Piorunochron – budowa i zastosowanie

Wyładowania atmosferyczne to realne zagrożenie nie tyko dla budynków lub urządzeń elektronicznych, ale też zdrowia i życia ludzi. Ewentualnym problemom zapobiegnie montaż właściwie zaprojektowanej instalacji piorunochronnej, która w bezpieczny sposób sprowadzi ładunki elektryczne do ziemi.

Piorun to silne wyładowanie elektrostatyczne w atmosferze, inicjowane przez naładowane dodatnio chmury burzowe. Zazwyczaj towarzyszy mu głośny grzmot (słyszalny z odległości nawet ponad 20 km) oraz efekty świetlne w postaci błyskawic o zróżnicowanych kształtach i długości.

Uderzenie pioruna wiąże się z wyzwoleniem dużej ilości energii. Częściowo rozprasza się ona w powietrzu postaci ciepła, część przekształca w błysk i grzmot a reszta zostaje rozładowana w punkcie uderzenia łuku elektrycznego w powierzchnię ziemi. Wyładowanie takie może być bardzo niebezpieczne dla znajdujących się w pobliżu ludzi oraz urządzeń. Na terenie Polski średnio odnotowywane są 2 uderzenia pioruna rocznie na 1 km2 terenu – przyczyniają się one do śmierci 4-5 osób.

W przypadku człowieka najczęstsze objawy porażenia to: zakłócenia pracy serca (nierzadko śmiertelne), uszkodzenia narządów wewnętrznych, poparzenia i bóle mięśni spowodowane przepływem prądu oraz przejściowy paraliż narządu ruchu. Porażenia piorunem doznać można na cztery sposoby: bezpośrednio, poprzez napięcie krokowe (różnica potencjałów elektrycznych między 2 punktami na powierzchni ziemi odległymi od siebie o ok. 1 m), poprzez kontakt z obiektami pod napięciem oraz rykoszetem. Urządzenia elektryczne i sprzęt elektroniczny zazwyczaj ulegają zniszczeniu w efekcie powstających przepięć (sięgających kilku tysięcy voltów przy natężeniu kilkuset amperów) i są to szkody nieodwracalne.

Uderzenie pioruna może doprowadzić do pożaru i całkowitego zniszczenia budynku. Wyładowanie generuje potężne siły elektrodynamiczne, a więc mające również charakter mechaniczny. Mogą one zrywać przewody elektryczne oraz miażdżyć elementy konstrukcyjne budynków. Siła oddziałująca na elementy metalowe sięga 2,5 tony na metr bieżący konstrukcji – musi być to uwzględnione zwłaszcza przy projektowaniu zwodów i ich mocowań. W przypadku obiektów niemetalicznych przewodnikami prądu stają się wilgotne cieki w szczelinach budynków. Przepływ prądu o wysokim natężeniu prowadzi do gwałtownego odparowania wody, czego efektem może być nawet rozsadzenie konstrukcji. Do wnętrza budynku piorun przedostaje się m.in. wzdłuż instalacji hydraulicznych lub elektrycznych – może to spowodować ich zniszczenie lub pożar.

Istotą skutecznej ochrony odgromowej obiektu będzie więc wykonanie instalacji, która przejmie uderzenie pioruna i odprowadzi ładunek najkrótszą drogą do gruntu. Nie dopuścimy w ten sposób do powstania przepięć i wyładowań mogących zapalić, bądź uszkodzić budynek lub jego instalacje.

Czym jest i jak działa piorunochron?

piorunochron, zwody pionoweInstalacja odgromowa, zwana potocznie piorunochronem, to wynalazek znany i stosowany już od prawie 250 lat. W najprostszej wersji piorunochron składa się z ostro zakończonego pręta (zwodu) ze stali ocynkowanej o średnicy minimum 8 mm, zamontowanego na najwyższym punkcie na dachu. Dodatkowo, naturalnymi elementami instalacji odgromowej mogą stać się stalowe słupy nośne, zbrojenia żelbetowego pokrycia dachu oraz elementy metalowe wystające ponad dach. Jeżeli dach pokryty jest materiałem łatwopalnym, (np. papą) zwód montuje się na wspornikach dystansowych. Powinien on dodatkowo zabezpieczać komin, anteny i inne elementy wystające ponad powierzchnię dachu. Bardzo ważne jest zastosowanie solidnych mocowań, które oprą się energii wyładowania atmosferycznego.

Zwód jest połączony z gruntem systemem przewodów oplatających budynek i zakończonych umieszczoną w gruncie metalową elektrodą (uziomem). Instalacja taka kieruje wyładowanie elektrostatyczne z dachu bezpośrednio pod powierzchnię ziemi z ominięciem konstrukcji budynku.

Rolę uziomu może pełnić zbrojenie fundamentów lub umieszczony w nich na etapie budowy metalowy płaskownik albo pręt. Elementy uziomu są ze sobą spawane lub łączone zaciskami, tak by tworzyły pierścień. Jeżeli nie mamy możliwości wykonania uziomu fundamentowego możemy zastosować tzw. uziom sztuczny w formie poziomej (otokowy) lub pionowej (szpilkowy, punktowy). Ten pierwszy przyjmuje postać pierścienia z metalowej taśmy (bednarki), zakopanej minimum 0,5 m pod ziemią w odległości ok. 1 m od ścian budynku. Uziom w postaci pionowej to długie metalowe pręty lub rury (ich min. Długość to 2,5 metra), wbite w odległości co najmniej 1 m od ścian domu na min. głębokość 0,5 metra. Ich liczba i ich długość zależą od wielkości budynku oraz rodzaju gruntu na działce. Oprócz instalacji odgromowej do uziomu przyłącza także punkt zerowy (miejsce uziemienia) tablicy bezpiecznikowej, metalowe rury oraz inne metalowe elementy znajdujące się w ziemi w pobliżu ścian domu.

Piorunochron aktywny – hit czy kit?

Od kilku lat producenci i dystrybutorzy intensywnie promują również tzw. piorunochrony aktywne (określane często skrótem ESE), przedstawiane jako rozwiązanie innowacyjne i wyjątkowo efektywne. Ich głównym elementem jest zainstalowana na maszcie specjalna głowica z urządzeniem jonizującym. Zgodnie z przekazem reklamowym wykorzystuje ona otaczające pole elektromagnetyczne do zwiększenia potencjału elektrycznego na ostrzu i tym samym przyciągnięcia z okolicy wyładowań, które następnie są odprowadzane do gruntu pojedynczym zwodem z uziomem szpilkowym. Skuteczność tego typu rozwiązań jest przez specjalistów poddawana w wątpliwość. Rozwiązania ESE mają formalnie status okucia budowlanego (numer klasyfikacyjny SWW 0654-29) i na tej podstawie zostały dopuszczone do sprzedaży. Nie spełniają natomiast wymagań normy ochrony odgromowej serii PN-EN 62305.

Czy warto stosować instalację odgromową?

Podjęcie decyzji o budowie instalacji odgromowej powinno zostać poprzedzone przeprowadzeniem analizy ryzyka. Pozwoli ona ustalić poziom zagrożenia danego obiektu i dobrać konkretne metody ochrony, ograniczające zagrożenie do akceptowalnego poziomu. Uwzględnia się m.in. parametry konstrukcyjne budynku, jego instalacji i rodzaj prowadzonej w nim działalności. Do obliczeń wykorzystuje się elementy rachunku prawdopodobieństwa, modele niezawodnościowe i dane o statystyce szkód pochodzące z badań i obserwacji eksploatacyjnych. Sztuka polega na znalezieniu „złotego środka” pomiędzy możliwym do uzyskania poziomem ochrony a budżetem przeznaczonym na inwestycję.
Oczywiście nic nie stoi na przeszkodzie, by instalację odgromową zamontować również na obiekcie nie wpisującym się w powyższe ustalenia. Jest to nawet wskazane ze względu na postępujące ocieplenie klimatu i związane z nim coraz częstsze burze.

Koszt inwestycji nie jest wygórowany (ok. 3-6 tys. zł w przypadku domu jednorodzinnego) a instalacja piorunochronu w większości przypadków nie będzie kłopotliwa. Profesjonalnie zaprojektowana i wykonana instalacja zapewni poczucie bezpieczeństwa osobistego oraz pozwoli uniknąć przykrych niespodzianek w postaci pożaru, zniszczenia instalacji lub uszkodzenia cennego sprzętu elektronicznego.

Piorunochron, jak każda instalacja powinien być regularnie kontrolowany i serwisowany przez specjalistę. Przeglądu dokonuje się wiosną i jesienią, czyli na początku i końcu sezonu burzowego.

error: Copyright © 2021 by AN-KOM All Right Reserved.