Ēku zibensaizsardzība: sistēmas izbūve un būvnormatīvu prasības

/ Uncategorized / By

Zibens tiek definēts, kā elektriskā izlāde starp mākoņiem vai starp mākoņiem un zemi negaisa laikā, to iespējams novērot arī stipra sniegputeņa vai vulkāna izvirduma laikā. Elektriskā izlāde notiek tad, kad atmosfērā izveidojies kanāls ar jonizētu gaisu. Ar neapbruņotu aci elektronus ieraudzīt nav iespējams, bet tie pārvietojas tik ātri, ka liek gaisam šaurā kanālā ap tiem kvēlot (notiek gāzes jonizācija un veidojas plazma).

Elektriskā izlāde jeb zibens

Aizsardzība pret zibeni jeb zibensaizsardzības izbūve ir nepieciešama jebkurā objektā, jo tās neesamība var radīt katastrofālas sekas.

Zibensaizsardzības izbūve bez pārspriegumaizsardzības ir neefektīvs risinājums, kas var radīt nepatīkamas sekas mājās esošajai elektrotehnikai, tāpēc jāierīko abas sistēmas. Zibensaizsardzība uztver zibens triecienu un tas tiek novadīts, taču par spīti tam pastāv iespēja, ka zibens radītais pārspriegums, kas radies izlādes laikā, sabojās mājā esošās elektroiekārtas. Korekti izveidota zibensaizsardzība un pārspriegumaizsardzība ir investīcija nākotnē, kas ļaus pasargāt māju no iespējamiem zibens bojājumiem un draudiem.

Tieši ēkas projektēšanas daļa ir ļoti svarīga, jo zibens aizsardzībai jābūt paredzētai jau projektā. Projektētājam ir jāpārvalda noteiktas zināšanas, kā tas darāms saskaņā ar normatīviem, to apliecina attiecīgs būvprakses sertifikāts. Arī būvniekam un būvdarbu vadītājam jābūt atbilstoši sertificētiem. Projektētājs zibens aizsardzību uzprojektē, būvnieks izbūvē un būvdarbu vadītājs uzrauga, lai būvēšanas process noritētu pareizi.

Zibensaizsardzība sastāv no vairākām daļām:

  • uztverošās, kas uztver zibens lādiņu;
  • novadītāja (viena vai vairākiem), kas lādiņu novada uz zemējumu;
  • zemējuma, kas lādiņu izkliedē zemē.

Pietiek ar vienas daļas nepareizu uzstādīšanu vai nepilnīgu funkcionēšanu, lai zibensaizsardzība nebūtu efektīva.

Latvijas būvnormatīvos noteiktās prasības

Latvijas būvnormatīvā “Ēku iekšējā elektroinstalācija” zibensaizsardzības sistēma definēta, kā vienota sistēma, kas paredzēta ēkas, tās atsevišķo daļu, elektroietaišu un citu tajā esošu objektu aizsardzībai pret zibensizlādes tiešu iedarbi un kas ietver ārējo un iekšējo zibensaizsardzību, kā arī pārspriegumaizsardzības ierīces.

Aizsardzības ierīcēm jāreaģē tad, kad tiek sasniegtas noteiktas strāvas, sprieguma un laika vērtības, kas atbilst attiecīgajiem ķēžu raksturojumiem un bīstamības pakāpēm.

Zibensaizsardzības ierīkošana nepieciešama, lai novērstu zibens radītu elektrisko un elektronisko iekārtu pārspriegumu, kā arī tā radītos riskus ēkām un cilvēku drošībai. Zibensaizsardzības sistēmu projektē, balstoties uz Latvijas būvnormatīvā “Ēku iekšējā elektroinstalācija” noteikto ēkas zibensaizsardzības līmeni vai atbilstoši piemērojamiem standartiem.

Eksistē dažādas zibensaizsardzības sistēmas klases, ņemot vērā iespējamību, ar kādu zibensstrāvas parametru kopuma iespējamās vērtības dabā novērojamām zibensizlādēm nepārsniedz šo parametru maksimālās un minimālās aplēses vērtības. Tiek definētas četras zibensaizsardzības sistēmas klases, kas nodrošina ēkas zibensaizsardzības līmeni šādā apmērā:

  • I klase – 98 %;
  • II klase – 95 %;
  • III klase – 90 %;
  • IV klase – 80 %.

Zibensaizsardzības ierīkošana var tikt neīstenota tādās ēkās, kuras atrodas citas ēkas zibensaizsardzības zonā, kas noteikta atbilstoši piemērojamiem standartiem.

Divām vai vairākām ēkām, kuras ir savstarpēji saistītas (būvtehniski un funkcionāli), prasības attiecībā uz zibensaizsardzības līmeni ir savstarpēji vienotas, un zibensaizsardzības līmenis tām jānodrošina atbilstoši ēkai, kurai noteikta augstāka zibensaizsardzības sistēmas klase.

Ēkā, kura atbilst vairākiem Latvijas būvnormatīvā “Ēku iekšējā elektroinstalācija” minētajiem ēkas izmantošanas mērķiem, zibensaizsardzības līmenis jānodrošina atbilstoši mērķim, kuram noteikta augstāka zibensaizsardzības sistēmas klase.

Ministru kabineta noteikumi (Nr. 238 Ugunsdrošības noteikumi, spēkā no 2016. gada 1. septembra) nosaka, cik bieži ir jāpārbauda zibensaizsardzības iekārtas. Lai to izdarītu, ir jāuzaicina speciālists, kuram ir sertifikāts par zibensaizsardzības pārbaudes un zemējumu iekārtas mērījumu veikšanu. Pēc desmit gadiem parasti ir jāveic pirmā mērīšana, ja nav agresīva vide vai kādi īpaši nosacījumi. Ieteicams ik gadu pirms negaisa sezonas sākšanās vizuāli pārbaudīt, vai zibensaizsardzības iekārtai nav redzamu bojājumu (to dara persona, kas atbildīga par ēku).

Zibensaizsardzības sistēmas elementi

Zibensaizsardzības sistēma sastāv no šādiem elementiem:

  • pārsprieguma aizsardzība (ierīces);
  • zemējuma kontūrs;
  • zibens uztvērējsistēma (jumta daļa) ar nolaidumiem no jumta uz zemējuma kontūru.

Pastāv divas zibensaizsardzības sistēmas grupas:

1) aktīvā zibensaizsardzība – izdevīgākā un vienkāršākā sistēmas izbūve, pielietojot jonizācijas metodi un neietekmējot objekta ārējo izskatu;

2) pasīvā zibensaizsardzība – klasiska zibensaizsardzības sistēma, pielietojot tīklojumu, troses vai aizsargstieņa metodes.

Ja salīdzina ar aktīvo zibensaizsardzību, pasīvās zibensaizsardzības ierīkošana ir dārgāka un tā ietekmē ēkas ārējo izskatu. Lai pasargātu objektu no zibens sekām ir nepieciešams uzlikt arī pārsprieguma aizsardzību.

Klasiskajā zibensaizsardzībā zibeni uztver apaļstieple, to stiprina pa visu ēkas jumtu, veidojot tā dēvēto sietu, un vertikāli stieņi, kas pasargā uz jumta esošās izbūves. No uztverošās daļas zibens lādiņš tiek novadīts līdz zemei, kur ap ēku pa perimetru tiek būvēts zemējuma kontūrs. Sietam uz jumta pēc standarta ir noteikts acs lielums, atbilstoši katram zibens aizsardzības līmenim – jo augstāka aizsardzības klase, jo mazāka sieta acs.

Aktīvajā zibensaizsardzībā tiek ierīkoti viens vai vairāki zibens uztvērēji, kas darbojas citādāk. Katram aktīvajam uztvērējam ir citādāks aizsardzības rādiuss un visas būves, kas šajā rādiusā ir attiecīgajā augstumā, tiks aizsargātas no zibens. Zemējuma princips ir tāds, kā klasiskajā aizsardzībā, tikai tas tiek izbūvēts nevis pa ēkas perimetru, bet gan zemē, kur lādiņš tiek novadīts. Galvenā prasība, ierīkojot zemējumu – zemējuma iekārtas pretestība nedrīkst pārsniegt 10 Ω. Tas nozīmē, ja pretestība pārsniedz minēto prasību, zemējuma iekārta zibens izlādi nespēs pieņemt. Daļa lādiņa novirzīsies uz sienu vai kur citur ēkā, tas var izraisīt ugunsgrēku. Praktiski tas nozīmē, ka iekārta savu funkciju neveiks un objektu neaizsargās.

Pārsprieguma aizsardzība

Pārspriegums ir jebkurš spriegums starp fāzi un zemi vai starp fāzēm, ja tā maksimālā vērtība pārsniedz elektroiekārtas lielāko pieļaujamo spriegumu.

Pārspriegumi rada dažādus bojājumus un riskus, piemēram, kaitējumu īpašumam, ugunsbīstamību, drošības apdraudējumu u.c. Pārsprieguma aizsardzības ierīces var uzstādīt tikai tad, ja ir zemētājsistēma vai zemētājietaise. Zemētājietaise ir zemētāju un savienotājvadu kopums, kas nepieciešams elektroietaises iekārtu zemēšanai. Zemētājs ir vadītājs vai vadītāju kopums, kas atrodas zemē un veido ar to elektrisku kontaktu.

Pārsprieguma novadītājus iedala trīs tipos:

  • elektrodu novadītāji (dzirksteļsprauga);
  • sprieguma pretestības (varistori);
  • diodes.

Ja ir uzstādītas divas vai vairākas pārsprieguma aizsardzības ierīces vienā sistēmā, tad tās var savstarpēji mijiedarboties, kas nozīmē, ka vadītājiem būs nepieciešama koordinācija.

Pārsprieguma aizsardzības elementu piemēri

Zemējuma kontūrs

Zemējuma kontūrs ir zemējumu kopums, kas ar metāla sloksni savienoti vienā kontūrā, ko veido ap būves pamatiem. Ar zemējuma kontūru aprīko privātmājas, rūpniecības ēkas un būves anormāli augsta sprieguma un bīstamu klejojošo strāvu novadīšanai zemē.

Zemējuma kontūrs pilda šādas funkcijas:

  • aizsargā elektroiekārtas no sprieguma svārstībām tīklā;
  • rada minimālu strāvas izplatīšanās pretestības līmeni;
  • aizsargā cilvēku pret elektriskās strāvas triecienu;
  • izmanto zibensaizsardzības sistēmā.

Zemējuma kontūra var būt ārējā vai iekšējā. Katram veidam ir savas īpatnības un prasības.

Iekšējā zemējuma kontūra montāžu veic, izmantojot zemējuma plakandzelzi vai vara vadus ar dzeltenzaļas krāsas izolāciju. Dažreiz iekšējā kontūra vietā izmanto zemējuma vairogu, kurā uzstādīta zemējuma kopne ar izolatoru. Iekārtu, kas jāaprīko ar aizsardzības zemējumu, savieno ar zemējuma kontūru, izmantojot zemējošus strāvas vadītājus. Zemējuma sloksnes novieto uz sienām, griestiem vertikālā vai horizontālā stāvoklī.

Ārējo zemējuma kontūru montē ēkas ārpusē un tas sastāv no zemētāja un zemējošā strāvas vadītāja, kas savieno zemējošo elektrodu ar elektroiekārtu vai aprīkojumu. Ārējā kontūra daļu savienojumam jābūt izpildītam ar eksotermisko metināšanu, kniedēšanu, spailēm vai skrūvju savienotājiem.

Ārējais zemējuma kontūrs sastāv no vairākiem savā starpā atdalītiem horizontāliem un vertikāliem zemētājiem. Zemējošos elektrodus montē gruntī un tie izpilda elektriskā lādiņa izkliedēšanas funkciju. Jo lielāks ir zemētāja un grunts elektriskā kontakta laukums, jo efektīvāk tas novada avārijas strāvu zemē.

Zibens uztvērējsistēma

Zibensaizsardzību projektē un īsteno tā, lai zibens iespertu zibens uztvērējsistēmā, nevis aizsargājamajā objektā. No zibens uztvērējsistēmas zibensstrāvu kontrolēti un droši pa novedējsistēmas vadiem novirza uz zemējumu.

Zibens uztvērēja funkcija ir lejupejošu zibens strēli, kas ir no mākoņa lejupvērsta negatīvi lādētu daļiņu plūsma, pārtvert ar augšupejošu pozitīvi lādētu daļiņu plūsmu. Šos pozitīvi un negatīvi lādēto daļiņu kopumus sauc par līderiem. Kur šie divi līderi – pozitīvi un negatīvi lādētais – savienojas, notiek galvenā zibens izlāde. Jebkurš zibens uztvērējs pārtver lejupejošu negatīvo plūsmu, pirms tā ir savienojusies ar kādu citu vietu, kas ir aizsardzības zonā. Savukārt, aktīvais zibens uztvērējs, salīdzinot ar parastu klasiskās zibens aizsardzības stieni, mākslīgi palielina pozitīvo daļiņu koncentrāciju, lai no mākoņa nākošo zibeni uztvertu.

Izmantotie informācijas avoti: