36
Warszawa 2.02.2008 r.
mgr inż. Andrzej Boczkowski
Stowarzyszenie Elektryków Polskich
Sekcja Instalacji i Urządzeń Elektrycznych
Ochrona odgromowa budynków
Budynki należy chronić przed skutkami wyładowań piorunowych zgodnie z wymaganiami zawartymi w następujących przepisach technicznych:
¾ Polskich Normach PN/E-05003 i PN-IEC 61024 „Ochrona odgromowa obiektów budowlanych” oraz PN-IEC 60364-4-443 „Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed przepięciami. Ochrona przed przepięciami atmosferycznymi lub łączeniowymi” i PN-IEC 61312 „Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagnetycznym”
¾ Warunkach Technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.
¾ Warunkach technicznych użytkowania budynków mieszkalnych.
Z punktu widzenia ochrony odgromowej obiekty budowlane dzieli się na:
a) obiekty produkcyjne i magazynowe nie zagrożone wybuchem oraz budynki mieszkalne, użyteczności publicznej itp.,
b) obiekty zagrożone pożarem, wybuchem mieszanin wybuchowych gazów, par cieczy i/lub pyłów palnych z powietrzem oraz wybuchem materiałów wybuchowych,
c) inne obiekty jak kominy wolnostojące, linowe urządzenia transportowe, dźwigi na terenach budowy i obiekty sportowe.
Ochronę odgromową obiektów budowlanych dzieli się na:
a) podstawową,
b) obostrzoną,
c) w wykonaniu specjalnym.
Rodzaj ochrony, który stosuje się dla obiektów budowlanych wymienionych w punkcie 1.1. a), charakteryzujących się dodatkowo następującymi parametrami:
a) budynki nie występujące w zwartej zabudowie (wolnostojące), o wysokości powyżej 15 m i powierzchni ponad 500 m2,
b) budynki użyteczności publicznej, w których mogą przebywać ludzie w dużych grupach (powyżej 50 osób), jak domy towarowe, zamknięte obiekty sportowe, obiekty kultu religijnego, hale targowe, banki oraz budynki zawierające np. sale sprzedaży, sale teatralne, sale kinowe, sale restauracyjne, bary i inne podobne,
c) budynki przeznaczone dla ludzi o ograniczonej zdolności poruszania się, jak np. szpitale, sanatoria, żłobki, przedszkola, domy rencistów, zakłady pracy zatrudniające inwalidów, szkoły specjalne i inne podobne,
d) obiekty o dużej wartości historycznej, materiałowej lub kulturalnej, np. budowle zabytkowe, muzea, biblioteki, archiwa i inne podobne,
e) budynki wyższej użyteczności publicznej, jak budynki pogotowia, straży pożarnej, urzędów administracji i inne podobne,
f) rozległe hale, to znaczy hale o wymiarach przekraczających 40 X 40 m, mające żelbetowe lub stalowe wewnętrzne słupy wsporcze,
g) budynki wykonane z materiałów łatwo zapalnych, niezależnie od wysokości,
h) obiekty do produkcji, przetwarzania i składowania materiałów łatwo zapalnych,
i) obiekty nie wymienione wyżej, których wskaźnik zagrożenia piorunowego przekracza wartość 10-4.
Ten rodzaj ochrony stosuje się dla obiektów budowlanych wymienionych w punkcie 1.1. b).
Ten rodzaj ochrony stosuje się dla obiektów budowlanych wymienionych w punkcie 1.1. c).
Nie wymagają ochrony następujące obiekty:
a) usytuowane w strefie ochronnej sąsiadujących obiektów,
b) budynki o wysokości nie przekraczającej 25 m, usytuowane w zwartej zabudowie, a nie wyszczególnione w punkcie 1.3.1.
Budynek znajdujący się w zwartej zabudowie to budynek, do którego przylegają bezpośrednio co najmniej z dwóch stron budynki sąsiednie i którego poziom dachu nie przekracza więcej niż o 6 m poziomów dachów budynków sąsiednich. Do budynków w zwartej zabudowie zalicza się również budynki nie przekraczające powierzchni 500 m2 (1000 m2 dla budynków mieszkalnych), jeżeli budynki sąsiadujące o analogicznym zróżnicowaniu jak uprzednio są usytuowane w odległości nie większej niż wysokość rozpatrywanego budynku (podwójna wysokość rozpatrywanego budynku dla budynków mieszkalnych),
c) obiekty, dla których wskaźnik zagrożenia piorunowego jest mniejszy niż 10-5.
Wskaźnik zagrożenia piorunowego obiektu budowlanego W ujmuje prawdopodobieństwo trafienia piorunu w obiekt i wywołania w nim szkody. Wskaźnik ten należy obliczyć według wzoru:
w którym:
n i m
¾ współczynniki uwzględniające liczbę ludzi w obiekcie oraz położenie obiektu,
N
¾ roczna gęstość powierzchniowa wyładowań piorunowych [m-2],
A
¾ powierzchnia równoważna zbierania wyładowań przez obiekt [m2],
p
¾ prawdopodobieństwo wywołania szkody przez wyładowanie piorunowe.
Należy przyjmować następujące wartości współczynników n i m:
n = 1
¾ dla obiektów, w których przewiduje się przebywanie nie więcej niż 1 człowieka na 10 m2 powierzchni,
n = 2
¾ przy większej liczbie ludzi w obiekcie,
m = 0,5
¾ dla budynków w zwartej zabudowie,
m = 1
¾ dla pozostałych obiektów
Dla gęstości powierzchniowej wyładowań N należy przyjmować wartości:
¾ dla terenów o szerokości geograficznej powyżej 51o30’,
¾ dla pozostałych terenów kraju.
Powierzchnię równoważną A określa się według wzoru:
S
¾ powierzchnia zajmowania przez obiekt [m2],
l
¾ długość poziomego obrysu obiektu [m],
h
¾ wysokość obiektu [m].
Dla obiektów o wysokości h mniejszej niż 10 m należy przyjmować h = 10 m.
Prawdopodobieństwo wywołania szkody p określa się według wzoru:
R, Z i K
¾ współczynniki uwzględniające rodzaj (R), zawartość (Z), i konstrukcję (K) obiektu, o wartościach przedstawionych poniżej
Współczynnik
Określenie
Wartości
R
Budynki mieszkalne, administracyjne itp.
0,10
Budynki gospodarstw wiejskich i obiektów przemysłowych
0,13
Kotłownie, stacje pomp itp.
0,14
Z
Wyposażenie typowe dla budynków mieszkalnych, biurowych, usługowych itp.
0,010
Wyposażenie obiektów przemysłowych do produkcji i składowania materiałów niepalnych lub trudno zapalnych
0,015
Zwierzęta hodowlane w gospodarstwach rolnych
0,020
K
Konstrukcja obiektu oraz pokrycie dachu wykonane z materiałów niepalnych
0,005
Konstrukcja obiektu oraz pokrycie dachu wykonane z materiałów trudno zapalnych
W zależności od wartości wskaźnika W ustala się trzy stopnie zagrożenia piorunowego:
I.
¾ zagrożenie małe, ochrona zbędna,
II.
<
¾ zagrożenie średnie, ochrona zalecana,
III.
>
¾ zagrożenie duże, ochrona wymagana.
hantajo