Ochrona odgromowa-nowa(1)

Ochrona odgromowa-nowa(1), ELEKTROENERGETYKA(1), Elektryka w budownictwie

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
mgr inż. Andrzej Boczkowski
Stowarzyszenie Elektryków Polskich
Sekcja Instalacji i Urządzeń Elektrycznych
Ochrona odgromowa budynków
Budynki należy chronić przed skutkami wyładowań piorunowych zgodnie z wymaga-
niami zawartymi w następujących przepisach technicznych:
⎯
Polskich Normach PN/E-05003 i PN-IEC 61024 „Ochrona odgromowa obiektów budow-
lanych” oraz PN-IEC 60364-4-443 „Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych.
Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed przepięciami. Ochrona przed
przepięciami atmosferycznymi lub łączeniowymi” i PN-IEC 61312 „Ochrona przed pioru-
nowym impulsem elektromagnetycznym”
⎯
Warunkach Technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.
⎯
Warunkachtechnicznychużytkowania budynków mieszkalnych.
1. Kryteriastosowaniaochrony odgromowej według PN-86/E-05003/01
1.1. Podział obiektów budowlanych na kategorie zagrożenia
Z punktu widzenia ochrony odgromowej obiekty budowlane dzieli się na:
a) obiekty produkcyjne i magazynowe nie zagrożone wybuchem oraz budynki mieszkalne,
użyteczności publicznej itp.,
b) obiektyzagrożone pożarem, wybuchem mieszanin wybuchowych gazów, par cieczy i/lub
pyłów palnych z powietrzem oraz wybuchem materiałów wybuchowych,
c) inne obiekty jak kominy wolnostojące, linowe urządzenia transportowe, dźwigi na tere-
nach budowy i obiekty sportowe.
1.2. Rodzaje ochrony odgromowej
Ochronę odgromową obiektów budowlanych dzieli się na:
a) podstawową,
b) obostrzoną,
c) w wykonaniu specjalnym.
1.3. Wybórrodzajuochrony
1.3.1. Ochrona podstawowa
Rodzaj ochrony, który stosuje się dla obiektów budowlanych wymienionych w punkcie
1.1. a), charakteryzujących się dodatkowo następującymi parametrami:
a) budynki nie występujące w zwartej zabudowie (wolnostojące), o wysokości powyżej
15 m i powierzchni ponad 500 m
2
,
b) budynki użyteczności publicznej, w których mogą przebywać ludzie w dużych grupach
(powyżej 50 osób), jak domy towarowe, zamknięte obiekty sportowe, obiekty kultu reli-
gijnego, hale targowe, banki oraz budynki zawierające np. sale sprzedaży, sale teatral-
ne, sale kinowe, sale restauracyjne, bary i inne podobne,
c) budynki przeznaczone dla ludzi o ograniczonej zdolności poruszania się, jak np. szpitale,
sanatoria, żłobki, przedszkola, domy rencistów, zakłady pracy zatrudniające inwalidów,
szkoły specjalne i inne podobne,
2
d) obiekty o dużej wartości historycznej, materiałowej lub kulturalnej, np. budowle zabytko-
we, muzea, biblioteki, archiwa i inne podobne,
e) budynki wyższej użyteczności publicznej, jak budynki pogotowia, straży pożarnej, urzę-
dów administracji i inne podobne,
f) rozległe hale, to znaczy hale o wymiarach przekraczających 40 X 40 m, mające żelbe-
towe lub stalowe wewnętrzne słupy wsporcze,
g) budynki wykonane z materiałów łatwo zapalnych, niezależnie od wysokości,
h) obiekty do produkcji, przetwarzania i składowania materiałów łatwo zapalnych,
i) obiekty nie wymienione wyżej, których wskaźnik zagrożenia piorunowego przekracza
wartość 10
-4
.
1.3.2. Ochrona obostrzona
Ten rodzaj ochrony stosuje się dla obiektów budowlanych wymienionych w punkcie
1.1. b).
1.3.3. Ochrona w wykonaniu specjalnym
Ten rodzaj ochrony stosuje się dla obiektów budowlanych wymienionych w punkcie
1.1. c).
1.4. Obiekty budowlane nie wymagające ochrony
Nie wymagają ochrony następujące obiekty:
a) usytuowane w strefie ochronnej sąsiadujących obiektów,
b) budynki o wysokości nie przekraczającej 25 m, usytuowane w zwartej zabudowie, a nie
wyszczególnione w punkcie 1.3.1.
Budynek znajdujący się w zwartej zabudowie to budynek, do którego przylegają bezpo-
średnio co najmniej z dwóch stron budynki sąsiednie i którego poziom dachu nie prze-
kracza więcej niż o 6 m poziomów dachów budynków sąsiednich. Do budynków
w zwartej zabudowie zalicza się również budynki nie przekraczające powierzchni 500 m
2
(1000 m
2
dla budynków mieszkalnych), jeżeli budynki sąsiadujące o analogicznym zróż-
nicowaniu jak uprzednio są usytuowane w odległości nie większej niż wysokość rozpa-
trywanego budynku (podwójna wysokość rozpatrywanego budynku dla budynków
mieszkalnych),
c) obiekty, dla których wskaźnik zagrożenia piorunowego jest mniejszy niż 10
-5
.
1.5. Określenie wskaźnika zagrożenia piorunowego
Wskaźnik zagrożenia piorunowego obiektu budowlanego
W
ujmuje prawdopodobień-
stwo trafienia piorunu w obiekt i wywołania w nim szkody. Wskaźnik ten należy obliczyć
według wzoru:
W
=
n
⋅
m
⋅
N
⋅
A
⋅
p
w którym:
n
i
m
⎯
współczynniki uwzględniające liczbę ludzi w obiekcie oraz położenie obiektu,
N
⎯
rocznagęstość powierzchniowa wyładowań piorunowych [m
-2
],
A
⎯
powierzchniarównoważna zbierania wyładowań przez obiekt [m
2
],
p
⎯
prawdopodobieństwo wywołania szkody przez wyładowanie piorunowe.
3
Należy przyjmować następujące wartości współczynników
n
i
m
:
n
= 1
⎯
dla obiektów, w których przewiduje się przebywanie nie więcej niż 1 człowieka
na 10 m
2
powierzchni,
n
= 2
⎯
przy większej liczbie ludzi w obiekcie,
m
= 0,5
⎯
dla budynków w zwartej zabudowie,
m
= 1
⎯
dla pozostałych obiektów
Dla gęstości powierzchniowej wyładowań
N
należy przyjmować wartości:
2
=
1,8
⋅
10
−
6
m
−
⎯
dla terenów o szerokości geograficznej powyżej 51
o
30
’
,
N
=
2,5
⋅
10
−
6
m
−
2
⎯
dla pozostałych terenów kraju.
Powierzchnię równoważną
A
określa się według wzoru:
A
=
S
+
4
⋅
l
⋅
h
+
50
⋅
h
2
w którym:
S
⎯
powierzchnia zajmowania przez obiekt [m
2
],
l
⎯
długość poziomego obrysu obiektu [m],
h
⎯
wysokość obiektu [m].
Dla obiektów o wysokości
h
mniejszej niż 10 m należy przyjmować
h
= 10 m.
Prawdopodobieństwo wywołania szkody
p
określa się według wzoru:
)
Rp
+
=
(
Z
K
w którym:
R, Z
i
K
⎯
współczynniki uwzględniające rodzaj (
R
), zawartość (
Z
), i konstrukcję (
K
)
obiektu, o wartościach przedstawionych poniżej
Współczynnik
Określenie
Wartości
Budynki mieszkalne, administracyjne itp.
0,10
R
Budynki gospodarstw wiejskich i obiektów przemy-
słowych
0,13
Kotłownie, stacje pomp itp.
0,14
Wyposażenie typowe dla budynków mieszkalnych,
biurowych, usługowych itp.
0,010
Z
Wyposażenie obiektów przemysłowych do produk-
cji i składowania materiałów niepalnych lub trudno
zapalnych
0,015
Zwierzęta hodowlane w gospodarstwach rolnych
0,020
Konstrukcja obiektu oraz pokrycie dachu wykonane
z materiałów niepalnych
0,005
K
Konstrukcja obiektu oraz pokrycie dachu wykonane
z materiałów trudno zapalnych
0,010
W zależności od wartości wskaźnika
W
ustala się trzy stopnie zagrożenia piorunowego:
I.
W
≤
5
⋅
10
−
5
⎯
zagrożenie małe, ochrona zbędna,
II.
5
⋅ <
10
5
W
≤
⎯
zagrożenie średnie, ochrona zalecana,
4
III.
W
>
10
−
4
⎯
zagrożenie duże, ochrona wymagana.
N
10
4
2. Klasyfikacja obiektów oraz wybór poziomów ochrony dla urządzeń pioru-
nochronnych według PN-IEC 61024-1-1
2.1. Klasyfikacjaobiektów
Klasyfikacja obiektów może być dokonana w zależności od skutków oddziaływania udarów
piorunowych, które mogą być groźne dla samych obiektów i dla ich zawartości lub otoczenia.
Przykłady klasyfikacji obiektów przedstawione są w tablicy 1.
Tablica 1. Przykłady klasyfikacji obiektów
Klasa
obiektów
Typ obiektu
Skutki wyładowań piorunowych
Przebicie w instalacji elektrycznej, pożar i szkody ma-
terialne.
Szkody ograniczone zwykle do obiektów budowlanych
trafionych przez piorun lub do drogi przepływu prądu
piorunowego
Obiekt mieszkalny
Główne ryzyko pożaru i niebezpieczne napięcie kro-
kowe.
Drugorzędne ryzyko utraty zasilania i zagrożenie życia
inwentarza wskutek uszkodzenia sterowania wentylacji
i układu żywienia, itp.
Obiekt gospodarstwa
rolnego
Obiekty
zwykłe
(patrz
uwagi)
Teatr; szkoła; maga-
zyn oddziałowy;
obiekt sportowy
Uszkodzenie instalacji elektrycznych (np. elektryczne-
go oświetlenia) możliwe spowodowanie paniki.
Awaria automatycznej sygnalizacji pożarowej, powodu-
jąca opóźnienie działania technicznych środków za-
bezpieczenia przeciwpożarowego
Obiekt bankowy; to-
warzystwa ubezpie-
czeniowego lub han-
dlowego itp.
Jak wyżej i dodatkowo problemy wynikające
z utraty połączenia, awarii komputerów i utraty danych
Jak wyżej i dodatkowo problemy ludzi poddanych in-
tensywnej terapii i problem ratowania ludzi unierucho-
mionych
Szpital; przychodnia
zdrowia; więzienie
Dodatkowe skutki uzależnione od zawartości fabryki,
obejmujące szkody małe i szkody nietolerowane, aż do
utraty produkcji
Przemysł
Muzea i miejsca
archeologiczne
Telekomunikacja;
instalacja elektrycz-
na; obiekt przemy-
słowy z niebezpie-
czeństwem pożaro-
wym
Obiekty
o zwięk-
szonym
zagrożeniu
Nietolerowana utrata świadczeń publicznych
Bezpośrednie zagrożenie otoczenia, powodowane
przez pożar itp.
Obiekty
groźne dla
swojego
otoczenia
Rafinerie; stacje ob-
sługi; wytwórnie ogni
sztucznych; zakłady
zbrojeniowe
Zagrożenie urządzeń i ich otoczenia w wyniku pożaru i
eksplozji
Obiekty
groźne dla
środowiska
Zakład chemiczny;
urządzenia nuklear-
ne; laboratoria i za-
kłady biochemiczne
Pożar i wadliwe działanie urządzeń z groźnymi konse-
kwencjami dla środowiska lokalnego i globalnego
5
Uwagi
1. Wrażliwe wyposażenie elektroniczne może być instalowane we wszystkich rodza-
jach obiektów, włącznie z obiektami zwykłymi, które mogą być łatwo uszkodzone
przez piorunowe przepięcia
2. Utrata świadczenia usług jest iloczynem czasu, przez jaki pojedynczy użytkownik
nie może z nich korzystać, i liczby objętych nią użytkowników w ciągu roku.
Obiekty różne, dla których należałoby rozważać potrzebę stosowania urządzeń pioruno-
chronnych w wykonaniu specjalnym. Do takich obiektów należą:
⎯
obiekty o wysokości większej niż 60 m,
⎯
namioty, pola kempingowe i place sportowe,
⎯
instalacjetymczasowe,
⎯
obiekty w budowie.
2.2. Wybór poziomów ochrony dla urządzeń piorunochronnych
Wybór odpowiedniego poziomu ochrony dla przewidywanego urządzenia piorunochronnego
może być oparty na spodziewanej częstości
N
d
bezpośrednich wyładowań w chroniony
obiekt i akceptowanej rocznej częstości
N
c
wyładowań piorunowych.
2.2.1. Akceptowana częstość
N
c
wyładowań piorunowych
Wartość
N
c
może być ustalona przez właściciela obiektu lub przez projektanta urządzenia
piorunochronnego.
Wartości
N
c
mogą być oszacowane w drodze analizy ryzyka i szkód, przy uwzględnieniu
takich czynników jak:
⎯
typkonstrukcji,
⎯
obecność substancji palnych i wybuchowych,
⎯
środki przeznaczone do redukcji wynikowych skutków piorunowych,
⎯
liczba poszkodowanych ludzi,
⎯
typ i znaczenie wchodzących w grę usług publicznych,
⎯
wartość mienia narażonego na szkodę,
⎯
inne czynniki wymienione w tablicy 1.
W przypadku obiektów zwykłych zaleca się przyjmować wartość
N
c
= 10
-
3
natomiast w przy-
padku obiektów zagrożonych wybuchem wartość
N
c
= 10
-
5
.
2.2.2. Spodziewana częstość N
d
bezpośrednich wyładowań piorunowych trafiających
w obiekt
Średnia roczna częstość
N
d
bezpośrednich wyładowań piorunowych trafiających w obiekt
może być wyznaczona z zależności:
N
d
=
N
g
⋅
A
⋅
10
−
6
na rok
w której:
N
g
⎯
średnia roczna gęstość wyładowań doziemnych na km
2
i na rok, w rejonie usytu-
owania obiektu. Należy przyjmować wartości według danych zawartych w normie
PN-86/E-05003/01, to jest N
g
= 1,8 wyładowań na km
2
i na rok dla terenów o sze-
rokości geograficznej powyżej 51
o
30
’
oraz
N
g
= 2,5 wyładowań na km
2
i na rok
dla pozostałych terenów kraju,
e
[ Pobierz całość w formacie PDF ]

zanotowane.pl

doc.pisz.pl

pdf.pisz.pl

happyhour.opx.pl