Frequenza dei fulmini diretti (ND)
Stima quanti fulmini colpiscono in media all’anno un edificio, partendo dalle sue dimensioni, dai giorni temporaleschi della zona e dall’ubicazione. È il primo passo di una valutazione del rischio — non la decisione finale sul parafulmine.
Pagina in sviluppo — le funzionalità possono cambiare o presentare errori.
I tre termini dell’Anexa 6.1
ND si ottiene moltiplicando la densità di fulminazione al suolo per la superficie su cui l’edificio „attira” le scariche e per un fattore di ubicazione.
Ng — densità di fulminazione al suolo
Quanti fulmini cadono ogni anno su un chilometro quadrato di terreno. Se non esiste una mappa Ng, per le zone temperate si stima da Td, il numero di giorni temporaleschi all’anno (dalle mappe ceraunografiche, Anexa 6.11).
Ng = 0,1 × Td [trăsnete/km²·an]
Ad — area della superficie di esposizione equivalente
La superficie virtuale attorno all’edificio su cui un fulmine colpirebbe la struttura. Cresce fortemente con l’altezza H: un edificio alto „attira” le scariche da un’area molto più ampia. L, W e H si inseriscono in metri.
Ad = L×W + 6×H×(L+W) + 9×π×H² [m²]
ND — numero medio annuo di fulmini sulla struttura
Il prodotto tra densità, area e fattore di ubicazione Cd, scalato di 10⁻⁶ (poiché Ng è per km², mentre Ad per m²). Il risultato è una frequenza: di solito un numero molto piccolo, es. 2,4·10⁻⁴ fulmini all’anno.
ND = Ng × Ad × Cd × 10⁻⁶ [trăsnete/an]
Cd — fattore di ubicazione
Tiene conto di ciò che si trova attorno (tabella A6.1.2): oggetto circondato da edifici/alberi più alti 0,25; della stessa altezza o più bassi 0,5; oggetto isolato 1; oggetto isolato sulla cima di una collina o di una montagna 2. Un oggetto isolato e alto è molto più esposto.
Calcola ND per il tuo edificio
Inserisci le dimensioni, la fonte della densità di fulminazione e l’ubicazione. I risultati si aggiornano automaticamente.
Dimensioni dell’edificio
Densità di fulminazione
Anexa 6.11 è una tavola disegnata con isolinee, divisa in otto zone secondo la legenda; la norma non ha una tabella provincia → Td, quindi la zona si legge sulla mappa. Come riferimento orientativo: la cresta dei Carpazi ricade nelle zone 1–2, la Pianura Romena e l’area di Bucarest nelle 5–6, mentre il sud-est della Dobrugia e il litorale nelle 7–8. Il calcolo usa il valore centrale dell’intervallo scelto.
Ubicazione dell’edificio
Risultati
Frequenza moderata: ordine di grandezza di un colpo ogni qualche centinaio di anni. Vale la pena proseguire la valutazione del rischio, soprattutto se nell’edificio ci sono persone o apparecchiature sensibili.
ND non è la decisione di protezione
ND è solo la frequenza dei fulmini diretti. Se è necessario il parafulmine e quale livello di protezione (NPT I–IV) si stabiliscono tramite la valutazione del rischio R — la somma delle componenti di rischio — confrontato con il rischio tollerabile RT, secondo I7-2011 Anexa 6.2 e 6.3. Questo calcolatore non sostituisce tale valutazione.
Le formule sono quelle di I7-2011 Anexa 6.1: Ng = 0,1 × Td (A6.1.1), Ad = L×W + 6×H×(L+W) + 9×π×H² per una struttura isolata su terreno pianeggiante (A6.1.2) e ND = Ng × Ad × Cd × 10⁻⁶ (A6.1.4). Per strutture di forma complessa, l’area Ad si determina graficamente, non con la formula semplice.
La protezione è necessaria? R1 vs RT
Rischio di perdita di vite umane (R1) da fulminazioni DIRETTE sulla struttura, confrontato con il rischio tollerabile RT = 10⁻⁵ (I7 Allegato 6.2/6.3)
Alto: materiali combustibili / >800 MJ/m². Medio: 400–800 MJ/m². Basso: <400 MJ/m² o combustibili occasionali.
Nessuno = struttura non protetta. Scegli un livello per vedere come cala il rischio RB.
R1 ≤ RT — protezione non necessaria (per le componenti dirette)
Il contributo diretto della struttura a R1 è sotto la soglia tollerabile. Vedi sotto i limiti della valutazione.
Cosa copre (e cosa no) questa valutazione
Si calcolano solo le componenti dei fulmini DIRETTI sulla struttura (RA + RB). Il rischio R1 completo dell’Anexa 6 somma anche le componenti dei fulmini sulle linee entranti o in prossimità di esse (RU/RV/RW/RZ), che dipendono dai dati della linea elettrica e sono valutate dal progettista della protezione contro i fulmini. In un edificio residenziale ordinario, senza rischio di esplosione, la perdita Lo non è definita nel Tabelul A6.3.1, quindi RC/RM/RW/RZ risultano nulle e RA + RB coprono R1. Negli ospedali invece Lo = 10⁻³, quindi il risultato di qui è una sottostima — lì la valutazione completa è obbligatoria. Vicino alla soglia, chiedi comunque una valutazione completa.
I valori dei fattori (PA, PB, ra, rp, rf, hz, Lf, Lt) sono estratti alla lettera da I7-2011, Anexa 6.2 e Anexa 6.3 (metodologia SR EN 62305-2), mentre il rischio tollerabile RT = 10⁻⁵ per la perdita di vite umane è quello del Tabelul 6.10. Il risultato è orientativo e non sostituisce il progetto di protezione contro i fulmini.
La distanza di sicurezza s
Quanto lontano deve stare il parafulmine dalle parti metalliche dell’edificio — e cosa fai quando non hai tutto questo spazio.
La corrente di fulmine che scende lungo un’asta porta il potenziale del conduttore di calata a centinaia di kilovolt rispetto al resto della casa. Se un tubo, una grondaia, la struttura dei moduli o il cavo dell’inverter passano troppo vicino, la scintilla salta dalla calata direttamente nell’impianto — questa è la scarica pericolosa. L’isolamento elettrico è garantito se la distanza reale d tra le parti è maggiore della distanza di sicurezza s.
s = ki × kc × l / km [m]
Si misura lungo l’organo di captazione o la calata, dal punto analizzato fino al punto più vicino del collegamento equipotenziale.
Tabelul A6.8.4 dà intervalli per la disposizione di tipo B: 0,5…1 con due calate, 0,25…0,5 con quattro e oltre. Il calcolatore prende sempre l’estremo cautelativo; il valore esatto lo stabilisce il progettista del parafulmine, dalla geometria dell’edificio.
La distanza è sufficiente
d è maggiore di s, quindi l’isolamento è garantito dal materiale. Qui non si fa alcun collegamento tra il parafulmine e la parte metallica — anzi, è preferibile non farlo, per non portare la corrente di fulmine verso l’impianto dell’edificio.
L’eccezione che risparmia tutto il calcolo
«Nelle strutture in calcestruzzo armato con le armature metalliche interconnesse, con continuità metallica o elettrica, non è necessaria una distanza di sicurezza» (Anexa 6.8). La continuità non si presume, si misura: la resistenza tra la parte più alta e il livello del suolo non deve superare 0,2 Ω.
1.Prendi i tre fattori dalle tabelle dell’Anexa 6.8
formula:ki = f(SPT) [A6.8.1] · kc = f(n, A/B) [A6.8.4] · km [A6.8.3]
con i tuoi numeri:ki = 0,04 · kc = 0,50 · km = 1,0
risulta: ki = 0,04, kc = 0,50, km = 1,0
ki secondo la classe dell’LPS (A6.8.1), kc secondo il numero di calate e la disposizione del dispersore (A6.8.4, l’estremo cautelativo dell’intervallo), km secondo il materiale interposto tra le parti (A6.8.3).
2.Calcoli la distanza di sicurezza
formula:s = ki × kc × l / km
con i tuoi numeri:s = 0,04 × 0,50 × 12,00 / 1,0
risulta: s = 0,24 m
3.Confronti con la distanza reale tra le parti
formula:d > s
con i tuoi numeri:0,50 m > 0,24 m
risulta: La distanza è sufficiente
Si confrontano solo le due distanze: se d > s, l’isolamento è garantito dal materiale interposto tra le parti e non si collega nulla; se d ≤ s, si esegue il collegamento equipotenziale.
La formula s = ki × kc × l / km e i tre fattori vengono dalla I7-2011, Anexa 6.8 (tabelele A6.8.1, A6.8.3 e A6.8.4). Il calcolatore dà il caso cautelativo; il progetto dell’impianto di protezione contro i fulmini resta del progettista di specialità.
Il metodo della sfera rotolante
Di quanto scende la sfera tra due captatori — la verifica da cui dipende se i moduli sono davvero protetti.
La sfera rotolante rotola sull’edificio in tutte le direzioni; dove tocca, lì può cadere il fulmine. Tra due captatori vicini la sfera scende sotto la loro linea della profondità di penetrazione p. Tutto ciò che sporge sopra questo punto — un modulo fotovoltaico, un camino, un’antenna — non è più nel volume protetto, anche se «sta tra le aste».
p = r − √(r² − (d/2)²) [m]
La distanza tra le due aste o i due conduttori di captazione tra cui stanno i moduli.
Zero significa che il modulo è esattamente al livello delle punte, quindi sicuramente esposto.
L’oggetto resta nel volume protetto
La punta dell’oggetto sta sotto il punto più basso della sfera, quindi la sfera non lo tocca. Verifica a parte anche la distanza di sicurezza: «protetto» non vuol dire che può toccare la calata.
1.Il raggio della sfera, secondo la classe dell’impianto
formula:r = f(IPT) [Tab. 6.15]
con i tuoi numeri:r = 45 m
risulta: r = 45 m, Maglia della rete di captazione 15 × 15 m
2.Di quanto scende la sfera tra i due captatori
formula:p = r − √(r² − (d/2)²)
con i tuoi numeri:p = 45 − √(45² − 5,00²) = 45 − 44,72
risulta: p = 0,28 m
3.Verifichi se l’oggetto resta sotto il punto più basso della sfera
formula:Δh ≥ p
con i tuoi numeri:0,50 m ≥ 0,28 m
risulta: L’oggetto resta nel volume protetto
Δh è di quanto la punta dell’oggetto sta più in basso rispetto alla punta dei captatori — il valore inserito nei campi qui sopra. Se Δh ≥ p, la punta resta sotto il punto più basso della sfera.
I raggi della sfera rotolante (20 / 30 / 45 / 60 m) e le maglie della rete di captazione (5 / 10 / 15 / 20 m) sono quelli del Tabelul 6.15 della I7-2011, mentre la profondità di penetrazione risulta geometricamente dal metodo della sfera rotolante (art. 6.2.3.7.2). Il materiale del corso per installatori fotovoltaici dà esattamente le stesse profondità, ma mette la classe III a 40 m; nella norma il raggio della classe III è 45 m — e i numeri della loro tabella tornano con 45, non con 40.
Moduli su un tetto con parafulmine
Cinque regole da applicare in quest’ordine, non nell’ordine in cui i problemi saltano fuori in cantiere.
L’impianto fotovoltaico sale esattamente dove sta anche il parafulmine: sulla superficie più esposta della casa. Il corso autorizzato per installatori fotovoltaici lo dice chiaramente — quando il generatore esce dalla zona di protezione dell’edificio serve un impianto di protezione contro i fulmini, e l’impianto può essere danneggiato anche senza un colpo diretto.
Tieni tutto il generatore nel volume protetto
Su una casa con parafulmine — conduttore sul colmo e calate su ogni lato — il generatore fotovoltaico può essere coperto interamente dall’impianto esistente, ma solo se tutte le sue parti sono nella zona di protezione. Si verifica con la sfera rotolante, non a occhio.
Calcola la distanza di sicurezza, non darla per scontata
Tra i moduli, la struttura e gli elementi del parafulmine si mantiene la distanza s. In pratica, sui piccoli impianti domestici una distanza di almeno 0,5 m si è dimostrata sufficiente — ma il numero che conta è la s calcolata, che cresce con la lunghezza del percorso e con la classe scelta.
Se non hai la distanza, fai il collegamento in modo consapevole
Quando la distanza minima non può essere garantita, il generatore fotovoltaico e il sistema di protezione si collegano, proprio per limitare le conseguenze della scarica pericolosa. Il collegamento si fa in rame di almeno 16 mm² — la sezione sotto la quale il conduttore fonde all’energia specifica del fulmine; in alluminio corrispondono 25 mm², in acciaio 50 mm² (gli stessi valori riportati in Tabelul 6.20, nota 9). Meglio ancora se il collegamento parte dal telaio di montaggio e arriva al nodo equipotenziale della casa.
Spire dei cavi il più piccole possibile
«Per ridurre al minimo le tensioni indotte dal fulmine, la superficie di tutte le spire dei cavi deve essere la più piccola possibile.» Il positivo e il negativo di una stringa si posano insieme, non su percorsi diversi. Nella stessa logica, i conduttori equipotenziali si posano in parallelo e a stretto contatto con i cavi c.c. e c.a. (art. 7.11.25).
SPD, non solo collegamenti
Su un edificio con impianto esterno di protezione contro i fulmini, la protezione parte dall’SPD di tipo 1 — scaricatore per la corrente da fulmine — seguito da un tipo 2 nel quadro. I collegamenti conducono la corrente, ma non limitano la sovratensione che arriva all’inverter e al resto dell’impianto.
Il dispersore: separato o unito, ma non a caso
La resistenza di dispersione del dispersore destinato al solo impianto di protezione contro i fulmini deve essere al massimo di 10 Ω. Il dispersore del parafulmine e la messa a terra dell’impianto fotovoltaico si trattano separatamente; quando la separazione non è possibile si uniscono — ma allora hai un unico dispersore e vale il requisito più severo. In fase di misura il corso consiglia un margine: moltiplica il valore letto per circa 1,3, perché d’estate, con il terreno asciutto, la resistenza sale.
I parafulmini con dispositivo di innesco (PDA) si usurano
Gli impianti con dispositivo di innesco hanno un capitolo dedicato nella norma (cap. 6.3): il raggio di protezione si calcola dall’anticipo di innesco dichiarato dal costruttore, non con la sfera rotolante. Quello che da terra non si vede: dopo un certo numero di scariche — da poche fino a qualche decina, secondo il modello — il dispositivo perde i suoi parametri. Senza un contatore di scariche non hai modo di sapere che ci è arrivato, quindi non è un accessorio opzionale.
Due cose che si confondono sul lato in tensione continua
Collegare la struttura metallica al parafulmine è una misura contro il fulmine, non una protezione contro i contatti indiretti: sulla parte in tensione continua «le misure tecniche di protezione mediante luoghi non conduttori e collegamenti equipotenziali locali non sono ammesse» (art. 7.11.10). E una per la tua sicurezza, quando intervieni: l’apparecchiatura PV sul lato c.c. va considerata in tensione anche quando l’impianto è sezionato sul lato in tensione alternata (art. 7.11.4).
Da ND alla decisione sul parafulmine
La frequenza dei colpi è solo un dato in ingresso. La decisione si prende tramite la valutazione del rischio secondo l’Anexa 6.2 e 6.3 di I7-2011.
Individua gli eventi pericolosi
Oltre al colpo diretto sulla struttura (ND), il rischio tiene conto anche dei colpi vicino alla struttura, sui servizi collegati (linee elettriche, telecomunicazioni) e in prossimità di essi. Ciascuno contribuisce alle componenti di rischio.
Calcola il rischio R e confrontalo con RT
Il rischio totale R si ottiene sommando le componenti di rischio rilevanti (perdita di vite umane, servizi pubblici, patrimonio ecc.) e si confronta con il rischio tollerabile RT. Se R supera RT, sono necessarie misure di protezione.
Scegli il livello di protezione NPT
Se la protezione è necessaria, si stabilisce il livello di protezione contro il fulmine (NPT I–IV) e le relative misure (SPT esterno, collegamenti equipotenziali, SPD). L’efficacia degli SPD dipende dal NPT per cui sono stati progettati.
La valutazione completa del rischio (Anexa 6.2 e 6.3) e la scelta del NPT spettano al progettista dell’impianto di protezione contro i fulmini. Questo strumento copre solo il calcolo di ND dell’Anexa 6.1.
Allenati sulla valutazione
Tre livelli, sulle formule dell’Anexa 6.
Scegli la risposta corretta
Decisioni di progetto, senza calcoli.
Che cosa dice davvero ND
Una casa in zona rurale esce dalla valutazione con ND = 4,5·10⁻³ all’anno.
Passaggio 1: Che cosa significa questo valore?
Il fattore di ubicazione Cd
La stessa casa, ma spostata sulla cima di una collina, senza nulla attorno.
Passaggio 1: Quale Cd usi?
Moduli montati tra due aste
Campo di moduli sul tetto, tra due aste di captazione, impianto di classe III.
Passaggio 1: Che cosa verifichi prima di dire che i moduli sono protetti?
Quando non c’è spazio per la distanza di sicurezza
La struttura dei moduli passa a 20 cm dal conduttore di calata, mentre la s calcolata è 0,45 m.
Passaggio 1: Che cosa fai?
Calcola passo dopo passo
Hai dei suggerimenti se ti blocchi.
ND per una casa comune
Casa di 12 × 10 m, altezza 8 m, zona con 30 giorni temporaleschi all’anno, circondata da costruzioni della stessa altezza (Cd = 0,5).
Passaggio 1: Quanto vale la densità di fulminazione al suolo Ng?
La distanza di sicurezza su una casa con quattro calate
Impianto di classe II, quattro conduttori di calata, dispersore ad anello (disposizione di tipo B), percorso di 12 m fino al collegamento equipotenziale, tra le parti c’è aria.
Passaggio 1: Quale valore di kc consideri nel calcolo?
Di quanto scende la sfera tra le aste
Due aste di captazione, a 12 m l’una dall’altra, con moduli montati tra di esse.
Passaggio 1: Profondità di penetrazione in classe III (r = 45 m)?
Risolvi da solo
Una sola risposta finale.
ND per un edificio isolato
Capannone di 20 × 15 m, altezza 10 m, zona con 40 giorni temporaleschi all’anno, oggetto isolato (Cd = 1). Quanto vale ND, espresso in millesimi (×10⁻³)?
Separazione in classe I, attraverso il calcestruzzo
Impianto di classe I, due conduttori di calata, dispersore di tipo A, percorso di 15 m e tra le parti c’è calcestruzzo. Quanto vale la distanza di sicurezza s?
La profondità di penetrazione in classe I
Impianto di classe I (r = 20 m), captatori a 16 m l’uno dall’altro. Di quanto scende la sfera sotto la loro linea?
Da dove vengono i numeri
I7-2011 (Anexa 6 e cap. 7.11) più il corso autorizzato per installatore di sistemi fotovoltaici
Le formule di ND (Anexa 6.1), le tabelle di rischio (Anexele 6.2 e 6.3), la distanza di sicurezza (Anexa 6.8), i raggi della sfera rotolante (Tabelul 6.15), le sezioni minime (Tabelul 6.20) e gli articoli del cap. 7.11 sono presi dal testo della norma. Le otto zone ceraunografiche sono gli intervalli riportati nella legenda della tavola dell’Anexa 6.11. Le regole di coesistenza con l’impianto fotovoltaico — la distanza pratica di 0,5 m e il collegamento in rame da 16 mm² — provengono dal materiale del corso di specializzazione «Instalator sisteme fotovoltaice solare», verificate rispetto alla norma dove la norma dice qualcosa in merito.
Discussione
I commenti sono moderati prima della pubblicazione. La tua e-mail non viene mostrata pubblicamente.