne
Zalecenia normy ochrony odgromowej [2] uzależniają wartości kątów ochronnych od poziomów ochrony wymaganych dla rozważanego obiektu oraz wysokości zwodów (Tabela 1).

Rys. 3. Wyznaczanie przestrzeni chronionej tworzonej przez układ kilku zwodów

Strefę ochronną tworzoną przez zwody można wyznaczyć przy pomocy kąta ochronnego lub wykorzystując zasadę toczącej się po dachu kuli. W tych miejscach na powierzchni dachu, które nie są dotykane przez kulę, nie istnieje zagrożenie bezpośrednim uderzeniem pioruna (rys. 2).

Tabela 1. Kąty ochronne ? w zależności od wymaganego poziomu ochrony i wysokości zwodu h

Zasadę „toczącej się kuli” można również wykorzystać do wyznaczania miejsc zagrożonych bezpośrednim wyładowaniem piorunowym w przypadku pojedynczych zwodów lub układu kilku zwodów. Wartość promienia R kuli uzależnione jest od wybranego poziomu ochrony odgromowej obiektu i wynosi 20 m, 30 m, 45 m i 60 m odpowiednio dla I, II, II i IV poziomu ochrony.

W przypadku stosowania kilku zwodów pionowych, wyznaczając przestrzeń chronioną, należy wyznaczyć głębokość wnikania p toczonej po dachu kuli (rys. 3).

Wartość p, w zależności od wysokości zwodów pionowych h odległości między nimi d oraz promienia kuli R, określa zależność:

Gdzie:
d – odległość pomiędzy zwodami, dla których wyznaczamy wartość p

Tabela 2. Zestawienie podstawowych informacji dotyczących odstępów izolacyjnych

Określając obszar przestrzeni chronionej należy uwzględnić wymagania dotyczące odstępów bezpiecznych s uniemożliwiających powstawanie przeskoków iskrowych pomiędzy chronionymi urządzeniami i instalacjami a zwodami, elementami urządzenia piorunochronnego lub konstrukcji obiektu wykorzystywanymi do celów ochrony odgromowej. Do określenia wartości kątów ochronnych oraz odstępów bezpiecznych należy wykorzystać zależności przedstawione w Tabeli 2.

CDN

Literatura
1. PN-EN 62305-1:2008, Ochrona odgromowa – Część 1: Wymagania ogólne.
2. PN-EN 62305-3:2009, Ochrona odgromowa – Część 3: Uszkodzenia fizyczne obiektów budowlanych i zagrożenie życia.

dr Andrzej Sowa
Politechnika Białostocka