Piorunochron aktywny. Wynalazek czy mit?

Piorunochron aktywny ma smukłe kształty oraz błyszczące, chromowane detale przyciągały wzrok, sprzedawcy zaś twierdzili, że owszem, sporo kosztuje, ale jest za to rewelacyjnie skuteczny! Chroni nie tylko obiekty usytuowane obok niego, ale nawet te stojące kilkadziesiąt metrów dalej! Nic dziwnego, że wielu inwestorów zawierzyło takiej opinii i reklamie, więc zainwestowało w ten wynalazek. Czy dobrze wybrali?

Czego można się dowiedzieć z materiałów reklamowych o piorunochronach aktywnych?

Zebranie i uporządkowanie informacji technicznych o zwodach aktywnych, występujących w dostępnych materiałach reklamowych, nie należy do zadań łatwych. Sama nazwa podawana jest bardzo różnie. Spotykamy takie jak: "piorunochron aktywny", "odgromnik wczesnego wyładowania wstęgowego", "piorunochron aktywny z wczesną emisją strimerów (ESE - Early Streamer Emission), jeden z dystrybutorów nadał nawet nazwę "akcelerator impaktów piorunowych". Przyjęło się jednak określać grupę tego typu urządzeń skrótową nazwą ESE.

Podawane przez oferentów dane na temat ich budowy oraz właściwości chroniących są bardzo nieprecyzyjne, często sprzeczne ze sobą i okraszone dużą ilością bezwartościowych, lecz pięknie brzmiących przymiotników. Często też dołącza się do tego jakieś zupełnie niezrozumiałe rysunki. O tym jak działają te urządzenia, konkretów nie ma.

Można spotkać różne, barwne określenia, lecz podstawy tych stwierdzeń nigdy się nie zamieszcza. Na przykład: Piorunochron wykonany z wysokiej jakości stali nierdzewnej, wyposażony w układy elektroniczne, przejmuje z okolicy większość wyładowań atmosferycznych i skutecznie odprowadza je do ziemi. Obszar ochraniany jego głowicą ma promień co najmniej 100 metrów.

Ta elektronika musi być bardzo ciekawa, gdyż w ogóle nie wymaga zasilania, jednak na ten temat producent milczy. Nie chwali się również skąd wzięto podany promień ochrony 100 metrów. Czy przeprowadzano jakieś badania? A może wyliczono w jakiś sposób? Niestety, o tym również nie znajdziemy ani słowa.

Ogólnie rzecz biorąc, wszelkie materiały przeznaczone dla potencjalnego klienta używają wyłącznie języka znanego nam wszystkim z reklam. Natomiast sama ich treść, przekazywana nam przez jej twórców, niczego nie objaśnia. Stara się natomiast wytworzyć wrażenie, że:

• Piorunochron aktywny jest rozwiązaniem nowoczesnym, stanowiącym przyszłość ochrony odgromowej. O rozwiązaniach dotychczas stosowanych należy zapomnieć.
• Przy produkcji tego urządzenia zastosowano najnowocześniejszą technikę i materiałową technologię przyszłości,
• To samo dotyczy elektroniki. Wykorzystane układy zrewolucjonizują tę branżę już jutro,
• Brak szczegółów informacji technicznej w materiałach jest konieczny, gdyż wszelkie rozwiązania są chronione patentami,
• Sprzedaż piorunochronów aktywnych na świecie rośnie lawinowo, nie bądź staroświecki, nie zostawaj w tyle,
• Zapomnij o normach, o kątach osłonowych, nie męcz się obliczeniami i śpij spokojnie! Nasze urządzenie na to pozwala! My za ciebie myślimy!
• Po co masz płacić starym projektantom za brzydkie druty na dachu? My za te same lub niewiele większe pieniądze ozdobimy okolicę twojego domu błyszczącą wieżyczką, jeszcze lepiej cię chroniącą!
• Nie słuchaj starych zgredów - elektryków. Nie chce im się uczyć, nie rozumieją dzisiejszych czasów, nic nie wiedzą o postępie na świecie. Nie wierz im, kiedy nas krytykują. Boją się o kasę, dlatego marudzą.

Ostatni argument jest najczęściej przytaczany przez samych sprzedawców. Wielokrotnie słyszałem go na własne uszy. 

Czym jest piorunochron aktywny?

W rzeczywistości, nie jest to żaden wynalazek XXI wieku, gdyż pierwsze rozwiązania tego typu zostały zaproponowane jeszcze przed I wojną światową. Kiedy zrozumiano, że piorun jest zjawiskiem elektrycznym, powstawały też pomysły by rozładować chmurę w miejscu wybranym. I żeby jej w tym nieco pomóc.

Tak powstał pierwszy piorunochron aktywny, w którym dokonywano jonizacji powietrza nad zwodem odprowadzającym. Do tego celu zastosowano materiał radioaktywny (emitujący promieniowanie β). Konstrukcje taką stosowano z różnym skutkiem na terenie Francji i krajów pozostających pod jej wpływami aż do lat osiemdziesiątych ubiegłego wieku, kiedy została ostatecznie zabroniona. Powodem były oczywiste problemy związane ze stosowaniem materiału radioaktywnego.

Oczywiście, przez wszystkie późniejsze lata trwały próby wywołania jonizacji powietrza innymi sposobami. Starano się w tym celu wykorzystać wysokie napięcie (podobnie jak do zasilania kineskopu w dawnych telewizorach), powstał szereg urządzeń opartych o zasadę wyładowań iskrowych, te jednak nie sprawdziły się, gdyż wymagały dostarczania dużych ilości energii.

Celem producentów wciąż więc było wykonanie urządzenia autonomicznego, które nie będzie wymagało zasilania zewnętrznego. I niektórzy twierdzą dzisiaj, że to się im udało.

Niestety, w żadnym kraju na świecie nie doszło do zaakceptowania tych wynalazków przez świat nauki.  Mimo wielu przeprowadzonych badań, nikomu i nigdzie nie udało się udowodnić ich skuteczności i nigdzie na świecie nie wprowadzono możliwości stosowania ESE do norm.

Jedynie we Francji funkcjonuje "norma" NF C 17-102, zawierająca wytyczne dotyczące ESE, jest to jednak norma własna stowarzyszenia GIMELEC producentów ESE, nie stanowiąca podstawy do stosowania jej nigdzie poza Francją. Norma ta została skrytykowana w 2002 roku w sprawozdaniu przez francuską agencję naukową INERIS. Chociaż producenci
zgodzili się przejrzeć dokument, żadna taka czynność nie została dotychczas powzięta. Odtąd zwody ESE nie spełniają nie tylko znanych krajowych i międzynarodowych norm, ale nie spełniają też własnych norm producenckich.

W Polsce natomiast urządzenia ESE mają status okucia budowlanego. Mają numer klasyfikacyjny SWW 0654-29 i na tej podstawie zostały dopuszczone do obrotu handlowego. Nie mają oczywiście żadnego certyfikatu, a ich reklamowanie jako środka ochrony odgromowej jest prawnym nadużyciem!

Jedynym dokumentem regulującym te kwestie są normy ochrony odgromowej serii PN-EN 62305. Urządzenia ESE nie spełniają jej wymagań.

Badania skuteczności ochrony przez ESE

Najbardziej znane i pełne badania urządzeń ESE w warunkach rzeczywistych wyładowań atmosferycznych, przeprowadzono w Malezji, w okolicach miast Kuala Lumpur i Shah Alam, gdzie średnia ilość dni burzowych w roku przekracza 250. Dla porównania, w Polsce ta ilość wynosi 20, jedynie na południu przyjmuje się że 25. Autorzy badań, Z.A. Hartono i I. Robiah opracowali w tym celu metodę uzyskania fotografii chronionych przez ESE budynków przed uderzeniem wyładowania i po uderzeniu. Sprawozdanie z tych badań zostało następnie przedstawione Krajowemu Stowarzyszeniu Ochrony Przeciwpożarowej USA (National Fire Protection Association) w 1999 roku i stanowiło część przeglądu skuteczności ESE.

Analizy przypadków przedstawione do NFPA dostarczyły niezbitych dowodów, że wyładowanie jednak uderza w budynki po zainstalowaniu na nich urządzeń ESE. Wykazały one, że przy obecności kilku urządzeń ESE albo na tym samym budynku, albo na przyległych, wyładowania nadal uderzały w jeden, albo więcej budynków. Skuteczność ESE okazała się niższa niż skuteczność prawidłowo umieszczonych zwodów konwencjonalnych (czyli pręta Franklina)!

Wnioski, jakie w sprawozdaniu z badań przedstawili naukowcy, nie pozostawiają złudzeń.

• Technologia ESE jest naukowo i technicznie wątpliwa. Budynki wyposażone w jeden lub kilka urządzeń ESE, były wielokrotnie uderzane przez wyładowanie w danym okresie czasu.
• Nie stwierdzono wzmocnionej ochrony, zakładanej przez producentów ESE, niektóre z miejsc uszkodzeń były bardzo blisko, w wielu też przypadkach na mniejszej wysokości niż położenie ESE.
• Ze względu na wyładowania boczne, urządzenie ESE nie nadaje się zupełnie do ochrony obiektów wysokich (powyżej 60 metrów).

Więcej informacji na ten temat można znaleźć wpisując w Google hasło "hartono" i/lub "lightning protection".

Podsumowanie

Czy zatem piorunochrony aktywne mogą być w Polsce stosowane? Otóż mogą, ale jedynie w takim zakresie, jaki przewiduje norma. A ta po pierwsze wyklucza stosowanie jednego zwodu do ochrony odgromowej, minimum to dwa, a po drugie, przestrzeń chroniona przez taki zwód, musi wymogi normy spełniać! Czyli kąt osłonowy nie większy niż 45 stopni, w przypadku zaś obiektów wyższych, powyżej 30 m, kąt osłonowy musi zostać zredukowany odpowiednio i żaden projektant nie ma prawa tego zmienić!

W taki sposób, piorunochron aktywny staje się ładnym, zaostrzonym, metalowym i uziemionym prętem nad dachem i jeśli projektant wyznaczy dla niego takie same strefy osłonowe (rzędu 4 - 8 metrów) jak dla zwykłego, ocynkowanego drutu, wszystko jest w porządku! Nie ma żadnych przeszkód, aby go zastosować.

Można wprawdzie zadać sobie pytanie, czy nie pozostać przy wspomnianym zwykłym, ocynkowanym drucie za 20 zł, skoro pełni taką samą funkcję jak głowica ESE za 2500-5000 zł, ale każdy ma prawo wyboru.

Stanisław Liberski
Fot. otwierająca od lewej SCHIRTEC AG Austria / INGESCO Hiszpania / Guangzhou TS Chiny