Instalacja odgromowa: jak wykonać system precyzyjnie i na długie lata?
Instalacja odgromowa to często niedoceniany, ale fundamentalny element ochrony każdego budynku. Wpływa bezpośrednio na bezpieczeństwo ludzi, mienia oraz infrastruktury technicznej. Rzetelne wykonanie systemu wymaga przestrzegania norm, eksperckiej wiedzy oraz precyzji – od projektu aż po montaż.
Z tego artykułu dowiesz się:
Wykonanie instalacji odgromowej – wymagania prawne i normatywne
Obowiązek stosowania instalacji odgromowej wynika wprost z art. 5 ust. 1 pkt 1 i 2 ustawy z dnia 7 lipca 1994 r. – Prawo budowlane. Zgodnie z nim każdy obiekt budowlany musi być zaprojektowany i wykonany w sposób zapewniający bezpieczeństwo użytkowania, w tym ochronę przed wyładowaniami atmosferycznymi. Dodatkowo zgodnie z § 53 ust. 2 Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. budynek powinien być wyposażony w instalację chroniącą go przed skutkami wyładowań atmosferycznych, jeśli wynika to z analizy zagrożeń lub charakterystyki obiektu.
W praktyce system ochrony odgromowej powinien posiadać każdy budynek. Podstawą prawną jego właściwego projektowania jest norma PN-EN 63305:2001 złożona z 4 arkuszy:
- PN-EN 62305-1 – Zasady ogólne
- PN-EN 62305-2 – Ocena ryzyka
- PN-EN 62305-3 – Ochrona fizyczna i system uziemiający
- PN-EN 62305-4 – Ochrona urządzeń elektrycznych i elektronicznych
Instalacja odgromowa – jak wykonać krok po kroku?
Analiza potrzeb i ocena ryzyka
Każdy projekt instalacji odgromowej rozpoczyna analiza zagrożeń piorunowych. Zgodnie z PN-EN 62305-2:2012 należy przeprowadzić obliczenia wskaźnika ryzyka zagrożenia piorunowego (R) określającego prawdopodobieństwo wystąpienia strat fizycznych lub zakłóceń funkcjonalnych w wyniku wyładowania atmosferycznego. Szacowanie wszystkich komponentów ryzyka jest procesem złożonym i czasochłonnym, powinien go przeprowadzić ekspert, a podstawowy wzór na obliczenie wskaźnika R to:
R = Nx × Px × Lx
gdzie:
- Nx – liczba wyładowań piorunowych w obiekt lub jego strefę wpływu (zależna od lokalizacji i powierzchni ochronnej),
- Px – prawdopodobieństwo wystąpienia szkody po uderzeniu,
- Lx – poziom strat związanych z danym typem szkody (ludzie, infrastruktura, dane, środowisko).
Wynik R należy porównać z wartością dopuszczalnego ryzyka Rc – zdefiniowanej w normie wartością progową. Jeśli obliczone R przekracza Rc, instalacja odgromowa musi zostać zaprojektowana i wykonana. Wartość Rc zależy od rodzaju chronionej kategorii szkody i przykładowo wynosi:
- Rc = 10⁻⁵ – dla ochrony życia ludzi,
- Rc = 10⁻³ – dla ochrony instalacji wewnętrznych lub urządzeń elektronicznych,
- Rc = 10⁻⁴ – dla ochrony usług publicznych.
Projekt techniczny LPS
Na podstawie analizy wyznacza się klasę ochrony LPS (I–IV) warunkowaną poziomem ryzyka oraz specyfiką obiektu. Wyższe klasy (I, II) stosuje się w obiektach o szczególnym znaczeniu lub większym zagrożeniu (np. budynki wysokie, szpitale, zakłady przemysłowe, obiekty w otwartym terenie), niższe – najczęściej w obiektach standardowych. Projekt techniczny instalacji odgromowej należy opracować zgodnie z wymaganiami normy PN-EN 62305-3:2011, a pierwszym krokiem jest dobór jednej z trzech metod wyznaczania stref ochronnych.
Metoda toczącej się kuli polega na przetaczaniu wirtualnej kuli o określonym promieniu nad i wokół obiektu. Promień kuli zależy od klasy LPS (LPS I – 20 m, LPS II – 30 m, LPS III – 45 m, LPS IV – 60 m). Metoda kąta ochronnego uwzględnia kąt zależny od wysokości zwodu i przypisanej klasy LPS – im wyższy zwód, tym mniejszy kąt ochronny. Metoda oczkowa zakłada stworzenie układu siatki zwodów poziomych na powierzchni dachu – maksymalna długość boku oczka zależy od klasy LPS (LPS I – 5 m, LPS II – 10 m, LPS III – 15 m, LPS IV – 20 m).
Kolejnym etapem jest rozmieszczenie zwodów. Poziome prowadzi się zwykle wzdłuż kalenic, krawędzi dachów oraz wokół wystających elementów, pionowe (masztowe) – stosuje się głównie dla wysokich obiektów lub jako uzupełnienie ochrony miejsc szczególnie narażonych, np. kominów, masztów antenowych. Kolejnym elementem systemu są przewody odprowadzające montowane równomiernie na obwodzie budynku i zgodnie z wymaganiami tabeli 4 normy PN-EN 62305-3.
Uziemienie (uziom) należy dobrać w zależności od konstrukcji budynku i warunków gruntowych. Pożądanym rozwiązaniem jest uziemienie fundamentowe zintegrowane ze zbrojeniem, jednak stosuje się również uziomy otokowe albo pionowe (szpilkowe). Zalecana rezystancja uziemienia powinna być możliwie najniższa, a górna granica to 10 Ω.
Na etapie projektowania wyznacza się też odstęp izolacyjny (s) chroniący przed przeskokami iskrowymi i obliczany ze wzoru:
s = (ki / km) × kc × l
gdzie:
- ki – współczynnik zależny od klasy LPS (LPS I – 0,08; LPS II – 0,06; LPS III i IV – 0,04),
- km – współczynnik materiału izolacyjnego (dla powietrza: 1, dla betonu: 0,5),
- kc – współczynnik zależny od liczby i rozmieszczenia przewodów odprowadzających (np. kc = 1 dla jednego przewodu, kc = 0,66 dla dwóch, kc = 0,44 dla ≥ 3),
- l – długość wzdłuż przewodu od miejsca rozpatrywanego odstępu do najbliższego punktu połączenia wyrównawczego lub uziomu.
To właśnie na etapie projektowym najczęściej dochodzi do takich błędów jak: zbyt mała liczba przewodów odprowadzających, niewłaściwa interpretacja geometrii stref ochronnych, pomijanie wymaganego odstępu izolacyjnego czy błędna konfiguracja uziomu. Mogą one skutkować koniecznością kosztownych korekt w trakcie montażu lub – co gorsza – niepełną ochroną odgromową. Aby tego uniknąć, warto korzystać z dedykowanego środowiska projektowego, które uwzględnia wszystkie wymagania normatywne i eliminuje błędy projektowe już na etapie koncepcji.
Jednym z nich jest AH Hardt CAD Lightning Pro – nakładka na oprogramowanie typu CAD dedykowana projektantom LSP, która automatyzuje procesy projektowe, podnosząc ich efektywność i precyzję. Umożliwia ona szybkie i precyzyjne rozmieszczenie elementów LPS, wstawianie linii czy sprawny dobór komponentów – zgodnie z normami i korzystając z bogatej biblioteki produktowej. Narzędzie pozwala nie tylko przyspieszyć prace projektowe, ale i redukować błędy czy generować kompletną dokumentację techniczną CAD, co ułatwia współpracę między projektantem a wykonawcą.
Montaż instalacji odgromowej
Montaż instalacji odgromowej należy przeprowadzić zgodnie z zatwierdzonym projektem, uwzględniając wymagania normy PN-EN 62305-3 oraz zachowując przewidziane w projekcie trasy przewodów, rozmieszczenia zwodów, przewodów odprowadzających i uziemień oraz zapewnienie ciągłości elektrycznej systemu. Do wykonania LPS wykorzystuje się materiały o odpowiedniej odporności mechanicznej i korozyjnej, zgodne z tabelą 6 normy PN-EN 62305-3.
Wykonując zwody, stosuje się przewody stalowe ocynkowane, miedziane lub ze stopów aluminium o minimalnym przekroju 50 mm² dla stali i 35 mm² dla miedzi. Montuje się je na wspornikach izolacyjnych (dla dachów palnych) lub mocuje bezpośrednio do konstrukcji (dla dachów niepalnych). Minimalny przekrój przewodów odprowadzających wynosi: 50 mm² (stal) lub 35 mm² (miedź) i mocowane są one za pomocą uchwytów dystansowych w odstępach 1–1,5 m. Tworząc uziomy otokowe stosuje się stalową taśmę 30 × 4 mm, a szpilkowe – pręty stalowe ocynkowane o długości min. 3 m i średnicy ≥ 14mm.
Pomiary i odbiory
Po zakończeniu montażu należy przeprowadzić pomiary odbiorcze zgodnie z wymaganiami normy PN-EN 62305-3, pkt 7.1–7.3. Obowiązkowe są w tym kontekście: pomiar rezystancji uziemienia metodą techniczną lub cęgami, sprawdzenie ciągłości połączeń oraz weryfikacja połączeń wyrównawczych (w tym połączeń z instalacjami technicznymi budynku). Wyniki pomiarów należy udokumentować w formie protokołów pomiarowych oraz uzupełnić dokumentację powykonawczą – zgodnie z wymaganiami inwestora i przepisami budowlanym