Przy przeglądach regularnie pytam o analizę ryzyka dla obiektu. Najczęstsza odpowiedź brzmi: „nie wiem, co to jest, ale mamy odgromówkę”. System był kiedyś zainstalowany, ale nikt nie sprawdził, czy zakres ochrony odpowiada aktualnemu wyposażeniu. Magazyn z automatyką i serwerownią, który 15 lat temu był pustą halą, może dziś wymagać zupełnie innej ochrony wewnętrznej.
Co reguluje PN-EN 62305 i skąd biorą się obowiązki?
Norma reguluje ocenę ryzyka, projekt i kontrolę ochrony odgromowej, a obowiązek jej stosowania wynika z warunków technicznych dla budynków. Seria składa się z czterech części. Część 1 zawiera zasady ogólne i parametry prądu piorunowego. Część 2 opisuje zarządzanie ryzykiem, czyli metodę obliczania, czy obiekt wymaga ochrony i jakiej. Część 3 dotyczy ochrony zewnętrznej oraz zasad kontroli i konserwacji systemu. Część 4 obejmuje ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych wewnątrz obiektu.
Sama norma nie jest listą obowiązków. Warunki techniczne wymagają instalacji piorunochronnej w budynkach, dla których wynika to z Polskiej Normy, a nakazuje utrzymywać obiekt w należytym stanie i co najmniej raz na pięć lat kontrolować instalację elektryczną i piorunochronną. Norma pokazuje, kiedy ochrona jest potrzebna, jak ją zaprojektować i jak ocenić jej stan. Kiedy instalacja jest obowiązkowa w domu jednorodzinnym i jak wygląda jej przegląd, opisujemy na stronie przegląd instalacji odgromowej.
Jak wygląda analiza ryzyka piorunowego?
Analiza według PN-EN 62305-2 polega na oszacowaniu ryzyka strat spowodowanych wyładowaniami i porównaniu go z wartością tolerowaną. Norma rozróżnia utratę życia ludzkiego, utratę usług publicznych, utratę dziedzictwa kulturowego i straty ekonomiczne. Dla utraty życia tolerowane ryzyko wynosi 10⁻⁵ rocznie. Jeśli obliczone ryzyko je przekracza, obiekt wymaga ochrony, a analiza pokazuje, jakie środki ją zapewnią.
O wyniku nie przesądza sama wysokość budynku. Liczą się lokalna gęstość wyładowań doziemnych, w Polsce zwykle 1–3 na km² rocznie (dane zbiera system PERUN prowadzony przez IMGW), wymiary i kształt obiektu, jego otoczenie, rodzaj konstrukcji i dachu, sposób użytkowania i liczba osób, zagrożenie pożarowe i wybuchowe oraz wyposażenie wrażliwe na przepięcia i linie wchodzące do budynku. Analiza uwzględnia też skutki pośrednie: przepięcia na liniach zasilających i sygnałowych, przestój działalności czy utratę danych. W nowoczesnych budynkach to właśnie ta grupa bywa niedoszacowana.
Analizę powinien wykonać projektant znający metodę z normy. Użyteczny dokument odpowiada na pytania, czy ochrona jest wymagana, jaką klasę LPS przyjęto i dlaczego, czy potrzebna jest ochrona wewnętrzna i ograniczniki przepięć, jakie założenia przyjęto i kiedy trzeba do analizy wrócić.
Z czego składa się LPS?
(Lightning Protection System) to kompletny system złożony z dwóch warstw.
| Element systemu | Rola | Co najczęściej wymaga weryfikacji |
|---|---|---|
| zwody i elementy przechwytujące | tworzą strefy ochronne dla dachu i urządzeń | czy nowe urządzenia nie wystają poza strefę, czy zwodów nie przesunięto |
| przewody odprowadzające | prowadzą prąd piorunowy do uziemienia | ciągłość, mocowania, uszkodzenia przy rampach, bramach i po termomodernizacji |
| uziemienie i złącza kontrolne | rozpraszają prąd w gruncie i pozwalają wykonać pomiary | dostęp do złączy, wyniki pomiarów, porównanie z poprzednimi protokołami |
| połączenia wyrównawcze | zapobiegają niebezpiecznym różnicom potencjałów | włączenie rurociągów, koryt kablowych, konstrukcji regałów i suwnic |
| ograniczniki przepięć SPD | chronią instalację i elektronikę przed przepięciami | dobór, koordynacja stopni, wskaźniki uszkodzenia |
Sam LPS na dachu nie chroni elektroniki, jeśli nie ma ochrony wewnętrznej. buduje się stopniowo: typ 1 na wejściu zasilania obiektu z LPS przejmuje część prądu piorunowego, typ 2 w podrozdzielniach ogranicza przepięcia do poziomu bezpiecznego dla instalacji, a typ 3 przy wrażliwych odbiornikach chroni elektronikę. Ograniczniki mają ograniczoną żywotność i po silnym przepięciu mogą być uszkodzone, dlatego ich wskaźniki sprawdza się przy każdym przeglądzie i po burzy z wyładowaniem w pobliżu. Więcej o ochronie przed przepięciami piszemy w tekście przepięcia elektryczne: skąd pochodzą i jak chronić sprzęt.
Czym są poziomy ochrony LPL i klasy LPS?
LPL (Lightning Protection Level) to zestaw parametrów prądu piorunowego, na które projektuje się system. Norma wyróżnia cztery poziomy, od LPL I o najwyższym rygorze do LPL IV, a odpowiadające im klasy systemu LPS oznacza się I–IV.
| Parametr | LPS I | LPS II | LPS III | LPS IV |
|---|---|---|---|---|
| wymiar oczka siatki zwodów | 5×5 m | 10×10 m | 15×15 m | 20×20 m |
| promień toczącej się kuli | 20 m | 30 m | 45 m | 60 m |
| typowy odstęp między przewodami odprowadzającymi | 10 m | 10 m | 15 m | 20 m |
| oględziny (PN-EN 62305-3) | co 1 rok | co 1 rok | co 2 lata | co 2 lata |
| pełna kontrola z pomiarami (PN-EN 62305-3) | co 2 lata | co 2 lata | co 4 lata | co 4 lata |
Wyższa klasa oznacza więcej elementów, wyższe wymagania dla materiałów i wyższy koszt, dlatego musi wynikać z analizy, a nie z budżetu. System w klasie IV nie chroni obiektu, który wymaga klasy I, a klasa I tam, gdzie wystarczy IV, to niepotrzebny koszt. W zwykłych halach magazynowych i produkcyjnych analiza często wskazuje klasę III lub IV, a w obiektach ze strefami zagrożenia wybuchem, materiałami łatwopalnymi lub szczególnie wrażliwym wyposażeniem klasę I lub II.
Poziom ochrony odgromowej to liczba związana z zestawem parametrów prądu piorunowego, stosowana do projektowania urządzeń ochrony odgromowej zgodnie z prawdopodobieństwem, z jakim nie zostaną przekroczone wartości przyjęte w projekcie.
Czy stalowa konstrukcja hali może być elementem LPS?
Hala to nie większy dom. Skutki wyładowania mogą dotyczyć sterowników PLC, falowników, bram, chłodni, systemów alarmowych, regałów automatycznych, infrastruktury IT i zapasów. Nawet przy ograniczonym uszkodzeniu budynku przepięcie może zatrzymać produkcję, logistykę albo chłodzenie.
Wiele hal ma stalową konstrukcję i pokrycie z blachy trapezowej lub płyt warstwowych. Norma PN-EN 62305-3 pozwala wykorzystać je jako naturalne składniki systemu: metalowe pokrycie może pełnić rolę zwodu, a słupy rolę przewodów odprowadzających. Ma to jednak warunki. Blacha musi mieć odpowiednią grubość, a gdy przetopienie przez prąd piorunowy jest niedopuszczalne, na przykład nad materiałami palnymi, wymagana grubość jest znacznie większa. Arkusze i elementy konstrukcji muszą być trwale połączone elektrycznie i włączone do uziemienia. Płyty warstwowe z rdzeniem izolacyjnym, powłoki malarskie, uszczelki i przekładki potrafią przerwać ciągłość tam, gdzie projektant zakładał jej istnienie, więc duża ilość metalu w budynku nie oznacza automatycznie działającego LPS.
Jak fotowoltaika i urządzenia na dachu wpływają na ochronę odgromową?
Najczęstszą zmianą, która dezaktualizuje ochronę odgromową, jest montaż fotowoltaiki. PV zmienia geometrię dachu, dodaje elementy wystające poza dotychczasowe strefy ochronne, przewody DC, falowniki i rozdzielnice wrażliwe na przepięcia. Przy projektowaniu trzeba rozstrzygnąć, czy panele mają znaleźć się w strefie ochronnej zwodów z zachowaniem odstępu separacyjnego, czy zostać połączone z systemem odgromowym. Od tej decyzji zależy dobór ograniczników przepięć po stronie DC i AC.
Podobnie jest z centralami wentylacyjnymi, agregatami chłodniczymi, masztami, antenami czy kamerami na krawędzi dachu. Każde takie urządzenie wymaga sprawdzenia, czy mieści się w strefie ochronnej, czy zachowany jest odstęp od zwodów i czy przewody schodzące z dachu do wnętrza mają ochronę przepięciową. Więcej piszemy w tekstach montaż anteny i klimatyzatora na dachu a instalacja odgromowa i przegląd instalacji fotowoltaicznej.
Jak często kontrolować instalację odgromową?
Kontrole wynikają z dwóch źródeł. Prawo budowlane wymaga co najmniej raz na pięć lat badania instalacji elektrycznej i piorunochronnej z oceną połączeń, osprzętu i uziemień. Dla wielu hal ważny jest też art. 62 ust. 1 pkt 3: obiekty o powierzchni zabudowy ponad 2000 m² lub powierzchni dachu ponad 1000 m² przechodzą dodatkowo kontrolę stanu technicznego dwa razy w roku, do 31 maja i do 30 listopada. Dotyczy ona przede wszystkim konstrukcji, ale jest dobrą okazją do oględzin elementów LPS na dachu.
Norma PN-EN 62305-3 zaleca pełne kontrole z pomiarami co 2 lata dla klas I i II oraz co 4 lata dla klas III i IV, a w obiektach z zagrożeniem wybuchem co roku. Niezależnie od kalendarza do oceny wraca się po wyładowaniu w obiekt, montażu PV, modernizacji HVAC, nowej trasie kablowej, przebudowie rozdzielnic, zmianie funkcji obiektu, pracach dachowych i pożarze. Jak wykrywać zużycie elementów, piszemy w tekście korozja elementów instalacji odgromowej.
Co powinien zawierać dobry protokół?
Protokół zawierający datę, podpis i zdanie „stan instalacji bez zastrzeżeń”, bez wyników pomiarów i bez informacji o zmianach na dachu, formalnie istnieje, ale technicznie niczego nie potwierdza. Przy hali z fotowoltaiką, automatyką i wieloma punktami pomiarowymi dokument powinien pokazać, jakie elementy były dostępne, co sprawdzono, jakie były wyniki pomiarów uziemienia i ciągłości dla każdego złącza w omach, jakie zmiany na dachu uwzględniono, w jakim stanie są ograniczniki przepięć, czego nie dało się sprawdzić i które zalecenia są pilne. Ubezpieczyciel przy szkodzie piorunowej i inspektor nadzoru budowlanego pytają o te same liczby. Szczegóły opisujemy w tekście co musi zawierać protokół przeglądu instalacji odgromowej.
Co sprawdzić przed zakupem, remontem albo przeglądem?
Najpierw ustal, czy budynek ma projekt lub analizę ryzyka, a potem sprawdź aktualność protokołów:
- Poproś o projekt instalacji odgromowej lub analizę ryzyka z przyjętą klasą LPS. Brak dokumentu oznacza, że poziom ochrony jest nieznany.
- Zbierz dane o obiekcie: wymiary, konstrukcję i dach, sposób użytkowania, liczbę osób, wrażliwe wyposażenie i linie wchodzące do budynku.
- Sprawdź, czy po montażu PV, anten, central HVAC lub zmianach dachu oceniono strefy ochronne i ochronę przed przepięciami.
- Ustal dostęp do dachu, złączy kontrolnych, uziomów i rozdzielnic przed przeglądem.
- Poproś o protokół z wynikami pomiarów w omach i porównaniem z poprzednimi, a każde zalecenie przypisz konkretnej osobie.
- Dobieranie klasy LPS według budżetu zamiast analizy ryzyka.
- Zasłanianie złączy kontrolnych okładziną elewacji lub asfaltem przy rozbudowie.
- Montaż fotowoltaiki bez oceny wpływu na LPS i ochronę przepięciową.