Uziomy szpilkowe w formie prętów wbijanych głęboko w ziemię to obecnie najpopularniejsze rozwiązanie w budowie układów uziemiających. Zajmują niewiele miejsca, są stosunkowo proste do realizacji oraz odporne na zmienne warunki atmosferyczne. Aby jednak skutecznie pełniły swoją rolę ich dobór i rozmieszczenie trzeba poprzedzić wykonaniem pomiaru rezystywności gruntu.
Prawidłowo zaprojektowany i wykonany system odgromowy budynku znacząco poprawia bezpieczeństwo jego użytkowania. Będące jego integralną częścią uziemienie, odprowadzające do gruntu wyładowania elektryczne zebrane przez system piorunochronny, powinno zapewnić niską zakładaną wartość rezystancji (nie więcej niż 10Ω) o jak najmniejszej zmienności w czasie, a także maksymalną możliwą do uzyskania odporność elementów uziomu na korozję. Warunki takie spełnia dobrze zaprojektowany i wykonany uziom szpilkowy.
Pomiar rezystywności gruntu – ważny etap poprzedzający wykonanie instalacji
Rezystywność (opór właściwy) gruntu to wielkość, na którą wpływ mają czynniki takie jak poziom wilgotności gleby (różny na różnej głębokości), ilość zawartych związków mineralnych rozpuszczalnych w wodzie (które ulegają dysocjacji, czyli rozpadowi na jony), a także niejednorodność struktury. Poziom rezystywności różnych typów gruntu może się różnić nawet kilkudziesięciokrotnie. Przykładowo, grunty bagniste i torfowe charakteryzuje opór właściwy na poziomie 30-100Ω, piaski i grunty kamieniste 50-3000Ω, wapienie i łupki 100-3000Ω, zaś granity i piaskowce nawet 1500-10000Ω.
Pomiar rezystywności gruntu to pierwszy etap, którego absolutnie nie wolno pomijać budując lub rozbudowując system odgromowy z wykorzystaniem uziomów szpilkowych. Uzyskane wyniki pozwolą opracować optymalny dla danych warunków projekt układu uziemiającego, dobrać elementy niezbędne do jego wykonania i ustalić głębokość ich pogrążenia dla uzyskania zakładanej rezystancji. Mierząc rezystywność gruntu możemy również wykryć obecność ewentualnych głazów, nieoznaczonych na mapach pozostałości fundamentów lub instalacji pod powierzchnią gruntu. Zminimalizujemy tym samym ryzyko nieprzewidzianych zdarzeń i komplikacji. Przełoży się to bezpośrednio na niższy koszt inwestycji i krótszy czas realizacji.
Pomiaru dokonuje się najczęściej elektrooporową metodą Wennera z użyciem czterech zagłębionych w gruncie elektrod, rozmieszczonych liniowo w równych odległościach i podłączonych do specjalnego miernika. Pomiar jest możliwy dzięki występowaniu zjawiska proporcjonalnej zależności pomiędzy odległością, na jaką rozstawione są elektrody a głębokością, na którą wnika płynący prąd.
Rodzaje uziomów szpilkowych (pionowych)
Uziom szpilkowy (pionowy), to rozwiązanie wybierane często w przypadku domów jednorodzinnych oraz budynków, których lokalizacja nie pozwala na zastosowanie innych typów uziemienia (np. otoczonych powierzchniami utwardzonymi, parkingami, itp.). Są prostsze w montażu i tańsze od systemów fundamentowych, umożliwiają również rozbudowę instalacji bez ingerencji w elementy konstrukcyjne budynku.
Metalowy pręt (elektroda) ze stali ocynkowanej, pomiedziowanej lub nierdzewnej wbijany jest pionowo w grunt na głębokość, na której panuje trwała wilgotność (w praktyce jest to minimum 3 m). Ponieważ pojedynczy pręt nie będzie wystarczającą ochroną dla budynku, stosuje się kilka prętów połączonych ze sobą, przy czym minimalna odległość między nimi musi być równa długości pręta.
Podstawowy podział uziomów szpilkowych to rozróżnienie na:
- Uziomy jednolite (nieprzedłużane) – w ofercie firmy An-Kom są one dostępne w długościach 1250-2000 mm w formie prętów lub teowników. Wyposażone są w złącze do połączenia z przewodem odgromowym lub taśmą-bednarką.
- Uziomy składane (przedłużane) – pierwszy element (podstawa) zakończony jest grotem ułatwiającym zagłębianie w podłożu. Kolejne odcinki-przedłużki o standardowej długości 1500 mm dokładane są „na wcisk” poprzez wyprofilowaną końcówkę ze stożkiem.
Jak poprawić rezystancję za pomocą uziomu szpilkowego?
W przypadku istniejących systemów uziemienia fundamentowego lub otokowego (w formie siatki z prętów lub bednarki) uzyskanie odpowiednio niskiej rezystancji bywa czasami utrudnione ze względu na zastane warunki terenowe.
Jednym ze sposobów poprawy jakości przewodzenia wyładowań do ziemi i uzyskania zakładanych parametrów instalacji jest w takim przypadku jej dozbrojenie dodatkowymi uziomami pionowymi, które staną się integralną częścią systemu. Wbicie odpowiedniej ilości prętów na głębokość zapewniającą uzyskanie pożądanych parametrów oporu jest znacznie prostsze, szybsze i tańsze od rozbierania chodników, skuwania asfaltu i wykonywania wykopów pod rozbudowę uziomów otokowych. Wykonane z trwałych materiałów, dobrze spasowane uziomy szpilkowe, cechuje również większa stabilność rezystancji w długiej perspektywie czasowej.
Rozkład uziomów pionowych powinien być możliwie najbardziej równomierny, co pozwoli zminimalizować skutki sprzężeń elektrycznych w ziemi. Warto stosować elementy o większej średnicy (np. 20 mm), które dzięki zwiększonej powierzchni styku z gruntem umożliwiają szybsze uzyskanie wymaganej rezystancji.
Czytaj także: