Žaibosauga ir įžeminimas: projektavimo pagrindai užsakovui

Žaibosauga ir įžeminimas apsaugo pastatą, žmones ir įrangą nuo tiesioginio žaibo smūgio ir nuo viršįtampių, kuriuos žaibas sukelia elektros ir ryšių linijose. Projektą sudaro išorinė apsauga, kuri priima žaibo srovę ir nuveda ją į žemę, vidinė apsauga, kuri saugo instaliaciją ir įrangą, bei įžeminimo sistema, kuria remiasi abi.

Užsakovui ši dalis dažnai atrodo kaip keli laidai ant stogo. Iš tikrųjų ji susijusi su pamatais, stogo konstrukcija, fasadu, visa stogo įranga ir elektrotechnikos projektu. Jei sprendiniai priimami per vėlai, tenka ardyti fasadą arba ieškoti kompromisų ten, kur jų galėjo nebūti.

Kaip nustatoma, kokios apsaugos reikia

Žaibosaugos sprendiniai paprastai grindžiami LST EN 62305 serijos standartais, o įžeminimui ir elektros instaliacijai taikomos ir Elektros įrenginių įrengimo bendrosios taisyklės. Projektavimas prasideda nuo rizikos įvertinimo: atsižvelgiama į pastato dydį, paskirtį, žmonių skaičių, vertingą ar jautrią įrangą, gaisro pavojų ir aplinką. Pagal rezultatą parenkama žaibosaugos sistemos klasė, standartuose žymima nuo I iki IV, kuri lemia, kaip tankiai išdėstomi žaibo imtuvai ir nuvedimo laidininkai.

Gamykloms, kuriose naudojamos degios ar sprogios medžiagos, ir pastatams su jautria elektronika reikalavimai paprastai griežtesni nei įprastam biurui ar sandėliui, tačiau galutinį atsakymą duoda konkretaus objekto rizikos įvertinimas. Rekonstruojant esamą pastatą pirmiausia įvertinama veikianti sistema: ar ji atitinka dabartinę pastato paskirtį, ar ant stogo neatsirado naujos įrangos ir ar įžeminimas tebėra tvarkingas.

Išorinė apsauga: imtuvai, nuvedimai ir įžemikliai

Išorinė žaibosaugos sistema turi tris dalis. Žaibo imtuvai ant stogo priima smūgį, nuvedimo laidininkai nuveda srovę žemyn fasadu arba konstrukcijose, o įžemikliai ją išsklaido žemėje.

Žaibo imtuvai

Imtuvų išdėstymas tikrinamas riedančios sferos, apsauginio kampo arba tinklelio metodu. Dideliuose plokščiuose stoguose dažnai naudojamas laidininkų tinklelis, o virš stogo iškilę elementai, pavyzdžiui, vėdinimo įrenginiai ar antenos, papildomai saugomi atskirais imtuvais.

Nuvedimo laidininkai

Nuvedimai išdėstomi pastato perimetru pagal parinktą apsaugos klasę. Juos galima montuoti ant fasado, paslėpti po apdaila arba panaudoti tam tinkamas pastato metalines konstrukcijas ar armatūrą. Paslėptus sprendimus reikia iš anksto aptarti su architektu ir konstruktoriumi.

Įžeminimo kontūras

Įžeminimas gali būti įrengiamas kaip žiedinis kontūras aplink pastatą, vertikalūs įžemikliai arba pamatų įžemiklis. Pamatų įžemiklį paprasčiausia įrengti betonuojant pamatus, o vėliau jo pamatuose įrengti nebeįmanoma. Įžeminimo sistema dažniausiai būna bendra žaibosaugai, elektros instaliacijai ir silpnųjų srovių įrangai, todėl ji projektuojama kaip viena visuma.

Vidinė apsauga: potencialų išlyginimas ir viršįtampių ribotuvai

Net gerai suprojektuota išorinė apsauga neapsaugo elektronikos nuo viršįtampių. Žaibo srovė, tekėdama per įžeminimą, sukelia potencialų skirtumus, o žaibo smūgis netoliese esančioms elektros ar ryšių linijoms gali atnešti viršįtampį į pastatą kabeliais.

Vidinę apsaugą sudaro dvi dalys. Potencialų išlyginimas sujungia į vieną sistemą visas į pastatą įvedamas metalines komunikacijas, konstrukcijas ir įrangos korpusus, kad tarp jų neatsirastų pavojingos įtampos. Viršįtampių ribotuvai įrengiami skyduose ir prie jautrios įrangos: pastatuose su išorine žaibosauga įvado skyde paprastai numatomi 1 tipo ribotuvai, paskirstymo skyduose 2 tipo, o prie ypač jautrios įrangos 3 tipo. Apsaugos reikia ne tik elektros, bet ir ryšių, vaizdo stebėjimo bei kitų silpnųjų srovių sistemų linijoms.

Stogo įranga ir žaibosauga

Daugiausia problemų kyla ne dėl pačios žaibosaugos, o dėl įrangos, kuri ant stogo atsiranda vėliau arba nebuvo aptarta su žaibosaugos projektuotoju. Kiekvienam stogo elementui reikia sprendimo:

• Vėdinimo ir kondicionavimo įrenginiai. Turi būti apsaugos zonoje, o tarp jų ir žaibosaugos laidininkų išlaikomas atskyrimo atstumas arba jie sujungiami pagal projektą.
• Saulės moduliai. Metaliniai rėmai ir konstrukcijos su kabeliais į pastato vidų, todėl reikia ir apsaugos zonos, ir viršįtampių ribotuvų. Plačiau apie tai rašome straipsnyje apie saulės elektrinę ant stogo.
• Antenos, kameros ir jutikliai. Jų kabeliai veda tiesiai į ryšių spintas, todėl be apsaugos viršįtampis gali pasiekti vidinį tinklą.
• Dūmų šalinimo liukai ir stoglangiai. Jų metalinės dalys įtraukiamos į apsaugos schemą, o imtuvai neturi trukdyti liukams atsidaryti.
• Laidininkų laikikliai. Parenkami pagal stogo dangą, kad nebūtų pažeista hidroizoliacija.

Daugelyje šių sprendimų svarbus atskyrimo atstumas. Tai mažiausias atstumas tarp žaibosaugos laidininkų ir kitų metalinių dalių ar instaliacijos, kuriam esant tarp jų neįvyksta pavojingas kibirkštinis išlydis. Jis skaičiuojamas atsižvelgiant į apsaugos klasę ir laidininko ilgį iki artimiausio potencialų išlyginimo taško. Todėl vienais atvejais paprasčiau įrenginį sujungti su žaibosaugos sistema, o kitais jį reikia saugoti atskirai pastatytais ar izoliuotais imtuvais. Šį pasirinkimą verta padaryti projekte, o ne palikti montuotojui spręsti ant stogo.

Žaibosaugos ir įžeminimo projektavimo žingsniai

1. Atliekame rizikos įvertinimą ir parenkame žaibosaugos sistemos klasę.
2. Su konstruktoriumi suderiname, ar ir kaip bus naudojama armatūra ar metalinės konstrukcijos.
3. Suprojektuojame įžeminimo kontūrą taip, kad jį būtų galima įrengti kartu su pamatais ir žemės darbais.
4. Surenkame visos stogo įrangos vietas iš kitų dalių ir suprojektuojame žaibo imtuvus.
5. Numatome nuvedimų vietas ir suderiname jas su fasado sprendiniais.
6. Suprojektuojame potencialų išlyginimą ir viršįtampių ribotuvus elektros bei silpnųjų srovių sistemoms.
7. Darbo projekte nurodome kontrolines jungtis ir matavimų vietas, kad įrengtą sistemą būtų galima patikrinti.

Patarimas. Paprašykite, kad įžeminimo sprendiniai būtų parengti dar prieš pamatų darbus, net jei likusi elektros dalis dar tikslinama. Pamatų įžemiklis kainuoja nedaug, kai klojamas kartu su armatūra, o praleidus šį momentą tenka rinktis sudėtingesnį ir brangesnį sprendimą.

Iš praktikos

Žaibosaugos projektą paprasčiausia parengti tada, kai visų dalių stogo įranga jau sudėta į vieną planą. Todėl stogą modeliuojame 3D aplinkoje kartu su vėdinimo įrenginiais, dūmų šalinimo liukais, saulės moduliais ir ryšių įranga ir tik tada tikriname apsaugos zonas bei atskyrimo atstumus. Taip iš karto matyti, kur įrenginys išsikiša iš apsaugos zonos ar stovi per arti žaibosaugos laidininko.

Atskiro dėmesio reikia dideliems logistikos centrų ir gamyklų stogams. Juose žaibosaugos tinklelis, stogo įranga, lietaus įlajos ir priežiūros takai turi išsidėstyti taip, kad vieni netrukdytų kitiems. Kai šias sistemas projektuoja ta pati komanda, stogo planas suderinamas vieną kartą, o ne keliais ratais, todėl ir stogdengiai, ir elektrikai dirba pagal tą patį brėžinį. Apie didelių pastatų inžinerijos ypatumus rašome straipsnyje apie logistikos centro inžinerines sistemas.

Jei projektuojate naują pastatą ar planuojate įrengti įrangą ant esamo stogo, susisiekite su mumis ir įvertinsime, kaip ją suderinti su žaibosauga ir įžeminimu. Kitas inžinerines dalis, kurias rengiame kartu, rasite paslaugų skyriuje.