W warunkach wzmożonej intensyfikacji zjawisk atmosferycznych, coraz częstszych burz, wyładowań i anomalii pogodowych odpowiednio zaprojektowany system odgromowy staje się obowiązkiem. Zgodnie z art. 5 ust. 1 pkt 1 ustawy Prawo budowlane (Dz.U. 2023 poz. 682 z późn. zm.), każdy obiekt budowlany musi być zaprojektowany i wykonany w sposób zapewniający m.in. bezpieczeństwo użytkowania, a więc również odporność na oddziaływanie wyładowań atmosferycznych. Doprecyzowanie technicznych aspektów realizacji systemów ochrony odgromowej zawarte jest w normie PN-EN 62305 – dokument ten stanowi obecnie punkt odniesienia przy projektowaniu, montażu i eksploatacji instalacji odgromowych.
Czym jest system odgromowy?
System odgromowy to wyodrębniony technicznie układ zabezpieczeń instalowanych na obiekcie budowlanym, którego zadaniem jest przechwytywanie bezpośrednich wyładowań atmosferycznych oraz bezpieczne odprowadzenie prądu piorunowego do gruntu. Jego celem nadrzędnym jest ochrona mienia, ale przede wszystkim zapobieżenie powstaniu napięć krokowych i rażeniowych, które mogą stanowić realne zagrożenie dla życia ludzkiego. Zgodnie z zapisami normy PN-EN 62305-3:2011, system ochrony odgromowej dzieli się na dwie współdziałające części:
- zewnętrzną instalację odgromową (LPS external) – czyli zbiór elementów rozmieszczonych na zewnątrz budynku: zwodów, przewodów odprowadzających i uziemienia;
- wewnętrzną instalację odgromową (LPS internal) – obejmującą środki ograniczające przepięcia, izolację elektryczną oraz wyrównywanie potencjałów w obrębie całej infrastruktury technicznej obiektu.
W dokumentacji projektowej należy wyraźnie rozgraniczyć obie strefy, co wynika m.in. z § 53 ust. 2 Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 2022 poz. 1225). Z technicznego punktu widzenia system odgromowy powinien być postrzegany jako układ o pełnej ciągłości przewodzenia, bez zbędnych połączeń śrubowych czy punktów podwyższonej rezystancji. Wymagania te mają na celu ograniczenie efektów cieplnych i elektromagnetycznych, które w przypadku niewłaściwie zaprojektowanej instalacji mogą skutkować uszkodzeniem elementów konstrukcyjnych lub pożarem dachu.
Najważniejsze elementy systemu odgromowego
Z perspektywy wykonawczej oraz projektowej system odgromowy opiera się na współdziałaniu kilku komponentów – każdy z nich musi być dobranyzgodnie z założeniami dokumentacji technicznej, lecz także według rygorów określonych w przepisach prawa budowlanego oraz normach zharmonizowanych. Pominięcie lub błędne wykonanie któregokolwiek z nich skutkuje utratą ciągłości ochrony i może prowadzić do bezpośredniego zagrożenia życia oraz mienia.
Zwody – pierwsza linia przechwytywania
Zadaniem zwodów jest przejęcie wyładowania piorunowego w sposób kontrolowany, bez wywoływania łuku elektrycznego lub przepaleń. W zależności od geometrii dachu oraz charakteru budynku stosuje się:
- zwody pionowe (punktowe) – montowane bezpośrednio na kalenicy lub kominach, często w formie iglic wykonanych ze stali nierdzewnej lub miedzi cynowanej;
- zwody naciągane (linkowe) – prowadzone nad powierzchnią dachu za pomocą podpór izolowanych;
- zwody siatkowe – tworzące regularną siatkę, zgodnie z wytycznymi z załącznika A do PN-EN 62305-3.
Zgodnie z § 204 ust. 1 Rozporządzenia w sprawie warunków technicznych, zwody należy lokalizować w taki sposób, aby możliwe było objęcie ochroną wszystkich elementów budynku znajdujących się powyżej jego głównego poziomu odniesienia.
Przewody odprowadzające – tor prądu piorunowego
Przewody odprowadzające odpowiadają za przemieszczenie prądu wyładowania z punktu przechwycenia do układu uziemiającego. Prowadzi się je najkrótszą możliwą trasą, z zachowaniem minimalnych promieni gięcia i unikania ostrych łuków. W świetle PN-EN 62305-3, dopuszcza się zarówno prowadzenie powierzchniowe (po ścianach zewnętrznych), jak i ukryte (wewnątrz konstrukcji ściany lub słupów żelbetowych).
Przewody muszą być wykonane z materiałów o wysokiej odporności korozyjnej. Najczęściej stosuje się taśmy stalowe ocynkowane ogniowo, pręty FeZn lub przewody z drutu Cu o przekroju nie mniejszym niż 50 mm². W przypadku budynków o charakterze użyteczności publicznej lub podlegających ochronie konserwatorskiej, rekomenduje się użycie przewodów w powłoce izolacyjnej, aby zapobiec iskrzeniu bocznemu.
Złącza probiercze – punkt inspekcyjny instalacji
Zgodnie z wymaganiami § 187 pkt 3 rozporządzenia w sprawie projektu budowlanego, każda linia odprowadzająca powinna być wyposażona w złącze probiercze umożliwiające okresową weryfikację ciągłości elektrycznej oraz rezystancji uziemienia. Element ten instaluje się zazwyczaj na wysokości dostępnej bez użycia sprzętu specjalistycznego, np. na wysokości pasa elewacyjnego lub przy cokole budynku.
Złącza muszą gwarantować niezawodność kontaktu mechanicznego oraz odporność na drgania i zmiany temperatury. Ich wykonanie ze stali nierdzewnej lub miedzi zapewnia wieloletnią trwałość bez konieczności demontażu.
Układ uziemiający – fundament całej instalacji
Uziemienie ma za zadanie bezpieczne rozproszenie energii prądu piorunowego w gruncie. Wyróżnia się uziomy:
- pionowe (punktowe) – stalowe pręty pogrążane mechanicznie w gruncie;
- otoczkowe (taśmowe) – układane w wykopie wokół obrysu budynku.
Zgodnie z zapisami normy PN-HD 60364-5-54:2012, rezystancja uziemienia dla obiektów z instalacją odgromową nie powinna przekraczać 10 Ω. W praktyce dąży się do wartości poniżej 5 Ω, szczególnie w gruntach o wysokim oporze właściwym (np. żwirach, piaskach suchych).
Elementy montażowe i dystansowe – niezauważalne, ale niezbędne
Osprzęt mocujący obejmuje szeroką gamę wsporników, uchwytów i obejm. Ich zadaniem jest stabilizacja przewodów na powierzchniach elewacyjnych, dachowych lub technicznych. Dystanse izolacyjne stosowane są tam, gdzie występuje ryzyko iskrzenia bocznego, zwłaszcza przy prowadzeniu przewodów w pobliżu instalacji elektrycznych lub metalowych elementów konstrukcyjnych.
Wszystkie elementy powinny posiadać deklarację zgodności z normą PN-EN 62561, co jest wymagane na etapie odbioru technicznego. Brak certyfikowanego osprzętu może skutkować odmową przyjęcia obiektu do użytkowania przez inspektora nadzoru budowlanego.
Ograniczniki przepięć – dopełnienie ochrony wewnętrznej
Choć nie są częścią instalacji zewnętrznej, to ograniczniki przepięć (SPD) stanowią istotne ogniwo ochrony obiektu przed skutkami wyładowań pośrednich i indukowanych. Instalowane w rozdzielnicach głównych i podrozdzielniach. Zabezpieczają aparaturę elektryczną przed przepięciami o wysokiej energii. Zgodność z normą PN-EN 61643-11 to bezwzględne minimum przy ich doborze.
Materiały i technologie stosowane w osprzęcie odgromowym
Dobór materiałów do budowy systemu odgromowego nie może być przypadkowy ani podyktowany wyłącznie względami estetycznymi czy kosztowymi. Wymagania stawiane elementom instalacji piorunochronnej wynikają wprost z obowiązujących aktów prawnych i norm technicznych, przede wszystkim z PN-EN 62561-1 do 62561-7, które definiują m.in. parametry wytrzymałościowe, przewodność elektryczną, odporność na korozję oraz kompatybilność materiałową.
Miedź – przewodnik o najwyższym współczynniku niezawodności
Miedź elektrolityczna (Cu-ETP) to materiał, którego właściwości fizykochemiczne czynią ją najczęściej stosowanym tworzywem w instalacjach odgromowych. Wysoka przewodność elektryczna (ok. 57 MS/m), odporność na zmienne warunki atmosferyczne oraz znakomita podatność na obróbkę mechaniczno-plastyczną sprawiają, że przewody miedziane są powszechnie wykorzystywane zarówno jako zwody, jak i przewody odprowadzające.
Należy jednak pamiętać, że w układach z elementami ocynkowanymi miedź może wchodzić w reakcje galwaniczne, co jest niepożądane z punktu widzenia trwałości połączeń. W takich przypadkach konieczne jest zastosowanie elementów pośredniczących, izolatorów dielektrycznych lub wykonanie całej instalacji z jednorodnego materiału zgodnie z pkt 5.3 normy PN-EN 62561-1.
Stal ocynkowana ogniowo – kompromis między ceną a trwałością
Stal ocynkowana ogniowo (FeZn) to materiał o szerokim zastosowaniu, zwłaszcza w inwestycjach budżetowych, komunalnych oraz w obiektach gospodarczych. Warstwa cynku pełni funkcję protektorową — chroniąc stal przed działaniem czynników atmosferycznych i elektrochemicznych.
Zgodnie z załącznikiem B do PN-EN ISO 1461:2011, minimalna grubość powłoki cynkowej na elementach systemu odgromowego nie powinna być mniejsza niż 70 µm w przypadku stali walcowanej na gorąco oraz 55 µm dla stali zimnowalcowanej. Mimo relatywnie krótszej trwałości w porównaniu do stali nierdzewnej czy miedzi, odpowiednio konserwowana stal cynkowana spełnia wymagania trwałościowe przewidziane dla typowego cyklu eksploatacyjnego budynku.
Stal nierdzewna – odporność na agresywne środowiska
W przypadku obiektów zlokalizowanych w strefach przemysłowych, nadmorskich lub o wysokim zasoleniu gruntu, zastosowanie stali nierdzewnej (gatunki AISI 304 i AISI 316) jest praktycznie obligatoryjne. Materiał ten, zgodnie z klasyfikacją odporności korozyjnej wg PN-EN ISO 9223, wykazuje bardzo wysoką odporność na degradację nawet w warunkach silnie kwaśnych lub zasadowych.
Oprócz wytrzymałości mechanicznej, stal nierdzewna umożliwia wykonanie układów odgromowych o niskiej rezystancji przewodzenia, co jest szczególnie istotne w kontekście wymogów § 203 ust. 2 rozporządzenia o warunkach technicznych, który nakazuje projektowanie instalacji ochronnych w sposób zapewniający możliwie najmniejsze straty energetyczne.
Nowoczesne technologie montażowe i systemowe
Współczesne systemy odgromowe coraz częściej bazują na modułowych rozwiązaniach prefabrykowanych. To przekłada się na większą powtarzalność montażu oraz eliminację błędów wykonawczych. Dodatkowo, w projektach obiektów o podwyższonym poziomie ryzyka (magazyny chemiczne, szpitale, wieże telekomunikacyjne) coraz częściej wdraża się systemy detekcji wyładowań, zintegrowane z BMS i zdolne do przekierowania energii do uziomu poprzez sterowane elektronicznie przełączniki torów przewodzenia.
Budowa systemów odgromowych. Podsumowanie
W kontekście obowiązujących regulacji prawnych i standardów inżynierskich system odgromowy to integralna część infrastruktury bezpieczeństwa. Jej wykonanie wymaga znajomości rozwiązań technicznych, lecz także pełnej zgodności z normatywami, które regulują sposób doboru materiałów, geometrię prowadzenia przewodów, typologię zwodów oraz sposób uziemienia. Każdy komponent w tym układzie pełni ściśle określoną rolę, nie ma tu miejsca na prowizoryczne rozwiązania czy zamienniki bez certyfikacji CE. Prawidłowo zaprojektowany, wykonany i utrzymywany system piorunochronny zabezpiecza przed konsekwencjami oddziaływań atmosferycznych, ale i eliminuje ryzyko odpowiedzialności cywilnej inwestora bądź wykonawcy w przypadku wystąpienia zdarzenia losowego.
