Frekvencia priamych úderov blesku (ND)
Odhadnite, koľko bleskov v priemere zasiahne budovu za rok, vychádzajúc z jej rozmerov, z dní s búrkami v oblasti a z polohy. Je to prvý krok posúdenia rizika — nie konečné rozhodnutie o bleskozvode.
Stránka vo vývoji — funkcie sa môžu meniť alebo môžu obsahovať chyby.
Tri členy z Anexa 6.1
ND sa získa vynásobením hustoty úderov do zeme plochou, na ktorej budova „priťahuje“ výboje, a polohovým faktorom.
Ng — hustota úderov do zeme
Koľko bleskov ročne zasiahne jeden štvorcový kilometer terénu. Ak neexistuje mapa Ng, pre mierne pásmo sa odhaduje z Td, počtu dní s búrkami za rok (z keraunických máp, Anexa 6.11).
Ng = 0,1 × Td [trăsnete/km²·an]
Ad — plocha ekvivalentného vystavenia
Virtuálna plocha okolo budovy, na ktorej by blesk zasiahol konštrukciu. Silno rastie s výškou H: vysoká budova „priťahuje“ výboje z oveľa väčšej oblasti. L, W a H sa zadávajú v metroch.
Ad = L×W + 6×H×(L+W) + 9×π×H² [m²]
ND — priemerný ročný počet úderov do konštrukcie
Súčin hustoty, plochy a polohového faktora Cd, škálovaný koeficientom 10⁻⁶ (keďže Ng je na km² a Ad na m²). Výsledok je frekvencia: zvyčajne veľmi malé číslo, napr. 2,4·10⁻⁴ úderov za rok.
ND = Ng × Ad × Cd × 10⁻⁶ [trăsnete/an]
Cd — polohový faktor
Zohľadňuje, čo sa nachádza v okolí (tabuľka A6.1.2): objekt obklopený vyššími budovami/stromami 0,25; objektmi rovnakej výšky alebo nižšími 0,5; izolovaný objekt 1; izolovaný objekt na vrchole kopca alebo hory 2. Izolovaný a vysoký objekt je oveľa viac vystavený.
Vypočítajte ND pre svoju budovu
Zadajte rozmery, zdroj hustoty úderov a polohu. Výsledky sa aktualizujú automaticky.
Rozmery budovy
Hustota úderov
Anexa 6.11 je výkres s izolíniami, rozdelený v legende na osem zón; norma nemá tabuľku okres → Td, takže zónu treba odčítať z mapy. Orientačne: hrebeň Karpát spadá do zón 1–2, Valašská nížina a okolie Bukurešti do 5–6 a juhovýchod Dobrudže spolu s pobrežím do 7–8. Výpočet používa stred zvoleného intervalu.
Poloha budovy
Výsledky
Stredná frekvencia: rádovo jeden úder za niekoľko stoviek rokov. Oplatí sa pokračovať v posúdení rizika, najmä ak sú v budove osoby alebo citlivé zariadenia.
ND nie je rozhodnutie o ochrane
ND je len frekvencia priamych úderov. Či je potrebný bleskozvod a akú úroveň ochrany (NPT I–IV) určuje posúdenie rizika R — súčet zložiek rizika — porovnané s tolerovateľným rizikom RT podľa I7-2011 Anexa 6.2 a 6.3. Táto kalkulačka nenahrádza toto posúdenie.
Vzorce sú z I7-2011 Anexa 6.1: Ng = 0,1 × Td (A6.1.1), Ad = L×W + 6×H×(L+W) + 9×π×H² pre izolovanú konštrukciu na rovnom teréne (A6.1.2) a ND = Ng × Ad × Cd × 10⁻⁶ (A6.1.4). Pre konštrukcie zložitého tvaru sa plocha Ad určuje graficky, nie jednoduchým vzorcom.
Je ochrana potrebná? R1 vs RT
Riziko straty ľudského života (R1) z PRIAMYCH úderov do objektu, porovnané s tolerovateľným rizikom RT = 10⁻⁵ (I7 Príloha 6.2/6.3)
Vysoké: horľavé materiály / >800 MJ/m². Stredné: 400–800 MJ/m². Nízke: <400 MJ/m² alebo príležitostne horľavé.
Žiadna = nechránený objekt. Vyber úroveň, aby si videl, ako klesá riziko RB.
R1 ≤ RT — ochrana nie je potrebná (pre priame zložky)
Priamy príspevok objektu k R1 je pod tolerovateľnou hranicou. Nižšie sú limity tohto hodnotenia.
Čo toto hodnotenie pokrýva (a čo nie)
Počítajú sa len zložky z PRIAMYCH úderov do objektu (RA + RB). Úplné riziko R1 z Anexa 6 spočítava aj zložky z úderov do pripojených vedení a v ich blízkosti (RU/RV/RW/RZ), ktoré závisia od údajov elektrického vedenia a hodnotí ich projektant ochrany pred bleskom. Pri bežnej obytnej budove, bez rizika výbuchu, nie je strata Lo v Tabelul A6.3.1 definovaná, takže RC/RM/RW/RZ vyjdú nulové a RA + RB pokrývajú R1. V nemocniciach je však Lo = 10⁻³, takže výsledok odtiaľto riziko podhodnocuje — tam je úplné hodnotenie povinné. Blízko hranice si úplné hodnotenie vyžiadaj tak či tak.
Hodnoty činiteľov (PA, PB, ra, rp, rf, hz, Lf, Lt) sú prevzaté doslovne z I7-2011, Anexa 6.2 a Anexa 6.3 (metodika SR EN 62305-2) a tolerovateľné riziko RT = 10⁻⁵ pre straty na ľudských životoch je to z Tabelul 6.10. Výsledok je orientačný a nenahrádza projekt ochrany pred bleskom.
Dostatočná vzdialenosť s
Ako ďaleko musí byť bleskozvod od kovových častí budovy — a čo robiť, keď toľko miesta nie je.
Bleskový prúd, ktorý zíde po tyči, zdvihne potenciál zvodu na stovky kilovoltov oproti zvyšku domu. Ak potrubie, žľab, konštrukcia panelov alebo kábel meniča prechádzajú príliš blízko, iskra preskočí zo zvodu priamo do inštalácie — to je preskok, nebezpečné iskrenie. Elektrická izolácia je zabezpečená vtedy, keď je skutočná vzdialenosť d medzi časťami väčšia než dostatočná (oddeľovacia) vzdialenosť s.
s = ki × kc × l / km [m]
Meria sa pozdĺž zachytávacej sústavy alebo zvodu, od posudzovaného bodu po najbližší bod pospájania.
Tabelul A6.8.4 uvádza intervaly pre usporiadanie typu B: 0,5…1 pri dvoch zvodoch, 0,25…0,5 pri štyroch a viac. Kalkulačka berie vždy konzervatívny koniec; presnú hodnotu určí projektant bleskozvodu z geometrie budovy.
Vzdialenosť je dostatočná
d je väčšie ako s, takže izoláciu zabezpečuje materiál. Tu sa spojenie medzi bleskozvodom a kovovou časťou nerobí — a je dokonca lepšie ho neurobiť, aby si bleskový prúd nepriviedol do inštalácie budovy.
Výnimka, ktorá ušetrí celý výpočet
„V konštrukciách zo železobetónu s prepojenou kovovou výstužou, s kovovou alebo elektrickou spojitosťou, nie je potrebná dostatočná vzdialenosť“ (Anexa 6.8). Spojitosť sa nepredpokladá, meria sa: odpor medzi najvyššou časťou a úrovňou terénu nesmie prekročiť 0,2 Ω.
1.Vezmeš tri činitele z tabuliek Anexa 6.8
vzorec:ki = f(SPT) [A6.8.1] · kc = f(n, A/B) [A6.8.4] · km [A6.8.3]
s tvojimi číslami:ki = 0,04 · kc = 0,50 · km = 1,0
výsledok: ki = 0,04, kc = 0,50, km = 1,0
ki podľa triedy SPT (A6.8.1), kc podľa počtu zvodov a usporiadania uzemňovača (A6.8.4, konzervatívny koniec intervalu), km podľa materiálu medzi časťami (A6.8.3).
2.Vypočítaš dostatočnú vzdialenosť
vzorec:s = ki × kc × l / km
s tvojimi číslami:s = 0,04 × 0,50 × 12,00 / 1,0
výsledok: s = 0,24 m
3.Porovnáš so skutočnou vzdialenosťou medzi časťami
vzorec:d > s
s tvojimi číslami:0,50 m > 0,24 m
výsledok: Vzdialenosť je dostatočná
Porovnávajú sa len tie dve vzdialenosti: ak d > s, izoláciu zabezpečuje materiál medzi časťami a nič sa nespája; ak d ≤ s, vyhotoví sa pospájanie.
Vzorec s = ki × kc × l / km a všetky tri činitele sú z I7-2011, Anexa 6.8 (tabuľky A6.8.1, A6.8.3 a A6.8.4). Kalkulačka dáva konzervatívny prípad; projekt bleskozvodu zostáva na odbornom projektantovi.
Metóda valivej gule
Ako hlboko klesne guľa medzi dvoma zachytávačmi — kontrola, od ktorej závisí, či sú panely naozaj chránené.
Valivá guľa sa kotúľa po budove vo všetkých smeroch; kde sa dotkne, tam môže udrieť blesk. Medzi dvoma susednými zachytávačmi klesne guľa pod ich spojnicu o hĺbku prieniku p. Všetko, čo prečnieva nad tento bod — fotovoltický modul, komín, anténa — už nie je v chránenom priestore, aj keď „stojí medzi tyčami“.
p = r − √(r² − (d/2)²) [m]
Vzdialenosť medzi dvoma zachytávacími tyčami alebo vodičmi, medzi ktorými sú moduly.
Nula znamená, že modul je presne na úrovni vrcholov, takže je určite vystavený.
Objekt zostáva v chránenom priestore
Vrchol objektu je pod najnižším bodom gule, takže guľa sa ho nedotkne. Skontroluj osobitne aj dostatočnú vzdialenosť: „chránený“ neznamená, že sa smie dotýkať zvodu.
1.Polomer gule podľa triedy inštalácie
vzorec:r = f(IPT) [Tab. 6.15]
s tvojimi číslami:r = 45 m
výsledok: r = 45 m, Oko zachytávacej mreže 15 × 15 m
2.O koľko klesne guľa medzi dvoma zachytávačmi
vzorec:p = r − √(r² − (d/2)²)
s tvojimi číslami:p = 45 − √(45² − 5,00²) = 45 − 44,72
výsledok: p = 0,28 m
3.Skontroluješ, či objekt zostáva pod najnižším bodom gule
vzorec:Δh ≥ p
s tvojimi číslami:0,50 m ≥ 0,28 m
výsledok: Objekt zostáva v chránenom priestore
Δh je to, o koľko je vrchol objektu nižšie ako vrchol zachytávačov — hodnota zadaná vo formulári. Ak Δh ≥ p, vrchol zostáva pod najnižším bodom gule.
Polomery valivej gule (20 / 30 / 45 / 60 m) a oká zachytávacej mreže (5 / 10 / 15 / 20 m) sú tie z Tabelul 6.15 normy I7-2011 a hĺbka prieniku vyplýva geometricky z metódy valivej gule (art. 6.2.3.7.2). Materiál kurzu fotovoltických inštalatérov uvádza presne tie isté hĺbky, ale triedu III vedie pri 40 m; v norme je polomer triedy III 45 m — a čísla v ich tabuľke sedia so 45, nie so 40.
Panely na streche s bleskozvodom
Päť pravidiel, ktoré sa uplatňujú práve v tomto poradí, nie v poradí, v akom sa problémy objavia na stavbe.
Fotovoltický systém ide presne tam, kde je aj bleskozvod: na najviac vystavenú plochu domu. Akreditovaný kurz inštalatéra fotovoltiky to hovorí priamo — keď generátor vyjde z ochranného priestoru budovy, je potrebné zariadenie na ochranu pred bleskom, a systém sa môže poškodiť aj bez priameho úderu.
Udrž celý generátor v chránenom priestore
Pri dome s bleskozvodom — vodič na hrebeni a zvody na každej strane — môže byť fotovoltická elektráreň krytá existujúcim zariadením úplne, ale len ak sú všetky časti generátora v ochrannom priestore. Overuje sa to valivou guľou, nie od oka.
Dostatočnú vzdialenosť vypočítaj, nepredpokladaj ju
Medzi panelmi, konštrukciou a prvkami bleskozvodu sa dodržiava vzdialenosť s. V praxi sa pri malých systémoch na domoch ukázala ako postačujúca vzdialenosť aspoň 0,5 m — ale rozhodujúce číslo je vypočítané s, ktoré rastie s dĺžkou trasy a so zvolenou triedou.
Ak vzdialenosť nemáš, spoj to vedome
Keď minimálnu vzdialenosť nemožno zabezpečiť, fotovoltický generátor a systém ochrany sa spoja — práve preto, aby sa obmedzili následky preskoku. Spojenie sa robí meďou s prierezom najmenej 16 mm² — pod týmto prierezom sa vodič pri špecifickej energii blesku roztaví; v hliníku tomu zodpovedá 25 mm² a v oceli 50 mm² (tie isté hodnoty z Tabelul 6.20, nota 9). Najlepšie je viesť spojenie od montážneho rámu k pospájaniu domu.
Čo najmenšie káblové slučky
„Aby sa na minimum obmedzili napätia indukované bleskom, plocha všetkých káblových slučiek musí byť čo najmenšia.“ Plus a mínus jedného reťazca sa ťahajú spolu, nie rôznymi cestami. V tej istej logike sa vodiče pospájania kladú paralelne a čo najtesnejšie ku káblom DC a AC (art. 7.11.25).
SPD, nielen spojenia
Pri budove s vonkajším bleskozvodom sa ochrana začína zvodičom SPD typu 1 — zvodičom bleskových prúdov — a pokračuje typom 2 v rozvádzači. Spojenia odvedú prúd, ale neobmedzia prepätie, ktoré sa dostane do meniča a do zvyšku inštalácie.
Uzemňovač: samostatný alebo spojený, ale nie náhodne
Zemný odpor uzemňovača určeného len pre zariadenie na ochranu pred bleskom smie byť najviac 10 Ω. Uzemňovač bleskozvodu a uzemnenie fotovoltického systému sa riešia oddelene; keď oddelenie nie je možné, spoja sa — ale potom máš jediný uzemňovač a platí preň tá prísnejšia požiadavka. Pri meraní kurz odporúča rezervu: nameranú hodnotu vynásob asi 1,3, pretože v lete, v suchu, odpor rastie.
Bleskozvody s iniciačným zariadením (PDA) sa opotrebúvajú
Inštalácie s iniciačným zariadením majú v normatíve vlastnú kapitolu (cap. 6.3): polomer ochrany sa počíta z predstihu iniciácie deklarovaného výrobcom, nie valivou guľou. Čo zdola nevidno: po určitom počte výbojov — od niekoľkých po niekoľko desiatok, podľa modelu — zariadenie stráca svoje parametre. Bez počítadla výbojov nemáš ako zistiť, že sa tam už dostalo, takže to nie je voliteľné príslušenstvo.
Dve veci, ktoré sa na jednosmernej strane zamieňajú
Spojenie kovovej konštrukcie s bleskozvodom je opatrenie proti blesku, nie ochrana pred nepriamym dotykom: na jednosmernej strane „technické ochranné opatrenia využívajúce nevodivé prostredie a miestne ekvipotenciálne pospájanie nie sú dovolené“ (art. 7.11.10). A ešte jedna vec pre tvoju bezpečnosť pri zásahoch: PV zariadenie na jednosmernej strane treba považovať za zariadenie pod napätím aj vtedy, keď je systém odpojený na strane striedavého napätia (art. 7.11.4).
Od ND k rozhodnutiu o bleskozvode
Frekvencia úderov je len jeden vstup. Rozhodnutie sa prijíma posúdením rizika podľa Anexa 6.2 a 6.3 z I7-2011.
Identifikujte nebezpečné udalosti
Okrem priameho úderu do konštrukcie (ND) riziko zohľadňuje aj údery v blízkosti konštrukcie, do pripojených služieb (elektrické vedenia, telekomunikácie) a v ich blízkosti. Každý prispieva k zložkám rizika.
Vypočítajte riziko R a porovnajte ho s RT
Celkové riziko R sa získa sčítaním relevantných zložiek rizika (straty na ľudských životoch, verejné služby, majetok atď.) a porovná sa s tolerovateľným rizikom RT. Ak R prekročí RT, sú potrebné ochranné opatrenia.
Zvoľte úroveň ochrany NPT
Ak je ochrana potrebná, určí sa úroveň ochrany pred bleskom (NPT I–IV) a príslušné opatrenia (vonkajší bleskozvod, ekvipotenciálne pospájanie, SPD). Účinnosť SPD závisí od NPT, pre ktoré boli navrhnuté.
Úplné posúdenie rizika (Anexa 6.2 a 6.3) a výber NPT vykonáva projektant zariadenia ochrany pred bleskom. Tento nástroj pokrýva len výpočet ND z Anexa 6.1.
Precvič si posúdenie
Tri úrovne, na vzorcoch z Anexa 6.
Vyber správnu možnosť
Rozhodnutia pri návrhu, bez počítania.
Čo vlastne hovorí ND
Dom na vidieku vyjde pri posúdení s ND = 4,5·10⁻³ za rok.
Krok 1: Čo táto hodnota znamená?
Polohový faktor Cd
Ten istý dom, ale presunutý na vrchol kopca, bez čohokoľvek v okolí.
Krok 1: Aké Cd použiješ?
Panely namontované medzi dvoma tyčami
Pole modulov na streche, medzi dvoma zachytávacími tyčami, inštalácia triedy III.
Krok 1: Čo skontroluješ predtým, ako povieš, že panely sú chránené?
Keď nie je miesto na dostatočnú vzdialenosť
Konštrukcia panelov prechádza 20 cm od zvodu, pričom vypočítané s je 0,45 m.
Krok 1: Čo urobíš?
Počítaj krok za krokom
Ak sa zasekneš, máš nápovedy.
ND pre bežný dom
Dom 12 × 10 m, výška 8 m, oblasť s 30 búrkovými dňami za rok, obklopený stavbami rovnakej výšky (Cd = 0,5).
Krok 1: Aká je hustota úderov blesku do zeme Ng?
Dostatočná vzdialenosť pri dome so štyrmi zvodmi
Inštalácia triedy II, štyri zvody, obvodový uzemňovač (usporiadanie typu B), trasa 12 m po pospájanie, medzi časťami je vzduch.
Krok 1: Akú hodnotu kc vezmeš do výpočtu?
Ako hlboko klesne guľa medzi tyčami
Dve zachytávacie tyče, 12 m od seba, s modulmi namontovanými medzi nimi.
Krok 1: Hĺbka prieniku pri triede III (r = 45 m)?
Vyrieš to sám
Jediná konečná odpoveď.
ND pre izolovanú budovu
Hala 20 × 15 m, výška 10 m, oblasť so 40 búrkovými dňami za rok, izolovaný objekt (Cd = 1). Aké je ND, vyjadrené v tisícinách (×10⁻³)?
Oddelenie pri triede I, cez betón
Inštalácia triedy I, dva zvody, uzemňovač typu A, trasa 15 m a medzi časťami je betón. Aká je dostatočná vzdialenosť s?
Hĺbka prieniku pri triede I
Inštalácia triedy I (r = 20 m), zachytávače 16 m od seba. Ako hlboko klesne guľa pod ich spojnicu?
Odkiaľ pochádzajú čísla
I7-2011 (Anexa 6 a cap. 7.11) plus akreditovaný kurz inštalatéra fotovoltických systémov
Vzorce pre ND (Anexa 6.1), tabuľky rizika (Anexa 6.2 a 6.3), dostatočná vzdialenosť (Anexa 6.8), polomery valivej gule (Tabelul 6.15), minimálne prierezy (Tabelul 6.20) aj články z cap. 7.11 sú prevzaté z textu normy. Osem keraunických zón sú intervaly z legendy výkresu v Anexa 6.11. Pravidlá spolunažívania s fotovoltickým systémom — praktická vzdialenosť 0,5 m a spojenie 16 mm² medi — pochádzajú z materiálu špecializačného kurzu „Instalator sisteme fotovoltaice solare“, overené voči norme tam, kde norma k téme niečo hovorí.
Diskusia
Komentáre sú pred zverejnením moderované. Tvoj e-mail sa verejne nezobrazuje.