Zjawisko wyładowań atmosferycznych od zarania dziejów stanowiło realne zagrożenie dla integralności konstrukcyjnej budynków i zdrowia ich użytkowników. Odpowiednio zaprojektowany i zamontowany system piorunochronny stanowi formę zabezpieczenia, lecz wręcz obowiązek inwestorski. Zignorowanie konieczności wykonania instalacji odgromowej może skutkować awarią urządzeń elektrycznych i pożarem konstrukcji dachu, ale również konsekwencjami prawnymi. W dalszej części tekstu zostanie przedstawiona zarówno funkcja ochronna, jaką pełni piorunochron, jak i jego budowa wraz z omówieniem zasad działania całego układu.
Do czego służy piorunochron umieszczony na budynku?
Piorunochron, określany również jako instalacja odgromowa zewnętrzna, pełni nadrzędną funkcję w zakresie zabezpieczenia budynku przed skutkami bezpośrednich wyładowań atmosferycznych – czyli przepływem prądu o ekstremalnym natężeniu. Głównym zadaniem tego układu jest przechwycenie impulsu elektrycznego jeszcze przed kontaktem z elementami konstrukcyjnymi obiektu i przekierowanie go możliwie najkrótszą drogą do ziemi,
W sensie technicznym piorunochron zabezpiecza konstrukcję, ale również pośrednio chroni życie ludzkie i zainstalowane w budynku systemy elektryczne, informatyczne czy teletechniczne. Piorunochron nie jest zatem luksusem czy dodatkiem, lecz obligatoryjnym środkiem ochrony przed zjawiskiem fizycznym o potencjale niszczycielskim, którego skutki mogą mieć konsekwencje wykraczające poza ramy samej konstrukcji budynku.
Piorunochron – budowa i elementy systemu
Kompletny system ochrony odgromowej zewnętrznej składa się z trzech podstawowych segmentów:
- Zwody – elementy przechwytujące, instalowane na najwyższych punktach dachu, masztach, kominach czy instalacjach wentylacyjnych.
- Przewody odprowadzające – wykonane z materiałów przewodzących o odpowiednim przekroju poprzecznym
- Uziom – element instalacji mający bezpośredni kontakt z gruntem.
Każdy z tych komponentów pełni ściśle określoną funkcję technologiczną i podlega rygorystycznym wymaganiom normatywnym zawartym w pakiecie norm PN-EN 62305-3:2012. Niedopuszczalne jest wykonanie instalacji z pominięciem tych wytycznych – zarówno z perspektywy ochrony przeciwporażeniowej, jak i odpowiedzialności cywilno-prawnej projektanta oraz wykonawcy.
Jak działa piorunochron – przebieg wyładowania
Zjawisko wyładowania atmosferycznego, zwane również piorunem liniowym, jest skutkiem nagromadzenia różnicy potencjałów elektrycznych pomiędzy chmurą burzową a powierzchnią ziemi. W momencie osiągnięcia granicznej wartości napięcia przebicia – rzędu kilkuset megawoltów – dochodzi do gwałtownego przeskoku ładunku, który wybiera drogę najmniejszego oporu. Właśnie w tym momencie rozpoczyna się rola instalacji odgromowej, której zadaniem jest przejęcie impulsu i bezpieczne jego rozproszenie.
Mechanizm działania systemu piorunochronnego przebiega w następujących etapach:
- Inicjacja wyładowania: chmura burzowa generuje strefę silnego pola elektrycznego, które indukuje przeciwny ładunek elektryczny w obiektach znajdujących się na powierzchni gruntu. Budynki bez instalacji odgromowej stają się miejscem preferencyjnym do inicjacji wyładowania, co skutkuje bezpośrednim trafieniem w elementy konstrukcyjne, często łatwopalne lub przewodzące.
- Przechwycenie ładunku przez zwód: zwód pionowy lub siatkowy – dzięki swojej wysokości i położeniu – wytwarza lokalne wzmocnienie pola elektrycznego, co powoduje inicjację tzw. streamera wstępującego. W efekcie następuje połączenie z kanałem wyładowania schodzącego, a prąd piorunowy zostaje przechwycony przez instalację.
- Odprowadzenie prądu do gruntu: natężenie prądu piorunowego może przekraczać 200 kA i trwać od kilkudziesięciu do kilkuset mikrosekund. W tym czasie ładunek przemieszcza się przez przewody odprowadzające do systemu uziomowego. Wymagana jest pełna ciągłość elektryczna toru oraz zachowanie odpowiedniego przekroju i sposobu prowadzenia przewodów.
- Rozproszenie energii w gruncie: końcowy etap polega na bezpiecznym rozproszeniu ładunku w ziemi. W zależności od typu uziomu (fundamentowy, otokowy, pionowy) i parametrów geotechnicznych gruntu, energia zostaje uziemiona, minimalizując zagrożenie dla obiektu, osób przebywających w jego wnętrzu oraz urządzeń niskonapięciowych.
Piorunochron jako nieodzowny element bezpieczeństwa – wskazówki dla inwestora
W realiach aktualnie obowiązującego prawa budowlanego, ochrona odgromowa stanowi integralny element systemu zabezpieczeń technicznych, obok instalacji przeciwpożarowej, wentylacji mechanicznej czy instalacji wyrównawczej. Zarówno w budownictwie mieszkaniowym, jak i w sektorze przemysłowym, montaż piorunochronu staje się wymogiem wynikającym z obowiązujących przepisów, ale i z racjonalnej oceny ryzyka inwestycyjnego. Warto zatem zainwestować w rzetelne wykonanie instalacji odgromowej i powierzyć jej realizację wykonawcom znającym realia branży oraz obowiązujące uwarunkowania normatywne.
