Poznámky z ČSN EN 62305-3 ed. 2 — Ochrana před bleskem, Část 3: Hmotné škody na stavbách a ohrožení života
POZOR! Jde o poznámky pro osobní studium. Parafrázovaný obsah, nejde o kopií originálu. Ověř proti originální ČSN! ČSN EN 62305-3 ed. 2, ČNI, vydání 2012, mod IEC 62305-3:2010.
1 Rozsah platnosti
Tato část normy stanoví požadavky na ochranu staveb před hmotnými škodami způsobenými bleskem pomocí systému ochrany před bleskem (LPS) a na ochranu živých bytostí před úrazem dotykovým a krokovým napětím v blízkosti LPS (viz EN 62305-1).
Norma se vztahuje na:
- projektování, instalaci, revizi a údržbu LPS pro stavby bez omezení výšky;
- opatření k ochraně živých bytostí před dotykovými a krokovými napětími.
POZNÁMKA 1 Zvláštní požadavky pro prostory s nebezpečím výbuchu jsou prozatím v příloze D. POZNÁMKA 2 Ochrana před přepětím elektrických a elektronických systémů patří do EN 62305-4. POZNÁMKA 3 Požadavky pro větrné elektrárny jsou v IEC 61400-24.
2 Citované normativní dokumenty
Pro správné použití normy jsou nezbytné následující dokumenty. U datovaných citací platí uvedené vydání, u nedatovaných poslední platné vydání.
Soubor EN 50164 (části 1–7) — požadavky na součásti ochrany před bleskem (spojovací součásti, vodiče, zemniče, oddělovací jiskřiště, podpěry vodičů, čítače úderů, směsi zlepšující uzemnění). Soubor bude postupně nahrazen souborem EN 62561.
Další citované normy:
- EN 60079-10-1 a -10-2 — výbušné atmosféry (plynné, prachové)
- EN 60079-14 — elektrické instalace ve výbušných atmosférách
- EN 61557-4 — měření odporu zemniče a pospojování
- EN 61643-11 a -21 — přepěťová ochranná zařízení nn
- EN 62305-1, -2, -4 — obecné principy, řízení rizika, vnitřní systémy
- EN 62561 (soubor) — součásti systému ochrany před bleskem (LPSC)
- ISO 3864-1 — bezpečnostní barvy a značky
3 Termíny a definice
3.1 LPS — systém ochrany před bleskem
Kompletní soustava sloužící ke snížení hmotných škod způsobených přímým úderem blesku do stavby. Zahrnuje vnější i vnitřní část.
3.2 Vnější systém ochrany před bleskem; hromosvod
Část LPS tvořená jímací soustavou, soustavou svodů a uzemňovací soustavou.
3.3 Izolovaný (oddálený) vnější LPS
LPS, jehož jímací soustava a svody jsou od chráněné stavby oddáleny tak, aby dráha bleskového proudu nebyla v dotyku se stavbou. Zabraňuje nebezpečnému jiskření.
3.4 Neizolovaný (neoddálený) vnější LPS
LPS, jehož součásti jsou instalovány tak, že bleskový proud může procházet v kontaktu s chráněnou stavbou.
3.5 Vnitřní systém ochrany před bleskem
Část LPS zajišťující ekvipotenciální pospojování a/nebo elektrickou izolaci hromosvodu uvnitř stavby.
3.6 Jímací soustava
Část vnějšího LPS z kovových prvků (tyče, mřížová soustava, zavěšená lana) určená k zachycení bleskového výboje.
3.7 Soustava svodů
Část vnějšího LPS odvádějící bleskový proud z jímací soustavy do uzemňovací soustavy.
3.8 Obvodový vodič; kruhový vodič
Vodič obepínající objekt po obvodu, propojující svody a zajišťující rovnoměrné rozdělení bleskového proudu.
3.9 Uzemňovací soustava
Část vnějšího LPS svádějící bleskový proud do země a zajišťující jeho rozptyl.
3.10 Zemnič
Část nebo soubor součástí vytvářející přímý elektrický kontakt se zemí za účelem rozptýlení bleskového proudu.
3.11 Obvodový zemnič; kruhový zemnič
Zemnič tvořící uzavřený kruh kolem objektu pod povrchem nebo na povrchu.
3.12 Základový zemnič
Vodivá část umístěná v zemi pod základy budovy, přednostně zabudovaná v betonových základech, obvykle ve tvaru uzavřené smyčky. [IEC 60050-826:2004]
3.13 Konvenční impedance uzemnění
Poměr vrcholových hodnot napětí a proudu na uzemňovací svorce (hodnoty obecně nenastávají současně).
3.14 Napětí na uzemňovací soustavě
Rozdíl potenciálů mezi uzemňovací soustavou a vzdálenou zemí.
3.15 Náhodná součást LPS
Vodivá součást, která nebyla původně instalována za účelem ochrany před bleskem, ale může tuto funkci plnit (např. náhodná jímací soustava, náhodný svod, náhodný zemnič).
3.16 Spojovací součást; svorka
Část vnějšího LPS používaná k vzájemnému propojení vodičů nebo ke kovovým instalacím (dle souboru EN 50164). Zahrnuje přemosťovací součásti a součásti přemosťující dilatační spáry.
3.17 Součást pro uchycení; držák
Část LPS sloužící k připevnění součástí hromosvodu na chráněnou stavbu (dle souboru EN 50164).
3.18 Kovové instalace
Rozsáhlé kovové prvky uvnitř chráněného objektu schopné vytvořit dráhu bleskového proudu — potrubí, schodiště, kolejnice výtahu, topné a ventilační kanály, vzájemně spojené armování, konstrukční ocelové části.
3.19 Vnější vodivé části
Rozsáhlé kovové části (potrubí, kabely, kovová vedení apod.) vstupující do chráněné stavby nebo z ní vystupující a schopné přenášet část bleskového proudu.
3.20–3.22 Elektrické a elektronické systémy; vnitřní systémy
- Elektrický systém — síť zahrnující prvky napájení elektrickou energií nízkého napětí.
- Elektronický systém — citlivá zařízení: telekomunikace, počítače, řídicí systémy, rádiové systémy, výkonová elektronika.
- Vnitřní systémy — elektrické a elektronické systémy uvnitř stavby.
3.23 Ekvipotenciální pospojování proti blesku (EB)
Připojení oddělených kovových prvků k LPS přímým vodivým spojem nebo přes přepěťové ochranné zařízení (SPD) za účelem snížení rozdílů potenciálů způsobených bleskovým proudem.
3.24 Sběrnice pospojování; přípojnice vyrovnání potenciálů
Kovová sběrnice, k níž jsou připojena kovová vedení, vnější vodivé části, napájecí síť, telekomunikační vedení a jiné kabely s LPS.
3.25 Vodič pospojování
Vodič vzájemně propojující oddálené vodivé části LPS.
3.26 Vzájemně propojené ocelové armování
Armování betonové stavby elektricky vodivě spojené ve všech uzlech.
3.27 Nebezpečné jiskření
Elektrický výboj způsobený bleskem, který může způsobit hmotné škody na chráněné stavbě.
3.28 Dostatečná vzdálenost
Vzdálenost mezi dvěma částmi LPS (nebo LPS a vodivými prvky stavby), při níž nemůže vzniknout nebezpečné jiskření.
3.29 Přepěťové ochranné zařízení (SPD)
Zařízení omezující přechodná přepětí a svádějící impulzní proudy; obsahuje alespoň jeden nelineární prvek.
3.30 Zkušební spojka
Spojka navržená a umístěná tak, aby umožňovala elektrické zkoušky a měření součástí LPS; za normálního provozu spojena, k měření rozpojitelná nástrojem.
3.31 Třída LPS
Číselné označení LPS vyjadřující hladinu ochrany před bleskem, pro niž je systém navržen (I–IV).
3.32–3.33 Projektant a elektroinstalatér ochrany před bleskem
- Projektant — specialista způsobilý k návrhu LPS.
- Elektroinstalatér — osoba způsobilá k instalaci LPS.
3.34 Objekty s nebezpečím výbuchu
Objekty obsahující tuhé výbušniny nebo nebezpečné zóny dle IEC 60079-10-1 a IEC 61241-10-2.
3.35 Oddělovací jiskřiště (ISG)
Součástka s přeskokovou vzdáleností pro oddělení vodivých částí instalace; při výboji dočasně vodivě propojí oddělené části.
3.36 Oddělovací rozhraní
Přístroje omezující přepětí přenášená po vedeních vstupujících do LPZ (oddělovací transformátory s uzemněným stíněním, optická vlákna bez kovových částí, optoizolátory).
4 Systém ochrany před bleskem (LPS)
4.1 Třídy LPS
Parametry LPS vycházejí z vlastností chráněné stavby a ze zvolené hladiny ochrany před bleskem (LPL). Norma definuje čtyři třídy (I–IV) odpovídající hladinám LPL dle EN 62305-1.
| LPL | Třída LPS |
|---|---|
| I | I |
| II | II |
| III | III |
| IV | IV |
Každá třída LPS je charakterizována:
Daty závislými na třídě:
- parametry blesku (viz EN 62305-1, tabulky 3 a 4);
- poloměrem valící se koule, velikostí ok a ochranným úhlem (viz 5.2.2);
- typickými vzdálenostmi mezi svody (viz 5.3.3);
- oddělovací vzdáleností pro prevenci nebezpečného jiskření (viz 6.3);
- minimální délkou zemničů (viz 5.4.2).
Daty nezávislými na třídě:
- ekvipotenciálním pospojováním (viz 6.2);
- minimální tloušťkou kovového oplechování nebo potrubí v jímací soustavě (viz 5.2.5);
- materiály a podmínkami použití (viz 5.5.1);
- materiály, uspořádáním a minimálními rozměry součástí LPS (viz 5.6);
- minimálními rozměry spojovacích vodičů (viz 6.2.2).
Požadovaná třída LPS musí být zvolena na základě řízení rizika podle EN 62305-2.
4.2 Návrh LPS
Technicky a ekonomicky optimalizovaný návrh LPS je možný tehdy, jsou-li jednotlivé kroky projektování a montáže koordinovány s průběhem realizace chráněné stavby. Projekt má v maximální míře využívat kovové konstrukce stavby jako součásti LPS.
Projektová dokumentace musí obsahovat veškeré informace potřebné pro správné a úplné provedení instalace (viz příloha E). LPS musí navrhovat a instalovat odborně způsobilí projektanti a elektroinstalatéři.
Návrh LPS pro stávající stavby musí respektovat omezení vyplývající ze stávajícího stavu.
4.3 Propojení ocelového armování stavby ze železobetonu
Ocelové armování železobetonových staveb je považováno za elektricky propojené, je-li převážná část spojů svislých a vodorovných prutů svařena nebo bezpečně spojena jiným způsobem. Spojení svislých prutů musí být svařeno, sevřeno nebo překryto s přesahem minimálně 20násobku průměru prutu.
U staveb ze železobetonu (včetně prefabrikátů a předpjatého betonu) musí být elektrické propojení armování ověřeno měřením od nejhořejšího dílu k úrovni země. Celkový elektrický odpor nesmí přesáhnout 0,2 Ω. Pokud tato hodnota není dosažena nebo měření nelze provést, nesmí být ocelové armování použito jako náhodný svod (viz 5.3.5) — v takovém případě se doporučuje zřídit vnější svody.
U prefabrikátů musí být zajištěno elektrické spojení armování sousedních dílů.
5 Vnější systém ochrany LPS
5.1 Všeobecně
5.1.1 Oblast použití vnějšího LPS
Vnější LPS je navržen k:
- jímání přímých úderů blesku (včetně bočních úderů);
- svedení bleskového proudu z místa úderu do země;
- rozvedení bleskového proudu v zemi bez tepelných nebo mechanických škod a bez nebezpečného jiskření.
5.1.2 Výběr vnějšího LPS
Vnější LPS smí být ve většině případů přichycen přímo na chráněnou stavbu.
Izolovaný (oddálený) vnější LPS se použije tehdy, když by tepelné nebo výbušné účinky v místě úderu či ve vodičích vedoucích bleskový proud mohly způsobit škody na stavbě nebo jejím obsahu — typicky u staveb s hořlavou krytinou, hořlavými stěnami nebo v prostředí s nebezpečím výbuchu a požáru.
Izolovaný LPS je výhodný také tehdy, je-li předpoklad budoucích změn stavby nebo obsahu vedoucích ke změnám LPS.
5.1.3 Použití náhodných součástí
Vodivé náhodné součásti, které zůstanou trvalou součástí stavby (vzájemně propojená výztuž, kovové opláštění apod.), smí být použity jako části LPS. Ostatní náhodné součásti se považují za doplňkové.
5.2 Jímací soustava
5.2.1 Všeobecně
Správně navržená jímací soustava podstatně sníží pravděpodobnost vniknutí bleskového proudu do stavby. Lze ji tvořit kombinací:
- jímacích tyčí (včetně samostatně stojících stožárů);
- zavěšených lan;
- mřížových vodičů.
Pro stanovení ochranného prostoru se smí používat pouze skutečné fyzické rozměry kovových jímacích soustav. Jednotlivé tyče na střeše by měly být vzájemně propojeny, aby byl zajištěn rovnoměrný rozptyl bleskového proudu. Radioaktivní jímače nejsou přípustné.
5.2.2 Umístění
Součásti jímací soustavy se na střeše umísťují na rozích, exponovaných místech a hranách podle jedné nebo více z těchto metod:
- metoda ochranného úhlu — vhodná pro jednoduché tvary budov, s omezením výšky jímací soustavy;
- metoda valící se koule — vhodná pro všechny případy;
- metoda mřížové soustavy — vhodná pro ochranu rovinných ploch.
| Třída LPS | Poloměr valící se koule r (m) | Velikost ok mříže wm (m) |
|---|---|---|
| I | 20 | 5 × 5 |
| II | 30 | 10 × 10 |
| III | 45 | 15 × 15 |
| IV | 60 | 20 × 20 |
Ochranný úhel závisí na výšce jímací soustavy a třídě LPS — viz obrázek 1 v normě.
5.2.3 Jímací soustava před bočními údery do vysokých budov
Stavby nižší než 60 m: Pravděpodobnost bočních úderů je natolik nízká, že je není třeba uvažovat. Střechy a vodorovné výstupky musí být chráněny dle třídy LPS stanovené výpočtem rizika.
Stavby vyšší než 60 m: Blesk může udeřit i do boků stavby, zejména do hrotů, hran a rohů. Jímací soustava musí chránit horní část stavby (zpravidla horních 20 % výšky, minimálně od 60 m). Umístění jímačů na horních částech musí splňovat požadavky alespoň LPL IV s důrazem na rohy, hrany a výčnělky (balkony, terasy).
Na bocích vysokých staveb mohou požadavky na jímače splnit kovové obklady nebo opláštění odpovídající tabulce 3.
5.2.4 Provedení
Pro neizolovaný (neoddálený) LPS:
- na nehořlavé střeše lze vodiče jímací soustavy pokládat přímo;
- na lehce hořlavé střeše (doškové) je dostačující vzdálenost ≥ 0,15 m, u jiných hořlavých materiálů > 0,10 m;
- lehce hořlavé součásti nesmí být v přímém kontaktu s hromosvodem.
5.2.5 Náhodné součásti
Náhodné jímače přípustné dle 5.1.3:
a) Kovové oplechování — při splnění podmínek trvalého vodivého spojení dílů a tloušťky dle tabulky:
| Materiál | Tloušťka t (mm) — zabrání propálení | Tloušťka t′ (mm) — jen bez rizika propálení |
|---|---|---|
| Olovo | — | 2,0 |
| Ocel (pozinkovaná) | 4 | 0,5 |
| Titan | 4 | 0,5 |
| Měď | 5 | 0,5 |
| Hliník | 7 | 0,65 |
| Zinek | — | 0,7 |
b) Kovové součásti střešní konstrukce pod nekovovou krytinou (lze-li připustit poškození krytiny). c) Ozdoby, zábradlí, okapy, parapety — průřez ≥ normalizovaný průřez jímací soustavy. d) Kovová potrubí a nádrže na střeše odpovídající tabulce 6. e) Potrubí a nádrže s hořlavými nebo výbušnými látkami — za splnění podmínek tloušťky (t dle tabulky 3) a bezpečného oteplení vnitřního povrchu.
Potrubí s hořlavými nebo výbušnými látkami nesmí být náhodným jímačem, není-li těsnění přírub kovové nebo nejsou-li příruby jinak vodivě spojeny.
5.3 Soustava svodů
5.3.1 Všeobecně
Svody se umísťují tak, aby:
- existovalo více paralelních proudových drah;
- délka dráhy proudu byla co nejkratší;
- bylo provedeno ekvipotenciální pospojování ke vodivým součástem stavby.
Konfigurace svodů a obvodových vodičů ovlivňuje dostatečnou vzdálenost (viz 6.3). Zvyšování počtu rovnoměrně rozložených svodů s obvodovými vodiči snižuje pravděpodobnost nebezpečného jiskření.
5.3.2 Umístění izolovaného (oddáleného) LPS
- Jímací tyče na stožárech (nekovových): minimálně jeden svod na každý stožár. Kovové stožáry nebo stožáry se vzájemně propojeným armováním nepotřebují další svody.
- Zavěšené dráty nebo lana: jeden svod na každou nosnou konstrukci.
- Síť vodičů: minimálně jeden svod na každou konstrukci k uchycení drátu.
5.3.3 Umístění neizolovaného (neoddáleného) LPS
Minimálně dva svody v každém případě, rozmístěné rovnoměrně po obvodu stavby. Na každý nechráněný roh se doporučuje jeden svod.
| Třída LPS | Typická vzdálenost mezi svody (m) |
|---|---|
| I | 10 |
| II | 10 |
| III | 15 |
| IV | 20 |
5.3.4 Provedení
Svody musí být vedeny pokud možno přímo a svisle, aby byla zajištěna nejkratší dráha ke zkoušce. Je třeba zamezit vzniku smyček v instalaci — pokud to není možné, musí být dodržena dostatečná vzdálenost s dle 6.3.
Svody nesmí být uloženy v okapech ani okapových trubkách (koroze).
Doporučuje se dodržovat dostatečnou vzdálenost od dveří a oken dle 6.3.
Svody LPS neoddáleného od stavby smí být instalovány:
- na nehořlavé stěně nebo v ní;
- na lehce hořlavé stěně — pokud teplotní nárůst při průchodu bleskového proudu není nebezpečný;
- při lehce hořlavé stěně a nebezpečném oteplení — vzdálenost svodu od stěny > 0,1 m (součásti uchycení se smí dotýkat stěny);
- nelze-li zajistit vzdálenost od hořlavého materiálu — průřez svodů minimálně 100 mm².
5.3.5 Náhodné součásti
Jako náhodné svody lze použít:
a) Kovové instalace — s trvanlivými vodivými spoji dle 5.5.3 a rozměry ≥ normalizovaný svod (tabulka 6). Potrubí s hořlavými nebo výbušnými látkami jen při kovovém těsnění přírub.
b) Kovový nebo elektricky propojený železobetonový skelet stavby.
c) Vzájemně propojený ocelový skelet stavby (obvodové vodiče pak nejsou nutné).
d) Součásti fasády a profilové lišty — rozměry dle 5.6.2, tloušťka kovového oplechování ≥ 0,5 mm, vodivé spojení ve svislém směru dle 5.5.3.
5.3.6 Zkušební spojky
Zkušební spojky musí být na každém připojení svodu k uzemňovací soustavě (mimo náhodné svody spojené se základovým zemničem). Musí být rozpojitelné nástrojem (pro měření), za normálního provozu spojeny.
5.4 Uzemňovací soustava
5.4.1 Všeobecně
Klíčovými kritérii uzemnění jsou tvar a rozměry zemniče — ty ovlivňují rozptyl bleskového proudu (vysokofrekvenční chování) a snižují nebezpečná přepětí. Obecně se doporučuje nízký zemní odpor (pokud možno < 10 Ω při nízkém kmitočtu).
Z hlediska ochrany před bleskem je upřednostněna jedna integrovaná uzemňovací soustava objektu vhodná pro všechny účely (hromosvod, silnoproud, telekomunikace). Uzemňovací soustava musí být pospojována dle 6.2.
5.4.2 Uspořádání uzemnění
5.4.2.1 Uspořádání typu A
Vodorovné nebo svislé zemniče instalované vně chráněné stavby, spojené s každým svodem, nebo základové zemniče bez uzavřené smyčky. Minimální počet zemničů: 2.
Minimální délka každého zemniče u paty svodu:
- l₁ pro vodorovné zemniče;
- 0,5 × l₁ pro svislé (nebo šikmé) zemniče.
Hodnota l₁ se odečte z grafu dle obrázku 3 v normě (závislost na rezistivitě půdy a třídě LPS). Minimální délku dle obrázku 3 není třeba dodržet, pokud je zemní odpor < 10 Ω.
5.4.2.2 Uspořádání typu B
Obvodový zemnič vně chráněné stavby (minimálně 80 % délky v zemině) nebo základový zemnič tvořící uzavřenou smyčku. Střední poloměr re plochy uzavřené zemničem nesmí být menší než l₁:
re ≥ l₁
Je-li l₁ > re, musí být doplněny dodatečné zemniče. Doporučuje se, aby jejich počet nebyl menší než počet svodů (minimálně 2).
5.4.3 Instalace zemničů
- Obvodový zemnič (typ B): přednostně uložit v hloubce min. 0,5 m v zemi, ve vzdálenosti cca 1 m od vnějších zdí.
- Zemniče (typ A): uložit v zemi s horním koncem min. 0,5 m pod povrchem, pokud možno rovnoměrně rozloženy.
Hloubka uložení a typ zemniče musí minimalizovat vliv koroze, vysušování a zamrzání půdy. Pro skalnaté podloží se doporučuje uspořádání typu B.
5.4.4 Náhodné zemniče
Přednostně se jako zemnič použije vzájemně spojené ocelové armování v základovém betonu nebo jiné vhodné podzemní kovové konstrukce dle 5.6.
5.5 Součásti
5.5.1 Všeobecně
Všechny součásti LPS musí odolávat elektromagnetickým účinkům bleskového proudu i předpokládaným mechanickým namáháním bez poškození. Musí vyhovovat souboru EN 50164. Materiály jsou uvedeny v tabulce 5 normy.
Přehled materiálů a jejich podmínek použití (stručně):
| Materiál | Vzduch | Zem | Beton | Pozn. |
|---|---|---|---|---|
| Měď | ✓ | ✓ | ✓ | Dobrá korozní odolnost |
| Žárově zinkovaná ocel | ✓ | ✓ | ✓ | Nevhodná v pobřežních oblastech se solí |
| Nerezová ocel | ✓ | ✓ | ✓ | Dobrá odolnost |
| Hliník | ✓ | ✗ | ✗ | Nevhodný v zemi a betonu |
| Olovo | ✓ | ✓ | ✗ | Použití v zemi často zakázáno |
5.5.2 Uchycení
Jímací soustava a svody musí být uchyceny tak pevně, aby elektrodynamické nebo náhodné mechanické síly (kývání, sesuv sněhu, teplotní roztažnost) nemohly vodiče zlomit nebo uvolnit.
5.5.3 Spoje
Počet spojů musí být co nejmenší. Spoje musí být provedeny spolehlivě: pájením natvrdo, svařováním, svorkováním, lisováním, falcováním, šroubováním nebo nýtováním. Spoje ocelové výztuže v železobetonu musí odpovídat 4.3 a vyhovovat EN 50164-1.
5.6 Materiály a rozměry
5.6.1 Materiály
Materiál a rozměry se volí s ohledem na odolnost proti korozi — jak chráněné stavby, tak LPS.
5.6.2 Rozměry
Minimální průřezy vodičů jímací soustavy, jímacích tyčí, uzemňovacích přívodů a svodů (tabulka 6):
| Materiál | Tvar | Min. průřez (mm²) |
|---|---|---|
| Měď, pocínovaná měď | Tuhý pásek | 50 |
| Tuhý drát | 50 | |
| Lano | 50 | |
| Hliník | Tuhý pásek | 70 |
| Tuhý drát | 50 | |
| Lano | 50 | |
| Žárově zinkovaná ocel | Tuhý drát | 50 |
| Tuhý pásek | 50 | |
| Lano | 50 | |
| Mědí pokrytá ocel | Tuhý drát | 50 |
| Tuhý pásek | 50 | |
| Nerezová ocel | Tuhý drát | 50 |
| Lano | 70 |
Pro jímací tyče bez kritického mechanického namáhání lze průřez 50 mm² snížit na 25 mm² (Měď/Cu), jímací tyč průměr 9,5 mm délka 1 m.
Minimální rozměry zemničů (tabulka 7) — viz norma; základní hodnoty: drát Cu ∅15 mm nebo průřez 50 mm², žárově zinkovaná ocel drát ∅14 mm nebo průřez 78 mm².
6 Vnitřní systém ochrany před bleskem
6.1 Všeobecně
Vnitřní LPS brání nebezpečnému jiskření uvnitř chráněné stavby způsobenému průchodem bleskového proudu — nejen ve vnějším LPS, ale i v dalších vodivých částech stavby.
Nebezpečné jiskření může vznikat mezi vnějším LPS a:
- kovovými instalacemi;
- vnitřními systémy;
- vnějšími vodivými částmi a vedeními.
Jiskření v prostorech s nebezpečím výbuchu je vždy nebezpečné (viz příloha D). Ochrana vnitřních systémů před přepětím viz EN 62305-4.
Nebezpečnému jiskření se zabraňuje:
- ekvipotenciálním pospojováním (viz 6.2), nebo
- elektrickou izolací — dostatečnou vzdáleností (viz 6.3).
6.2 Ekvipotenciální pospojování proti blesku
6.2.1 Všeobecně
Vyrovnání potenciálů se dosáhne propojením LPS s kovovými instalacemi, vnitřními systémy a vnějšími vodivými částmi. Propojení lze provést:
- vodiči pospojování (není-li náhodné vodivé spojení);
- přepěťovými ochrannými zařízeními — SPD (kde přímé propojení není možné);
- oddělovacími jiskřišti — ISG (kde přímé spojení není dovoleno).
SPD musí být instalovány tak, aby umožňovaly revizi.
6.2.2 Ekvipotenciální pospojování pro kovové instalace
Pro izolovaný (oddálený) vnější LPS: ekvipotenciální pospojování pouze v úrovni terénu.
Pro neizolovaný LPS: pospojování v těchto místech:
- a) ve sklepě nebo v úrovni terénu — vodiče pospojování připojeny k přípojnici pospojování, ta spojena s uzemňovací soustavou; u velkých budov (délka > 20 m) lze použít okružní přípojnici nebo více přípojnic pospojování;
- b) tam, kde nejsou splněny požadavky na izolaci (viz 6.3).
Minimální průřezy vodičů pospojování:
Tabulka 8 — Vodiče propojující přípojnice pospojování nebo přípojnici s uzemňovací soustavou:
| Třída LPS | Měď (mm²) | Hliník (mm²) | Ocel (mm²) |
|---|---|---|---|
| I až IV | 16 | 25 | 50 |
Tabulka 9 — Vodiče propojující kovové instalace s přípojnicí pospojování:
| Třída LPS | Měď (mm²) | Hliník (mm²) | Ocel (mm²) |
|---|---|---|---|
| I až IV | 6 | 10 | 16 |
Jsou-li v plynovém nebo vodovodním potrubí izolační kusy, musí být přemostěny ISG (dle EN 50164-3) se souhlasem dodavatele. Parametry ISG: Iimp ≥ kcI a URIMP < impulzní výdržná hladina.
6.2.3 Ekvipotenciální pospojování pro vnější vodivé části
Pospojování se provádí co nejblíže vstupu do chráněné stavby. Vodiče pospojování musí vydržet příslušnou část bleskového proudu IF. Není-li přímé pospojování přípustné, použijí se ISG s parametry Iimp ≥ IF.
6.2.4 Ekvipotenciální pospojování pro vnitřní systémy
Musí být provedeno dle 6.2.2 a) a 6.2.2 b).
- Jsou-li vodiče stíněny nebo uloženy v kovovém kanálu — lze pospojovat jen stínění a kanály (viz příloha B).
- Nejsou-li stíněny ani v kanálu — musí být pospojovány přes SPD.
- Vodiče PE a PEN v sítích TN musí být připojeny k LPS přímo nebo přes SPD.
Parametry SPD pro vnitřní systémy: Iimp ≥ kcI, ochranná hladina UP < impulzní výdržná hladina izolace.
6.2.5 Ekvipotenciální pospojování pro vedení připojená ke stavbě
Pospojování elektrických a telekomunikačních vedení se provádí dle 6.2.3. Všechny vodiče každého vedení by měly být pospojovány přímo nebo přes SPD. Živé vodiče jen přes SPD. Stínění a kovové kanály musí být pospojovány.
Parametry SPD pro vedení: Iimp ≥ IF, UP < impulzní výdržná hladina.
6.3 Elektrická izolace vnějšího LPS
6.3.1 Všeobecně
Elektrické izolace mezi hromosvodem a kovovými částmi stavby se dosáhne zajištěním dostatečné vzdálenosti s. Obecná rovnice:
s = (ki / km) × kc × l (m)
Kde:
- ki — koeficient závislý na třídě LPS
| Třída LPS | ki |
|---|---|
| I | 0,08 |
| II | 0,06 |
| III, IV | 0,04 |
- km — koeficient závislý na izolačním materiálu
| Materiál | km |
|---|---|
| Vzduch | 1 |
| Beton, cihla, dřevo | 0,5 |
- kc — koeficient závislý na (částečném) bleskovém proudu tekoucím jímači a svody (viz tabulka 12 a příloha C);
- l — délka podél jímací soustavy a svodu od bodu, kde je dostatečná vzdálenost zjišťována, k nejbližšímu bodu ekvipotenciálního pospojování nebo zemniče (m).
Dostatečnou vzdálenost není nutné dodržet u staveb s kovovou nebo železobetonovou konstrukcí s elektricky vzájemně propojeným armováním.
6.3.2 Zjednodušený přístup
Přibližné hodnoty kc pro typické stavby:
| Počet svodů n | kc |
|---|---|
| 1 (pouze izolovaný LPS) | 1 |
| 2 | 0,66 |
| 3 a více | 0,44 |
POZNÁMKA: Zjednodušený přístup vede zpravidla k výsledkům na straně bezpečnosti.
6.3.3 Podrobný přístup
V LPS s mřížovou jímací soustavou nebo propojenými obvodovými vodiči se přesnější výpočet provede podle vzorce:
s = (ki / km) × (kc1·l1 + kc2·l2 + … + kcn·ln)
Koeficienty kci pro různá uspořádání viz obrázky C.4 a C.5 normy.
7 Údržba a revize LPS
7.1 Všeobecně
Účinnost LPS závisí na jeho instalaci, údržbě a použitých zkušebních metodách. Revize, zkoušení a údržba nesmí být prováděny za hrozby bouře.
7.2 Účel revizí
Revize slouží k ověření, zda:
- LPS odpovídá projektové dokumentaci dle normy;
- všechny součásti jsou v dobrém technickém stavu, bez koroze a schopné plnit svou funkci;
- nově přidané instalace nebo konstrukce jsou začleněny do LPS.
7.3 Postupy revizí
Revize se provádějí:
- během výstavby — aby bylo možné zkontrolovat uložené zemniče;
- po instalaci LPS;
- pravidelně — v intervalech dle vlastností stavby (koroze, třída LPS);
- po změnách nebo opravách, nebo je-li známo, že do stavby udeřil blesk.
Při pravidelných revizích je zvláště důležité kontrolovat:
- zhoršení a korozi jímací soustavy, vodičů a spojů;
- korozi zemničů;
- zemní odpor uzemňovací soustavy;
- stav spojů, ekvipotenciálního pospojování a uchycení.
7.4 Údržba
Pravidelné revize jsou základní podmínkou spolehlivé údržby LPS. Majitel nemovitosti musí být informován o všech zjištěných závadách a ty musí být bezodkladně odstraněny.
8 Opatření na ochranu živých bytostí před úrazem dotykovým a krokovým napětím
8.1 Opatření na ochranu před dotykovými napětími
V okolí svodů vně stavby mohou vznikat životu nebezpečná dotyková napětí, i když je LPS správně navržen a instalován.
Nebezpečí se sníží na přípustnou úroveň, jsou-li splněny všechny tyto podmínky:
- a) Za normálního provozu se osoby nenacházejí do vzdálenosti 3 m od svodů;
- b) Instalováno minimálně 10 svodů dle 5.3.5;
- c) Rezistivita povrchu půdy v okruhu 3 m od svodu ≥ 100 kΩ.
Vrstva asfaltu 5 cm nebo štěrku 15 cm obecně snižuje nebezpečí na přípustnou hodnotu.
Není-li žádná z podmínek splněna, musí být provedena ochranná opatření:
- izolace odkrytého svodu s impulzní výdržnou hodnotou 100 kV (1,2/50 μs) — např. ≥ 3 mm síťovaného polyetylenu;
- fyzická zábrana nebo výstražná tabulka (dle ISO 3864-1) ke snížení pravděpodobnosti dotyku.
8.2 Opatření na ochranu před krokovými napětími
Podmínky snižující nebezpečí krokového napětí na přípustnou úroveň jsou shodné s bodem 8.1 (a, b, c).
Není-li žádná z podmínek splněna, musí být přijata ochranná opatření:
- ekvipotenciální vyrovnání mřížovou uzemňovací soustavou;
- fyzická zábrana nebo výstražná tabulka (dle ISO 3864-1) omezující vstup do nebezpečné oblasti do 3 m od svodu.
Příloha A (normativní) — Umístění jímací soustavy
A.1 Metoda ochranného úhlu
A.1.2 Ochranný prostor svislé jímací tyče
Ochranný prostor tvoří kužel s vrcholem na ose tyče, s polovičním vrcholovým úhlem α závislým na třídě LPS a výšce jímací soustavy dle tabulky 2. Pro výpočet ochranného úhlu viz obrázky A.1 a A.2 v normě.
A.1.3 Ochranný prostor vodičové jímací soustavy
Ochranný prostor vodičové soustavy se definuje sestavou prostorů zdánlivých svislých tyčí s vrcholy spojenými vodičem (viz obrázek A.3).
A.1.4 Ochranný prostor mřížové soustavy
Kombinace ochranných prostorů jednotlivých propojených jímacích vodičů. Viz obrázky A.4 a A.5.
A.2 Metoda valící se koule
Umístění jímací soustavy je správné, není-li žádný bod chráněné stavby v dotyku s koulí o poloměru r (dle tabulky 2), která se valí okolo stavby a přes její vrchol všemi směry. Koule se dotýká jen jímací soustavy.
U staveb vyšších než je poloměr valící se koule r mohou blesky udeřit do boku — pravděpodobnost klesá s klesající výškou bodu úderu. U vysokých staveb se boční jímací soustava instaluje zpravidla na horních 20 % výšky.
A.3 Metoda mřížové soustavy
Mřížová soustava chrání celou plochu, jsou-li splněny tyto podmínky:
- vodiče jímací soustavy jsou na okrajích střechy, převisech a (sklon > 1/10) na hřebenech;
- rozměry ok nejsou větší než hodnoty v tabulce 2;
- bleskový proud má vždy alespoň dvě kovové dráhy do uzemňovací soustavy;
- žádné kovové instalace nevystupují vně chráněného prostoru;
- vodiče jsou vedeny pokud možno nejkratší přímou dráhou.
Příloha B (normativní) — Minimální průřez kabelových stínění pro prevenci nebezpečného jiskření
Přepětí mezi živými vodiči a stíněním kabelu vlivem průchodu bleskového proudu může způsobit nebezpečné jiskření. Minimální průřez stínění SCMIN (mm²):
SCMIN = (IF × ρC × LC × 10⁶) / UW
Kde:
- IF — proud tekoucí stíněním (kA);
- ρC — rezistivita stínění (Ωm);
- LC — délka kabelu (m) dle podmínek — v zemi ρ: LC ≤ 8ρ, izolovaný ve vzduchu: LC = vzdálenost k nejbližšímu uzemnění stínění;
- UW — impulzní výdržné napětí systému (kV).
Proud tekoucí stíněním:
- stíněné kabely: IF = 8 × SC
- nestíněné kabely: IF = 8 × n’ × S’C
Příloha C (informativní) — Odhad dostatečné vzdálenosti s
Koeficient rozdělení kc bleskového proudu závisí na:
- typu jímací soustavy;
- celkovém počtu svodů n;
- umístění svodů a propojení obvodovými vodiči;
- typu uzemňovací soustavy.
Pro různá uspořádání viz obrázky C.1 až C.5 v normě:
- C.1 — zavěšený vodič: kc = (h + c) / (2h + c)
- C.2 — soustava mnoha svodů: kc = 1/(2n) + 0,1 + 0,2 × ∛(c/h)
- C.3 — šikmá střecha s jímačem na hřebeni — tabulkové hodnoty
- C.4 — mnoho svodů s propojenými obvodovými vodiči
- C.5 — mřížová jímací soustava
Příloha D (normativní) — LPS v prostorech s nebezpečím výbuchu
D.1 Všeobecně
Příloha poskytuje doplňující informace pro návrh LPS ve stavbách s prostory s nebezpečím výbuchu. Příslušné pravomocné orgány mohou stanovit odlišné požadavky.
D.2 Definice zón
| Zóna | Popis |
|---|---|
| 0 | Výbušná plynná atmosféra trvale nebo po dlouhou dobu |
| 1 | Výbušná plynná atmosféra příležitostně za normálního provozu |
| 2 | Výbušná plynná atmosféra nepravděpodobná, přetrvává jen krátce |
| 20 | Výbušná prachová atmosféra trvale nebo po dlouhou dobu |
| 21 | Výbušná prachová atmosféra příležitostně za normálního provozu |
| 22 | Výbušná prachová atmosféra nepravděpodobná, přetrvává jen krátce |
D.3 Základní požadavky
- LPS musí být navržen tak, aby při přímém úderu blesku nevznikalo mimo místo úderu žádné tavení ani rozstřikování materiálu.
- Upřednostněno je uzemnění typu B dle 5.4.2.2.
- U staveb s tuhými výbušninami a výbušnými směsmi: zemní odpor ≤ 10 Ω.
- Ekvipotenciální pospojování dle 6.2 a dle IEC 60079-10-1 a -10-2.
D.4 Stavby s tuhými výbušninami
- Doporučuje se izolovaný vnější LPS.
- Stavby s kompletním kovovým opláštěním (ocel ≥ 5 mm, hliník ≥ 7 mm) jsou chráněny jako náhodné jímače.
- SPD musí být instalovány na všech místech výbušných látek, přednostně vně prostorů s výbušninami.
D.5 Stavby s nebezpečnými prostory
Všechny části vnějšího LPS musí být od nebezpečných prostorů ve vzdálenosti minimálně 1 m.
| Zóna | Požadavky |
|---|---|
| 2, 22 | Žádná dodatečná ochranná opatření pro kovová technologická zařízení odpovídající tabulce 3 (jímací soustava a svody nejsou nutné, uzemnění dle kap. 5) |
| 1, 21 | Požadavky pro zóny 2/22 + izolační vložky v potrubí musí být přemostěny ISG (schválenými pro výbušné prostory), ISG a izolační vložky instalovány vně nebezpečných prostorů |
| 0, 20 | Minimálně požadavky pro D.5.3 + elektrická zařízení uvnitř nádrží schválena pro tyto prostory, uzavřené kovové nádrže v místě možného úderu s tloušťkou stěny dle tabulky 3 |
D.5.5 Specifické aplikace
Plnicí stanice: kovová potrubí uzemněna dle kap. 5, spojena s ocelovými konstrukcemi a kolejemi.
Nádrže pro uskladnění (uzavřené kovové, ocel ≥ 5 mm nebo hliník ≥ 7 mm): mohou být náhodné jímače. Zemniče každé nádrže:
- do průměru/délky 20 m: 1× uzemnění;
- nad 20 m: 2× uzemnění.
U nádrží s plovoucími střechami: plovoucí střecha musí být vodivě spojena s pláštěm nádrže, ohebný vodič pospojování z mědi šířky 35 mm, tloušťka ≥ 3 mm.
Nadzemní soustavy kovových potrubí vně výrobních jednotek: uzemnění každých 30 m.
D.6 Revize a údržba v prostorech s nebezpečím výbuchu
- Plán údržby a revizí musí být vypracován a udržován.
- Revize a zkoušky smí provádět pouze kvalifikované osoby se znalostí požadavků pro prostory s nebezpečím výbuchu.
- Elektrické zkoušky LPS: každých 12 (+2) měsíce nebo dle pravidelné revizní lhůty.
- Přepěťové ochrany musí být revidovány nejméně každých 12 měsíců a vždy po předpokládaném úderu blesku.
- Stejnosměrný odpor každého předmětu připojeného k LPS nesmí přesáhnout 0,2 Ω.
- Zkoušení zemního odporu v prostorech s nebezpečím výbuchu: výhradně třícestnou metodou.
Příloha E (informativní) — Směrnice pro návrh, provedení, údržbu a revize LPS
E.4 Návrh LPS
E.4.1 Obecné poznámky
LPS musí navrhovat a instalovat odborně způsobilý projektant a elektroinstalatér. Projektant musí umět posoudit elektrické a mechanické účinky bleskových výbojů, znát zásady EMC, korozní vlivy a koordinovat všechny účastníky výstavby. Funkce projektanta a elektroinstalatéra může být sloučena.
E.4.2 Návrh LPS — postup
Před zahájením detailního návrhu projektant shromáždí informace o funkci, návrhu, provedení a umístění stavby. Tam kde LPS není předepsán úřadem nebo pojišťovnou, rozhodne o jeho nutnosti na základě řízení rizika dle EN 62305-2.
Klíčové konzultace v průběhu návrhu:
- s architektem: trasy vodičů, materiály, kovové instalace, estetika;
- s provozovateli sítí (plyn, voda, elektřina, telekomunikace): přímé pospojování nebo ISG/SPD;
- s hasiči: umístění alarmů a protipožárního zabezpečení;
- s montéry elektroniky a antén: izolace nebo pospojování stožárů a stínění;
- se stavitelem a elektroinstalatérem: uchycovací body, vedení vodičů, základ jako zemnič, elektrické propojení armování.
Dostatečná vzdálenost d od stavby s přečnívající (vyloženou) části:
d > 2,5 + s (m), kde s je dostatečná vzdálenost dle 6.3 a 2,5 m odpovídá výšce natažené paže osoby.
E.4.3 Stavby ze železobetonu
Ocelové armování staveb ze železobetonu může být použito jako náhodná součást LPS za splnění požadavků na svody (5.3) a uzemňovací soustavy (5.4). Celkový elektrický odpor (jímací soustava ↔ základová deska) musí být ≤ 0,2 Ω — měřeno čtyřvodičovou metodou (měřicí proud cca 10 A).
Způsoby spojování armovacích prutů:
- svařování (délka sváru min. 50 mm, křížené pruty ohnuty paralelně min. 70 mm před svárem);
- svorky dle EN 50164;
- přivázání — vhodné jen jako doplněk pro EMC účely, nikoli pro bleskové proudy.
Spoje pod betonem po zalití trvale nepřístupné — je-li spojení svorkami, doporučují se dva vodiče pospojování nebo jeden vodič se dvěma svorkami.
Materiály dodatečných vodičů v betonu: ocel, měkká ocel, pozinkovaná ocel (pozor: nevhodná v pobřežních oblastech a ve slaném prostředí), nerezová ocel, měď, mědí pokrytá ocel.
Doporučuje se dokumentovat polohu a konstrukci armování fotografiemi a výkresy — po zalití betonem je dohledání téměř nemožné.
E.5 Vnější systém ochrany (hromosvod)
E.5.1 Neizolovaný a izolovaný LPS
Neizolovaný LPS: vodiče upevněny na stavbu nebo do ní. Pokud je stěna z hořlavého materiálu a hrozí nebezpečné oteplení, vodiče se vedou ve vzdálenosti > 0,1 m od stěny nebo se volí průřez ≥ 100 mm².
Izolovaný (oddálený) LPS: jímací soustava a svody jsou oddáleny tak, aby se bleskový proud nedotýkal stavby. Typicky stožáry nebo lana nad stavbou.
Nebezpečné jiskření nastane, není-li dodržena dostatečná vzdálenost s — musí se prověřit dle 6.3.
E.5.2 Jímací soustavy — instalační podrobnosti
- Tyčový jímač nebo svod se umísťuje na vnějším obvodu střechy, na rohích a hranách.
- Na ploché střeše, kde se může shromažďovat voda, se jímací soustava umísťuje nad nejvyšší pravděpodobnou hladinu vody.
- Klíčový příklad: střecha parkoviště — mřížová soustava respektující velikost ok tabulky 2; parkovací stavba ze železobetonu může využít propojené armování.
E.5.3 Soustava svodů — instalační podrobnosti
- Svody se vedou pokud možno přímočaře dolů, bez smyček.
- Je-li nutné svod vést kolem otvoru nebo přes dilatační spáru, musí být dodržena dostatečná vzdálenost.
- Zkušební svorka se umísťuje přibližně 0,3–1,8 m nad zemí na přístupném místě (doporučení E.5.3.6).
E.5.4 Uzemňovací soustava — instalační podrobnosti
Základový zemnič (typ B): přednostní řešení pro nové stavby — armovací pruty nebo ocelové části v základovém betonu, propojeny každých 5 m (dle tabulky 7). Výhodou je nízký a stálý zemní odpor po celou dobu životnosti stavby.
Paprskové a svislé zemniče (typ A): délka dle obrázku 3, min. vzdálenost od sebe rovná délce paprskového zemniče, aby se snížila vzájemná elektrická vazba.
Obvodový zemnič (typ B): uložen min. 0,5 m pod povrchem, cca 1 m od stěny stavby. Je-li nutná větší délka l₁ než odpovídající re, přidají se paprskové nebo svislé zemniče.
Skalnaté podloží: doporučuje se uspořádání typu B nebo základový zemnič. Zemniče se ukládají do výkopů se zeminou nebo se použijí směsi zlepšující uzemnění.
Rozsáhlé plochy (průmyslové areály): zemniče různých jednotek musí být vzájemně propojeny, aby vznikla mřížová uzemňovací soustava.
E.5.6 Koroze — výběr materiálů
Kovy v půdě:
- Měď: vynikající odolnost, ale způsobuje galvanickou korozi sousedních kovů.
- Pozinkovaná ocel: přijatelná v neagresivní půdě, rychlé korodování v jílovité nebo vlhké půdě.
- Nerezová ocel: dobrá odolnost, vhodná pro agresivní prostředí.
Kovy v betonu:
- Pozinkovaná ocel v betonu v pobřežních oblastech s chloridy: nevhodná.
- Spoje vodičů procházející betonovou stěnou ven: nutná ochrana proti korozi (silikon, bitumen, nebo speciální svorky dle E.4.3.5).
E.6 Vnitřní systém ochrany — podrobnosti
E.6.2 Ekvipotenciální pospojování — instalační příklady
Hlavní přípojnice pospojování (HBB) se umísťuje v úrovni terénu nebo suterénu — snadno přístupné pro revizi. U vícepodlažních staveb se na každém patře instaluje dílčí přípojnice pospojování (SBB), která se spojí s HBB nebo s dalšími SBB.
Vodiče vstupující do stavby — způsoby pospojování:
- Přímé vodivé spojení — pro kovy bez izolace.
- ISG — pro kovové instalace se zakázaným přímým propojením (plynová potrubí apod.).
- SPD — pro živé vodiče el. rozvodů a telekomunikace.
E.6.3 Elektrická izolace vnějšího LPS — příklady výpočtu
Příklad (zjednodušený přístup): Stavba s LPS třídy II, 4 svody, l = 10 m, vzduch:
s = (0,06 / 1) × 0,44 × 10 = 0,264 m
E.7 Revize a údržba LPS
E.7.1 Rozsah revize
Revize zahrnují:
- kontrolu technické dokumentace (projekt, výkresy, revizní zprávy);
- vizuální kontrolu všech přístupných částí LPS;
- měření zemního odporu, elektrického odporu spojů a kontinuity vodičů;
- zprávu s výsledky a doporučeními.
E.7.2 Revizní intervalyDoporučené intervaly:
| Typ stavby / třída LPS | Interval revizí |
|---|---|
| Běžné stavby, LPS III–IV | 4 roky |
| Stavby s rizikem výbuchu | 1–2 roky (viz příloha D) |
| Po každém úderu blesku | ihned |
E.7.3 Postupy údržby
Zjištěné závady musí být opraveny bezodkladně. Záznamy o revizích a údržbě musí být uchovávány po celou dobu životnosti LPS. Po provedení jakékoli opravy nebo změny je nutná dílčí revize dotčených části.
Křížové odkazy
- ČSN EN 62305-1 — Ochrana před bleskem, Část 1: Obecné principy
- ČSN EN 62305-2 — Ochrana před bleskem, Část 2: Řízení rizika
- ČSN EN 62305-4 — Ochrana před bleskem, Část 4: Elektrické a elektronické systémy ve stavbách
- EN 50164 (soubor) — Součásti ochrany před bleskem
- EN 62561 (soubor) — Součásti systému ochrany před bleskem (LPSC)
- EN 61643-11 — Přepěťová ochranná zařízení nízkého napětí