Biblioteka

Instalacja odgromowa

Dodano: czwartek, 24 listopada 2011 10:27

Uderzenie pioruna w dom bez instalacji odgromowej lub przepięcia w instalacji elektrycznej mogą spowodować znaczne szkody - od uszkodzenia urządzeń elektronicznych aż po pożar domu. Dlatego warto przemyśleć wykonanie odpowiednich zabezpieczeń.

Ocena ryzyka

Procedura wyznaczania ryzyka zagrożenia piorunowego jest skomplikowana i musi to zrobić specjalista. Można jednak podać kilka typowych czynników, które powodują, że dom jest bardziej narażony na bezpośrednie uderzenie pioruna oraz jego groźne konsekwencje. To przede wszystkim:

  • brak w pobliżu innych wysokich obiektów (domy, drzewa);
  • dom jest położony na wzniesieniu;
  • wysokość budynku przekracza 10 m;
  • któryś z wymiarów rzutu budynku jest większy niż 20 m;
  • dom jest położony w regionie z większą liczbą dni burzowych w roku. Dotyczy to przede wszystkim rejonów górskich, dla reszty kraju dni burzowych jest poniżej 25 rocznie, czyli bardzo mało;
  • pokrycie dachu lub ścian wykonane jest z materiałów palnych (większe niebezpieczeństwo pożaru). Najbardziej niebezpieczne są pokrycia słomiane oraz tzw. wiór, w ich przypadku powinno się wykonać instalację odgromową niezależnie od innych czynników.

Natomiast na przepięcia, czyli krótkotrwały przepływ w instalacji prądów znacznie większych niż robocze, narażone są praktycznie wszystkie budynki. Przepięcia mogą być spowodowane uderzeniem pioruna - w dom, ziemię w jego pobliżu, linię energetyczną, albo pochodzić z samej sieci. Ryzyko przepięć jest większe w przypadku linii i przyłączy napowietrznych niż ziemnych (kablowych), jednak te pierwsze są zdecydowanie częściej spotykane.

Na przepięcia najbardziej wrażliwe są urządzenia elektroniczne - komputery, telewizory, sterowniki kotłów grzewczych, itp. We współczesnych domach tego rodzaju urządzeń jest bardzo dużo i są niestety kosztowne.

Instalacja odgromowa

Uderzenie pioruna w dom bez instalacji odgromowej może mieć bardzo poważne konsekwencje, np. pożar, pęknięcie ścian, uszkodzenie izolacji fundamentów. Dzieje się tak, ponieważ po uderzeniu gromu prąd przepływa z dachu do fundamentów, a z nich do gruntu. Droga prądu może być dość zaskakująca i kręta, bo płynie on tam, gdzie opór jest najmniejszy, a materiały najmniej odporne na przebicie. Przepływowi prądu w materiałach słabo przewodzących (np. drewno, cegła) towarzyszy wydzielanie dużych ilości ciepła, gwałtowna zamiana zawartej w nich wilgoci w parę wodną, uszkodzenia mechaniczne.

Instalację odgromową buduje się po to, by stworzyć dla prądu piorunowego drogę przepływu o bardzo małym oporze - od dachu po grunt. Służą temu wykonane z metalu (zwykle stali), czyli dobrego przewodnika, zwody, przewody odprowadzające i uziom. Dzięki temu, że piorunochron dobrze przewodzi prąd, przepływa on w nim, nie wywołując uszkodzeń i oddając swoją energię ziemi.

Typowa instalacja odgromowa składa się z:

  • zwodów poziomych, najczęściej w postaci drutów prowadzonych nad kalenicą (kalenicami) dachu na specjalnych wspornikach,
  • przewodów odprowadzających - prowadzonych pionowo, przynajmniej dwóch w przeciwnych narożnikach budynku. Łączą one zwody z uziomem;
  • uziomu - stalowej taśmy lub prętów pogrążonych w ziemi (bezpośrednio lub w ławie fundamentowej). Uziom umożliwia rozproszenie energii wyładowania w gruncie.

Czasem instalację wykonuje się inaczej, np. stawiając przewyższający budynek maszt z tzw. zwodem pionowym, jednak w domach jednorodzinnych to rzadkość.

Elementy instalacji odgromowej.

Zwody i przewody odprowadzające

Minimalna średnica drutów na zwody i przewody odprowadzające to 8 mm. Trzeba je solidnie umocować do podłoża, bo energia wyładowania może wyrwać wsporniki. Zwody powinny zabezpieczać także kominy, anteny czy inne, szczególnie metalowe, elementy umieszczone na dachu. Ze zwodami i przewodami odprowadzającymi trzeba ponadto połączyć przebiegające w ich pobliżu metalowe elementy, np. rynny i rury spustowe. Bez takiego wyrównania potencjałów tworzą się tzw. przeskoki iskrowe, powodujące uszkodzenia i grożące pożarem.

Dawniej jako przewody odprowadzające wykorzystywano metalowe rynny, jednak obecny sposób ich wykonania - z uszczelkami w miejscach połączeń, wyklucza takie wykorzystanie.

Uwaga! Ze względu na ryzyko porażenia ludzi przewód odprowadzający powinien znaleźć się co najmniej 2 m od wejścia do budynku.

Zwody naturalne

Często spotykane wykorzystywanie blaszanych pokryć dachowych jako tzw. zwodów naturalnych w większości domów jednorodzinnych jest błędem. Normy dopuszczają wprawdzie wykorzystanie pokryć blaszanych o grubości przynajmniej 0,5 mm jako zwodów, jednak stawiają równocześnie kilka innych warunków.

Jakość połączeń. Wszystkie połączenia elementów zwodu - w tym przypadku pokrycia - powinny zapewniać niezawodne przewodzenie prądu ("zapewniać galwaniczną ciągłość"). Spełnienie tego warunku jest bardzo wątpliwe w przypadku blachodachówki w arkuszach układanych na zakład i pokrytych powłoką z tworzywa sztucznego. Trzeba jednak zaznaczyć, że sama obecność powłok ochronnych nie wyklucza zastosowania blachy jako zwodu.

Wystające ponad dach elementy trzeba dodatkowo zabezpieczyć, zaś urządzeń w metalowych obudowach nie należy umieszczać na elewacji bliżej niż 2 m od piorunochronu.

Ryzyko przebicia. Wykorzystanie blachy 0,5 mm jest dopuszczalne tylko wówczas, jeśli:

  • dopuszczalne jest powstanie przebić (perforacji) w miejscu uderzenia pioruna w blachę. Większość domów jednorodzinnych ma jednak poddasza użytkowe, a w tym przypadku powstały otwór trudno jest zauważyć, woda przedostaje się nim do wnętrza izolowanego cieplnie dachu, a miejsce perforacji jest ogniskiem korozji. Trudno uznać to za dopuszczalne.
  • pod blachą nie ma materiałów łatwopalnych. Ryzyko zapłonu drewnianych elementów więźby, szczególnie dość cienkich łat, może być bardzo różne. Drewno strugane i odpowiednio zaimpregnowane będzie najpewniej charakteryzować się wystarczającą odpornością, jednak pod blachą najczęściej znajduje się folia dachowa będąca materiałem łatwopalnym (klasa reakcji na ogień E).

W efekcie jeśli blacha ma pełnić funkcję zwodu naturalnego, a równocześnie być odporna na perforację i nie zwiększać zagrożenia pożarowego, to jej minimalna grubość wynosi 4 mm. To aż 8 razy więcej niż typowa blachodachówka.

Uziom

Sposobów wykonania uziomów jest kilka. Prezentujemy najpopularniejsze.

Fundamentowy, czyli stalowa taśma lub pręt w dolnej części ławy fundamentowej. Jest tani, bo nie wykonujemy dodatkowych wykopów i wystarczy użycie zwykłej stali bez powłok ochronnych, a przy tym bardzo trwały, bo zabezpieczony warstwą betonu.

Uwaga! Pręty uziomu powinny być łączone przez spawanie lub skręcane zaciskami śrubowymi. Związanie drutem jest niewystarczające.

Należy przestrzec, że niektóre rodzaje izolacji fundamentu mogą bardzo pogorszyć możliwość przepływu prądu z uziomu fundamentowego do gruntu:

  • jeśli całe ławy fundamentowe, również od spodu, osłonięto polistyrenem ekspandowanym (XPS), to uziom fundamentowy będzie zupełnie nieskuteczny. Warto dodać, że w domu z tak izolowanymi fundamentami wykonanie instalacji odgromowej (z innym rodzajem uziomu) jest szczególnie zalecane, bo prąd piorunowy po uderzeniu w budynek będzie miał szczególne trudności z odpłynięciem do ziemi. Efektem będzie przebicie (uszkodzenie) kosztownej izolacji fundamentu;
  • jeśli fundament od strony zewnętrznej i wewnętrznej pokryto izolacją cieplną, pozostawiając jedynie kontakt dołu ław fundamentowych z gruntem, to uziom może okazać się niesprawny (zbyt wysoka rezystancja);
  • jeśli ułożono folię poniżej ław fundamentowych oraz na ścianie fundamentu (dotyczy to także folii "kubełkowych"), może ona nawet dwukrotnie pogorszyć parametry uziomu (zwiększyć rezystancję) w porównaniu z fundamentem, którego ławy są na warstwie "chudego" betonu, a izolację pionową wykonano z lepiku i papy.

Otokowy - w postaci zamkniętego pierścienia z taśmy stalowej ułożonej wokół budynku, w odległości 1 m od niego i zagłębionego w ziemi na 60-80 cm. Taki uziom jest jednak narażony na korozję, dlatego najlepsze, ale stosunkowo drogie, są stalowe taśmy pokryte warstwą miedzi. Natomiast warstwa ocynku ulega w gruncie rozkładowi w ciągu kilku lat.

Pionowy, czyli wbite w ziemię stalowe pręty. Jest to najłatwiejszy do wykonania uziom w już istniejącym domu. Jednak w gruntach słabo przewodzących, np. suchych piaskach, prętów uziomowych trzeba wbić dużo (minimum 30 m), a to kosztuje. Uziomy pionowe są ponadto, podobnie jak pionowe, narażone na korozję.

Ograniczniki przepięć

Dzięki ogranicznikom przepięć prądy większe niż normalne prądy robocze trafiają nie do domowej instalacji elektrycznej, lecz do uziomu. Wynika stąd podstawowy wniosek - by ograniczniki zadziałały skutecznie, niezbędne jest dobre uziemienie. Inaczej ich instalowanie mija się z celem. Ograniczniki dzieli się na kilka klas, oznaczanych literami bądź cyframi rzymskimi. W każdej obowiązują inne zasady co do miejsca montażu i zakresu zastosowań:

  • B (I) - w złączu; w budynkach zasilanych z sieci napowietrznej, a z sieci kablowej, jeśli budynek ma instalację odgromową;
  • C (II) - w rozdzielnicy w odległości przynajmniej 10 m od ogranicznika klasy B albo w złączu, jeśli budynek zasilany jest z linii kablowej i nie ma instalacji odgromowej;
  • D (III) - bezpośrednio przed chronionym urządzeniem. Najczęściej są to specjalne przedłużacze (listwy przeciwprzepięciowe).

Uwaga! Sam ogranicznik klasy D nie jest skutecznym zabezpieczeniem, zaś ogranicznik klasy C można stosować, nie poprzedzając go ogranicznikiem B, jeśli nie ma niebezpieczeństwa uderzenia pioruna bezpośrednio w budynek lub linię zasilającą (jest kablowa).

Bardzo popularne są ograniczniki przepięć klasy B+C, które można instalować w rozdzielnicy. Jeśli ogranicznik przepięć zadziała, to konieczna może być wymiana jego wkładki, zdarza się też, że ogranicznik zostaje wówczas wyrwany z szyny montażowej.

Ograniczniki przepięć to nie jedyny sposób zmniejszenia ich dotkliwych skutków. Wszystkie metalowe rurociągi oraz kabel sieci energetycznej powinny być wprowadzone do budynku w tym samym miejscu, trzeba wykonać pomiędzy nimi tzw. połączenia wyrównawcze oraz połączyć je z szyną uziemiającą budynku (połączenie z uziomem).

Zabezpieczać czy ubezpieczać?

Koszt wykonania instalacji odgromowej przeciętnego domu jednorodzinnego to 2500-5000 zł (bez kosztów uziomu). Natomiast za ograniczniki przepięć wraz z montażem zapłacimy ok. 1000 zł. Należy przy tym wystrzegać się najtańszych "ograniczników" wątpliwej jakości. To urządzenia poddawane bardzo dużym obciążeniom i ich jakość musi gwarantować niezawodność.

Koszt 3500-6000 zł to niemało, jednak nie jest zbyt duży wobec szkód, jakie może wywołać uderzenie pioruna lub przepięcia. Ponadto kupujemy sobie także spokój w czasie burzy, choć warto pamiętać, że nawet najlepiej wykonana instalacja nie stanowi zabezpieczenia w 100%.

Z pozoru alternatywą wobec wykonania instalacji odgromowej może wydawać się ubezpieczenie domu. Jednak warunki ubezpieczenia zwykle są takie, że obejmuje ono jedynie wywołany piorunem pożar lub uszkodzenie konstrukcji budynku - zniszczenie elementów wyposażenia to dopiero opcja za dopłatą.

opr.: Jarosław Antkiewicz
zdjęcie: Eaton (Moeller)