Bezpośrednie uderzenie pioruna w obiekt budowlany grozi poważnymi konsekwencjami zagrażającymi nie tylko mieniu, ale przede wszystkim ludzkiemu zdrowiu i życiu. Aby minimalizować takie skutki, w budynkach stosuje się LPS (ang. Lightning Protection System), czyli systemy ochrony odgromowej potoczocznie zwane piorunochronami. Ponieważ poszczególne obiekty różnią się od siebie zarówno specyfiką, jak i warunkami, w jakich funkcjonują, w inżynierii ochronnej stosuje się cztery różne klasy LPS.
Klasa LPS – co to takiego?
Klasa LPS określa poziom ochrony odgromowej, jaki zapewnia system zainstalowany na budynku. Pojęcie to zdefiniowano w normie PN-EN 62305. Istnieją cztery klasy LPS (I-IV). Pierwsza przewiduje najwyższy poziom ochrony przed skutkami uderzenia pioruna, a klasa IV – najniższy. Każda z nich ma decydujący wpływ na wymiarowanie stref ochronnych budynku oraz dobór metody projektowania zwodów odgromowych. Na ich podstawie ustala się m.in. wartości odstępów między przewodami odprowadzającymi, odstępów separujących i minimalnych wymiarów uziomów.
Wybór odpowiedniej klasy LPS zależy od wielu zmiennych, m.in. rodzaju obiektu, jego wartości oraz ryzyka związanego z uderzeniem pioruna, a każda klasa ma określone wymagania dotyczące konstrukcji i instalacji systemu odgromowego. Zgodnie z EN 62305-2 klasę wymaganego LPS należy wybierać zawsze na podstawie oceny ryzyka zagrożenia piorunowego.
Jak wyznacza się i dobiera klasę LPS dla budynku?
Klasę LSP dobiera się zawsze na podstawie analizy ryzyka potencjalnych skutków uderzenia pioruna w budynek oraz ich wystąpienia. Wyznaczenie klasy LPS dla konkretnego obiektu to czasochłonny i skomplikowany proces, który należy powierzyć specjaliście. Pod uwagę bierze się wówczas takie czynniki jak m.in. rodzaj budynku (np. mieszkalny, przemysłowy, zabytkowy), jego powierzchnia i wysokość, lokalizacja, przewidywane zagrożenie życia ludzkiego, straty materialne, przestoje w działaniu usług publicznych czy możliwość uszkodzenia dziedzictwa kulturowego. Na podstawie obliczeń i uzyskanych wyników inżynier porównuje je z akceptowalnymi poziomami ryzyka, określając, jaki stopień ochrony należy zastosować.
W arkuszu trzecim normy PN-EN 62305 wskazano, że klasy cztery LPS są nieodłącznie związane z czterema stopniami ochrony odgromowej LPL (ang. Lightning Protection Level), czyli kategorią określającą ogólny stopień ochrony wymaganej dla danego obiektu. W odróżnieniu od niej LPS odnosi się do fizycznego systemu zaprojektowanego i zainstalowanego w celu ochrony budynku przed piorunami. Zależność LPL i LPS ukazano w rozdziale 4. (Tablica 1.) trzeciego arkusza:
| LPL | Klasa LPS |
| I | I |
| II | II |
| III | III |
| IV | IV |
Powyższe oznacza, że wybór LPL determinuje, jaki rodzaj i klasa LPS musi być zastosowana w budynku. Zatem gdy obiekt wymaga np. LPL II, to musi zostać zabezpieczony systemem LPS klasy II itd. W praktyce dobór klasy LPS należy poprzedzić wyznaczeniem poziomu ochrony LPL wyznaczanego na podstawie analizy ryzyka uwzględniającego takie czynniki jak prawdopodobieństwo uderzenia pioruna oraz jego potencjalne skutki. Istotne są w tym wypadku takie parametry jak:
Maksymalny prąd pioruna:
- LPL I: 200 kA (10/350 µs)
- LPL II: 150 kA (10/350 µs)
- LPL III i IV: 100 kA (10/350 µs)
Minimalna gęstość prądu (J):
- LPL I: 20 kA/m²
- LPL II: 15 kA/m²
- LPL III i IV: 10 kA/m²
Minimalna energia właściwa prądu (W/R):
- LPL I: 10 MJ/Ω
- LPL II: 5.6 MJ/Ω
- LPL III i IV: 2.5 MJ/Ω
Otrzymane wartości determinują wymagania dla odpowiedniego LPS. Musi być on zaprojektowany w taki sposób, by wytrzymać maksymalne parametry prądowe oraz zapewnić ochronę na wymaganym poziomie. To dlatego przy wyznaczaniu LPS dla danego obiektu konieczne jest dostosowanie systemu do maksymalnych możliwych wartości prądów i energii, które mogą wystąpić podczas uderzenia pioruna, zgodnie z wyznaczonym poziomem LPL. Kluczowym czynnikiem jest również zastosowanie komponentów wysokiej jakości oraz zaprojektowanie i montaż LPS wykonane przez doświadczonego instalatora.
