Skutki wyładowań atmosferycznych bywają różne. Aby kompleksowo chronić ludzi, obiekty i sprzęty przed każdym z nich powstała strefowa koncepcja ochrony odgromowej, która dzieli przestrzeń poddawaną protekcji na strefy o różnym poziomie zabezpieczenia. W tym wpisie przybliżymy zasady, zgodnie z którymi wyznacza się i wylicza taką przestrzeń.
Strefa ochronna instalacji odgromowej – co to takiego?
Strefa ochrony instalacji odgromowej (LPZ – ang. Lightning Protection Zone) to – zgodnie z PN-EN 62305-2:2011 – obszar, w którym zostało określone piorunowe środowisko elektromagnetyczne (LEMP). Granice LPZ niekoniecznie muszą wyznaczać obiekty fizyczne, takie jak ściany, podłoga czy sufit, ale często stanowią ją obszary, gdzie istnieje ryzyko oddziaływania pola elektromagnetycznego wynikającego z wyładowań atmosferycznych. Obecność takiego pola stwarza zagrożenie dla ludzi, obiektu oraz sprzętu elektrycznego w budynku.
Jak obliczyć strefę ochronną instalacji odgromowej?
Obliczanie stref ochronnych instalacji odgromowej wymaga uwzględnienia odpowiednich metod projektowych opisanych w normie PN-EN 62305-3. W praktyce używa się trzech głównych metod: toczącej się kuli, kąta ochronnego oraz metody oczkowej. Każda z nich ma zastosowanie w innych przypadkach, w zależności od kształtu obiektu oraz wymagań ochrony.
Metoda toczącej się kuli
Metoda ta polega na wyobrażeniu sobie kuli o promieniu odpowiednim do klasy ochrony LPS, która jest przetaczana nad i wokół obiektu. Wszystkie miejsca, których kula dotyka, są narażone na uderzenie pioruna. Jeśli kula nie dotyka danego punktu, oznacza to, że znajduje się on w strefie ochronnej. Promień kuli zależy od klasy ochrony LPS i wynosi:
- Klasa I – 20 m
- Klasa II – 30 m
- Klasa III – 45 m
- Klasa IV – 60 m
Metodę toczącej się kuli stosuje się głównie w budynkach o nieregularnym kształcie oraz w miejscach, gdzie konieczne jest uwzględnienie wysokości różnych elementów konstrukcji, takich jak wieże czy kominy.
Metoda kąta ochronnego
Metoda kąta ochronnego jest najprostsza, ale nie nadaje się do wysokich budynków. Kąt ochronny jest zależny od wysokości zwodu i klasy LPS, a wartości te podano w Tablicy 2 normy PN-EN 62305-3. Przykładowe kąty ochronne wynoszą:
- Klasa I – 20° dla 20 m wysokości,
- Klasa II – 25° dla 20 m,
- Klasa III – 30° dla 20 m,
- Klasa IV – 45° dla 20 m.
Kąt ochronny zmniejsza się wraz ze wzrostem wysokości zwodu, dlatego metoda ta jest najbardziej odpowiednia dla prostych konstrukcji i budynków niskich, takich jak domy jednorodzinne czy małe hale przemysłowe.
Metoda oczkowa
Metoda oczkowa polega na zastosowaniu siatki zwodów na dachach płaskich lub powierzchniach poziomych. Siatka tworzy strefę ochronną, która zabezpiecza budynek przed bezpośrednim uderzeniem pioruna. Wymiary oczek siatki zwodów zależą od klasy ochrony LPS i wynoszą:
- Klasa I – 5 × 5 m
- Klasa II – 10 × 10 m
- Klasa III – 15 × 15 m
- Klasa IV – 20 × 20 m
Metodę oczkową stosuje się głównie na dachach płaskich, gdzie siatka zwodów może być łatwo rozmieszczona na wspornikach. Zwody muszą być połączone z przewodami odprowadzającymi i uziomami, aby skutecznie odprowadzić prąd piorunowy do ziemi.
Którą metodę wybrać?
Metoda toczącej się kuli okazuje się najlepsza dla budynków o nieregularnym kształcie, wież, kominów, masztów. Metoda kąta ochronnego jest najprostsza, ale skuteczna tylko dla niższych budynków o prostych kształtach. Metoda oczkowa to rozwiązanie idealne dla dachów płaskich oraz dużych powierzchni poziomych, takich jak magazyny czy hale produkcyjne. by zapewnić zgodność z normami oraz bezpieczeństwo budynku, warto korzystać z nowoczesnych narzędzi projektowych, takich jak AH Hardt CAD, które automatyzują proces obliczeń i pomagają w precyzyjnym rozmieszczeniu zwodów oraz przewodów odprowadzających.
