Ochrana rodinných domů před bleskem za pomocí vysokonapěťových vodičů HVI

Často obtížně řešitelným problémem je obytné podkroví nejenom u dřevostaveb ale i zděných domů. A to z důvodu, že v této úrovni stavby dochází k největšímu přiblížení elektrické instalace a kovových součástí stavby k jímací soustavě. Hlavním problémem u těchto objektů je nedodržení dostatečné přeskokové vzdálenosti podle ČSN EN ČSN EN 62305-3 ed.2.

U zděného objektu bývá zásadním problémem plechová krytina a podkroví obložené sádrokartonem, kde jsou použity jako konstrukce kovové sádrokartonové profily. U dřevostaveb se obvykle setkáváme s plechovou střechou a také se sádrokartonovými profily. Problémem pro návrh jímací soustavy u dřevostaveb jsou kovové prvky střešní konstrukce. Ve všech těchto případech musí být dodržena dostatečná vzdálenost mezi svody a vnitřními kovovými konstrukcemi, či metalickými instalacemi. Nedodržením dostatečné vzdálenosti hrozí vznik požáru domu v důsledku průchodu bleskového proudu přes dřevěné konstrukce objektu.

Obr. 1. Sádrokartonové profily v podkroví RD

Obr. 2. Kovové prvky střešní konstrukce

Na začátku všeho je přání investora o výstavbu rodinného domu. Začínají úvahy nad tím, jak bude objekt vypadat a jaký bude použit materiál na výstavbu ve spolupráci s architektem. Zde bych rád upozornil, že se v dnešní době setkáváme s velice vydařenými architektonicky zpracovanými díly. Když si procházím nové výstavby, sleduji zpracování hromosvodu na těchto objektech.

A tak si říkám, zda není škoda, pěkný designově zpracovaný objekt narušit běžnou jímací soustavou a ještě k tomu za použití nekvalitních, vzhledově nehezkých komponentů. Vrcholem těchto instalací je nedodržení již zmíněné přeskokové vzdálenosti. Toto řešení stojí nemalé peníze a nezajištuje žádnou ochranu.

Po zpracování projektové dokumentace architektem přicházejí na řadu jednotlivá řemesla a pro nás v článku je nejdůležitější projektant elektro. V samotném začátku při zpracování projektu elektro je vypracování analýzy rizika podle ČSN EN 62 305 – 2 ed.2 pro zařazení objektu do hladiny LPS a LPL. LPS (Lightning Protection System, systém ochrany před bleskem); LPL (Lightning Protection Level, hladina ochrany před bleskem) Podle vyhlášky MMR o technických požadavcích na stavby č. 268/2009 Sb. v § 36 Ochrana před bleskem v platném znění by se měla provést pro každý rodinný dům, či obytný dům analýza rizika škod. Výsledkem tohoto výpočtu, který je v souladu s normou ČSN EN 62305-2 ed.2 Řízení rizika by mělo být stanovení, zda je nutný hromosvod. Když ano, tak na jaké technické úrovni (LPS I, II, III, IV). Hromosvod je v dnešním pojetí především protipožární ochrana budov a staveb. Tato argumentace je podrobně rozebrána ve společném stanovisku Odboru stavebního řádu Ministerstva pro místní rozvoj ČR a Odboru technické normalizace a ochrany spotřebitele Ministerstva průmyslu a obchodu ČR a Úřadu pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví o platnosti norem při navrhování, povolování a zřizování ochrany před bleskem na stavbách ze dne 8. 11. 2012, které vyšlo ve věstníku ÚNMZ č. 01/2013 o platnosti norem při navrhování, povolováni a zřizování ochrany před bleskem na stavbách. Riziko úrazu, či smrti osob nacházejících se v rodinném domě, které může být způsobeno úderem blesku, by mělo být součástí výpočtu analýzy rizika škod podle normy ČSN EN 62305-2 ed.2. Pro hromosvodní ochranu daného objektu je nutné určit místa, která představují zvýšené riziko a navrhnout nejvhodnější řešení. Projektant by měl na počátku výpočtu analýzy rizika správně určit veškerá možná rizika, která jsou dána přímým úderem blesku do stavby nebo do připojených inženýrských sítí, dále riziko požáru, rizika dotykových a krokových napětí apod.

Obr. 3. Instalace běžného hromosvodu na plechové střeše

Obr. 4. Jiskření bleskového proudu na plechové střeše

Po zpracování analýzy rizika a určení objektu do hladiny LPS a LPL vč. doplňujících ochranných opatření přichází na řadu návrh jímací soustavy. Pro návrh jímací soustavy se používá metoda mřížové soustavy, výpočet ochranného úhlů a výpočet valivé koule. Za pomoci některých z uvedených metod musí být jímací soustava navržena tak, aby byl celý objekt schovaný v ochranném prostoru jímací soustavy. Dále je třeba provést orientační výpočet dostatečných vzdáleností pro hromosvod, a zjistit, zda bude dodržena dostatečná vzdálenost mezi svody a vnitřními kovovými konstrukcemi, či metalickými instalacemi. Nedodržením dostatečné vzdálenosti hrozí vznik požáru domu v důsledku průchodu bleskového proudu přes dřevěné konstrukce objektu. Ve většině případů je velice pravděpodobné, že tento předpoklad není splněn a tudíž se musí nalézt jiné řešení, než jsou klasické komponenty pro hromosvod. Podle článku 5.3.2 normy ČSN EN 62305-3 ed.2 bude tedy proveden izolovaný hromosvod.

Obr. 5. Výpočet přeskokové vzdálenosti

Obr. 6. Návrh izolovaného hromosvodu

Projektant stanoví minimální počet jímačů tak, aby jejich ochranný prostor pokryl celou stavbu. Důležitým dalším krokem je provedení výpočtu dostatečných vzdáleností z důvodu kontroly izolační pevnosti vysokonapěťových vodičů, např. HVI light (dodržení s = 0,45 m) v bodě jeho napojení na jímač. Obzvlášť v tomto případě je vhodné se zaměřit zejména na detaily spojené s instalací vodičů HVI light. Pro simulaci ochranných prostorů jímací soustavy se nejčastěji využívá metoda valící se bleskové koule. Většinou u objektů v běžné bytové výstavbě je zařazení do hladin LPS III a IV, tedy poloměr 45 m pro hladinu LPS III a 60 m pro hladinu LPS IV. Detailně musí být zpracovány podklady pro montážní firmu právě v souvislosti s instalací vysokonapěťových vodičů. Zde platí zásada, že instalaci by měly provádět osoby, které jsou zaškoleny a mají praktické zkušenosti s tímto specifickým materiálem.

Obr. 7. Izolovaný hromosvod na rodinném domě (foto: Aleš Bubeníček)

Obr. 8. Skrytý svod uložený ve střešní konstrukci

Jedním z posledních kroků je realizace vnitřní ochrany před bleskem a přepětím podle normy ČSN EN 62305-4 ed.2. Samozřejmostí je osazení svodiče v rámci ekvipotencionálního vyrovnání, s tímto prvkem je počítáno v analýze rizika. Nejvhodnějším prvkem pro bytovou výstavbu a tedy pro objekty zařazené do hladin LPL III a IV je svodič bleskových proudů a přepětí DEHNshield. Dále musí být doplněna i koordinovaná ochrana do podružných rozváděčů, kde jsou doporučovány produkty z řady DEHNguard. Nesmí být opomenuta také aplikace svodičů přepětí před chráněná cílová zařízení, kde jsou vhodné typy DEHNrail a DEHNflex. V neposlední řadě by neměly být opomenuty také datové rozvody. Nejpoužívanějšími typy svodičů přepětí pro běžná datová vedení jsou produkty z řady BLITZDUCTOR, pro Ethernet produkty z řady DEHNpatch a pro koaxiální vedení výrobky z řady DEHNgate. Takto konstruovaná komplexní ochrana před bleskem zajišťuje nejvyšší možnou kvalitu ochrany spojenou s danou třídou ochrany před bleskem a plně respektuje požadavky normy ČSN EN 62305-4 ed.2.

Obr. 9. Kombinovaný svodič DEHNshield vhodný nejen pro RD

Provedení za pomocí vysokonapěťových vodičů HVI má nespornou výhodu v jednoduchosti samotného zpracování projektové dokumentace i instalace uvedeného systému. Nemluvě o estetické záležitosti, kdy je nutné si uvědomit, že díky vlastnostem vysokonapěťových vodičů lze provést instalaci povrchově, ale i skrytě. V takovém případě u skrytého svodu je na střeše objektu vidět pouze jímací tyč pro vodič HVI, který následně přechází jako skrytý svod do konstrukce střechy a poté pod fasádu objektu. Je tak vidět pouze jímací tyč a revizní dvířka se zkušební svorkou. Výhodou takového provedení je i estetická záležitost oproti běžné jímací soustavě, u které je vidět kompletní hromosvodní materiál na střeše i fasádě objetu po celou životnost stavby.

Obr. 10. Ukázka komplexní ochrany rodinného domu

Literatura:
[1] ČSN EN 62305-2 ed. 2:2013-02 Ochrana před bleskem – Část 2: Řízení rizika
[2] ČSN EN 62305-3 ed. 2:2012-01 Ochrana před bleskem – Část 3: Hmotné škody na stavbách a ohrožení života 
[3] ČSN EN 62305-4 ed. 2:2011-09 Ochrana před bleskem – Část 4: Elektrické a elektronické systémy uvnitř staveb
[4] Vyhláška MMR o technických požadavcích na stavby č. 268/2009 Sb. v §36 Ochrana před bleskem