Częstość bezpośrednich wyładowań piorunowych (ND)
Oszacuj, ile piorunów uderza średnio rocznie w budynek, na podstawie jego wymiarów, liczby dni burzowych w okolicy oraz usytuowania. To pierwszy krok oceny ryzyka — nie ostateczna decyzja o instalacji odgromowej.
Strona w budowie — funkcje mogą się zmieniać lub zawierać błędy.
Trzy człony z Anexa 6.1
ND otrzymuje się, mnożąc gęstość doziemnych wyładowań przez powierzchnię, na której budynek „przyciąga” wyładowania, oraz przez współczynnik usytuowania.
Ng — gęstość doziemnych wyładowań piorunowych
Ile piorunów uderza rocznie w jeden kilometr kwadratowy terenu. Jeśli nie ma mapy Ng, dla stref umiarkowanych szacuje się ją z Td, liczby dni burzowych w roku (z map keraunicznych, Anexa 6.11).
Ng = 0,1 × Td [trăsnete/km²·an]
Ad — równoważna powierzchnia zbierania
Wirtualna powierzchnia wokół budynku, na której piorun trafiłby w konstrukcję. Rośnie silnie wraz z wysokością H: wysoki budynek „przyciąga” wyładowania z dużo większego obszaru. L, W i H podaje się w metrach.
Ad = L×W + 6×H×(L+W) + 9×π×H² [m²]
ND — średnia roczna liczba wyładowań w konstrukcję
Iloczyn gęstości, powierzchni i współczynnika usytuowania Cd, przeskalowany przez 10⁻⁶ (ponieważ Ng dotyczy km², a Ad m²). Wynik to częstość: zwykle bardzo mała liczba, np. 2,4·10⁻⁴ wyładowań rocznie.
ND = Ng × Ad × Cd × 10⁻⁶ [trăsnete/an]
Cd — współczynnik usytuowania
Uwzględnia otoczenie (tabela A6.1.2): obiekt otoczony wyższymi budynkami/drzewami 0,25; o tej samej wysokości lub niższymi 0,5; obiekt wolnostojący 1; obiekt wolnostojący na szczycie wzgórza lub góry 2. Wysoki, wolnostojący obiekt jest dużo bardziej narażony.
Oblicz ND dla swojego budynku
Wpisz wymiary, źródło gęstości wyładowań i usytuowanie. Wyniki aktualizują się automatycznie.
Wymiary budynku
Gęstość wyładowań
Anexa 6.11 to plansza rysunkowa z izoliniami, podzielona w legendzie na osiem stref; norma nie zawiera tabeli okręg → Td, więc strefę odczytuje się z mapy. Dla orientacji: grzbiet Karpat wypada w strefach 1–2, Nizina Wołoska i okolice Bukaresztu w 5–6, a południowo-wschodnia Dobrudża i wybrzeże w 7–8. Obliczenie przyjmuje środek wybranego przedziału.
Usytuowanie budynku
Wyniki
Umiarkowana częstość: rząd wielkości jedno uderzenie na kilkaset lat. Warto kontynuować ocenę ryzyka, zwłaszcza gdy w budynku przebywają ludzie lub znajduje się wrażliwy sprzęt.
ND nie jest decyzją o ochronie
ND to tylko częstość bezpośrednich uderzeń. To, czy potrzebna jest instalacja odgromowa i jaki poziom ochrony (NPT I–IV), ustala się przez ocenę ryzyka R — sumę składowych ryzyka — porównaną z ryzykiem dopuszczalnym RT, zgodnie z I7-2011 Anexa 6.2 i 6.3. Ten kalkulator nie zastępuje tej oceny.
Wzory pochodzą z I7-2011 Anexa 6.1: Ng = 0,1 × Td (A6.1.1), Ad = L×W + 6×H×(L+W) + 9×π×H² dla konstrukcji wolnostojącej na terenie płaskim (A6.1.2) oraz ND = Ng × Ad × Cd × 10⁻⁶ (A6.1.4). Dla konstrukcji o złożonym kształcie powierzchnię Ad wyznacza się graficznie, a nie prostym wzorem.
Czy ochrona jest potrzebna? R1 vs RT
Ryzyko utraty życia ludzkiego (R1) od BEZPOŚREDNICH wyładowań w obiekt, porównane z ryzykiem tolerowanym RT = 10⁻⁵ (I7 Załącznik 6.2/6.3)
Wysokie: materiały palne / >800 MJ/m². Średnie: 400–800 MJ/m². Niskie: <400 MJ/m² lub palne okazjonalnie.
Brak = obiekt niechroniony. Wybierz poziom, aby zobaczyć spadek ryzyka RB.
R1 ≤ RT — ochrona niewymagana (dla składników bezpośrednich)
Bezpośredni wkład obiektu do R1 jest poniżej progu tolerowanego. Poniżej granice tej oceny.
Co obejmuje (a czego nie) ta ocena
Liczone są tylko składniki od BEZPOŚREDNICH wyładowań w obiekt (RA + RB). Pełne ryzyko R1 z Anexa 6 sumuje dodatkowo składniki od wyładowań w przyłączone linie i obok nich (RU/RV/RW/RZ), które zależą od danych linii elektrycznej i są oceniane przez projektanta instalacji odgromowej. W zwykłym budynku mieszkalnym, bez ryzyka wybuchu, strata Lo nie jest zdefiniowana w Tabelul A6.3.1, więc RC/RM/RW/RZ wychodzą zerowe i RA + RB pokrywa R1. W szpitalach natomiast Lo = 10⁻³, więc wynik z tej strony jest niedoszacowaniem — tam pełna ocena jest obowiązkowa. Blisko progu i tak zleć pełną ocenę.
Wartości współczynników (PA, PB, ra, rp, rf, hz, Lf, Lt) pochodzą dosłownie z I7-2011, Anexa 6.2 i Anexa 6.3 (metodyka SR EN 62305-2), a ryzyko dopuszczalne RT = 10⁻⁵ dla utraty życia ludzkiego jest tym z Tabelul 6.10. Wynik jest orientacyjny i nie zastępuje projektu ochrony odgromowej.
Odstęp izolacyjny s
Jak daleko instalacja odgromowa musi być od metalowych części budynku — i co robisz, gdy tyle miejsca nie ma.
Prąd piorunowy schodzący iglicą podnosi potencjał przewodu odprowadzającego do setek kilowoltów względem reszty domu. Jeśli rura, rynna, konstrukcja paneli albo przewód falownika przebiegają zbyt blisko, iskra przeskakuje z odprowadzenia wprost do instalacji — to jest przeskok iskrowy. Izolacja elektryczna jest zapewniona, gdy rzeczywista odległość d między częściami jest większa niż odstęp izolacyjny s.
s = ki × kc × l / km [m]
Mierzy się wzdłuż zwodu lub przewodu odprowadzającego, od rozpatrywanego punktu do najbliższego punktu połączenia wyrównawczego.
Tabelul A6.8.4 podaje przedziały dla układu typu B: 0,5…1 przy dwóch odprowadzeniach, 0,25…0,5 przy czterech i więcej. Kalkulator zawsze bierze koniec po stronie bezpiecznej; dokładną wartość ustala projektant instalacji odgromowej z geometrii budynku.
Odległość jest wystarczająca
d jest większe niż s, więc izolację zapewnia materiał. Tutaj nie wykonuje się połączenia między instalacją odgromową a częścią metalową — a nawet lepiej tego nie robić, żeby nie sprowadzać prądu piorunowego do instalacji budynku.
Wyjątek, który zwalnia z całego obliczenia
„W konstrukcjach z betonu zbrojonego, o wzajemnie połączonym zbrojeniu metalowym, z ciągłością metaliczną lub elektryczną, odstęp izolacyjny nie jest konieczny” (Anexa 6.8). Ciągłości się nie zakłada, tylko mierzy: rezystancja między najwyższą częścią a poziomem gruntu nie może przekraczać 0,2 Ω.
1.Bierzesz trzy współczynniki z tabel Anexa 6.8
wzór:ki = f(SPT) [A6.8.1] · kc = f(n, A/B) [A6.8.4] · km [A6.8.3]
z twoimi liczbami:ki = 0,04 · kc = 0,50 · km = 1,0
wynik: ki = 0,04, kc = 0,50, km = 1,0
ki według klasy SPT (A6.8.1), kc według liczby odprowadzeń i układu uziomu (A6.8.4, koniec przedziału po stronie bezpiecznej), km według materiału między częściami (A6.8.3).
2.Obliczasz odstęp izolacyjny
wzór:s = ki × kc × l / km
z twoimi liczbami:s = 0,04 × 0,50 × 12,00 / 1,0
wynik: s = 0,24 m
3.Porównujesz z rzeczywistą odległością między częściami
wzór:d > s
z twoimi liczbami:0,50 m > 0,24 m
wynik: Odległość jest wystarczająca
Porównuje się tylko te dwie odległości: jeśli d > s, izolację zapewnia materiał między częściami i niczego się nie łączy; jeśli d ≤ s, wykonuje się połączenie wyrównawcze.
Wzór s = ki × kc × l / km i trzy współczynniki pochodzą z I7-2011, Anexa 6.8 (tabele A6.8.1, A6.8.3 i A6.8.4). Kalkulator podaje przypadek po stronie bezpiecznej; projekt instalacji odgromowej pozostaje w gestii projektanta branżowego.
Metoda toczącej się kuli
O ile kula opada między dwoma zwodami — sprawdzenie, od którego zależy, czy panele naprawdę są chronione.
Kula toczy się po budynku we wszystkich kierunkach; tam, gdzie dotknie, może uderzyć piorun. Między dwoma sąsiednimi zwodami kula opada poniżej linii ich wierzchołków o głębokość wnikania p. Wszystko, co wystaje ponad ten punkt — moduł fotowoltaiczny, komin, antena — nie jest już w przestrzeni chronionej, nawet jeśli „stoi między iglicami”.
p = r − √(r² − (d/2)²) [m]
Odległość między dwiema iglicami lub przewodami zwodu poziomego, między którymi znajdują się moduły.
Zero oznacza, że moduł jest dokładnie na poziomie wierzchołków, czyli na pewno narażony.
Obiekt pozostaje w przestrzeni chronionej
Wierzchołek obiektu jest poniżej najniższego punktu kuli, więc kula go nie dotyka. Sprawdź osobno także odstęp izolacyjny: „chroniony” nie znaczy, że wolno mu dotykać przewodu odprowadzającego.
1.Promień kuli, według klasy instalacji
wzór:r = f(IPT) [Tab. 6.15]
z twoimi liczbami:r = 45 m
wynik: r = 45 m, Oczko siatki zwodów 15 × 15 m
2.O ile kula opada między dwoma zwodami
wzór:p = r − √(r² − (d/2)²)
z twoimi liczbami:p = 45 − √(45² − 5,00²) = 45 − 44,72
wynik: p = 0,28 m
3.Sprawdzasz, czy obiekt pozostaje poniżej najniższego punktu kuli
wzór:Δh ≥ p
z twoimi liczbami:0,50 m ≥ 0,28 m
wynik: Obiekt pozostaje w przestrzeni chronionej
Δh to o ile niżej znajduje się wierzchołek obiektu od wierzchołków zwodów — wartość wpisana w formularzu. Jeśli Δh ≥ p, wierzchołek pozostaje poniżej najniższego punktu kuli.
Promienie toczącej się kuli (20 / 30 / 45 / 60 m) i oczka siatki zwodów (5 / 10 / 15 / 20 m) pochodzą z Tabelul 6.15 normy I7-2011, a głębokość wnikania wynika geometrycznie z metody toczącej się kuli (art. 6.2.3.7.2). Materiały kursu dla instalatorów fotowoltaiki podają dokładnie te same głębokości, ale klasę III wpisują jako 40 m; w normie promień klasy III to 45 m — i liczby z ich tabeli zgadzają się z 45, a nie z 40.
Panele na dachu z instalacją odgromową
Pięć zasad, które stosuje się w tej kolejności, a nie w kolejności, w jakiej problemy pojawiają się na budowie.
System fotowoltaiczny wchodzi dokładnie tam, gdzie stoi instalacja odgromowa: na najbardziej narażoną powierzchnię domu. Autoryzowany kurs instalatora fotowoltaiki mówi to wprost — gdy generator wychodzi poza strefę ochronną budynku, potrzebna jest instalacja ochrony odgromowej, a system może zostać uszkodzony nawet bez bezpośredniego uderzenia.
Trzymaj cały generator w przestrzeni chronionej
W domu z instalacją odgromową — przewód na kalenicy i odprowadzenia po każdej stronie — elektrownia fotowoltaiczna może być w całości objęta istniejącą instalacją, ale tylko wtedy, gdy wszystkie części generatora leżą w strefie ochronnej. Sprawdza się to toczącą się kulą, nie na oko.
Oblicz odstęp izolacyjny, nie zakładaj go
Między panelami, konstrukcją a elementami instalacji odgromowej zachowuje się odstęp s. W praktyce, przy małych systemach na domach, odległość co najmniej 0,5 m okazywała się wystarczająca — ale liczbą, która naprawdę decyduje, jest obliczone s, rosnące wraz z długością trasy i wybraną klasą.
Jeśli nie masz odległości, wykonaj połączenie świadomie
Gdy minimalnej odległości nie da się zapewnić, generator fotowoltaiczny i system ochrony łączy się ze sobą właśnie po to, by ograniczyć skutki przeskoku iskrowego. Połączenie wykonuje się miedzią o przekroju minimum 16 mm² — poniżej tego przekroju przewód topi się przy energii właściwej pioruna; w aluminium odpowiada temu 25 mm², a w stali 50 mm² (te same wartości co w Tabelul 6.20, nota 9). Najlepiej poprowadzić je od ramy montażowej do połączeń wyrównawczych domu.
Jak najmniejsze pętle przewodów
„Aby ograniczyć do minimum napięcia indukowane przez wyładowanie piorunowe, powierzchnia wszystkich pętli utworzonych przez przewody musi być możliwie najmniejsza.” Plus i minus jednego łańcucha prowadzi się razem, a nie osobnymi drogami. W tej samej logice przewody wyrównawcze układa się równolegle i możliwie najbliżej przewodów DC i AC (art. 7.11.25).
SPD, nie tylko połączenia
W budynku z zewnętrzną instalacją odgromową ochrona zaczyna się od SPD typu 1 — ogranicznika prądu piorunowego — uzupełnionego typem 2 w rozdzielnicy. Połączenia odprowadzają prąd, ale nie ograniczają przepięcia, które dociera do falownika i do reszty instalacji.
Uziom: osobny albo połączony, ale nie na chybił trafił
Rezystancja uziemienia uziomu przeznaczonego wyłącznie dla instalacji ochrony odgromowej nie może przekraczać 10 Ω. Uziom instalacji odgromowej i uziemienie systemu fotowoltaicznego traktuje się osobno; gdy rozdzielenie nie jest możliwe, łączy się je — ale wtedy masz jeden uziom i obowiązuje wymaganie najostrzejsze. Przy pomiarze kurs zaleca zapas: pomnóż odczytaną wartość przez około 1,3, bo latem, przy suchym gruncie, rezystancja rośnie.
Piorunochrony aktywne (PDA) zużywają się
Instalacje z urządzeniem inicjującym wyładowanie mają w normie własny rozdział (Cap. 6.3): promień ochrony liczy się z deklarowanego przez producenta wyprzedzenia inicjacji, a nie z toczącej się kuli. Czego nie widać z dołu: po pewnej liczbie wyładowań — od kilku do kilkudziesięciu, zależnie od modelu — urządzenie traci swoje parametry. Bez licznika wyładowań nie masz skąd wiedzieć, że do tego doszło, więc nie jest to wyposażenie opcjonalne.
Dwie rzeczy mylone po stronie napięcia stałego
Połączenie konstrukcji metalowej z instalacją odgromową to środek przeciw piorunowi, a nie ochrona przed dotykiem pośrednim: po stronie napięcia stałego „środki techniczne ochrony przez zastosowanie nieprzewodzących stanowisk i miejscowych połączeń wyrównawczych nie są dozwolone” (art. 7.11.10). I jedno dla twojego bezpieczeństwa przy pracach: urządzenia PV po stronie napięcia stałego należy uważać za będące pod napięciem nawet wtedy, gdy system jest odłączony po stronie napięcia przemiennego (art. 7.11.4).
Od ND do decyzji o instalacji odgromowej
Częstość uderzeń to tylko jedna z danych wejściowych. Decyzję podejmuje się przez ocenę ryzyka zgodnie z Anexa 6.2 i 6.3 z I7-2011.
Zidentyfikuj zdarzenia niebezpieczne
Oprócz bezpośredniego uderzenia w konstrukcję (ND) ryzyko uwzględnia także uderzenia obok konstrukcji, w przyłączone usługi (linie elektryczne, telekomunikacyjne) oraz obok nich. Każde wnosi wkład do składowych ryzyka.
Oblicz ryzyko R i porównaj je z RT
Całkowite ryzyko R otrzymuje się, sumując istotne składowe ryzyka (utrata życia ludzkiego, usługi publiczne, dziedzictwo itp.) i porównuje z ryzykiem dopuszczalnym RT. Jeśli R przekracza RT, konieczne są środki ochrony.
Wybierz poziom ochrony NPT
Jeśli ochrona jest konieczna, ustala się poziom ochrony odgromowej (NPT I–IV) i związane z nim środki (zewnętrzna LPS, połączenia wyrównawcze, SPD). Skuteczność SPD zależy od poziomu NPT, na który zostały zaprojektowane.
Pełną ocenę ryzyka (Anexa 6.2 i 6.3) oraz wybór NPT wykonuje projektant instalacji ochrony odgromowej. To narzędzie obejmuje wyłącznie obliczenie ND z Anexa 6.1.
Poćwicz ocenę
Trzy poziomy, na wzorach z Anexa 6.
Wybierz poprawną odpowiedź
Decyzje projektowe, bez liczenia.
Co tak naprawdę mówi ND
Dom na wsi wychodzi w ocenie z ND = 4,5·10⁻³ na rok.
Krok 1: Co oznacza ta wartość?
Współczynnik usytuowania Cd
Ten sam dom, ale przeniesiony na szczyt wzgórza, bez niczego wokół.
Krok 1: Jakie Cd przyjmujesz?
Panele zamontowane między dwiema iglicami
Pole modułów na dachu, między dwiema iglicami, instalacja klasy III.
Krok 1: Co sprawdzasz, zanim powiesz, że panele są chronione?
Gdy nie ma miejsca na odstęp izolacyjny
Konstrukcja paneli przechodzi 20 cm od przewodu odprowadzającego, a obliczone s wynosi 0,45 m.
Krok 1: Co robisz?
Licz krok po kroku
Masz podpowiedzi, jeśli utkniesz.
ND dla zwykłego domu
Dom 12 × 10 m, wysokość 8 m, strefa o 30 dniach burzowych w roku, otoczony budynkami o tej samej wysokości (Cd = 0,5).
Krok 1: Ile wynosi gęstość doziemnych wyładowań Ng?
Odstęp izolacyjny w domu z czterema odprowadzeniami
Instalacja klasy II, cztery przewody odprowadzające, uziom otokowy (układ typu B), trasa 12 m do połączenia wyrównawczego, między częściami jest powietrze.
Krok 1: Jaką wartość kc przyjmujesz do obliczeń?
O ile kula opada między iglicami
Dwie iglice, w odległości 12 m od siebie, z modułami zamontowanymi między nimi.
Krok 1: Głębokość wnikania przy klasie III (r = 45 m)?
Rozwiąż samodzielnie
Tylko jedna odpowiedź końcowa.
ND dla budynku wolnostojącego
Hala 20 × 15 m, wysokość 10 m, strefa o 40 dniach burzowych w roku, obiekt wolnostojący (Cd = 1). Ile wynosi ND, wyrażone w tysięcznych (×10⁻³)?
Odstęp przy klasie I, przez beton
Instalacja klasy I, dwa przewody odprowadzające, uziom typu A, trasa 15 m, a między częściami jest beton. Ile wynosi odstęp izolacyjny s?
Głębokość wnikania przy klasie I
Instalacja klasy I (r = 20 m), zwody w odległości 16 m od siebie. O ile kula opada poniżej ich linii?
Skąd pochodzą liczby
I7-2011 (Anexa 6 i rozdz. 7.11) plus autoryzowany kurs instalatora systemów fotowoltaicznych
Wzory ND (Anexa 6.1), tabele ryzyka (Anexele 6.2 i 6.3), odstęp izolacyjny (Anexa 6.8), promienie toczącej się kuli (Tabelul 6.15), przekroje minimalne (Tabelul 6.20) oraz artykuły z rozdz. 7.11 pochodzą z tekstu normy. Osiem stref keraunicznych to przedziały z legendy planszy z Anexa 6.11. Zasady współistnienia z systemem fotowoltaicznym — praktyczna odległość 0,5 m i połączenie 16 mm² miedzi — pochodzą z materiałów kursu specjalizacyjnego „Instalator słonecznych systemów fotowoltaicznych”, sprawdzone względem normy tam, gdzie norma mówi coś na ten temat.
Dyskusja
Komentarze są moderowane przed publikacją. Twój e-mail nie jest wyświetlany publicznie.