Ochrona odgromowa - ochrona przed piorunami

Czego dowiesz się z artykułu?

• Z czego się składa instalacja odgromowa?
• Zwody i przewody odprowadzające - jakie jest ich zadanie?
• Czym są zwody naturalne w instalacji odgromowej?
• Jakie są rodzaje uziomów?

Instalacja odgromowa - z czego się składa?

Uderzenie pioruna w dom bez instalacji odgromowej może mieć bardzo poważne konsekwencje, np. pożar, pęknięcie ścian, uszkodzenie izolacji fundamentów. Dzieje się tak, ponieważ po uderzeniu gromu prąd przepływa z dachu do fundamentów, a z nich do gruntu. Droga prądu może być dość zaskakująca i kręta, bo płynie on tam, gdzie opór jest najmniejszy, a materiały najmniej odporne na przebicie. Przepływowi prądu w materiałach słabo przewodzących (np. drewno, cegła) towarzyszy wydzielanie dużych ilości ciepła, gwałtowna zamiana zawartej w nich wilgoci w parę wodną, uszkodzenia mechaniczne.

Instalację odgromową buduje się po to, by stworzyć dla prądu piorunowego drogę przepływu o bardzo małym oporze - od dachu po grunt. Służą temu wykonane z metalu (zwykle stali), czyli dobrego przewodnika, zwody, przewody odprowadzające i uziom. Dzięki temu, że piorunochron dobrze przewodzi prąd, przepływa on w nim, nie wywołując uszkodzeń i oddając swoją energię ziemi.

Typowa instalacja odgromowa składa się z:

• zwodów poziomych, najczęściej w postaci drutów prowadzonych nad kalenicą (kalenicami) dachu na specjalnych wspornikach,
• przewodów odprowadzających - prowadzonych pionowo, przynajmniej dwóch w przeciwnych narożnikach budynku. Łączą one zwody z uziomem;
• uziomu - stalowej taśmy lub prętów pogrążonych w ziemi (bezpośrednio lub w ławie fundamentowej). Uziom umożliwia rozproszenie energii wyładowania w gruncie.

Czasem instalację wykonuje się inaczej, np. stawiając przewyższający budynek maszt z tzw. zwodem pionowym, jednak w domach jednorodzinnych to rzadkość.

Elementy instalacji odgromowej

Zwody i przewody odprowadzające - jakie jest ich zadanie?

Minimalna średnica drutów na zwody i przewody odprowadzające to 8 mm. Trzeba je solidnie umocować do podłoża, bo energia wyładowania może wyrwać wsporniki. Zwody powinny zabezpieczać także kominy, anteny czy inne, szczególnie metalowe, elementy umieszczone na dachu. Ze zwodami i przewodami odprowadzającymi trzeba ponadto połączyć przebiegające w ich pobliżu metalowe elementy, np. rynny i rury spustowe. Bez takiego wyrównania potencjałów tworzą się tzw. przeskoki iskrowe, powodujące uszkodzenia i grożące pożarem.

Dawniej jako przewody odprowadzające wykorzystywano metalowe rynny, jednak obecny sposób ich wykonania - z uszczelkami w miejscach połączeń, wyklucza takie wykorzystanie.

Uwaga! Ze względu na ryzyko porażenia ludzi przewód odprowadzający powinien znaleźć się co najmniej 2 m od wejścia do budynku.

Wystające ponad dach elementy trzeba dodatkowo zabezpieczyć, zaś urządzeń w metalowych obudowach nie należy umieszczać na elewacji bliżej niż 2 m od piorunochronu

Zwody naturalne - czym są?

Często spotykane wykorzystywanie blaszanych pokryć dachowych jako tzw. zwodów naturalnych w większości domów jednorodzinnych jest błędem. Normy dopuszczają wprawdzie wykorzystanie pokryć blaszanych o grubości przynajmniej 0,5 mm jako zwodów, jednak stawiają równocześnie kilka innych warunków.

Jakość połączeń. Wszystkie połączenia elementów zwodu - w tym przypadku pokrycia - powinny zapewniać niezawodne przewodzenie prądu ("zapewniać galwaniczną ciągłość"). Spełnienie tego warunku jest bardzo wątpliwe w przypadku blachodachówki w arkuszach układanych na zakład i pokrytych powłoką z tworzywa sztucznego. Trzeba jednak zaznaczyć, że sama obecność powłok ochronnych nie wyklucza zastosowania blachy jako zwodu.

Ryzyko przebicia.

Wykorzystanie blachy 0,5 mm jest dopuszczalne tylko wówczas, jeśli:

• dopuszczalne jest powstanie przebić (perforacji) w miejscu uderzenia pioruna w blachę. Większość domów jednorodzinnych ma jednak poddasza użytkowe, a w tym przypadku powstały otwór trudno jest zauważyć, woda przedostaje się nim do wnętrza izolowanego cieplnie dachu, a miejsce perforacji jest ogniskiem korozji. Trudno uznać to za dopuszczalne.
• pod blachą nie ma materiałów łatwopalnych. Ryzyko zapłonu drewnianych elementów więźby, szczególnie dość cienkich łat, może być bardzo różne. Drewno strugane i odpowiednio zaimpregnowane będzie najpewniej charakteryzować się wystarczającą odpornością, jednak pod blachą najczęściej znajduje się folia dachowa będąca materiałem łatwopalnym (klasa reakcji na ogień E).

W efekcie jeśli blacha ma pełnić funkcję zwodu naturalnego, a równocześnie być odporna na perforację i nie zwiększać zagrożenia pożarowego, to jej minimalna grubość wynosi 4 mm. To aż 8 razy więcej niż typowa blachodachówka.

Uziom - rodzaje

Sposobów wykonania uziomów jest kilka. Prezentujemy najpopularniejsze.

Fundamentowy, czyli stalowa taśma lub pręt w dolnej części ławy fundamentowej. Jest tani, bo nie wykonujemy dodatkowych wykopów i wystarczy użycie zwykłej stali bez powłok ochronnych, a przy tym bardzo trwały, bo zabezpieczony warstwą betonu.

Uwaga! Pręty uziomu powinny być łączone przez spawanie lub skręcane zaciskami śrubowymi. Związanie drutem jest niewystarczające.

Należy przestrzec, że niektóre rodzaje izolacji fundamentu mogą bardzo pogorszyć możliwość przepływu prądu z uziomu fundamentowego do gruntu:

• jeśli całe ławy fundamentowe, również od spodu, osłonięto polistyrenem ekstrudowanym (XPS), to uziom fundamentowy będzie zupełnie nieskuteczny. Warto dodać, że w domu z tak izolowanymi fundamentami wykonanie instalacji odgromowej (z innym rodzajem uziomu) jest szczególnie zalecane, bo prąd piorunowy po uderzeniu w budynek będzie miał szczególne trudności z odpłynięciem do ziemi. Efektem będzie przebicie (uszkodzenie) kosztownej izolacji fundamentu;
• jeśli fundament od strony zewnętrznej i wewnętrznej pokryto izolacją cieplną, pozostawiając jedynie kontakt dołu ław fundamentowych z gruntem, to uziom może okazać się niesprawny (zbyt wysoka rezystancja);
• jeśli ułożono folię poniżej ław fundamentowych oraz na ścianie fundamentu (dotyczy to także folii kubełkowych), może ona nawet dwukrotnie pogorszyć parametry uziomu (zwiększyć rezystancję) w porównaniu z fundamentem, którego ławy są na warstwie "chudego" betonu, a izolację pionową wykonano z lepiku i papy.

Otokowy - w postaci zamkniętego pierścienia z taśmy stalowej ułożonej wokół budynku, w odległości 1 m od niego i zagłębionego w ziemi na 60-80 cm. Taki uziom jest jednak narażony na korozję, dlatego najlepsze, ale stosunkowo drogie, są stalowe taśmy pokryte warstwą miedzi. Natomiast warstwa ocynku ulega w gruncie rozkładowi w ciągu kilku lat.

Pionowy, czyli wbite w ziemię stalowe pręty. Jest to najłatwiejszy do wykonania uziom w już istniejącym domu. Jednak w gruntach słabo przewodzących, np. suchych piaskach, prętów uziomowych trzeba wbić dużo (minimum 30 metrów), a to kosztuje. Uziomy pionowe są ponadto, podobnie jak otokowe, narażone na korozję.

Redaktor: Jarosław Antkiewicz