Google+

Milwaukee

Zewnętrzna instalacja odgromowa (LPS ang. Lightning Protection System) ma na celu ochronę obiektu, a tym samym przebywających w nim istot żywych oraz znajdującego się tam wyposażenia przed skutkami bezpośredniego uderzenia pioruna. Zadaniem LPS jest przechwycenie wyładowania atmosferycznego skierowanego w obiekt, a następnie bezpieczne odprowadzenie prądu piorunowego i rozproszenie go w ziemi za pomocą systemu uziemiającego. Ponieważ instalacja odgromowa ma na celu ochronę życia ludzkiego, to powinna być zaprojektowana i wykonana z należytą starannością zgodnie z obowiązującymi normami i przepisami.

Wielofunkcyjny tester instalacji Fluke 1664FC

W niektórych przypadkach do stosowania systemów ochrony odgromowej jesteśmy zobligowani poprzez Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 7 kwietnia 2004 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. W rozporządzeniu tym stwierdzono co następuje:

  • zgodnie z § 53.2 budynek należy wyposażyć w instalację chroniącą od wyładowań atmosferycznych, jeżeli obowiązek taki wynika z postanowień zawartych w polskiej normie dotyczącej ochrony odgromowej obiektów budowlanych;
  • punkt 12 w ustępie 1 §183 dotyczący ochrony wewnętrznej stanowi, że w instalacjach elektrycznych należy stosować urządzenia ochrony przeciwprzepięciowej;
  • paragraf 184 ustęp 1 zawiera zalecenie stosowania uziomów fundamentowych w instalacji elektrycznej (można przez analogię przyjąć, że i w instalacji piorunochronnej) oraz metalowych konstrukcji budynków, zbrojenia fundamentów, a także innych metalowych elementów umieszczonych w niezbrojonych fundamentach.

Fot.: Elko-Bis Fot.: Elko-Bis

Rozporządzenie zawiera załącznik nr 1, w którym umieszczono normy przywołane do wybranych paragrafów. Aktualnie obowiązuje wersja załączona do Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 10 grudnia 2010 r. zmieniającego rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. W załączniku tym do §53 ustęp 2 przywołano normy z serii PN-EN 62305, które przedstawiono w dalszej części artykułu. Poza tym załącznik ten przywołuje też normę PN-IEC 60364 – 4-443:2006 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych − Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa − Ochrona przed przepięciami − Ochrona przed przepięciami atmosferycznymi lub łączeniowymi (także i w tym przypadku od października 2006 r. istnieje wydana przez PKN w oryginale wersja tej normy).
Ponieważ niektóre normy występują w wersji anglojęzycznej, co niesie za sobą ryzyko niewłaściwego ich zrozumienia, to w ustawie o normalizacji zawarto zastrzeżenie, że w aktach prawnych mogą być przywoływane tylko normy polskojęzyczne. Warto też przypomnieć, że ustawa o normalizacji mówi, że stosowanie norm nie jest obligatoryjne.

Normy „historyczne”.

„Cykl życia” normy PN-EN62305-1: „Cykl życia” normy PN-EN62305-1: „Cykl życia” normy PN-EN62305-2: „Cykl życia” normy PN-EN62305-2: „Cykl życia” normy PN-EN62305-3: „Cykl życia” normy PN-EN62305-3: „Cykl życia” normy PN-EN62305-4: „Cykl życia” normy PN-EN62305-4:

Potrzebę stosowania instalacji odgromowej po raz pierwszy określono w normie PN-E-05003-01:1986 „Ochrona odgromowa obiektów budowlanych – Wymagania ogólne.” W normie tej na podstawie wskaźnika W określano trzy stopnie zagrożenia piorunowego i podejmowano decyzję o stosowaniu instalacji piorunochronnej. Wskaźnik W był określony specjalnym wzorem uwzględniającym m.in. liczbę ludzi w obiekcie, położenie obiektu, roczną gęstość powierzchniową wyładowań oraz powierzchnie zbierania wyładowań. W zależności od wyniku konieczność stosowania ochrony odgromowej określano następująco:

  • dla W ≤ 5·10-5 – zagrożenie małe, ochrona zbędna,
  • dla 5·10-5 < W ≤ 10-4 – zagrożenie średnie, ochrona zalecana,
  • dla W > 10-4 – zagrożenie duże, ochrona wymagana.

Zasady projektowania ochrony zależne były od typu obiektu i występującego w nim zagrożenia i opisane były w kolejnych arkuszach normy dotyczących tak zwanej:

  • ochrony podstawowej – PN-E-05003- 02:1986 „Ochrona odgromowa obiektów budowlanych – Ochrona podstawowa”,
  • obostrzonej – PN-E-05003-03:1989 „Ochrona odgromowa obiektów budowlanych – Ochrona obostrzona”,
  • specjalnej – PN-E-05003-04:1992 „Ochrona odgromowa obiektów budowlanych – Ochrona specjalna”.

Norma PN-E-05003-01:1986 wycofana została bez zastąpienia dopiero w 2009 r. czyli w chwili ukazania się serii norm PN-EN 62305.
Przez pewien okres równolegle z PN-E- -05003 opublikowana była seria norm PN-IEC 61024. Norma ta wprowadziła obowiązującą do dziś klasyfikację poziomów ochrony odgromowej (LPL ang. Lightning Protection Level) i klasy instalacji LPS definiujące wymagania dotyczące zasad projektowania LPS.
Poszczególnym poziomom ochrony przypisane zostały klasy LPS o określonej skuteczności E zgodnie z tabelą 1.

Poziom ochronyKlasa LPS
LPLE
I0,98
II0,95
III0,90
IV0,80

Norma PN-IEC 61024 została wycofana i zastąpiona przez serię norm PN-EN 62305.

Aktualne normy i przepisy

Fot.: Elko-Bis Fot.: Elko-Bis

Obecnie obowiązującą normą w zakresie ochrony odgromowej jest norma PN-EN 62305. Jest to czteroarkuszowa norma wg poniższego wykazu:

  • PN-EN 62305-1:2011 (wersja polska) Ochrona odgromowa – Część 1: Zasady ogólne,
  • PN-EN 62305-2:2012 (wersja angielska) Ochrona odgromowa – Część 2: Zarządzanie ryzykiem,
  • PN-EN 62305-3:2011 (wersja polska) Ochrona odgromowa – Część 3: Uszkodzenia fizyczne obiektów i zagrożenie życia,
  • PN-EN 62305-4:2011 (wersja polska) Ochrona odgromowa – Część 4: Urządzenia elektryczne i elektroniczne w obiektach.

W odniesieniu do „starych” norm aktualna norma wprowadziła „rewolucję” w procedurze oceny potrzeby stosowania ochrony odgromowej. Praktycznie ocenie tej został poddany osobny – drugi – arkusz tej normy zatytułowany „zarządzanie ryzykiem”. Procedura ta polega na obliczeniu ryzyka R i doborze odpowiednich środków, tak aby wartość R nie przekraczała wartości dopuszczalnych ryzyka tolerowanego RT. Przykładowe wartości ryzyka tolerowanego dla różnych strat przedstawiono w poniższej tabeli 2.

Typ stratyRT (rok-1)
Utrata życia ludzkiego lub trwałe porażenieR110-5
Utrata usług publicznychR210-3
Utrata dziedzictwa kulturowegoR310-3

Norma PN-EN 62305-2 zawiera dokładny opis i metodykę obliczeń poszczególnych komponentów ryzyka RX zależnych od źródła zagrożenia oraz typu wywołanej szkody – dlatego warto się z nią szczegółowo zapoznać, aby właściwie ocenić zapotrzebowanie na ochronę odgromową.
Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 7 kwietnia 2004 r. (Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 7 kwietnia 2004 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Dz.U. nr 109 poz. 1156 wraz z późniejszym Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 10 grudnia 2010 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Dz.U. 2010 nr 239 poz. 1597) budynek należy wyposażyć w instalację chroniącą od wyładowań atmosferycznych. Obowiązek ten odnosi się do budynków wyszczególnionych w polskiej normie dotyczącej ochrony odgromowej obiektów budowlanych” (§ 53 ust. 2), a instalacja piorunochronna, o której mowa w § 53 ust. 2, powinna być wykonana zgodnie z polską normą dotyczącą ochrony odgromowej obiektów budowlanych” (§ 184 ust. 3). Zmiany z dnia 10 grudnia 2010 r. wprowadzone do powyższego Rozporządzenia (weszły w życie z dniem 21 marca 2011 r.) zawierają wykaz norm przywołanych do wymienionych paragrafów, z którego wynika, że polskimi normami odgromowymi w zakresie ochrony obiektów budowlanych są powyżej wymienione normy serii PN-EN 62305.
W pierwszym arkuszu normy zapisano zasady ogólne z których wynika, że ustalenie konieczności stosowania ochrony odgromowej obiektu odbywa się na podstawie oceny ryzyka przeprowadzonej zgodnie z wspomnianym powyżej arkuszem 2. Natomiast z 3. części normy 62305 wynika z kolei, że klasa wymaganego LPS powinna być wybierana na podstawie oceny ryzyka – czyli reasumując można stwierdzić, że analiza ryzyka przeprowadzona zgodnie z PN-EN 62305-2 stanowi podstawę do oceny konieczności stosowania ochrony odgromowej budynku oraz podstawę do określenia klasy instalacji piorunochronnej.
W skład zewnętrznej instalacji odgromowej wchodzą zwody, przewody odprowadzające oraz uziomy. W części trzeciej normy PN-EN 62305-3 określono materiały i ich kształty oraz minimalne dopuszczalne wymiary poprzeczne. Wspomniana trzecia część normy określa także zasady układania zwodów w zależności od rodzaju pokrycia dachu budynku, a także warunki wykorzystania pokrycia dachu jako elementu naturalnego instalacji piorunochronnej.
W normach z serii PN-EN 62305 zawarto przykłady obliczeniowe ułatwiające zapoznanie się z przedstawionymi algorytmami. Przykłady te dotyczą domu wiejskiego, budynku biurowego, szpitala oraz bloku mieszkalnego. Pozwala to w łatwiejszy sposób zrozumieć algorytmy i metodykę obliczeń ryzyka.
Z porównań norm obecnych jak i „historycznych” wynika, że najbardziej rygorystyczną pod kątem doboru klasy instalacji odgromowej była norma PN-IEC 61024 z poprawką Ap1, bowiem wymagała najwyższej klasy LPS. Po uwzględnieniu poprawki Ap1 ochrony odgromowej w niektórych przypadkach wymagały nawet obiekty o wymiarach 3 × 3 × 3 m lub słup o wysokości 4 m (przy założeniu Td = 30). Według norm serii PN-EN 62305 wymagania są zazwyczaj niższe.
Dość istotnym jest też fakt, że na wstępie normy PN-EN 62305-2 znajduje się zapis, według którego decyzja o stosowaniu środków ochrony może być podjęta przez projektanta bez względu na wynik analizy wszędzie tam, gdzie uzna on, że ryzyko jest nie do uniknięcia. Daje to w pewnym sensie „wolną rękę” projektantowi, który pomimo tego, że wynik obliczeń ryzyka może wskazywać iż ochrona nie jest wymagana, może podjąć zupełnie odwrotną decyzję, kierując się własnym doświadczeniem i wiedzą. Na diagramach pokazano „cykl życia” norm z serii PNEN62305. Przedstawiono, jak poszczególne arkusze normy były zastępowane nowszymi wersjami aż do obowiązujących obecnie. Natomiast w tabeli 3 jako podsumowanie powyższych rozważań zestawiono obecnie obowiązujące normy i przepisy dotyczące ochrony odgromowej.
Jak wspomniano na początku artykułu, stosowanie norm obecnie nie jest obligatoryjne. Odstępstwo stanowią jednak normy przywołane w stosownych rozporządzeniach stanowiących akty prawne. Taka sytuacja występuje w przypadku norm odgromowych serii PN-EN 62305, które są przywołane we wspomnianym już wcześniej rozporządzeniu ministra infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Dlatego wszystkim, którzy projektują, wykonują czy serwisują instalacje odgromowe polecam je jako lektury obowiązkowe.

Zestawienie aktualnych norm i rozporządzeń dotyczących ochrony odgromowej.
Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 07 kwietnia 2004 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Dz.U. nr 109 poz.1156 oraz z dnia 12.03.2009 r.
Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 10 grudnia 2010 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Dz.U. 2010 nr 239 poz. 1597.
PN-EN 62305-1:2011 (wersja polska) Ochrona odgromowa – Część 1: Zasady ogólne.Zawiera podstawowe zalecenia dotyczące ochrony odgromowej budynków wraz z ich wyposażeniem technicznym oraz przyłączy, a także ochrony osób przebywających w tych budynkach.
PN-EN 62305-2:2012 (wersja angielska) Ochrona odgromowa – Część 2: Zarządzanie ryzykiem.Zawiera wytyczne obliczania ryzyka wyładowania piorunowego oraz doboru środków ochrony redukujących poziom ryzyka do wartości akceptowalnej.
PN-EN 62305-3:2011 (wersja polska) Ochrona odgromowa – Część 3: Uszkodzenia fizyczne obiektów i zagrożenie życia.Określa wymagania dotyczące ochrony obiektów budowlanych przed uszkodzeniami fizycznymi oraz istot żywych przebywających w pobliżu instalacji odgromowej przed porażeniem napięciami dotykowymi i krokowymi. Norma ma zastosowanie przy projektowaniu, instalowaniu, sprawdzaniu i eksploatacji LPS w obiektach budowlanych oraz przy montażu środków ochrony istot żywych przed porażeniem w wyniku przepięć.
PN-EN 62305-4:2011 (wersja polska) Ochrona odgromowa – Część 4: Urządzenia elektryczne i elektroniczne w obiektach.W normie określono wymagania dotyczące ochrony urządzeń elektrycznych i elektronicznych w obiektach budowlanych przed skutkami działania piorunowego udaru elektromagnetycznego.
PN-HD 60364-4-443:2016-03 – wersja angielska. Instalacje elektryczne niskiego napięcia – Część: 4-443: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa – Ochrona przed zaburzeniami napięciowymi i zaburzeniami elektromagnetycznymi – Ochrona przed przejściowymi przepięciami atmosferycznymi lub łączeniowymi.Norma dotyczy ochrony instalacji elektrycznych przed przenoszonymi do nich przez zasilającą sieć rozdzielczą przepięciami przejściowymi pochodzenia atmosferycznego, włącznie z przepięciami wywoływanymi przez bezpośrednie wyładowania w te sieci i przed przepięciami łączeniowymi. Dobór i instalacja urządzenia do ograniczania przepięć (SPD) powinny być zgodne z sekcją 534 części IEC 60364-5-53.

Robert Gabrysiak

Źródła informacji:
www.pkn.pl
www.redinpe.com/attachments/article/168/11.pdf
www.rst.pl/pl/o-firmie/dla-projektantow/9-centrum-ochrony/124-wybor-klasy-instalacji-odgromowej.html
www.dehn.pl/publikacje/normy.php
www.automatyka-budynkowa.com/artykuly/108/nowe-wymagania-dotyczaceochrony-odgromowej.htm