Ochrona odgromowa dachów z materiałów łatwo zapalnych
Lightning protection of roofs made of easily flammable materials
Rys. 1. Ocieplenie dachu od wewnątrz pianką PUR [3]
Ochrona odgromowa obiektów budowlanych w Polsce powinna być projektowana i wykonywana zgodnie z wytycznymi norm przedmiotowych z zakresu ochrony odgromowej. Należy mieć świadomość, że wymagania nowo powstałych norm nie dotyczą budynków wykonanych wg norm skierowanych do archiwum. Na przestrzeni minionych lat normy te ulegały modyfikacji, a zamieszczane w nich wymagania były coraz bardziej precyzyjne.
Zobacz także
Ewimar Sp. z o.o. Nowe ograniczniki przepięć do systemów automatyki i nie tylko
Już wkrótce gama produktów z firmy Ewimar, zostanie wzbogacona o nowe produkty ochrony przeciwprzepięciowej, dedykowane do linii zasilających, linii pomiarowych oraz transmisyjnych.
Już wkrótce gama produktów z firmy Ewimar, zostanie wzbogacona o nowe produkty ochrony przeciwprzepięciowej, dedykowane do linii zasilających, linii pomiarowych oraz transmisyjnych.
RST sp. z o.o., dr inż. Tomasz Maksimowicz Ochrona przed przepięciami kamer IP i sieci Ethernet
Sieci Ethernet to już nie tylko sieci komputerowe, ale przede wszystkim uniwersalne media dla wszelkiego rodzaju systemów transmisji. Ogromne korzyści uzyskano dzięki opracowaniu standardu zasilania Power...
Sieci Ethernet to już nie tylko sieci komputerowe, ale przede wszystkim uniwersalne media dla wszelkiego rodzaju systemów transmisji. Ogromne korzyści uzyskano dzięki opracowaniu standardu zasilania Power over Ethernet (PoE), który znacząco przyczynił się do rozszerzenia obszaru zastosowań tej technologii. Doskonały przykład stanowią systemy monitoringu wizyjnego (VSS – Video Surveilance System, potocznie CCTV), gdzie jednym przewodem 4-parowym możliwa jest transmisja sygnału wizyjnego, sterowanie...
dr. inż. Jarosław Wiater, dr inż. Marek Garbaruk Laboratorium Techniki Wysokich Napięć im. prof. Andrzeja Sowy
Laboratorium Techniki Wysokich Napięć im. prof. Sowy na Wydziale Elektrycznym Politechniki Białostockiej nie powstałoby, gdyby nie inicjatywa i zaangażowanie prof. Andrzeja Sowy. Jest ono obecnie nowoczesnym...
Laboratorium Techniki Wysokich Napięć im. prof. Sowy na Wydziale Elektrycznym Politechniki Białostockiej nie powstałoby, gdyby nie inicjatywa i zaangażowanie prof. Andrzeja Sowy. Jest ono obecnie nowoczesnym laboratorium, dysponującym unikatową w skali światowej aparaturą umożliwiającą badanie zjawisk związanych z wyładowaniami piorunowymi.
StreszczenieW artykule przedstawiono zagadnienia związane z ochroną odgromową dachów łatwo zapalnych. Zwrócono uwagę na kilka aspektów natury prawnej jak i technicznej, które będą podstawą do zastosowania przez projektanta rozwiązań mających na celu skuteczne zabezpieczenie dachu i budynku przed wyładowaniami atmosferycznymi. Autor starał się przedstawić problematykę poruszanego zadania w możliwie szeroki sposób, koncentrując się na istocie sprawy. Ze względu nas zakres poruszanej problematyki, zagadnienie zapewne nie jest wyczerpane, ale główne jej wątki zostały poruszone, co niewątpliwie pozwoli czytelnikowi na znalezienie drogi w poszukiwaniu rozwiązań w zakresie rozważanego tematu. AbstractLightning protection of roofs made of easily flammable materials The article presents the issues related to the lightning protection of inflammable roofs. The attention was paid to several legal and technical aspects that will be the basis for the designer to apply solutions aimed at effective protection of the roof and the building against lightning. The author tried to present the problem of the discussed task as broadly as possible, focusing on the essence of the matter. Due to the scope of the issues discussed, the issue is probably not give out, but its main threads have been raised, which will undoubtedly allow the reader to find a way to find solutions to the topic under consideration. |
Wiedza na temat zachodzących zjawisk fizycznych stale się poszerza, w związku z tym powstające normy, jako wyznaczniki będą ewoluować i tym samym założenia w zastosowaniu pewnych rozwiązań technicznych, także będą się zmieniać. Artykuł ma za zadanie pokazać problematykę w podejściu projektowym do zastosowania ochrony odgromowej dachów łatwo zapalnych. Autor będzie zamierzał wskazać, że pewne rozwiązania projektowe będą indywidualnym podejściem projektanta do danego zagadnienia, co będzie wynikać z jego interpretacji zapisów w normach i przepisach techniczno-prawnych. To z kolei może rzutować na kształt i rezultat zastosowanych rozwiązań, które mogą być inne lub zbliżone, zależnie od interpretacji prawa przez poszczególnych projektantów.
Ochrona odgromowa dachów łatwo zapalnych
W procesie projektowania ochrony odgromowej dachów z materiałów łatwo zapalnych, należy przejść następującą ścieżkę:
- wybór rozporządzenia, względnie ustawy opisującej ogólne zasady rozwiązań technicznych;
- wybór normy do zastosowania w projektowaniu jako materiał z wytycznymi;
- ujęcie w projekcie wiedzy technicznej i doświadczenia projektowego projektanta;
- sporządzenie projektu.
Poniżej zostanie omówiona ścieżka postępowania w procesie projektowania.
Załącznik do Rozporządzenia Ministra Inwestycji o Rozwoju z dnia 8 kwietnia 2019 w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, zostały wyszczególnione normy, które należy brać pod uwagę w przypadku projektowania ochrony odgromowej obiektów budowlanych:
- PN-EN 62305-1:2011 Ochrona odgromowa. Część 1: Zasady ogólne,
- PN-EN 62305-2:2008 Ochrona odgromowa. Część 2: Zarządzanie ryzykiem,
- PN-EN 62305-3:2011 Ochrona odgromowa. Część 3: Uszkodzenia fizyczne obiektów i zagrożenie życia,
- PN-EN 62305-4:2011 Ochrona odgromowa. Część 4: Urządzenia elektryczne i elektroniczne w obiektach,
- PN-IEC 60364-4-443:1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed przepięciami. Ochrona przed przepięciami atmosferycznymi lub łączeniowymi.
Pojawiają się w tym miejscu od razu dwa dylematy: czy normy te są obligatoryjne oraz, czy norma podana wraz z rokiem jest możliwa do zastosowania, podczas gdy w międzyczasie mogła być zastąpiona innym dokumentem.
Na pierwsze pytanie możemy znaleźć odpowiedź w dokumencie zatytułowanym Stanowisko Polskiego Komitetu Ochrony Odgromowej SEP z dnia 13 września 2017 r. w sprawie braku zwiększonej skuteczności ochrony odgromowej tzw. „zwodów aktywnych” w stosunku do określanej w serii norm PN-EN 62305. Znajdziemy tutaj następujący zapis: Polskie Normy serii PN-EN 62305 stały się obowiązkowe, gdyż zostały enumeratywnie powołane w rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 roku w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [4]. Potwierdza to również odpowiedź podsekretarza stanu w Ministerstwie Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej, działającego z upoważnienia ministra, na interpelację nr 19 761 w sprawie wyrażenia stanowiska na temat charakteru prawnego Polskich Norm (data ogłoszenia 29.08.2013 – posiedzenie nr 47). W odpowiedzi między innymi znajduje się stwierdzenie: „W konsekwencji przywołane w załączniku do rozporządzenia ministra infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU nr 75, poz. 690, z późn. zm.), normy są obowiązujące, a inwestorzy oraz pozostali uczestnicy procesu budowlanego powinni je stosować”. W związku z tym, powołane normy powinny być stosowane podczas np. projektowania instalacji w obiektach budowalnych.
Gorzej jest z datą dokumentu, gdyż dla przykładu norma PN-EN 62305-2 z 2008 roku jest już wycofana i zastąpiona normą z 2012 roku, a norma PN-IEC 60364-4-443 z 1999 r. zastąpiona normą z 2016 r. i to normą zharmonizowaną (PN-HD 60364-4-443). Tutaj powstaje dylemat natury prawnej, a w konsekwencji technicznej. Należy przecież zwrócić uwagę, że jeszcze kilkanaście lat temu w powołanym powyżej rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, były powołane inne normy z serii PN-E-05003 oraz normy PN-IEC 61024 (miało to miejsce w 2002 r.). Dla powstałego problemu w stosowalności odpowiedniego dokumentu, wypowiedział się Polski Komitet Ochrony Odgromowej SEP w Komunikacie z 29.11.2003 r. gdzie napisano: W wyniku opublikowania w Polsce norm serii PN-IEC 61024 i PN-IEC 61312 i wycofania spośród 4 arkuszy normy PN-86-92/E-05003 tylko arkusza drugiego, tj. arkusza PN-86/E-05003/02, powstała możliwość równoczesnego korzystania zarówno z norm PN-IEC, jak i z normy PN. Ze względu na występowanie drobnych różnic w postanowieniach tych norm (np. różnicy dotyczącej minimalnej średnicy drutu, czy też różnicy odnoszącej się do wskaźnika zagrożenia W i ryzyka zagrożenia R) należy kierować się formalną zasadą korzystania w pierwszej kolejności z norm wydanych z późniejszą datą, tj. z norm PN-IEC, ale nie wykluczać możliwości korzystania w dalszym ciągu z pozostawionych arkuszy normy PN, której słuszność merytoryczna została potwierdzona w praktyce. Decyzja dotycząca wyboru określonej normy lub jej postanowień, czy też w ogóle stosowania normy, należy do projektanta.
Na tym przykładzie widać, że projektant ma podjąć decyzję o stosowalności właściwego dokumentu, przy czym wskazuje się, że powinno się brać pod uwagę najnowszy dokument (normę), jako drogowskaz w podejmowaniu rozwiązań projektowych w zagadnieniu technicznym.
Niewątpliwie istotne znaczenie w projektowaniu ma wiedza techniczna i jego doświadczenie, które projektant powinien wykorzystywać w celu dobrania rozwiązań do postawionego przed nim problemu budowalnego. Dokument w postaci normy wieloarkuszowej PN-86-92/E-05003 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych, będzie mógł być traktowany, jako wiedza techniczna i w pewnym sensie potraktowana jako konfrontacja z wymogami normy PN-EN 62305.
W przypadku ochrony odgromowej budynków z dachami łatwo zapalnymi, w normie PN-EN 62305-2 znajdujemy zapis mówiący o możliwości stosowania zwodów nieodseparowanych od chronionego obiektu, jeżeli dach jest wykonany z materiału łatwopalnego, to należytą uwagę należy poświęcić odległości pomiędzy przewodami zwodów a materiałem. Dla dachów krytych strzechą, gdzie nie stosuje się stalowych prętów do montażu trzciny, odpowiednia jest odległość 0,15 m. Dla innych materiałów palnych za odpowiednią uznawana jest odległość nie mniejsza niż 0,10 m. W przypadku dawnej normy PN-86/E-05003-1, wskazano tam, że dla dachów łatwopalnych zwody powinny być odsunięte od powierzchni takiego dachu o 0,4 m – czyli zapis ten jest bardziej wymagający niż zapis z obecnej normy. Dalej w normie PN-EN 62305-2 czytamy, że łatwopalne części obiektu poddawanego ochronie nie powinny bezpośrednio stykać się z elementami LPS (urządzeniem piorunochronnym) i nie powinny być umieszczone bezpośrednio pod jakąkolwiek metalową powłoką dachu, która może zostać przebita przez wyładowanie piorunowe. Czytając te zapisy w pierwszej kolejności można mieć na myśli dach łatwopalny pokryty np. strzechą – o ile takich dachów już prawie nie ma, to mogą wystąpić np. w skansenach, czy domach prywatnych jednorodzinnych, zajazdach (restauracje) itp. Jednak drugi cytowany fragment normy wskazuje na aspekt materiałów, które mogą być montowane bezpośrednio pod metalową powłoką dachu.
W pożarnictwie wyróżnia się następujące rodzaje materiałów pod względem palności:
- łatwo zapalny: znormalizowana próbka materiału w określonych warunkach poddana działaniu płomienia lub promieniowania cieplnego, zapala się płomieniem i odjęciu źródła ciepła pali się dalej,
- trudno zapalny: znormalizowana próbka poddana działaniu płomienia lub promieniowania cieplnego pali się w obszarze działania źródła ciepła, a po jego usunięciu gaśnie,
- niezapalny: znormalizowana próbka poddana badaniu w określonych warunkach w ciągu ustalonego czasu nie zapala się za pomocą płomienia umieszczonego nad powierzchnią próbki oraz nie powoduje wydzielania się gazów mogących za palić się za pomocą płomienia umieszczonego nad powierzchnią próbki, oraz nie spowoduje wydzielenia ciepła umożliwiającego podniesienie temperatury do określonych wartości.
Bardzo często materiały budowlane kwalifikuje się przez podanie klasy reakcji na ogień, zdefiniowanej w normie PN-EN 13501-1-A1:2010, na podstawie której wymagań w Rozporządzeniu [4] przyjęto podział materiałów pod względem palności. W normie PN-EN 62305-2 mamy informację, że można rozważyć wykorzystanie metalowych pokryć dachu budynku i wykorzystanie jako naturalny element zwodów urządzeń piorunochronnych pod warunkiem rozpatrzenia: klasy LPS (urządzenia piorunochronnego) oraz materiału pokrycia, grubości pokrycia oraz grubości powłok metalowych pokryć. W normie wymienia się kilka materiałów, ale materiałem, który z pewnością będzie najpopularniejszy ze względu na swoją cenę, będzie stal (nierdzewna, ocynkowana). Dla takiego rodzaju materiału przyjęto grubość 4 mm, a powłoki 0,5 mm, jako wartości minimalnych do tego, aby pokrycie metalowe ze stali mogło być wykorzystane, jako naturalny element urządzenia piorunochronnego – w tym przypadku, jako naturalny zwód. Jednocześnie zaznacza się, że dopuszcza się przebicie tej warstwy lub przedziurawienie (w przypadku powłok) w konsekwencji zapalenia się materiałów łatwopalnych pod takim przykryciem lub punktowego przegrzania. Wymagania te stawiają potrzebę rozpatrzenia zagrożenia pożarowego, jakie może wystąpić wskutek przetopienia blachy układanej na podłożu palnym. Obecnie coraz częściej stosuje się, szczególnie w budownictwie domów jednorodzinnych, ocieplenia z pianki poliuretanowej PUR aplikowanej bezpośrednio na konstrukcję dachu wykonanego z materiałów palnych (rys. 1.).
Sama pianka PUR ma deklarowaną reakcję na ogień E i nakładana jest na materiały o takiej samej lub gorszej klasie reakcji na ogień (membrana dachowa – klasa reakcji E lub F) lub zbliżone (drewno – klasa reakcji D). W związku z tym stosowanie dachów stalowych, jako naturalnego zwodu może być złym podejściem. Poza tym, ochrona odgromowa dachu w budownictwie domów jednorodzinnych i podobnej wielkości (niska zabudowa) jest traktowana lekceważąco i nie tylko przez wykonawców, lecz także projektantów, z racji wielkości budynków i spodziewanego małego niebezpieczeństwa wyładowań atmosferycznych w takie obiekty. Jednak taki kierunek myślenia, prowadzi do tego, że nieświadomi inwestorzy, głównie osoby prywatne kierując się pochopnymi poradami, mogą w niespodziewany sposób stracić dorobek całego życia.
Powyższy wywód odnoszący się do ochrony odgromowej budynków jednorodzinnych może być kwestionowany, jeżeli uzna się, że budynki takie nie powinny być objęte ochroną odgromową. Jeżeli w ramach wiedzy technicznej przyjąć zapisy z archiwalnej normy PN-86/E-05003-1, to jeśli tego typu budynki znajdują się w zwartej zabudowie i mają mniejszą wysokość niż 25 m, lub są usytuowane w strefie ochronnej innych budynków lub dla których wskaźnik zagrożenia piorunowego W jest nie mniejszy niż 10–5, to nie muszą być poddane ochronie odgromowej. Zatem można rzec, że budynki jednorodzinne w większości przypadków nie wymagają ochrony odgromowej, tym samym niezależnie, jakie będzie pokrycie dachowe, nie będzie ono wymagało ochrony. Tak jednak do końca nie jest, bowiem i ta norma pokazuje, że warto zwrócić uwagę na wskaźnik zagrożenia piorunowego i na jego podstawie określić stopień zagrożenia piorunowego, gdzie określało się czy ochrona jest zbędna, zalecana czy wymagana. Z kolei norma PN-EN 62305-1 podaje bardziej skomplikowany sposób podejścia do rozwiązania tego zagadnienia. Norma ta odnosi się do obliczenia wszystkich lub wybranych rodzajów ryzyka, jak ryzyko utraty życia R1 liczone prawie każdorazowo, ryzyko utraty usług publicznych R2 (czyli określenie ryzyka utraty świadczenia usług zasilania energią elektryczną czy utraty usługi telekomunikacyjnej dla budynku), ryzyko utraty dziedzictwa kulturowego R3 i ostatecznie ryzyko utraty dóbr materialnych R4 (porażenie istot żywych, szkody fizyczne oraz awarie urządzeń elektrycznych i elektronicznych). W ocenie ochrony odgromowej określa się czy obliczone dane ryzyko R dla wyżej wymienionych grup jest większe od tolerowanego poziomu wartości ryzyka. Jeżeli jest spełniony taki warunek, należy budynek objąć ochroną odgromową zależnie od spodziewanego poziomu ochrony odgromowej, w przeciwnym razie ochrona może być zbędna. Wartości tolerowane (maksymalne) to dla: R1 = 10–5 (tak samo jak w normie PN-86/E-05003-1), R2 = 10–3, R3 = 10–3. Procedury doboru środków ochrony zależne będą od wybranego w trakcie obliczeń poziomu ochrony odgromowej (mamy cztery poziomy: I, II, III, IV). Na rodzaj środków będą mieć wpływ poszczególne komponenty wchodzące w skład wyznaczenia wartości ryzyka R. Może się zatem okazać, że należy zwrócić uwagę na jakiś szczególny komponent, który wpływa na wartość R i w ramach obliczeń starać się go niwelować, np. układać w budynku kable w celu uniknięcia pętli, lub zastosować napisy ostrzegawcze o zagrożeniu porażenia piorunem, lub systemy ostrzegania przed burzą, czy też zastosować środki gaszące wbudowane na stałe itp., co będzie wpływać na bezpieczeństwo użytkowania budynku, a w konsekwencji na obniżenie wyliczanej wartości R. Trzeba tutaj zaznaczyć, że rolą projektanta będzie dobra znajomość całego budynku, zastosowanych systemów, materiałów, co pozwoli mu na określenie właściwej wartości ryzyka i tym samym poziomu ochrony odgromowej. Ilość tych komponentów jest niestety tak duża, że cały proces obliczeniowy jest żmudny i wymaga automatyzacji obliczeń, zaś ilość decyzji do podjęcia może wpływać na podjęcie niewłaściwego rozwiązania. Dlatego wysiłek obliczeniowy w ramach dawnej normy PN-86-92/E-05003 w stosunku do wysiłku obliczeniowego z normy PN-EN 62305 jest nieporównywalnie mniejszy i obarczony mniejszym błędem.
We wcześniejszej części artykułu wskazano zalecane odległości zwodów od powierzchni łatwo zapalnej. Jak wskazano w tekście możliwe jest użycie metalowego pokrycia dachowego, które często (głównie z racji cięcia kosztów inwestycyjnych) może być użyte, jako naturalny zwód. Z kolei umieszczane pod takim pokryciem materiały izolacyjne mogą być materiałami łatwo zapalnymi. Dlatego powinno się w takich przypadkach pokusić się o wyznaczenie głębokości wnikania toczącej się kuli p oraz wyznaczenie odstępów izolacyjnych s (rys. 2. i 3.).
Rys. 2. Tocząca się kula i obszary oznaczone grubą linią, jako strefy zagrożone oddziaływaniem bezpośrednim wyładowań atmosferycznych [1]
Gdy zostanie określony poziom ochrony odgromowej LPL (ang. lightning protection level) lub tzw. klasa ochrony odgromowej LPS (ang. lightning protection system) dla budynku, przyjmuje się, dla danego poziomu wielkość toczącej się kuli, której promień r będzie wynosić: dla I poziomu (LPS) r = 20 m; dla II poziomu (LPS) r = 30 m; dla III poziomu (LPS) r = 45 m; dla IV poziomu (LPS) r = 60 m – kulę taką wirtualnie przetacza się po budynku i tam, gdzie budynek jest przez nią dotykany, jest zagrożenie oddziaływania prądu udarowego pochodzącego od pioruna (szczególnie odziaływanie bezpośrednie). Metodykę wyznaczania strefy zagrożenia przedstawia rysunek 2.
Głębokość wnikania kuli wyznaczamy z zależności [1]:
gdzie:
p – głębokość wnikania kuli,
d – odległość między zwodami,
r – promień kuli.
Obszar, w który wniknie kula, jest obszarem zagrożonym przez udar piorunowy. Dlatego też powołane wcześniej normy wskazują na konieczność stosowania zwodów poziomych podwyższonych, tak, aby ograniczyć głębokość wnikania kuli w chronioną strefę. Z kolei im wyższy poziom ochrony odgromowej (LPS), tym promień toczącej się kuli jest mniejszy, a zatem przy tym samym rozstawie zwodów d mamy większe wnikanie kuli w chronioną przestrzeń niż przy niższym poziomie LPS. Jeżeli wyniki obliczeń wskazują na konieczność zastosowania LPS, należy dokładnie przeanalizować wybór poziomu ochrony, który narzuca wymagania w zakresie wymiaró oczka siatki zwodów W instalowanych na dachu. Te wymiary to: dla I poziomu (LPS) W = 5x5 m; dla II poziomu (LPS) W = 10x10 m; dla III poziomu (LPS) W = 15x15 m; dla IV poziomu (LPS) W = 20x20 m.
Na dachu mogą znajdować się urządzenia lub inne obiekty metalowe, na których oddziaływanie pioruna może spowodować przeniesienie niebezpiecznego potencjału do wnętrza budynku, do instalacji jak również wpływać na otoczenie tych obiektów przez materiały łatwo zapalne – np. niebezpieczne iskrzenie może wywołać zapłon materiałów łatwo zapalnych. Jeżeli na dachu nie znajdują się urządzenia z wyposażeniem elektrycznym i elektronicznym, oraz ich wysokość jest mniejsza niż 0,3 m, powierzchnia nie większa niż 1 m2 a długość nie większa niż 2 m to urządzenia te nie muszą być w chronione przez dodatkowe zwody pionowe [2]. W przeciwnym wypadku powinny być zastosowane środki zabezpieczające dany obiekt przed bezpośrednim oddziaływaniem udarów prądowych. W tym celu są stosowane zwody pionowe, pojedyncze lub występujące w grupie. Zwody te powinny być oddalone od chronionego obiektu o taką odległość d, aby zapewnić odstęp izolacyjny s, tym samym eliminując możliwość niekontrolowanego przeskoku iskier. Taki odstęp liczymy z zależności:
gdzie:
ki – zależy od wybranej klasy LPS (dla I ki = 0,08; dla II ki = 0,06; dla III i IV ki = 0,04),
kc – zależy od prądu pioruna płynącego w przewodach odprowadzających,
km – zależy od materiału izolacji elektrycznej (dla powietrza km=1; dla betonu, cegły km = 0,5); l1, l2, … lm – odcinku przewodów LPS.
Największym problem stanowi obliczenie współczynników kc, które w poglądowy sposób można wyznaczyć jak pokazano na rysunku 4. gdzie dla zwodu pionowego połączonego do siatki zwodów poziomych wyznacza się najkrótszą drogę przepływu prądu udarowego do ziemi. Na dachu siatka zwodów będzie wymuszać rozpływ prądów zgodnie z prawem Kirchhoffa, tym samym prąd udarowy będzie dzielił się zależnie od drogi przepływu.
Dla samego zwodu pionowego kc = 1; dla jednego połączenia między zwodem pionowym a poziomym nie ma jeszcze rozpływów prądu stąd kc1 = 1; w miejscu połączenia zwodu pionowego z poziomym następuje rozpływ prądu maksymalnie w dwóch kierunkach stąd kc2 = 0,5; dalej prąd będzie dzielony w węźle między cztery zwody poziome, stąd kc3 = 0,25; prąd dopływa do przewodu odprowadzającego i znowu jest dzielony w węźle między cztery przewody stąd kc4 = 0,063 – tutaj trzeba sprawdzić w oparciu o liczbę przewodów odprowadzających n zależność czy kc4 ≤ 1/n, w naszym przypadku n = 12 stąd 1/n = 0,083, czyli kc4 jest mniejsze niż 1/n, a taka sytuacja nie może nastąpić, stąd ostatecznie kc4 = 0,083. Przy tak wyznaczonych współczynnika możemy wyliczyć odstęp izolacyjnych s i zbliżenia instalacji odgromowej do instalacji urządzeń na dachu.
Podsumowanie
W przypadku opracowywania ochrony odgromowej dachów z materiałów łatwo zapalnych, należy posłużyć się szeregiem wytycznych, które są ujęte w polskich normach, zarówno skierowanych do archiwum, które możemy traktować, jako zbiór wiedzy technicznej jak aktualnych, powołanych w rozporządzeniu [4], które traktujemy, jako konieczne do stosowania. Dylematem staje się jednak, które normy stosować w tym przypadku, gdy daty w rozporządzeniu są inne od dat norm obowiązujących zgodnie z informacją Polskiego Komitetu Normalizacyjnego. Następnie projektant powinien zwrócić uwagę na typ materiałów łatwo zapalnych umieszczonych na dachu. Powinien wyznaczyć ryzyko związane z oddziaływaniem wyładowań atmosferycznych w dany obiekt. Na tej podstawie określi poziom ochrony odgromowej LPL, czyli tzw. klasę ochrony LPS. Zależnie od wybranego poziomu LPL (LPS) na dachu zostaną rozmieszczone zwody poziome, a w przypadku elementów wystających ponad dach, dodanie zwodów pionowych. Powinno się uwzględnić w obliczeniach wysokość zwodów poziomych i pionowych w oparciu o wymogi normy, jak również od wyliczenia głębokości wnikania toczącej się kuli, czyli wnikania „zagrożenia” do chronionej strefy. Należy także zadbać o unikanie iskrzeń, jakie mogą się pojawić między metalowymi elementami a zwodami, jeżeli nie zostaną zachowane bezpieczne odległości, czyli należy zastosować minimalne odstępy izolacyjne. Projektant nie powinien ignorować wielkości budynku i jego przeznaczenia, rezygnując z pokazanych obliczeń, bowiem mogą zachodzić przesłanki, że budynek może być narażony na pożar w wyniku oddziaływania prądów udarowych na konstrukcję budynku i materiały zastosowane w poszyciu dachowym. Tematyka ta jest rozległa i związana z szeregiem decyzji koniecznych do podjęcia przez projektanta w celu właściwego doboru urządzenia ochrony odgromowej – generuje to też szereg dyskusji na forum projektantów instalacji elektrycznych. Wymaga to czasu i skupienia i wiedzy o samym budynku i jego otoczeniu. Dlatego należy mieć na uwadze odpowiedzialność za tego typu rozwiązania projektowe, które w przypadku dachów z potencjalnie niebezpiecznym materiałem łatwo zapalnym potęgują ryzyko błędu projektowego i w rezultacie możliwość zagrożenia dla budynku w przypadku wyładowań atmosferycznych.
Literatura
- PN-EN 62305-3 Ochrona odgromowa. Część 3: Uszkodzenia fizyczne obiektów i zagrożenia życia.
- A. Sowa, Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zasady tworzenia zewnętrznej i wewnętrznej instalacji piorunochronnej, www.inzynier.rzeszow.pl.
- https://www.mgprojekt.com.pl/blog/pianka-poliuretanowa/
- Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2019 r., poz. 1065).