Ochrana budov před bleskem: předpisy a normy.

Během existence Sovětského svazu byly hromosvody instalovány podle přísně stanovených norem, které určovalo ministerstvo. Existovala jednotná norma pro objemy a regulační dokumenty pro ochranu před bleskem, schválená ministerstvem energetiky, a nikoho nenapadlo navrhovat nebo požadovat jiné možnosti. Je úžasné, jak absurdní se tato pravidla a normy zdají být při podrobném zkoumání.

Státní pokyny k ochraně obytných a veřejných budov před bleskem

Řada tehdejších předpisů je u nás stále platná a předepsaná, ačkoli věda pokročila daleko dopředu a samotná nařízení jsou nelogická. Například dodnes existuje norma Ruské federace „Pokyny pro instalaci ochrany před bleskem pro budovy a stavby RD 34.21.122-87“, která jasně upřednostňuje ochranu před bleskem pro veřejná zařízení a odsouvá rezidenční sektor do pozadí.

Čili bezpečnost škol a školek je podle této normy prioritou státu, především o bezpečnost dětí na veřejných místech. Prakticky nikoho však nezajímá, co se s těmito dětmi doma stane, podle sovětských zákonodárných orgánů a dokonce ani moderního ruského ministerstva není tak důležitá ochrana před bleskem. Hlavní je, že na veřejném místě neudeří blesk.

Když se podíváte do tabulky této normy, obytné budovy jsou po prasečích a domovních komínech úplně dole a podle pracovníků ministerstva takové objekty vyžadují ochranu jen v některých případech:

1. výška stavby musí přesáhnout 25 metrů oproti okolním objektům v okruhu 400 metrů;
2. pokud je výška domu nad 30 metrů a nachází se 400 metrů nebo více od jakýchkoli budov.

Jaký by měl být objem ochrany před bleskem?

Pokud by se podobný titul objevil ve vědecké nebo technické publikaci před 10-20 lety, vyvolalo by to veřejné pobouření, včetně autorovy občansko-politické nespolehlivosti se všemi z toho vyplývajícími důsledky. Koneckonců regulační dokumenty o ochraně před bleskem, stejně jako jakákoli jiná norma předepsaná centrem, byly považovány za dogma, nesporný návod k jednání. V nejlepším případě by byl autor obviněn z neznalosti a neschopnosti v této otázce.

Všechny dokumenty odkazují na nezbytné minimum, navržené tak, aby zaručovaly bezpečnost osob a budov. Ochrana před bleskem veřejných zařízení, zejména těch s žíravým prostředím, hořlavými látkami a výbušnými produkty, by se přirozeně měla lišit od hromosvodů obytných budov.

Moderní orgány státního dozoru se o bezpečnost obytného sektoru nijak zvlášť nezajímají, protože cihly a železobeton, z nichž jsou tyto domy postaveny, nehoří a nepřispívají k šíření požáru. Upálení lidí uvnitř zaživa nehrozí, takže úřadům je tato problematika lhostejná.

Hromosvody v soukromém vlastnictví

Budoucí majitel investuje nemalý kapitál do stavby domu, i když není patrový. Očekává přitom, že vydrží dlouho. Přirozeně nechce přijít o svůj majetek úderem blesku, a tak má zájem o plnou ochranu obytných budov před bleskem ve vztahu k jeho domu. Drobky, které předepisuje tabulka výše zmíněné normy, ho neuspokojí.

Developer by si měl u projektanta zjistit, jaká by měla být optimální míra ochrany ve vztahu k jeho domovu. Projektant musí při návrhu stavby zohlednit tyto parametry a odpovědět na otázku zákazníka, protože zákazník má právo vědět, kde v jeho domě může udeřit blesk, jaký bude rozsah destrukce a jaké finanční prostředky potřebuje vynaložit na maximální ochranu před bleskem obytných a veřejných budov se 100% zárukou bezpečnosti.

Aby mohl projektant odpovědět na podobné otázky, musí určit frekvenci úderů blesku.

Materiál byl vytvořen na základě článku profesora Eduarda Meeroviče Bazelyana „Standardizace ochrany před bleskem obytných a veřejných budov“.

• Užitečné materiály pro projektanty uzemnění a ochrany před bleskem (články, návody, doporučení)
• Návrh uzemnění a ochrany před bleskem (projekty ve formátech DWG a PDF)
• Webináře pro projektanty a elektromontéry s předními odborníky
• Staňte se partnerem a připojte se k Expertnímu klubu ZANDZ.com
• Zařízení pro uzemnění a ochranu před bleskem

Soudě podle praxe můžeme dojít k závěru, že návrháři dávají přednost použití jednoho vysokého zařízení. Tyčový hromosvod je obzvláště oblíbený, protože výpočty se provádějí pomocí elementárních vzorců. Vznikne jednoduchý kužel, vymezující chráněné území. Pokud se budova vejde do kužele, je chráněna. Na první pohled je vše elementární, ale není to tak.

Proč vysoký tyčový hromosvod není ideální

Abych vám řekl o úskalích této techniky, uvedu příklad. Vezměme obdélníkový dům s výškou h_x=20 metrů, rozměry budovy 60×20 m Plánované umístění jednoho hromosvodu je na obrázku 1. Předpokládá se, že tato ochrana bude mít spolehlivost 0,9.

Obrázek 1. Umístění jednoho hromosvodu

Ve standardu SO-153-34.21.122-2003 se podívejte na tabulku 3.4. Podle empirických vzorců vypočítáme výšku kužele ochranné zóny ve výšce hromosvodu rovné h.

Velikost poloměru ochranného kruhu na zemi při 30 2 ≈ 0,082 km 2.

Toto číslo činí oblast zachycení blesku přibližně čtyřikrát větší ve srovnání se samotnou budovou, bez ochranného zařízení. Přesně o tolik se počet blízkých výbojů blesku zvýší. Pro ty, kteří se podílejí na vnitřní ochraně před bleskem obytných a veřejných budov, takové indikátory přinesou jen malou radost. Protože hromosvod, zabývající se pouze hromosvodem, vůbec neovlivňuje elektromagnetické pole svého proudu a nesnižuje napětí vstupující do vnitřních elektrických sítí.

Můžeme tedy usoudit, že při návrhu hromosvodu je třeba se snažit zabránit tomu, aby počet úderů blesku v nich převýšil počet zásahů do konstrukce bez ochrany před bleskem. Toho lze snadněji dosáhnout při instalaci několika malých zařízení než jednoho velkého.

Výpočet výšky soustav malých nebo smíšených hromosvodů

To neznamená, že tato zjištění jsou zjevením. Podobné preference pro instalaci nízkých, ale početných ochranných systémů pro výškové budovy jsou v Evropě zakořeněny již dlouho. Také ruské předpisy dávají takovým systémům zelenou. Proč se v domácím urbanismu příliš nepoužívá? Existují dva hlavní důvody:

• Síla zvyku a jednoduchost výpočtů nutí konstruktéry používat jednotlivé typy hromosvodů.
• Vybrat optimální výšku pro několik nízkých hromosvodů je poměrně obtížné.

Výpočet obranného pásma je snadný, pokud je pouze jeden nebo dva přijímače. Když je jejich počet mnohem větší nebo je použito několik typů hromosvodů současně, je tento úkol téměř nemožný. Odvolání na normu SO-153-34-21.122-2003 problém nevyřeší.

Pokud přejdeme do části 3.3.1, najdeme tam pouze doporučení použít počítačové programy, které by měly přesně vypočítat zóny ochrany před bleskem při použití tyčového a kabelového hromosvodu nebo kombinace více takových zařízení.

Tito. oběžník číslo 25/2009 sdružení “Roselectromontazh” uvádí, že tato kritéria splňuje software od OJSC “Enin”, který byl vyvinut na základě statistických údajů. Je pravda, že takový software existuje, ale nelze jej najít na prodej. Používají jej pouze zaměstnanci výrobní společnosti. Podobný program vydal také IMAG. Její produkty budou pravděpodobně brzy dostupné ke koupi.

Dnes, zatímco takový pohodlný a přesný software ještě není snadno dostupný, můžete použít ustanovení tohoto regulačního dokumentu, konkrétně jeho odstavec 3.3.2.5, který se zabývá uzavřenými zónami ochrany před bleskem. Jedná se o stejné vícenásobné hromosvody. Čtyři kovové kabely vedou podél stěn budovy a vytvářejí chráněnou oblast uprostřed. Optimálním řešením je instalace konzolových upevňovacích prvků na střechu. To vytváří negativní ochranný úhel. Pokud nejsou žádné konzolové upevňovací prvky a kabely klesají přímo ze střechy, je ochranný úhel roven nule.

Uzavřený bleskový kabelový systém

Kabelový systém ochrany před bleskem vyžaduje pečlivější studium. Vzpomeňme na poloměr oblasti, kam udeří blesk. Zaměřují se na objekt a nacházejí se ve vzdálenosti menší nebo rovné jeho výšce, ztrojnásobené. U výškových budov bude velikost kontrakční plochy výrazně menší než plocha samotné budovy. Vezměme například dům s 5 podlažími a plochou 50×12 m, zde bude rozdíl v ploše dvacetkrát větší. To znamená, že většina dopadů dopadne na fasády budovy. V tomto případě bude velmi užitečný kabelový hromosvod, protože určitě bude v cestě blesku. Ochranný systém, který zahrnuje použití hromosvodů s nízkou výškou, bude velmi účinný.

Existuje však nebezpečí, že bleskové kabely umístěné po obvodu nemusí fungovat, pokud je dům velký a blesk udeří kolmo do středu střechy. Pravděpodobnost takového zásahu je však extrémně nízká, takže můžeme s jistotou říci, že takový systém hromosvodu bude mít úroveň ochrany 0,9. Výpočet výšky hromosvodu Na obrázcích 2 a 3 můžete vidět a vyhodnotit produktivitu uzavřeného systému drátěných hromosvodů pro domy vysoké 15 a 30 metrů o rozměrech 60×20 m Tyto hromosvody byly buď umístěny na okrajích střechy nebo byly posunuty o metr (vzdálenost ∆d) . Ukazuje se, že výška takového systému nad úrovní střechy by měla být velmi malá.

Tedy domy kategorie III stupně ochrany před bleskem obytných a veřejných budov s požadovanou spolehlivostí 0,9, 15 metrů výšky musí být vybaveny hromosvody vysokými 1,2 metru (viz obr. 2), a 30 metrů vysokými – cca 2,5 metru. (viz obr. 3).

Obrázek 2. Pravděpodobnost průlomu blesku, budova 15 m, hromosvody 1,2 metru

Obrázek 3. Pravděpodobnost průlomu blesku, budova 30 m, hromosvody cca 2,5 metru

Malý prutový hromosvodový systém

Tento typ ochrany před bleskem jako kabel lze snadno nahradit tyčovým typem se stejnými výškovými parametry. Otázkou je, v jaké vzdálenosti od sebe je potřeba je instalovat. Obracíme se na stejný dokument, odstavec 3.3.2.3. Zde jsou uvažovány zóny systému tyčového zařízení. Výpočet vzdálenosti mezi námi je jednoduchý: neměla by přesáhnout jejich délku více než 2,5krát.

Vznikla hypotéza, že při absenci mezery mezi zónami v takovém ochranném systému by jeho ochranné vlastnosti odpovídaly úseku rovnoměrně nataženého kabelu bez prověšení. K ověření tohoto tvrzení byl použit software od společnosti Enin. Je třeba říci, že všechny zóny vyskytující se v uvedené dokumentaci byly vypočteny pomocí tohoto konkrétního počítačového programu.

Pro experiment jsme vzali budovy 60×20 m, s výškou 15 ma 30 m s instalovaným systémem hromosvodů o výšce 1,2 m, resp. 2.5 m. Z obrázku 4 můžete posoudit, jak moc závisí pravděpodobnost proražení ochrany bleskem na vzdálenosti hromosvodů od sebe. Tato vzdálenost musí být vypočtena pomocí vzorce: ∆d ≈ 4hm tak, aby požadovaná spolehlivost byla alespoň 0,9.

Obrázek 4. Pravděpodobnost průniku blesku

Nyní je čas na vysvětlení s technickým dozorem, který se musí přesvědčit o správnosti zvolené varianty ochrany. Vzhledem k tomu, že ve standardu není žádný konkrétní oddíl, nebude to jednoduché. Můžete použít ustanovení dokumentu RD 34.21.122-87, který umožňuje použití sítě na ochranu před bleskem pro budovy kategorie III, která zahrnuje obytné a veřejné budovy. Doporučuje se položit mřížku s buňkami 12×12 metrů. Pro regulaci přejímky projektu technickým dozorem zajistit pokládku pletiva spolu se soustavou malých hromosvodů. Toto rozhodnutí lze vysvětlit přáním klienta.

Je prokázáno, že pletivo budovu před bleskem prakticky nechrání, ale dle podkladů bude vše vyhovovat požadavkům. Navzdory tomu je síť na ochranu před bleskem stále užitečná. Jakákoli hromosvodová tyč musí být připojena alespoň ke dvěma uzemněným svodům. Kovové pletivo je uzemněno buď přes kovové konstrukce domu nebo přes speciální svody. Dle norem se doporučuje spojovat hromosvody s pletivem svařováním. To by se však nemělo provádět jedinou možností je montáž šroubem. Budete se muset znovu uchýlit k mazanosti a odkázat na požadavky zákazníka. Domácí a dovážené spojovací prvky jsou široce dostupné.

Materiál vznikl na základě článku profesora Eduarda Meeroviče Bazelyana „Co je lepší – řada nízkoenergetických hromosvodů nebo jeden vysoký?

• Užitečné materiály pro projektanty uzemnění a ochrany před bleskem (články, návody, doporučení)
• Návrh uzemnění a ochrany před bleskem (projekty ve formátech DWG a PDF)
• Webináře pro projektanty a elektromontéry s předními odborníky
• Staňte se partnerem a připojte se k Expertnímu klubu ZANDZ.com
• Zařízení pro uzemnění a ochranu před bleskem