Co zrobić, by się nie bać pioruna? ABC instalacji

Błyskawice i pioruny budzą w nas zachwyt, ale i grozę. I słusznie, bo są prawdziwym zagrożeniem dla ludzi i budynków, zwłaszcza stojących na otwartym terenie. Dlatego dla własnego bezpieczeństwa lepiej wyposażyć je w instalację piorunochronną.

Skąd się biorą pioruny?
W wyniku jonizacji zachodzącej w atmosferze w chmurach burzowych gromadzą się ładunki elektryczne. Między chmurami a ziemią lub między różnymi warstwami chmur powstaje różnica potencjałów, a następnie wyładowanie iskrowe zwane piorunem.

Autor: Jarosław Kąkol

Piorun może być kulisty. Pojawia się wtedy bez powodu, porusza się lub tkwi nieruchomo. Może przeniknąć przez szybę lub wypalić w niej dziurę albo dostać się przez komin i wypaść oknem. Nie da się przed nim zabezpieczyć.
Piorun liniowy wybiera zwykle najkrótszą drogę do ziemi. Wyładowanie zależy od stopnia zjonizowania powietrza, dlatego błyskawica jest zygzakowata. Energia wyładowania jest stosunkowo niewielka, gdyż mimo wysokich wartości napięcia i prądu jego czas jest bardzo krótki. Ale towarzyszy mu temperatura rzędu kilku tysięcy stopni Celsjusza. W takich okolicznościach nietrudno o pożar.
Prawdopodobieństwo uderzenia pioruna zależy od częstotliwości i siły burz w danym rejonie, siły wyładowań atmosferycznych i rodzaju zabudowy.

Piorunochron – potrzebny czy nie?
Stopień zagrożenia piorunowego oraz zasady ochrony zewnętrznej i wewnętrznej budynków, w tym mieszkalnych, określają stosowne przepisy. Od wiosny 2001 r. Polski Komitet Normalizacyjny wprowadza stopniowo nową normę PN-IEC 61024 „Ochrona odgromowa obiektów budowlanych”, która zastąpi dotychczas obowiązującą normę PN-86/E-05003.
W nowej normie inaczej niż w poprzedniej sformułowano zasady i kryteria określania stopnia zagrożenia obiektów, na podstawie których oblicza się, czy ochrona odgromowa jest potrzebna. Miarą jest spodziewana częstość bezpośrednich wyładowań trafiających w obiekt (Nd), zależna od usytuowania i wielkości budynku. Porównuje się ją ze średnioroczną częstotliwością wyładowań (Nc), które mogą być akceptowane przez rozpatrywany budynek. Wartość Nc może być oszacowana na podstawie analizy ryzyka szkód, uwzględniającej między innymi typ konstrukcji budynku, obecność w budynku substancji palnych i wybuchowych, zastosowane środki do ochrony przed piorunem, liczbę ewentualnych poszkodowanych osób, wartość mienia narażonego na szkodę. Dla obiektów zwykłych norma zaleca przyjmowanie wartości Nc = 10^-2 (według normy budynki mieszkalne i gospodarcze w rolnictwie są obiektami zwykłymi).
Jeśli Nd jest mniejsze od Nc, to urządzenie piorunochronne nie jest potrzebne, gdy jest większe – jest niezbędne.
Ocenę zagrożenia oraz ewentualny projekt i wykonanie ochrony należy powierzyć specjaliście. Źle dobrana i wykonana instalacja piorunochronna może w pewnych wypadkach nawet zwiększyć zagrożenie, zamiast je ograniczyć. Instalację odgromową należy wykonać z odpowiednich materiałów.




Jak uziemić instalację piorunochronną?

W skład instalacji odgromowej  wchodzą: zwody, przewody odprowadzające, uziemiające i uziomy.
Koszty wykonania ochrony odgromowej można znacznie obniżyć, jeśli jako elementy instalacji odgromowej wykorzysta się zbrojenie ścian i fundamentów. W tym celu metalowe zbrojenia ścian łączy się ze zwodami na dachu i ze zbrojeniem ław fundamentowych. Ława fundamentowa jest wtedy uziomem naturalnym. Uziom fundamentowy warto stosować, ponieważ układa się go w trakcie wykonywania wykopów i prac fundamentowych. Jest więc tańszy od uziomu otokowego (rodzaj uziomu sztucznego) układanego niezależnie wokół budynku.
Jako uziomy naturalne można wykorzystać także metalowe rurociągi znajdujące się w pobliżu budynku.

Elementy instalacji piorunochronnej. Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki

Zbrojenia ścian i fundamentów można wykorzystać jako naturalne elementy piorunochronu. Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki

Przykład uziomu sztucznego - uziom fundamentowy. Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki

Jak układa się instalację piorunochronną
Zwody układa się w najwyższych punktach dachu, na przykład na kalenicy i murowanych kominach. Do zwodów przyłącza się wszystkie metalowe elementy znajdujące się na dachu: wywietrzniki, rynny, drabiny. Przewody odprowadzające przymocowuje się do zewnętrznych ścian domu w odstępach od 15 do 20 metrów (szczegółowe wytyczne zawiera norma), z dala od okien i drzwi. Nie mogą się ostro załamywać. Między przewodem odprowadzającym a uziemiającym instaluje się złącze kontrolne. Przewody uziemiające należy osłonić przed uszkodzeniami mechanicznymi albo wykonać z odpowiednio grubego materiału. Przewody te łączy się z uziomem otokowym lub uziomami indywidualnymi. Do uziomu przyłącza się punkt zerowy tablicy elektrycznej (bezpiecznikowej), rurociągi i inne metalowe elementy znajdujące się w pobliżu, w ziemi.

Zwody układa się w najwyższych punktach dachu, bezpośrednio przy powierzchni dachu, jeśli jest kryty dachówką... Autor: SPINPOL H.T.		...lub w pewnej odległości, jeśli ma pokrycie palne, na przykład z gontu drewnianego. Autor: Katarzyna Gadomska-Prokop

Instalacja piorunochronna na dachu krytym strzechą. Dachy pokryte materiałem palnym, na przykład strzechą lub gontem drewnianym, wymagają specjalnego potraktowania. Na takim dachu zwody muszą być oddalone od podłoża. Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki

Mocowanie zwodów i przewodów odprowadzających
Zwody i przewody odprowadzające mogą być zainstalowane systemem naciągowym lub w sposób standardowy.

System naciągowy. Ma tę przewagę nad standardowym, że nie wymaga dużej liczby uchwytów. Polega na osadzeniu w podłożu, na dachu oraz w ścianach sztywnych kotew, pomiędzy którymi rozpina się drut lub linkę. Kotwy rozmieszcza się w możliwie dużych, nawet kilkudziesięciometrowych odstępach i wyposaża w uchwyty naciągowe ze śrubami rzymskimi. Na płaskim dachu tak rozpięty zwód wymaga zastosowania elementów dystansowych, utrzymujących go w odpowiedniej odległości od dachu. Funkcję tę mogą spełniać wsporniki dachowe wykonane z tworzywa sztucznego i obciążone klockiem (1 kg) z mrozoodpornego betonu. Na dachu krytym papą taki wspornik może być przyklejony lepikiem.
Przewód odprowadzający rozpięty wzdłuż ściany nawet wielopiętrowego budynku z reguły nie wymaga wsporników dystansowych.

Sposób standardowy. W budynkach o małych wymiarach i mających dachy o skomplikowanym kształcie zastosowanie zwodów naciągowych nie zawsze jest możliwe. Przewody lub linki zwodów mocuje się wtedy standardowo za pomocą uchwytów dystansowych, których typ i budowa zależy od podłoża.
Na dachach płaskich oraz na ścianach stosuje się uchwyty wbijane lub mocowane na kołki rozporowe oraz uchwyty kątowe  mocowane nitami zrywającymi lub kołkami rozporowymi. Na płaskich dachach pokrytych blachą powlekaną, papą, papą termozgrzewalną itp. można używać uchwytów przyklejanych na lepik lub klej silikonowy bądź mocowanych paskami papy termozgrzewalnej. Uchwyty przyklejane mają tę zaletę, że nie uszkadzają pokrycia dachu, więc nie wymagają uszczelniania miejsc, w których są zamocowane.
Większym problemem jest mocowanie uchwytów na dachach stromych, często krytych dachówką ceramiczną. W takich sytuacjach stosuje się uchwyty gąsiorowe o kształcie i wymiarach dostosowanych do szerokości gąsiorów kalenicowych. Nadają się one także do kalenicy krytej blachą. Na połaci dachowej stromego dachu stosuje się uchwyty przybijane do łat lub mocowane na zaczep.
Ostatnio dzięki produkcji klejów mrozo- i wodoodpornych również na podłożu ceramicznym można stosować uchwyty przyklejane do gąsiorów i dachówek. Uchwyty mają podstawę ceramiczną w kolorze dachówki lub brązową, do której jest przytwierdzona część plastikowa z otworem na drut lub linkę instalacji odgromowej. Można je przyklejać do podłoża o dowolnym kształcie (płaskim, wklęsłym lub wypukłym), stosując odpowiednią ilość kleju. Małe kominy i wywietrzniki można chronić za pomocą krótkich zwodów.

Rozmieszczenie uchwytów i zwodów na dachu krytym dachówką. Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki		Do zwodów przyłącza się wszystkie metalowe elementy znajdujące sie na dachu: wywietrzniki, rynny, drabiny. Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki

Łączenie przewodów ze sobą i z elementami budynku
Zwody i przewody odprowadzające wymagają połączenia ze sobą oraz z elementami budynku. Służą do tego różnego typu złącza, na przykład krzyżowe - do łączenia drutu z drutem, drutu z płaskownikiem lub dwóch płaskowników ze sobą. Złącza rynnowe stosowane są do łączenia metalowych rynien ze zwodem, a złącza kontrolne do łączenia przewodów odprowadzających z uziemiającymi. Te ostatnie umożliwiają (po rozłączeniu) wykonanie pomiarów rezystancji uziomów. Uchwyty i złącza wykonywane są z ocynkowanej stali, miedzi lub mosiądzu. Stalowe są wyposażone w śruby i nakrętki ocynkowane, pozostałe - w śruby i nakrętki mosiężne.

Ochrona przed przepięciami
W wyniku bezpośredniego uderzenia pioruna w budynek wyposażony w ochronę odgromową w instalacji elektrycznej może indukować się napięcie znacznie przekraczające napięcie zwykle występujące w sieci.
Na jego niszczące działanie szczególnie narażony jest sprzęt elektroniczny (telewizory, komputery). Dlatego ważne jest także wykonanie połączeń wyrównawczych.
Ochrona przed przepięciami jest trzystopniowa. Pierwszy stopień stanowią ochronniki lub odgromniki klasy B umieszczone przy rozdzielnicy głównej lub w złączu kablowym. Zależnie od rodzaju sieci zasilającej montuje się je tylko w trzech przewodach fazowych lub także w przewodzie neutralnym. Drugi stopień to ochronniki klasy C montowane przy rozdzielnicach piętrowych lub podrozdzielnicach. Trzeci stopień stanowią gniazda klasy D instalowane bezpośrednio przy chronionych urządzeniach.
Ochronniki stanowią zabezpieczenie nie tylko na wypadek uderzenia pioruna w sam budynek, ale także wyładowania atmosferycznego w jego otoczeniu. To ważne, ponieważ stwierdzono, że piorun uderzający w odległości około 1,5 km od domu może spowodować uszkodzenie znajdującego się w nim sprzętu elektronicznego.
Ochrona przeciwprzepięciowa zawsze musi być kompleksowa. Zastosowanie na przykład tylko ochronników trzeciego stopnia mija się z celem.

Kontrola i pomiary instalacji
Po wykonaniu instalacji piorunochronnej należy zgodnie z normą sporządzić jej metrykę oraz wykonać pomiary kontrolne rezystancji (oporności) uziemień.
W trakcie eksploatacji instalacja piorunochronna także powinna być poddawana okresowym badaniom, z których sporządza się protokoły. Przegląd jest dokonywany przynajmniej dwa razy do roku, w tym raz na wiosnę przed nastaniem okresu burz wiosennych. Powinien polegać na:
- dokładnym obejrzeniu stanu połączeń zwodów, przewodów odprowadzających i uziemiających,
- dokładnym obejrzeniu zamocowania uchwytów dystansowych i przewodów instalacji w tych uchwytach,
- ocenie stopnia skorodowania przewodów i uchwytów oraz złączy śrubowych.
Przynajmniej raz w roku w trakcie przeglądu wiosennego należy wykonać pomiary rezystancji uziomów.
Powinna je zrobić osoba mająca odpowiednie kwalifikacje, a ich wyniki należy zestawić w protokole pomiarów. Protokół z wynikami pomiarów trzeba przechowywać wraz z metryką urządzenia i pokazać osobie wykonującej następny pomiar. Jeśli podczas przeglądu okaże się, że instalacja piorunochronna jest uszkodzona, nawet nieznacznie, należy ją koniecznie naprawić, bo niesprawna w razie uderzenia pioruna może być nawet przyczyną pożaru. Jeśli stwierdzi się wzrost rezystancji uziomu, trzeba ustalić jego przyczynę. Może nią być na przykład skorodowanie części podziemnej instalacji. Po usunięciu usterki trzeba ponownie wykonać pomiar rezystancji uziomu, aby stwierdzić, czy jest zgodny z przepisami.
Kontrolne przeglądy instalacji piorunochronnych trzeba robić także przy okazji prowadzenia innych prac, które mogą doprowadzić do jej uszkodzenia, zwłaszcza robót dekarskich czy kładzenia lub naprawy tynku.

12 zasad bezpiecznego zachowania się podczas burzy

Na otwartej przestrzeni:
- staraj się schronić do większego obiektu lub przynajmniej znaleźć się w strefie ochronnej wytworzonej przez wysokie budynki lub zespoły drzew; zachowaj od nich odstęp około 3-5 m (w przypadku drzew odstęp ten należy zachować nie tylko od pnia, ale i od konarów);
- nie chowaj się pod samotnie stojące drzewo ani w zagajniku; także namiot lub szałas nie jest dobrym schronieniem;
- przerwij łowienie ryb, kąpiel czy pływanie łódką; łodzie żaglowe są szczególnie narażone na uderzenie pioruna, gdyż maszt jest najczęściej najwyższym punktem na płaskiej tafli jeziora;
- zrezygnuj z jazdy konno, na rowerze lub motocyklu;
- nie trzymaj w rękach długich przedmiotów takich jak parasol, wędka czy kij golfowy; nie zbliżaj się do przewodów instalacji odgromowej;
- idąc lub biegnąc, nie stawiaj dużych kroków, a stojąc, trzymaj nogi złączone, unikniesz wtedy niebezpieczeństwa porażenia tak zwanym napięciem krokowym;
- unikaj górskich wycieczek oraz zabaw latawcami, modelami na uwięzi itp.

W pojeździe:
- jeśli jesteś w autobusie, pociągu lub tramwaju, pozostań w nim;
- jadąc samochodem, nie rozwijaj dużej prędkości; najlepiej zatrzymaj się z dala od drzew, połóż ręce na kolanach i przeczekaj burzę.

We wnętrzu budynku:
- zamknij okna i drzwi;
- nie zbliżaj się do instalacji elektrycznych i telekomunikacyjnych oraz urządzeń z nich zasilanych; za odstęp bezpieczny przyjmuje się odległość 1 m; najlepiej jest na czas trwania burzy odłączyć od instalacji elektrycznej zasilane z niej urządzenia, przede wszystkim takie jak telewizor czy komputer; nie używaj golarki, suszarki czy odkurzacza;
- unikaj rozmów przez telefon.

Zastrzeżenia te nie dotyczą budynków wyposażonych w kompleksową ochronę odgromową.