Ochrona odgromowa to system urządzeń i rozwiązań technicznych, którego zadaniem jest zabezpieczenie budynku i lokatorów przed bezpośrednimi i pośrednimi skutkami działania wyładowań atmosferycznych. Jest to więc jedna z podstawowych instalacji mających zapewnić bezpieczeństwo obiektu i osób użytkujących go. Instalacja odgromowa zwana jest również instalacją lub systemem LPS (z ang. Lightning Protection System - System Ochrony Piorunowej).
Dzięki zastosowaniu ochrony odgromowej ludzie (a także zwierzęta) obecni w budynku są mniej narażeni na porażenie, ryzyko uszkodzenia instalacji elektrycznej i wystąpienia pożaru lub eksplozji jest znikome, a siła uderzenia pioruna nie osłabi konstrukcji dachu ani ścian. Dodatkowo zmniejsza się ryzyko trwałego uszkodzenia sprzętów podłączonych do zasilania, a energia przepięć, prądy zwarciowe i upływowe są bezpiecznie odprowadzane w miejsce, gdzie nie stwarzają zagrożenia.
WAŻNE: Ogólne zasady i podstawowe zalecenia dotyczące ochrony odgromowej budynków wraz z ich wyposażeniem technicznym, a także ochrony osób przebywających w tych budynkach określa norma PN-EN 62305-1:2011.
Podstawowe elementy ochrony odgromowej
Instalacja odgromowa to – w pewnym uproszczeniu - sieć metalowych przewodów zamontowanych na budynku, od dachu aż do ziemi. Dzięki temu, że elementy te dotykają gleby, energia przekazywana przez piorun zostaje bezpiecznie do niej odprowadzona. W związku z ogromną energią wyładowań atmosferycznych brak sprawnej i wydajnej instalacji grozi pożarem lub porażeniem.
Typowa instalacja odgromowa składa się z następujących elementów:
- zwody pionowe i poziome – to część instalacji odgromowej montowana na dachu. Te elementy wykonuje się najczęściej z drutu ze stali ocynkowanej, nierdzewnej, miedzi i stopu aluminium.
Zwody poziome montuje się wzdłuż kalenicy (linii szczytowej), a także na krawędzi dachu, aby powstała siatka ochronna. Druty umieszcza się też na kominie i maszcie antenowym. Jeśli dach jest spadzisty, przewody przytwierdza się za pośrednictwem wsporników. Zadania zwodów mogą spełniać także niektóre metalowe części domu, które należy połączyć z instalacją uziemiającą budynek (lub zapewnić im odrębne uziemienie). Najczęściej są to rynny, poręcze, ale także metalowe części dachu.
- przewody odprowadzające – to elementy, które łączą zwody i uziomy. Wykonuje się je z takich samych materiałów, jakich używa się do zwodów (można także z taśmy stalowej). Montuje się je na elewacji budynku (2 cm od ściany), wzdłuż rynien, a także pod elewacją w specjalnych rurach odgromowych.
Przewód odprowadzający z uziomem należy połączyć za pomocą zacisku probierczego. Ze względów bezpieczeństwa przewodów zabezpieczających nie należy montować bliżej niż 2 m od wejścia do budynku.
- uziomy – to metalowe elementy instalowane w ziemi, których zadaniem jest rozproszenie prądu pioruna. Przy ich wykonaniu można wykorzystać zbrojenie fundamentu budynku (tzw. uziom naturalny). Można również wykonać uziom sztuczny poprzez zainstalowanie wokół budynku zamkniętego układu otokowego. Do tego celu wykorzystuje się ocynkowaną taśmę stalową, którą należy zakopać na odpowiedniej głębokości, zachowując przy tym odległość od budynku 1 m. Uziomem sztucznym są też stalowe pręty wbite w ziemię.
Ochrona odgromowa wewnątrz budynku
Wewnętrzna część instalacji odgromowej ma za zadanie przede wszystkim zapobiegać pojawieniu się w chronionym obiekcie iskrzenia spowodowanego działaniem zewnętrznego systemu LPS. Dlatego podstawowym elementem wewnętrznej ochrony odgromowej są pewne i niezawodne w działaniu ograniczniki przepięciowe. Wewnętrzny układ LPS może być zrealizowany z wykorzystaniem połączeń wyrównawczych zewnętrznego układu z metalowymi częściami konstrukcyjnymi budynku i jego instalacjami lub za pomocą izolacji elektrycznej.
W instalacjach dochodzących z zewnątrz do obiektu budowlanego należy zastosować ograniczniki do wyrównywania potencjałów i chroniące przed działaniem prądu piorunowego (jest to tzw. pierwszy stopień ochrony). Kolejnym krokiem jest natomiast zastosowanie ograniczników (tzw. drugi stopień ochrony) chroniących przed wszelkiego rodzaju przepięciami wewnętrznymi (np. przepięciami wywołanymi przez urządzenia), przepięciami atmosferycznymi indukowanymi w instalacjach wewnątrz budynku, przepięciami przepuszczonymi przez pierwszy stopień ochrony.
Jak działa instalacja ochrony odgromowej
Ochronę odgromową powinny mieć budynki jednorodzinne:
- powierzchni ponad 500 m² i wyższe niż 15 m,
- zbudowane z materiałów łatwo zapalnych - bez względu na wysokość,
- takie, dla których wskaźnik zagrożenia piorunowego obliczony według zasad w normie przekracza określoną wartość.
Instalacja odgromowa nie jest więc zawsze obowiązkowa (decydujący głos w tej sprawie powinien należeć do projektanta, który dokonuje analizy ryzyka zgodnie z odpowiednimi normami), warto ją jednak zamontować, aby lepiej chronić budynek, mieszkańców i urządzenia podłączone do sieci energetycznej. Gdy piorun trafi w materiał niepalny (np. beton, cegła), może wywołać jego pęknięcie, natomiast uderzenie w przewody elektryczne może doprowadzić do ich uszkodzenia, a także do uszkodzenia urządzeń podłączonych do sieci energetycznej.
Instalacja odgromowa działa w ten sposób, że jej najwyższy element (czyli zwody) przejmuje prądy w momencie uderzenia pioruna. Właściwości odpowiednio zaprojektowanych i wykonanych zwodów sprawiają, że to właśnie w nie, a nie w inne elementy dachu, uderzy piorun.
Prąd przechodzi następnie ze zwodów do przewodów odprowadzających, a za ich pośrednictwem przedostaje się do uziomów, które rozpraszają energię z pioruna w ziemi. Proces ten sprawia, że różnica potencjałów między chmurami a ziemią zostaje wyrównana, a nadmiar energii nie grozi porażeniem ani wybuchem pożaru.
O czym należy pamiętać, aby ochrona odgromowa była skuteczna
Instalacja będzie skutecznie chroniła wtedy, gdy zostanie wykonana na podstawie rzetelnego obliczenie wskaźnika zagrożenia piorunowego. Istotne będą tu takie parametry budynku, jak:
- wielkość i wysokość,
- lokalizacja,
- użyte materiały budowlane,
- konstrukcja i technologia, w jakiej został wzniesiony.
Bardzo istotnym elementem będzie także jakość użytych do stworzenia instalacji produktów. Dlatego zaleca się stosowanie wyłącznie sprawdzonych, objętych certyfikatem bezpieczeństwa i wyprodukowanych zgodnie z obowiązującymi normami elementów.
Kolejnym istotnym czynnikiem jest staranność wykonania, dotycząca w szczególności połączeń prętów uziomu, zwodów poziomych, zwodów pionowych, które należy zespawać lub skręcić zaciskami śrubowymi. Na jakość instalacji wpływa też wyeliminowanie indukcji i przepięć towarzyszących silnym wyładowaniom elektromagnetycznym, powstałym na skutek uderzenia pioruna (osiąga się to przez wykonanie połączeń wyrównawczych oraz zabezpieczeń przeciwprzepięciowych).
Najczęstsze błędy dotyczące ochrony odgromowej
Dość powszechnym i niebezpiecznym błędem jest przekonanie, że stworzenie instalacji ochrony odgromowej jest bardzo proste. Tymczasem popełniane w tym procesie nawet prozaiczne błędy, mogą skutkować brakiem odpowiedniej ochrony.
Wśród najczęstszych zaniedbań dotyczących instalacji ochronnej są:
- świadoma rezygnacja z obowiązujących norm oraz stosowanie rozwiązań niezgodnych z przepisami,
- brak bezpiecznych odstępów pomiędzy instalacją odgromową a instalacjami elektrycznymi wewnątrz budynku (może to skutkować przeskokami iskrowymi),
- brak kontroli stanu uziomów oraz całej instalacji w okresach przewidzianych przepisami,
- brak konserwacji instalacji odgromowej,
- brak bezpiecznego odstępu izolacyjnego pomiędzy zwodem a urządzeniami takimi jak zewnętrzne wentylatory,
- zaniechanie przeprowadzenia analizy ryzyka zgodnie z zapisami normy.
