| Burza jest zjawiskiem dobrze znanym, nie zawsze jednak zdajemy sobie sprawę z zagrożenia, jakie ze sobą niesie. Niebezpieczne jest bowiem nie tylko bezpośrednie uderzenie pioruna, ale także wyładowanie z większej odległości. Wyładowania elektryczne powstają wówczas, gdy w chmurach burzowych (cumulonimbus) nagromadzą się ładunki elektryczne, zaś pomiędzy nimi a ziemią występuje różnica potencjałów. Powietrze jest dobrym izolatorem i przez pewien czas uniemożliwia przepływ elektryczności. Gdy jednak naładowanie wzrasta, następuje uderzenie pioruna. Szereg błyskawic spada wówczas z chmury zygzakami w dół, a równocześnie podobne wyładowania wzbijają się z ziemi ku górze. W wyniku zetknięcia się obydwu wyładowań otwiera się kanał przewodzący między ziemią a chmurą. Wówczas wzdłuż niego przepływa potężny prąd elektryczny. To drugie wyładowanie wytwarza światło, które widzimy jako błyskawicę. Potężny to żywioł, o czym można się przekonać, gdy piorun uderzy na ziemi w jakiś obiekt. Człowiek może zginąć lub ulec poważnemu poparzeniu, budynek zostaje zniszczony od uderzenia pioruna lub w wyniku pożaru. Wyładowania atmosferyczne są też przyczyną powstawania przepięć (chwilowe skoki napięcia) w elektrycznych sieciach zasilających. A wystarczy taki chwilowy skok, żeby zaburzyć pracę lub uszkodzić wiele urządzeń elektronicznych, w które wyposażone są nasze domy. Instalacja odgromowa Zadaniem instalacji odgromowej (piorunochronu) jest przejęcie prądu piorunowego i bezpieczne odprowadzenie go do ziemi. W niewielkich budynkach, usytuowanych w zwartej zabudowie oraz wśród wysokich drzew, ochrona zewnętrzna przed uderzeniem pioruna jest najczęściej zbędna. Inaczej jest z budynkami samotnymi, a szczególnie tymi będącymi najwyższymi obiektami w okolicy. Przepisy mówią, że obowiązek wykonania instalacji odgromowej spoczywa na wykonawcy budynków przemysłowych, budynków użyteczności publicznej, domu wyższego niż 15 m i o powierzchni większej niż 500 m2 lub domu wykonanego z materiałów łatwopalnych (np. drewna). Zatem zrobienie takiej instalacji w każdej innej sytuacji jest dowolną decyzją inwestora. Warto jednak pomyśleć o instalacji odgromowej dla domu jednorodzinnego, ponieważ zabezpieczy ona instalację elektryczną przed uszkodzeniem przez prąd piorunowy. Instalacja składa się z przewodzących prąd elementów konstrukcyjnych budynku (pokrycia dachowe, obróbki blacharskie, przewody kominowe) oraz elementów systemu odgromowego. W skład systemu odgromowego, tworzonego do zewnętrznej ochrony budynku, wchodzą: zwody, przewody odprowadzające, przewody uziemiające oraz uziom. Zwody – najwyżej położona część instalacji. Montuje się je na najwyższych punktach dachu (na kalenicy, kominie, wystającej nadbudówce) 2. Ładunki elektryczne może też zbierać metalowe pokrycie dachu (wystarczająco grube by nie stopiło się od wyładowania). Zwody przyjmują uderzenie pioruna. Do nich powinny być zatem dołączone wszystkie metalowe elementy dachu, a szczególnie maszty antenowe i baterie słoneczne. Zwodami mogą być wiszące, rozpięte na dachu przewody (system naciągowy) wykonane ze stalowych linek. Drutu raczej się nie używa, gdyż jest mniej wytrzymały. Zwód rozpięty na płaskim dachu będzie wymagał zastosowania elementów dystansowych, utrzymujących linkę w odpowiedniej odległości od podłoża. Na dachach rozbudowanych oraz dachach małych może okazać się niemożliwe zastosowanie naciągu. Wówczas trzeba tradycyjnie zamocować zwód – za pomocą odpowiednich uchwytów dystansowych dobranych do podłoża. Wadą takiego montażu jest dziurawienie dachu, a co za tym idzie, konieczność uszczelnienia tych miejsc. Do niektórych pokryć (blacha powlekana, papa) można zastosować uchwyty przyklejane na lepik lub klej silikonowy. Modne ostatnio dachy kryte strzechą potrzebują, rzecz jasna, szczególnej ochrony. Tu odległość zwodów od pokrycia musi wynosić min. 40 cm, co wymaga montowania ich na wysokich wspornikach. Przewody odprowadzające – z linki stalowej, miedzianej lub aluminiowej – tworzą drogę, po której wyładowanie transportowane jest do ziemi. Układa się je na ścianach zewnętrznych budynków. Ale nie wolno tego robić w sposób dowolny. Trzeba zachować pomiędzy nimi odległość 15-20 m, prowadzić je z dala od okien i drzwi, unikać załamań przewodów – to zabezpieczenia na wypadek niekontrolowanego przeskoku iskry podczas wyładowania. Wyładowanie jest odprowadzane do ziemi przez tzw. uziom. Ciąg dalszy artykułu w formacie pdf: |
| Przewody odprowadzające muszą być przynajmniej dwa. Układa się je systemem naciągowym lub standardowym i powinny być prowadzone w linii prostej, aby do uziomu biegła jak najkrótsza droga – najlepsze są narożniki. Przewody mogą też być naturalne, wtedy gdy wykorzystamy wzajemnie połączone elementy stalowe budynku lub metalowe elementy fasad i szyn profilowanych. Prąd piorunowy można odprowadzić za pomocą uziomu sztucznego lub naturalnego. W pierwszej grupie rozróżnia się uziomy punktowe poziome lub pionowe oraz uziomy otokowe. Uziomy pionowe (tzw. szpilki) są zalecane do gruntów, w których oporność maleje z głębokością. Uziom otokowy (metalowa taśma, tzw. bednarka) zakopuje się na głębokości minimum 0,5 m, nie bliżej niż 1 m od ścian zewnętrznych budynku. Na uziomy naturalne możemy wykorzystać znajdujące się w pobliżu metalowe rurociągi. Instalacja alternatywna Tradycyjna instalacja odgromowa ma wiele zwodów, a miejsce uderzenia pioruna jest przypadkowe, nieprzewidywalne. Okazuje się, że można jednak nad tym zapanować i służy temu system odgromowy z aktywnym masztem oraz ostrzem. Dzięki niemu z góry możemy przewidzieć miejsce uderzenia pioruna, bo maszt z ostrzem przechwytuje wyładowanie i to w dodatku w czasie zdecydowanie krótszym niż typowa instalacja. Aktywna instalacja nie jest skomplikowaną konstrukcją, co rzutuje również na łatwość jej montażu. A przy okazji nie szpeci domu, gdyż jedynym rzucającym się w oczy jej elementem jest jeden maszt Zabezpieczenie przeciwprzepięciowe Nazywa się je również ochroną wewnętrzną budynku – chodzi o ochronę „domowego” sprzętu elektronicznego i elektrycznego. Urządzenia te są bowiem bardzo czułe na przepięcia powstające w zasilającej je instalacji. Uderzenie pioruna bądź wyładowanie w odległości do około 1,5 km mogą spowodować powstanie przepięć i iskier wtórnych. Zjawiska takie mogą również dotknąć budynki wyposażone w instalacje odgromowe – w przewodach ochrony zewnętrznej płynie wówczas prąd rzędu tysięcy amperów. Wszystko to przemawia za tym, żeby instalację przeciwprzepięciową stosować niezależnie od instalacji odgromowej. Urządzenia ochrony przeciwprzepięciowej muszą wytrzymać przepływ prądu piorunowego o określonych parametrach, ograniczyć przepięcia do bezpiecznych poziomów i zgasić prądy następcze. Parametry ograniczników przepięć wykorzystywanych do połączeń wyrównawczych powinny być dobierane indywidualnie. Dlatego z zaprojektowaniem i wykonaniem takiej instalacji powinniśmy się zwrócić do specjalisty (najlepiej z odpowiednimi uprawnieniami zawodowymi). Instalacja powinna obejmować połączenia wyrównawcze i aparaturę do trzystrefowej ochrony. Instalacja wyrównawcza polega na zainstalowaniu tzw. szyny wyrównawczej (ekwipotencjalnej). Podłącza się do niej wszystkie metalowe elementy wyposażenia domu (np. wannę, brodzik, rury i jeżeli jest – uziom instalacji odgromowej). Szyna taka wyrównuje wszystkie potencjały, co wyklucza powstanie napięć niebezpiecznych dla człowieka. Ochrona strefowa sprowadza się do wykonania w domu stref o różnym stopniu ochrony. Służą do tego ograniczniki przeciwprzepięciowe przeznaczone do ochrony w klasach B, C i D. Ich zadaniem jest przyjęcie przepięcia i przekazanie go do uziomu. Elementami ograniczników są warystory (elementy, których rezystancja – opór, zmniejsza się wraz ze wzrostem napięcia). Gdy przepięcie przekracza wartość graniczną, następuje gwałtowny spadek oporu i nadmiar napięcia zostaje odprowadzony do uziomu. Gdy zakłócenie znika, warystor wraca do stanu pierwotnego. Ograniczniki klasy B – pierwszego stopnia – montowane są przy głównej rozdzielnicy budynku. Ich zadaniem jest wstępne wytłumienie fali przepięciowej. Rozwiązanie to stosuje się w domach jednorodzinnych z napowietrznym przyłączem elektrycznym lub instalacją odgromową. W zależności od sposobu wykonania instalacji, zakłada się je wyłącznie na przewodach fazowych lub na przewodach fazowych i neutralnym. Ograniczniki klasy C – drugiego stopnia – montuje się również przy głównej rozdzielnicy budynku. Obniżają one wartość przepięcia do wielkości bezpiecznej dla ograniczników typu D. Ograniczniki klasy D – trzeciego stopnia – lokuje się bezpośrednio przy chronionych urządzeniach. Tłumią one przepięcie do wartości bezpiecznej dla tych urządzeń. Mogą być montowane w puszcze podtynkowej lub w przewodzie zasilającym, rozgałęźniku, a nawet we wtyczce pośredniej. Zapobiega to ewentualnemu przeskokowi iskry elektrycznej. Na rynku są obecnie dostępne ochronniki kompleksowe, które w jednym urządzeniu zawierają ograniczniki wszystkich trzech stopni. opracowanie: Monika Czechowska Ciąg dalszy artykułu w Budujemy Dom nr 03/2006 |
Pobierz wersję pdf: Poskromienie pioruna
