Metoda toczącej się kuli, kąta ochronnego i oczkowa jako metody projektowania zwodów odgromowych.

  • Strona główna
  • /
  • Metoda toczącej się kuli, kąta ochronnego i oczkowa jako metody projektowania zwodów odgromowych.
Alt

Opublikowano: 31/10/2021

Co decyduje o skuteczności i żywotności każdej instalacji odgromowej? Głównie prawidłowe jej zaprojektowanie i wykonanie, tak by odbyło się to zgodnie z obowiązującymi normami i przepisami.

Jednym z najważniejszych elementów całej instalacji jest układ zwodów. Ich rozmieszczenie musi być jednak ściśle określone i obliczone. Właśnie do tego służą nam trzy główne metody projektowania zwodów – metoda toczącej się kuli, metoda kąta ochronnego i metoda oczkowa.

Czym się różnią, kiedy się je stosuje? Odpowiedzi znajdziecie poniżej.



Spis treści

  1. Czym jest instalacja odgromowa i z czego się składa?
  2. Zwody
  3. Metoda toczącej się kuli
  4. Metoda kąta ochronnego
  5. Metoda oczkowa
  6. Podsumowanie


Czym jest instalacja odgromowa i z czego się składa?

Instalacja odgromowa zwana również LPS (Lightning Protection System) to nic innego jak zestaw połączonych ze sobą elementów zabezpieczających budynek przed wyładowaniami elektrycznymi.

Instalacje odgromowe chronią zarówno budynki mieszkalne, jak i przemysłowe, a jej głównym zadaniem jest ochrona ludzkiego życia oraz zdrowia mieszkańców.

Sama instalacja składa się z dwóch głównych części – zewnętrznej instalacji odgromowej (zewnętrzny LPS) i wewnętrznej instalacji odgromowej (wewnętrzny LPS).


Zewnętrzny LPS

W skład zewnętrznej instalacji odgromowej wchodzą wszystkie te części, które w pierwszej kolejności narażone są na uderzenie pioruna. Całe zewnętrzne LPS przejmuje energię z wyładowań uderzających centralnie i w bok chronionego budynku i przekazuje ją bezpiecznie do ziemi.

Z czego składa się zewnętrzny LPS? Z trzech głównych elementów:

  • Zwodów umieszczonych na dachu (metalowe elementy, które układa się w najwyższych punktach dachu. To one stanowią pierwszy punkt ochrony przed piorunem. Zwody przejmują energię wytworzoną przy uderzeniu i przekazują ją dalej, do kolejnych elementów instalacji. Więcej o nich dowiecie się w dalszej części artykułu)
  • Przewodów odprowadzających (połączone bezpośrednio ze zwodami. Służą do odprowadzania energii wytworzonej przy uderzeniu pioruna do ziemi)
  • Uziom (znajduje się w ziemi. Przejmują one energię z przewodów odprowadzających i odprowadza ją do ziemi. Prawidłowo wykonane uziemienie to warunek skutecznego rozproszenia prądu pochodzącego od uderzenia pioruna.)

Wewnętrzny LPS

Wewnętrzna część instalacji odgromowych zapobiega pojawieniu się w budynkach chronionych tzw. iskrzenia, które powodowane jest przez działanie zewnętrznego LPS. W jego skład wchodzą:

  • ochrona przeciwnapięciowa zasilania i sygnałów
  • ochrona przed napięciami rażeniowymi
  • kompatybilność elektromagnetyczna EMC



Zwody

Wcześniej wspominaliśmy o zwodach jako jednym z elementów instalacji zewnętrznego LPS. To one, jako pierwsze przyjmują na siebie uderzenie pioruna. Dużo więc zależy od ich prawidłowego zamontowania. Jak więc powinny być mocowane?

Na początku należy dokonać podziału zwodów na te nieizolowane (mocowane bezpośrednio do chronionego elementu) oraz zwody izolowane (mocowane obok chronionego urządzenia zachowując odpowiednią odległość separacyjną). Zwody izolowane stosuje się głównie gdy przewidziane skutki przepływu pioruna są na tyle groźne, że mogą spowodować uszkodzenia chronionego urządzenia.

Zwody dodatkowo podzielić można na sztuczne i naturalne. Pierwsze z nich to stalowe elementy (przewodniki, uchwyty i złącza) wchodzące w skład instalacji odgromowej. Zwody naturalne stanowią natomiast elementy, które są zintegrowaną częścią budynku np. metalowe balustrady, poręcze, rynny. To przez nie przepływa energia elektryczna pochodząca z pioruna.

Zwody instalacji odgromowej montuje się na kalenicy budynku, a w przypadku dachów płaskich na krawędzi dachu tworząc siatkę zwodów. Wszystko zgodnie z metodami kąta ochronnego, toczącej się kuli i oczkowej.




Metoda toczącej się kuli

W większości źródeł metoda toczącej się kuli jest podawana jako najdokładniejsza i uniwersalna, stosować można ją bowiem w każdym przypadku.

W praktyce metoda toczącej się kuli oznacza rozmieszczanie zwodów w taki sposób, żeby „kula” o promieniu r , przetaczała się po chronionym obiekcie i stykała tylko i wyłącznie z przewodami LPS. Kula nie może dotknąć niczego (kominów, urządzeń, dachu budynku oraz ścian) z wyjątkiem zamontowanych zwodów. Obszar znajdujący się pod toczącą się kulą jest chroniony przed bezpośrednim uderzeniem pioruna.

Czym więc mniejszy będzie promień toczącej się kuli, tym lepszą zapewnimy sobie ochronę odgromową.




Metoda kąta ochronnego

Najbardziej odpowiednia dla budynków o prostych kształtach, dla zbiorników czy urządzeń wolnostojących. Opiera się ona o wyznaczeniu stref ochronnych chronionych urządzeń. Ideą jest zabezpieczenie chronionego urządzenia przy użyciu iglicy lub masztu, który będzie odpowiednio wyższy. Wysokość masztu uzależniona jest od odległości umiejscowienia go od chronionego urządzenia oraz od przyjętego poziomu ochrony.




Metoda oczkowa

Metoda ta jest stosowana na dużych, płaskich powierzchniach.

Stosując ochronę powierzchni płaskich, konieczna jest siatka zwodów poziomych, która obejmie całą powierzchnię. Ważne jest jednak spełnienie kilku warunków.

Po pierwsze zwody muszą być układane na krawędziach dachu, na częściach wystających dachu lub na kalenicy dachu jeśli jego nachylenie nie przekracza 10%. Po drugie wymiar oka siatki zwodów musi być odpowiedni dla przewidzianego poziomu ochrony. Po trzecie, siatka zamontowanych zwodów ukształtowana jest tak, że prąd zawsze odpływa do uziomu (co najmniej dwoma drogami). Po czwarte żadne instalacje metalowe nie mogą wystawać na zewnątrz chronionej strefy i po piąte układ zwodów przebiega zawsze po możliwie najkrótszej drodze.




Podsumowanie

Myśląc o montażu instalacji odgromowej warto dokonać wszelkich potrzebnych obliczeń pozwalających określić, chociażby metodę montażu zwodów odgromowych. To one jako pierwsze mają styczność z wyładowaniem atmosferycznym, warto więc zadbać o zainstalowanie ich w oparciu o najbardziej odpowiedni sposób. Jak zwracaliśmy uwagę w tekście metoda toczącej się kuli jest zdecydowanie najbardziej dokładna, ale nie zawsze konieczna. Do wyznaczenia najlepszej metody potrzebna jest wiedza i doświadczenie oraz umiejętności doskonałego planowania przestrzennego. Z wyborem najlepszej metody montowania zwodów warto więc zwrócić się do specjalistów.