Instalacja odgromowa w hali przemysłowej. Przed czym naprawdę chroni budynek?

Współczesna hala przemysłowa jest wyposażona w automatykę, systemy przeciwpożarowe, centrale wentylacyjne, instalacje fotowoltaiczne, serwerownie oraz kosztowne linie produkcyjne. Dlatego największym zagrożeniem nie zawsze jest samo bezpośrednie uderzenie pioruna w budynek. Równie niebezpieczne mogą być przepięcia i prądy piorunowe, które prowadzą do uszkodzenia urządzeń, pożaru lub zatrzymania pracy zakładów produkcyjnych. 

Projekt instalacji odgromowej hali musi być zgodny z wymaganiami serii norm PN-EN 62305, podobnie jak samo wykonanie instalacji odgromowej hali. Ich zadaniem jest ograniczenie ryzyka uderzenia pioruna oraz ryzyka związanego z wyładowaniami atmosferycznymi poprzez bezpieczne przejęcie energii pioruna, odprowadzenie jej do ziemi oraz ochronę instalacji znajdujących się wewnątrz obiektu. Zasady te obowiązują niezależnie od tego, czy powstaje instalacja odgromowa hali stalowej, hali magazynowej, czy budynku o konstrukcji żelbetowej. 

Instalacja odgromowa, czyli piorunochron, chroni nie tylko dach 

Podstawowym zadaniem instalacji odgromowej jest przejęcie energii wyładowania atmosferycznego i bezpieczne odprowadzenie jej do gruntu. Odpowiednio zaprojektowany i wykonany system wpływa jednak na bezpieczeństwo obiektu znacznie szerzej niż tylko poprzez samo pokrycie dachowe. 

Ochroną objęte są przede wszystkim: 

• konstrukcja hali narażona na uszkodzenia mechaniczne i termiczne, 
• osoby przebywające wewnątrz i w pobliżu obiektu, 
• urządzenia elektryczne i elektroniczne, 
• instalacje technologiczne, 
• automatyka i systemy sterowania, 
• ciągłość pracy przedsiębiorstwa. 

W przypadku obiektów produkcyjnych i logistycznych nawet pozornie niewielka awaria może mieć poważne konsekwencje. Uszkodzenie falownika, sterownika linii produkcyjnej lub serwerowni może zatrzymać działalność zakładu na wiele godzin, a czasem nawet dni. 

Norma PN-EN 62305 wskazuje trzy główne rodzaje szkód powodowanych przez wyładowania atmosferyczne. Są to porażenie ludzi i zwierząt, fizyczne uszkodzenie obiektu, na przykład w wyniku pożaru lub wybuchu, oraz awarie urządzeń elektrycznych i elektronicznych wywołane impulsem elektromagnetycznym pioruna. 

Dlatego instalacja odgromowa nie powinna być traktowana wyłącznie jako zabezpieczenie dachu. Jej zadaniem jest ograniczenie ryzyka dla całego budynku i prowadzonej w nim działalności. 

Z czego składa się skuteczny system ochrony odgromowej? 

Kompletny system ochrony odgromowej, określany jako LPS, składa się z kilku współpracujących komponentów. Dopiero ich prawidłowe zaprojektowanie, dobór odpowiednich złączy i połączenie pozwalają bezpiecznie przejąć oraz odprowadzić energię wyładowania. 

Uziemienie 

Uziemienie jest fundamentem całego systemu. Jego zadaniem jest rozproszenie energii pioruna w gruncie.  

W zależności od projektu i warunków technicznych stosuje się między innymi: 

• uziomy fundamentowe, 
• uziomy otokowe, 
• uziomy pionowe, 
• rozwiązania mieszane. 

W nowych halach przemysłowych najlepsze efekty daje zazwyczaj wykonanie uziomu fundamentowego już podczas realizacji fundamentów. Pozwala to odpowiednio zaplanować przebieg instalacji, zapewnić trwałość połączeń i ograniczyć konieczność wykonywania dodatkowych prac na późniejszych etapach budowy. 

W fundamentach i posadzkach często prowadzi się również bednarkę stalową, która tworzy rozbudowaną sieć uziemiającą i może stanowić część systemu połączeń wyrównawczych. 

Zwody na dachu 

Zwody poziome umieszczone na dachu są elementami przechwytującymi bezpośrednie wyładowanie atmosferyczne. Mogą tworzyć siatkę przewodów lub inny układ dopasowany do geometrii budynku i wymaganego poziomu ochrony. 

Norma wyróżnia cztery poziomy ochrony odgromowej LPL. Dla każdego z nich określone są parametry, które wpływają między innymi na sposób rozmieszczenia zwodów i wielkość chronionej strefy. 

Nie oznacza to jednak, że na każdym dachu stosuje się identyczny układ. Rozwiązanie musi wynikać z projektu i być dostosowane do konkretnego obiektu. 

Przewody odprowadzające 

Przewody odprowadzające transportują prąd piorunowy z dachu do uziemienia. Ich odpowiednie rozmieszczenie ma kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa całej instalacji. 

W nowoczesnych halach nie zawsze instaluje się je w widoczny sposób po elewacji. Mogą zostać ukryte w elementach budynku lub zastąpione przez odpowiednio zaprojektowane części konstrukcji. 

Połączenia wyrównawcze i ochrona przeciwprzepięciowa 

Samo przejęcie pioruna i odprowadzenie jego energii do gruntu nie wystarcza do pełnej ochrony obiektu.  

Ważną częścią systemu są również połączenia wyrównawcze oraz urządzenia ograniczające przepięcia wewnątrz hali. Ich zadaniem jest ograniczenie różnic potencjałów i ochrona instalacji elektrycznych, automatyki oraz urządzeń elektronicznych. 

Te elementy mają szczególne znaczenie w nowoczesnych obiektach, w których działają wrażliwe systemy sterowania i kosztowne urządzenia technologiczne. 

Czy przewody odgromowe muszą szpecić elewację hali o konstrukcji stalowej? 

Widoczne przewody prowadzone po elewacji przez wiele lat były standardowym elementem instalacji odgromowej. Obecnie coraz częściej stosuje się rozwiązania, które pozwalają ukryć je w konstrukcji budynku. 

Przewody odprowadzające można prowadzić między innymi: 

• wewnątrz żelbetowych słupów, 
• w profilach konstrukcji stalowej, 
• wewnątrz elewacji warstwowej, 
• z wykorzystaniem elementów konstrukcyjnych jako naturalnych przewodów odprowadzających. 

Takie wykorzystanie konstrukcji, określane jako zwody naturalne, jest możliwe wyłącznie wtedy, gdy spełnia ona wymagania normowe i została odpowiednio uwzględniona w projekcie. 

Dzięki temu na elewacji często nie widać klasycznych przewodów odgromowych. Poprawia to estetykę budynku i jednocześnie ogranicza ryzyko przypadkowego uszkodzenia instalacji podczas użytkowania obiektu. 

Jak wykonuje się instalację odgromową na dachu hali? 

Sposób montażu zależy od rodzaju pokrycia dachowego, jego nośności oraz rozwiązań przewidzianych w projekcie. Instalację należy wykonywać zgodnie z wymaganiami technicznymi oraz instrukcjami producenta danego systemu. 

W nowych halach przemysłowych najczęściej stosuje się dachy pokryte membraną. W takim przypadku przewody odgromowe montuje się na specjalnych uchwytach dystansowych, rozmieszczonych w regularnych odstępach. 

Dla drutu o średnicy 8 mm odległość między uchwytami nie powinna przekraczać jednego metra. Na dachach płaskich stosuje się między innymi uchwyty klejone, które powinny zapewniać co najmniej 2 cm odstępu pomiędzy przewodem a powierzchnią dachu. 

Takie rozwiązanie pozwala wykonać instalację bez ingerencji w warstwę hydroizolacyjną. Ogranicza ryzyko powstania nieszczelności, przyspiesza montaż i pozwala zachować estetyczny wygląd dachu. 

Czy każde urządzenie na dachu wymaga osobnego zabezpieczenia? 

Na dachach hal przemysłowych znajduje się coraz więcej urządzeń. Są to między innymi świetliki, centrale wentylacyjne, klimatyzatory, instalacje fotowoltaiczne, kominy i elementy technologiczne. 

Nie oznacza to jednak, że każde z nich zawsze wymaga osobnego masztu odgromowego. 

Projektant analizuje między innymi: 

• wysokość urządzenia, 
• jego położenie na dachu, 
• wymagany poziom ochrony LPL, 
• strefę ochronną zapewnianą przez istniejące zwody. 

Jeżeli urządzenie znajduje się w wyznaczonej strefie ochronnej, dodatkowy maszt odgromowy zazwyczaj nie jest potrzebny, nawet gdy piorun uderza w pobliżu budynku. Jeżeli jednak wystaje poza tę strefę, należy zastosować odpowiednie środki ochrony, które będą skutecznie zabezpieczać urządzenie przed bezpośrednim wyładowaniem. 

Do wyznaczania chronionego obszaru wykorzystuje się między innymi metodę toczącej się kuli lub inne metody przewidziane dla danego poziomu ochrony.  

Najważniejsze jest więc nie samo zamontowanie masztów, lecz prawidłowe sprawdzenie, czy wszystkie elementy dachu rzeczywiście znajdują się w bezpiecznej strefie. 

Najwięcej błędów powstaje podczas montażu 

Nawet prawidłowo zaprojektowana instalacja nie będzie skuteczna, jeżeli zostanie niewłaściwie wykonana.  

Podczas montażu należy zwrócić szczególną uwagę na: 

• zachowanie ciągłości elektrycznej, 
• prawidłowe rozmieszczenie przewodów, 
• odpowiednią liczbę przewodów odprowadzających, 
• właściwe wykonanie uziomu, 
• zachowanie wymaganych odstępów izolacyjnych od innych instalacji, 
• zabezpieczenie elementów stalowych przed korozją, 
• prawidłowe wykonanie połączeń wyrównawczych. 

Problemy często nie są widoczne bezpośrednio po zakończeniu budowy, dlatego warto regularnie kontrolować stan wykonanych połączeń. Instalacja może pozornie wyglądać prawidłowo, ale niewłaściwie wykonane połączenie po kilku latach straci ciągłość i przestanie skutecznie przewodzić prąd piorunowy. 

Dlatego znaczenie ma nie tylko sam montaż, ale również regularna kontrola, okresowy przegląd instalacji i odpowiednie udokumentowanie wykonanych prac. 

Dlaczego ochrona przed korozją wpływa na trwałość instalacji? 

Elementy uziemienia i połączenia wykonywane w gruncie są stale narażone na wilgoć i oddziaływanie środowiska. Bez odpowiedniego zabezpieczenia mogą stopniowo korodować.  

Aby ograniczyć to ryzyko, należy stosować: 

• materiały, które mogą być bezpiecznie ze sobą łączone, np. elementy ze stali ocynkowanej, 
• odpowiednio dobrane elementy złączne, 
• powłoki antykorozyjne, 
• masy izolacyjne przeznaczone do instalacji uziemiających. 

Szczególne znaczenie ma kompatybilność zastosowanych materiałów. Nieprawidłowe połączenie różnych metali może przyspieszyć proces korozji i osłabić instalację. 

Po kilku latach niezabezpieczone połączenie może utracić ciągłość elektryczną. W takiej sytuacji system, który formalnie istnieje, w praktyce może nie spełnić swojej funkcji podczas wyładowania. 

Czy bednarkę stalową należy spawać do zbrojenia? 

Jeżeli projekt przewiduje wykorzystanie zbrojenia jako części uziomu fundamentowego, połączenia muszą zapewniać trwałą ciągłość elektryczną. 

W praktyce można stosować zarówno spawanie, jak i dedykowane połączenia skręcane ze zbrojeniem fundamentowym. Dopuszczalne są również inne trwałe rozwiązania zaakceptowane przez projektanta i zgodne z wymaganiami technicznymi. Nie ma więc jednej uniwersalnej odpowiedzi, która sprawdzi się na każdej budowie. 

Decyzja o spawaniu bednarki lub zastosowaniu połączeń skręcanych powinna wynikać z projektu instalacji odgromowej, a nie z przyzwyczajeń wykonawcy. Najważniejsze jest uzyskanie trwałego i udokumentowanego połączenia o odpowiedniej ciągłości elektrycznej. 

Źle wykonana instalacja może być równie niebezpieczna jak jej brak 

Sama obecność przewodów na dachu nie oznacza jeszcze, że hala jest skutecznie chroniona.  

Nieprawidłowo wykonana instalacja może doprowadzić do: 

• pożaru hali, 
• uszkodzenia konstrukcji stalowej, 
• awarii automatyki, 
• uszkodzenia serwerowni, 
• awarii falowników i instalacji fotowoltaicznej, 
• uszkodzenia urządzeń produkcyjnych, 
• zatrzymania produkcji, 
• kosztownych napraw. 

Dla przedsiębiorstwa największym wydatkiem nie zawsze jest naprawa samego urządzenia. Znacznie większe straty może spowodować przestój, opóźnienie dostaw lub brak możliwości realizacji zamówień. 

Koszt instalacji odgromowej należy rozpatrywać nie tylko jako element budowy, ale również jako zabezpieczenie ciągłości działania całego zakładu. 

Skuteczna instalacja odgromowa hali produkcyjnej zaczyna się już na etapie projektowania 

Dobrze zaprojektowana instalacja odgromowa nie ogranicza się do kilku przewodów rozmieszczonych na dachu. To kompletny system obejmujący zwody, przewody odprowadzające, uziemienie, połączenia wyrównawcze oraz ochronę przeciwprzepięciową. 

W hali przemysłowej jej zadaniem jest nie tylko bezpieczne przejęcie energii wyładowania atmosferycznego. Równie ważne jest ograniczenie ryzyka pożaru, uszkodzenia kosztownych urządzeń i przestojów produkcji. 

Współczesne rozwiązania pozwalają zapewnić wysoki poziom bezpieczeństwa bez pogarszania estetyki budynku. Warunkiem jest jednak prawidłowe uwzględnienie całego systemu już na etapie projektu oraz jego wykonanie zgodnie z wymaganiami serii norm PN-EN 62305. 

Jeśli planujesz budowę hali przemysłowej i chcesz mieć pewność, że wszystkie instalacje zostaną właściwie zaprojektowane już na etapie koncepcji, odezwij się do nas. Dobierzemy rozwiązania dopasowane do specyfiki Twojego obiektu i zadbamy o to, aby wszystkie elementy – od konstrukcji po instalację odgromową – tworzyły bezpieczną, funkcjonalną i zgodną z obowiązującymi normami całość.