Nový přístup k venkovní ochraně před bleskem podle ČSN EN 62305-3

 

Třetí část souboru nových norem ČSN EN 62305 má název Ochrana před bleskem – Část 3: Hmotné škody na stavbách a nebezpečí života. Obsahuje ucelený návod k projektování a instalaci vnější ochrany před bleskem – hromosvodní soustavy LPS (Lightning Protection System). Je zde podrobně popsán postup návrhu vnější ochrany před bleskem, včetně koordinace projektování jednotlivých systémů a částí budovy. Norma kromě již známých metod ochrany – mřížové soustavy a metody ochranného úhlu – popisuje i novou metodu valící se koule.

 

Metoda ochranného úhlu je doporučována pro jednoduché objekty nebo jednoduché části složitějších objektů a pro malé objekty, nepřesahující poloměr valící se koule, jenž odpovídá dané úrovni ochrany LPL (Lightning Protection Level, hladina ochrany před bleskem), do které byl objekt zařazen. Požadovanou úroveň ochrany lze vypočítat vyhodnocením rizik v programu LPSDesigner – Rizika (http://www.lpsdesigner.cz).

 

Mřížová soustava je přednostně určena pro ochranu rovinných ploch.

 

Metoda valící se koule je univerzální technika vhodná především pro složitější, členité objekty a komplexy více budov. Vychází ze zjednodušeného elektromechanického modelu vývoje dráhy blesku, podle kterého se od čela blesku může rozvinout dráha blesku tak, že čelo se posune do míst tvořících kulovou plochu se středem v čele blesku. Dotkne-li se tato kulová plocha, opsaná z místa v nechráněném volném prostoru, povrchu objektu, může blesk přímo uhodit do objektu v místě doteku. Nechá-li se tato pomyslná koule odvalovat po objektu a jeho okolí, lze zjistit, která místa jsou potenciálně ohrožena, a musí být proto před bleskem chráněna. Poloměr koule závisí na vrcholové hodnotě bleskového proudu v daném blesku podle vzorce:

 

R = 10I^0,65 (m; kA)

 

Poloměry valících se koulí podle normy ČSN EN 62305-3 pro jednotlivé úrovně ochrany před bleskem jsou uvedeny v tab. 1.

 

Na obr. 1 je objekt složitého tvaru vhodný pro ochranu metodou valící se koule. Tato metoda odhalí ohrožené plochy a části budovy a naopak části budovy chráněné polohou. Na ohrožených plochách je třeba vytvořit hromosvodní ochranu instalací jímačů tak, aby se valící koule dotýkala pouze země a vnější ochrany, ale ne chráněného povrchu budovy.

 

Chráněný prostor vytvořený LPS (vnější hromosvodní ochrany) je prostor, kam se valící se koule daného poloměru nemůže dostat – kam nemůže proniknout, protože narazí na zem a hromosvodní soustavu, popř. na dvě části budovy, apod.

 

Metoda valící se koule je vhodná i pro ověření funkce izolovaného – oddáleného hromosvodu, např. i izolovaného jímače s vodičem HVI.

 

Například dva horizontální rovnoběžné jímače umístěné nad horizontální rovinou ve vzájemné vzdálenosti d umožňují penetraci koule o poloměru R do hloubky p pod rovinu jímačů:

 

p = R – (R² – (d/2)²)^1/2

 

Pro vzdálenost jímačů 10 m a poloměr koule 30 m (LVL II) je hodnota penetrace p = 0,42 m.

 

Dalším příkladem jsou tyčové jímače o výšce h umístěné od sebe v pravidelných vzdálenostech d1. Penetrace p pro kouli o poloměru R je dána vzorcem (obr. 2):

 

p = R – (R² – d₁²/2)^1/2

 

Pro tyče s roztečí 10 m a poloměr koule 30 m (LVL II) je penetrace p = 0,85 m.

 

V normě jsou k popisu příkladů zvoleny 2D výkresy, půdorysy, bokorysy a různé další stranové pohledy. U složitějších struktur však použití 2D zobrazení nedává vždy správný výsledek. Pro vypracování návrhu nových i pro kontrolu a doplnění již existujících LPS se proto používá program modelující metodu valící se koule v 3D prostoru. Vlastní objekt se importuje z programu CAD nebo je namodelován s využitím knihovny vzorových objektů přímo v tomto programu. Program na objektu označí místa kontaktu koule o poloměru R s objektem. Poloměr koule je určen podle tabulky 1 normy ČSN EN 62305-3 a podle zařazení objektu do úrovně ochrany před bleskem. Výstup takto označeného objektu z programu LPSDesigner je na obr. 2.

 

Metoda valící se koule je nový účinný nástroj projektantů hromosvodních soustav (LPS). Umožňuje efektivní kontrolu úplnosti vnější ochrany před bleskem i u těch nejsložitějších objektů a soustav objektů v městské zástavbě. Na internetové adrese www.lpsdesigner.cz lze získat podrobnosti i popis možností, jak tuto metodu využít při realizaci vnější ochrany před bleskem ke zlevnění stavby.