Frecvența loviturilor directe de trăsnet (ND)
Estimează câte trăsnete cad în medie pe an pe o clădire, pornind de la dimensiunile ei, de la zilele cu oraje din zonă și de la amplasare. Este primul pas dintr-o evaluare de risc — nu decizia finală privind paratrăsnetul.
Pagină în dezvoltare — funcționalitățile se pot schimba sau pot avea erori.
Cei trei termeni din Anexa 6.1
ND se obține înmulțind densitatea de trăsnete la sol cu suprafața pe care clădirea „atrage” descărcările și cu un factor de amplasare.
Ng — densitatea de trăsnete la sol
Câte trăsnete cad anual pe un kilometru pătrat de teren. Dacă nu există o hartă Ng, pentru zone temperate se estimează din Td, numărul de zile cu oraje pe an (din hărțile keraunice, Anexa 6.11).
Ng = 0,1 × Td [trăsnete/km²·an]
Ad — aria suprafeței echivalente de expunere
Suprafața virtuală din jurul clădirii pe care un trăsnet ar lovi structura. Crește puternic cu înălțimea H: o clădire înaltă „atrage” descărcările de pe o zonă mult mai mare. L, W și H se introduc în metri.
Ad = L×W + 6×H×(L+W) + 9×π×H² [m²]
ND — numărul mediu anual de trăsnete pe structură
Produsul dintre densitate, arie și factorul de amplasare Cd, scalat cu 10⁻⁶ (fiindcă Ng e pe km², iar Ad pe m²). Rezultatul e o frecvență: de obicei un număr foarte mic, ex. 2,4·10⁻⁴ trăsnete pe an.
ND = Ng × Ad × Cd × 10⁻⁶ [trăsnete/an]
Cd — factorul de amplasare
Ține cont de ce există în jur (tabelul A6.1.2): obiect înconjurat de clădiri/copaci mai înalți 0,25; de aceeași înălțime sau mai mici 0,5; obiect izolat 1; obiect izolat pe vârf de colină sau de munte 2. Un obiect izolat și înalt e mult mai expus.
Calculează ND pentru clădirea ta
Introdu dimensiunile, sursa densității de trăsnete și amplasarea. Rezultatele se actualizează automat.
Dimensiunile clădirii
Densitatea de trăsnete
Anexa 6.11 e o planșă desenată cu izolinii, împărțită în opt zone pe legendă; normativul nu are un tabel județ → Td, deci zona se citește de pe hartă. Ca reper de orientare: creasta Carpaților cade în zonele 1–2, Câmpia Română și zona Bucureștiului în 5–6, iar sud-estul Dobrogei și litoralul în 7–8. Calculul folosește mijlocul intervalului ales.
Amplasarea clădirii
Rezultate
Frecvență moderată: ordin de mărime de o lovitură la câteva sute de ani. Merită continuată evaluarea riscului, mai ales dacă în clădire sunt persoane sau echipamente sensibile.
ND nu este decizia de protecție
ND e doar frecvența loviturilor directe. Dacă e necesar paratrăsnet și ce nivel de protecție (NPT I–IV) se stabilesc prin evaluarea riscului R — suma componentelor de risc — comparat cu riscul tolerabil RT, conform I7-2011 Anexa 6.2 și 6.3. Acest calculator nu înlocuiește acea evaluare.
Formulele sunt cele din I7-2011 Anexa 6.1: Ng = 0,1 × Td (A6.1.1), Ad = L×W + 6×H×(L+W) + 9×π×H² pentru o structură izolată pe teren plat (A6.1.2) și ND = Ng × Ad × Cd × 10⁻⁶ (A6.1.4). Pentru structuri cu formă complexă, aria Ad se determină grafic, nu cu formula simplă.
Este necesară protecția? R1 vs RT
Riscul de pierdere de vieți omenești (R1) din loviturile DIRECTE pe structură, comparat cu riscul tolerabil RT = 10⁻⁵ (I7 Anexa 6.2/6.3)
Ridicat: materiale combustibile / >800 MJ/m². Mediu: 400–800 MJ/m². Scăzut: <400 MJ/m² sau combustibil ocazional.
Fără = structură neprotejată. Alege un nivel ca să vezi cum scade riscul RB.
R1 ≤ RT — protecție nenecesară (pe componentele directe)
Contribuția directă a structurii la R1 e sub pragul tolerabil. Vezi mai jos limitele evaluării.
Ce acoperă (și ce nu) această evaluare
Se calculează doar componentele din loviturile DIRECTE pe structură (RA + RB). Riscul R1 complet din Anexa 6 mai adună componentele din loviturile pe/lângă liniile racordate (RU/RV/RW/RZ), care depind de datele liniei electrice și se evaluează de proiectantul de paratrăsnet. La o clădire rezidențială obișnuită, fără risc de explozie, pierderea Lo nu e definită în Tabelul A6.3.1, deci RC/RM/RW/RZ ies zero și RA + RB acoperă R1. La spitale însă Lo = 10⁻³, deci rezultatul de aici e o subestimare — acolo evaluarea completă e obligatorie. Aproape de prag, cere oricum o evaluare completă.
Valorile factorilor (PA, PB, ra, rp, rf, hz, Lf, Lt) sunt extrase verbatim din I7-2011, Anexele 6.2 și 6.3 (metodologia SR EN 62305-2), iar riscul acceptabil RT = 10⁻⁵ pentru pierderi de vieți omenești e cel din Tabelul 6.10. Rezultatul e orientativ și nu înlocuiește proiectul de protecție împotriva trăsnetului.
Distanța de separare s
Cât de departe trebuie să stea paratrăsnetul de părțile metalice ale clădirii — și ce faci când nu ai atâta loc.
Curentul de trăsnet care coboară pe o tijă ridică potențialul conductorului de coborâre la sute de kilovolți față de restul casei. Dacă o țeavă, un jgheab, structura panourilor sau cablul invertorului trec prea aproape, scânteia sare din coborâre direct în instalație — asta e conturnarea. Izolația electrică e asigurată dacă distanța reală d dintre părți e mai mare decât distanța de separare s.
s = ki × kc × l / km [m]
Se măsoară de-a lungul dispozitivului de captare sau al coborârii, din punctul analizat până la cel mai apropiat punct al legăturii de echipotențializare.
Tabelul A6.8.4 dă intervale pentru dispunerea tip B: 0,5…1 la două coborâri, 0,25…0,5 la patru și peste. Calculatorul ia întotdeauna capătul acoperitor; valoarea exactă o stabilește proiectantul de paratrăsnet, din geometria clădirii.
Distanța e suficientă
d este mai mare decât s, deci izolația e asigurată prin material. Aici nu se face legătură între paratrăsnet și partea metalică — și e chiar de preferat să nu o faci, ca să nu conduci curentul de trăsnet spre instalația clădirii.
Excepția care scutește tot calculul
„În structuri din beton armat cu armătura metalică interconectate, cu continuitate metalică sau electrică, nu este necesară o distanță de separare” (Anexa 6.8). Continuitatea nu se presupune, se măsoară: rezistența dintre partea cea mai de sus și nivelul solului nu trebuie să depășească 0,2 Ω.
1.Iei cei trei factori din tabelele Anexei 6.8
formulă:ki = f(SPT) [A6.8.1] · kc = f(n, A/B) [A6.8.4] · km [A6.8.3]
cu numerele tale:ki = 0,04 · kc = 0,50 · km = 1,0
rezultă: ki = 0,04, kc = 0,50, km = 1,0
ki după clasa SPT (A6.8.1), kc după numărul de coborâri și dispunerea prizei (A6.8.4, capătul acoperitor al intervalului), km după materialul dintre părți (A6.8.3).
2.Calculezi distanța de separare
formulă:s = ki × kc × l / km
cu numerele tale:s = 0,04 × 0,50 × 12,00 / 1,0
rezultă: s = 0,24 m
3.Compari cu distanța reală dintre părți
formulă:d > s
cu numerele tale:0,50 m > 0,24 m
rezultă: Distanța e suficientă
Se compară doar cele două distanțe: dacă d > s, izolația e asigurată de materialul dintre părți și nu se leagă nimic; dacă d ≤ s, se face legătura de echipotențializare.
Formula s = ki × kc × l / km și cei trei factori sunt din I7-2011, Anexa 6.8 (tabelele A6.8.1, A6.8.3 și A6.8.4). Calculatorul dă cazul acoperitor; proiectul instalației de paratrăsnet rămâne al proiectantului de specialitate.
Metoda sferei fictive
Cât coboară sfera între două captatoare — verificarea de care depinde dacă panourile chiar sunt protejate.
Sfera fictivă se rostogolește peste clădire în toate direcțiile; unde atinge, acolo poate cădea trăsnetul. Între două captatoare vecine sfera coboară sub linia lor cu adâncimea de penetrare p. Tot ce iese deasupra acestui punct — un modul fotovoltaic, un coș, o antenă — nu mai e în volumul protejat, chiar dacă „stă între tije”.
p = r − √(r² − (d/2)²) [m]
Distanța dintre cele două tije sau conductoare de captare între care stau modulele.
Zero înseamnă că modulul e chiar la nivelul vârfurilor, deci sigur expus.
Obiectul rămâne în volumul protejat
Vârful obiectului stă sub punctul cel mai de jos al sferei, deci sfera nu îl atinge. Verifică separat și distanța de separare: „protejat” nu înseamnă că are voie să atingă coborârea.
1.Raza sferei, după clasa instalației
formulă:r = f(IPT) [Tab. 6.15]
cu numerele tale:r = 45 m
rezultă: r = 45 m, Ochiul rețelei de captare 15 × 15 m
2.Cât coboară sfera între cele două captatoare
formulă:p = r − √(r² − (d/2)²)
cu numerele tale:p = 45 − √(45² − 5,00²) = 45 − 44,72
rezultă: p = 0,28 m
3.Verifici dacă obiectul rămâne sub punctul cel mai de jos al sferei
formulă:Δh ≥ p
cu numerele tale:0,50 m ≥ 0,28 m
rezultă: Obiectul rămâne în volumul protejat
Δh este cât mai jos stă vârful obiectului față de vârful captatoarelor — valoarea introdusă în formular. Dacă Δh ≥ p, vârful rămâne sub punctul cel mai de jos al sferei.
Razele sferei fictive (20 / 30 / 45 / 60 m) și ochiurile rețelei de captare (5 / 10 / 15 / 20 m) sunt cele din Tabelul 6.15 al I7-2011, iar adâncimea de penetrare rezultă geometric din metoda sferei fictive (art. 6.2.3.7.2). Materialul cursului de instalatori fotovoltaici dă exact aceleași adâncimi, dar trece clasa III la 40 m; în normativ raza clasei III e 45 m — și cifrele din tabelul lor se potrivesc cu 45, nu cu 40.
Panouri pe un acoperiș cu paratrăsnet
Cinci reguli care se aplică în ordinea asta, nu în ordinea în care apar problemele pe șantier.
Sistemul fotovoltaic urcă exact acolo unde stă și instalația de paratrăsnet: pe suprafața cea mai expusă a casei. Cursul autorizat de instalator fotovoltaice o spune direct — când generatorul iese din zona de protecție a clădirii e nevoie de o instalație de protecție împotriva trăsnetului, iar sistemul poate fi avariat chiar și fără o lovitură directă.
Ține tot generatorul în volumul protejat
La o casă cu paratrăsnet — fir pe coamă și coborâri pe fiecare parte — centrala fotovoltaică poate fi acoperită complet de instalația existentă, dar numai dacă toate părțile generatorului sunt în zona de protecție. Se verifică cu sfera fictivă, nu din ochi.
Calculează distanța de separare, nu o presupune
Între panouri, structură și elementele paratrăsnetului se păstrează distanța s. În practică, la sistemele mici de pe case, o distanță de cel puțin 0,5 m s-a dovedit suficientă — dar numărul care contează e s-ul calculat, care crește cu lungimea traseului și cu clasa aleasă.
Dacă nu ai distanța, fă legătura în mod conștient
Când distanța minimă nu poate fi asigurată, generatorul fotovoltaic și sistemul de protecție se conectează, tocmai ca să limiteze consecințele conturnării. Legătura se face în cupru de minimum 16 mm² — secțiunea sub care conductorul se topește la energia specifică a trăsnetului; în aluminiu îi corespund 25 mm², iar în oțel 50 mm² (aceleași valori din Tabelul 6.20, nota 9). Cel mai bine, legătura merge de la rama de montaj la echipotențializarea casei.
Bucle de cablu cât mai mici
„Pentru a se reduce la minim tensiunile induse din cauza trăsnetului suprafața tuturor buclelor de cabluri trebuie să fie cât mai mică posibil.” Plusul și minusul unui lanț se trag împreună, nu pe drumuri diferite. În aceeași logică, conductoarele de echipotențializare se pun în paralel și în contact cât mai strâns cu cablurile de c.c. și c.a. (art. 7.11.25).
SPD, nu doar legături
La o clădire cu instalație exterioară de paratrăsnet, protecția începe cu SPD tip 1 — descărcător pentru curentul de trăsnet — continuat cu tip 2 în tablou. Legăturile duc curentul, dar nu limitează supratensiunea care ajunge în invertor și în restul instalației.
Priza de pământ: separată sau unită, dar nu la întâmplare
Rezistența de dispersie a prizei de pământ numai pentru instalația de protecție împotriva trăsnetului trebuie să fie de cel mult 10 Ω. Priza paratrăsnetului și legarea la pământ a sistemului fotovoltaic se tratează separat; când separarea nu e posibilă, se unesc — dar atunci ai o singură priză și se aplică cerința cea mai severă. La măsurare, cursul recomandă o marjă: înmulțește valoarea citită cu circa 1,3, fiindcă vara, pe uscat, rezistența crește.
Paratrăsnetele cu amorsare (PDA) se uzează
Instalațiile cu dispozitiv de amorsare au capitol propriu în normativ (cap. 6.3): raza de protecție se calculează din avansul de amorsare declarat de producător, nu prin sfera fictivă. Ce nu se vede de jos: după un număr de descărcări — de la câteva până la câteva zeci, după model — dispozitivul își pierde parametrii. Fără contor de descărcări nu ai de unde ști că a ajuns acolo, așa că nu e un accesoriu opțional.
Două lucruri care se confundă pe partea de tensiune continuă
Legarea structurii metalice la paratrăsnet e o măsură împotriva trăsnetului, nu o protecție împotriva atingerii indirecte: pe zona de tensiune continuă „măsurile tehnice de protecție prin utilizarea amplasamentelor neconductoare și legăturilor de echipotențializare locală nu sunt permise” (art. 7.11.10). Și una pentru siguranța ta, la intervenții: echipamentul PV de pe partea de c.c. trebuie considerat sub tensiune chiar și atunci când sistemul e deconectat pe partea de tensiune alternativă (art. 7.11.4).
De la ND la decizia de paratrăsnet
Frecvența loviturilor e doar o intrare. Decizia se ia prin evaluarea riscului conform Anexei 6.2 și 6.3 din I7-2011.
Identifică evenimentele periculoase
Pe lângă lovitura directă pe structură (ND), riscul ține cont și de loviturile lângă structură, pe serviciile racordate (linii electrice, telecom) și lângă acestea. Fiecare contribuie la componentele de risc.
Calculează riscul R și compară-l cu RT
Riscul total R se obține însumând componentele de risc relevante (pierderi de vieți omenești, servicii publice, patrimoniu etc.) și se compară cu riscul tolerabil RT. Dacă R depășește RT, sunt necesare măsuri de protecție.
Alege nivelul de protecție NPT
Dacă protecția e necesară, se stabilește nivelul de protecție împotriva trăsnetului (NPT I–IV) și măsurile aferente (SPT exterior, legături echipotențiale, SPD-uri). Eficiența SPD-urilor depinde de NPT pentru care au fost proiectate.
Evaluarea completă a riscului (Anexa 6.2 și 6.3) și alegerea NPT se fac de proiectantul instalației de protecție împotriva trăsnetului. Acest instrument acoperă doar calculul ND din Anexa 6.1.
Exersează evaluarea
Trei niveluri, pe formulele din Anexa 6.
Alege varianta corectă
Decizii de proiectare, fără calcul.
Ce spune de fapt ND
O casă din mediu rural iese la evaluare cu ND = 4,5·10⁻³ pe an.
Pasul 1: Ce înseamnă valoarea asta?
Factorul de amplasare Cd
Aceeași casă, dar mutată pe vârful unui deal, fără nimic în jurul ei.
Pasul 1: Ce Cd folosești?
Panouri montate între două tije
Câmp de module pe acoperiș, între două tije de captare, instalație clasa III.
Pasul 1: Ce verifici înainte să spui că panourile sunt protejate?
Când nu ai loc pentru distanța de separare
Structura panourilor trece la 20 cm de conductorul de coborâre, iar s-ul calculat este 0,45 m.
Pasul 1: Ce faci?
Calculează pas cu pas
Ai indicii dacă te blochezi.
ND pentru o casă obișnuită
Casă de 12 × 10 m, înălțime 8 m, zonă cu 30 de zile cu oraje pe an, înconjurată de construcții de aceeași înălțime (Cd = 0,5).
Pasul 1: Cât este densitatea de trăsnete la sol Ng?
Distanța de separare la o casă cu patru coborâri
Instalație clasa II, patru conductoare de coborâre, priză de pământ în buclă (dispunere tip B), traseu de 12 m până la echipotențializare, între părți e aer.
Pasul 1: Ce valoare kc iei în calcul?
Cât coboară sfera între tije
Două tije de captare, la 12 m una de alta, cu module montate între ele.
Pasul 1: Adâncimea de penetrare la clasa III (r = 45 m)?
Rezolvă singur
Un singur răspuns final.
ND pentru o clădire izolată
Hală de 20 × 15 m, înălțime 10 m, zonă cu 40 de zile cu oraje pe an, obiect izolat (Cd = 1). Cât este ND, exprimat în miimi (×10⁻³)?
Separare la clasa I, prin beton
Instalație clasa I, două conductoare de coborâre, priză de pământ tip A, traseu de 15 m, iar între părți este beton. Cât este distanța de separare s?
Adâncimea de penetrare la clasa I
Instalație clasa I (r = 20 m), captatoare la 16 m unul de altul. Cât coboară sfera sub linia lor?
De unde vin cifrele
I7-2011 (Anexa 6 și cap. 7.11) plus cursul autorizat de instalator sisteme fotovoltaice
Formulele ND (Anexa 6.1), tabelele de risc (Anexele 6.2 și 6.3), distanța de separare (Anexa 6.8), razele sferei fictive (Tabelul 6.15), secțiunile minime (Tabelul 6.20) și articolele din cap. 7.11 sunt luate din textul normativului. Cele opt zone keraunice sunt intervalele de pe legenda planșei din Anexa 6.11. Regulile de coexistență cu sistemul fotovoltaic — distanța practică de 0,5 m și legătura de 16 mm² cupru — provin din materialul cursului de specializare „Instalator sisteme fotovoltaice solare”, verificate față de normativ acolo unde normativul spune ceva pe subiect.
Discuții
Comentariile sunt moderate înainte de publicare. Emailul nu este afișat public.