ČSN EN 62305-3 Ochrana před bleskem - Část 3: hmotné škody na stavbách a nebezpečí života

6.3.6.8.3

ČSN EN 62305-3 Ochrana před bleskem – Část 3: hmotné škody na stavbách a nebezpečí života

Ing. Vítězslav Šťastný, CSc. a kolektiv

 NahoruÚvodní komentář

Tato část normy se zabývá hlavně vnějším LPS (hromosvodem) a částečně i vnitřním LPS (vyrovnáním potenciálu, SPD a elektrickou izolací vnějšího LPS – dostatečnou vzdáleností zabraňující přeskokům).

Koordinace částí stavební a elektro:

Projektant ochrany před bleskem LPS by měl na počátku projektu dosáhnout dohody s architektem, stavebním inženýrem a investorem tak, aby byla splněna nejen architektonická kritéria stavby, ale především bezpečnostní hlediska ochrany před bleskem. Dále by měl po dokončení projektu konzultovat dané řešení s osobami zodpovědnými za stavební projekt a měl by vést porady týkající se ochrany před bleskem s osobami, které se podílely na návrhu projektu, realizaci stavby, včetně investora. Použití stavebních prvků jako náhodných součástí ochrany před bleskem je věcí dodržení předpisů a norem pro provedení a budování staveb. Použije-li projektant LPS armování jako náhodnou součást LPS, může zvolit různé druhy technologie spojů (například svařování, svorkování). Svařování armovacích prutů je dovoleno jen na základě schválení stavebním inženýrem podle od stavce E.4.3.3 ČSN EN 62305-3 .

 NahoruVnější LPS – hromosvod

LPS, jehož jímací soustava a svody jsou elektricky izolovány od všech vodivých částí stavby. Existují dvě provedení:

 NahoruVnější LPS izolovaný (oddálený) od stavby

1. vnější LPS bez jakéhokoli kontaktu s chráněnou stavbou (klasický oddálený hromosvod podle ČSN 34 1390 );

2. vnější LPS zřízený přímo na chráněné stavbě, ale pouze v kontaktu s materiály, které mají vlastnosti elektrických izolantů (například nevodivá střešní krytina, zdivo apod.), nebo vodivými materiály, ale elektricky izolovanými od všech vnitřních vodivých částí stavby.

 NahoruVnější LPS neizolovaný (neoddálený) od stavby

LPS, jehož jímací soustava a svody jsou elektricky vodivě spojeny s některými nebo se všemi vodivými částmi stavby, nebo LPS, u něhož se vodivé části stavby stávají přímo součástí LPS a je počítáno, že v případě přímého úderu blesku jimi bude procházet bleskový proud.

 NahoruÚvod – hromosvod a logika přístupu k řešení

Vnější LPS (hromosvod) slouží k zachycení přímých úderů blesku do stavby a jejich svedení a rozptýlení do země. Přístup k řešení návrhu jímací soustavy je dvojí:

• jímací soustava je elektricky izolována od všech vodivých předmětů uvnitř stavby;

• jímací soustava je elektricky propojena se všemi vodivými předměty uvnitř stavby.

Elektricky izolovaný (oddálený) vnější LPS od vodivých předmětů uvnitř stavby

Elektrickou izolaci vnějšího LPS od vodivých předmětů uvnitř stavby lze řešit dvěma způsoby (viz následující obrázek):

1. umístěním bez kontaktu se stavbou (stožárový, klecový, závěsný hromosvod);

2. umístěním přímo na stavbě.

V obou případech je nutné dodržovat minimálně dostatečnou vzdálenost s (viz ČSN EN 62305-3 čl. 6.3) mezi jímací soustavou a vodivými předměty stavby připojenými k vnitřní soustavě vyrovnání potenciálu.

Při umístění jímací soustavy a svodů na stavbě je možné k vnějšímu LPS vodivě připojit i některé vnější vodivé předměty stavby (například okapy, různá oplechování, kovovou krytinu atd.). Přitom je nutné dbát, aby vnitřní vodivé předměty stavby byly od vnějšího LPS i k němu připojených vodivých předmětů dále, než je dostatečná vzdálenost s v tom kterém místě.

Poznámka: Za vnitřní vodivé předměty je v tomto smyslu nutné považovat i armování železobetonu a jiné vodivé kovové stavební prvky, u nichž není prokázáno, že jsou elektricky izolovány od soustavy vnitřního vyrovnání potenciálu i od země, a není proto úplně vyloučeno mezi nimi a vnějším LPS nebezpečné jiskření. Elektricky izolovaný (oddálený) vnější LPS od vodivých předmětů uvnitř stavby

Elektricky vodivě spojený (neoddálený) vnější LPS s vodivými předměty uvnitř stavby

Principem elektricky vodivě spojeného hromosvodu (metodou spojit vše se vším) je rozdělení bleskového proudu po přímém úderu blesku na co největší počet svodů. Rozdělením se zmenší a rozptýlí i účinky vyvolané průchodem bleskového proudu jednotlivým svodem. Elektromagnetické pole okolo jednotlivých svodů bude mnohonásobně menší a účinky elektromagnetických polí okolo blízkých svodů se budou navzájem rušit. Tím se sníží na minimum i výsledné elektromagnetické pole uvnitř budovy.

Při blízkém úderu blesku mimo stavbu budou takto elektricky vodivě spojené části LPS i všech vodivých předmětů a konstrukcí uvnitř stavby působit jako stínící Faradayova klec proti elektromagnetickému poli vně stavby.

Tento typ LPS je zvláště vhodný pro stavby ze železobetonu, stavby s železobetonovým skeletem nebo stavby s ocelovým skeletem. Nevýhodou je nutná technologická kázeň a průběžné ověřování spojitosti vodivých částí stavby během výstavby.

 NahoruZákladní postup návrhu vnějšího LPS

Po vypočtení přípustného rizika (viz ČSN EN 62305-2 ) a zařazení ochrany objektu do třídy LPS zvolíme nejprve to, má-li být hromosvod proveden ve variantě od stavby elektricky izolovaný (oddálený), nebo se stavbou elektricky vodivě spojený. Přitom bereme v úvahu především:

• materiál a provedení nosné konstrukce stavby;

• materiál a provedení vazby střechy;

• materiál krytiny střechy;

• technologie situované nad střechou;

• účel, využití, vybavení a obsah stavby;

• okolí stavby a její případnou návaznost na další stavby.

Dále určíme vhodnou metodu nebo kombinaci metod k určení ochranného prostoru jímací soustavy. Určujícími podmínkami jsou především:

• třída LPS;

• členitost a rozloha stavby (podle půdorysu);

• výška stavby;

• tvar a provedení střechy;

• možnosti rozmístění svodů;

• technologie a vodivé předměty situované nad střechou, na stěnách stavby nebo v blízkosti stavby;

• přístupové cesty pro lidi a užitková nebo domácí zvířata;

• připojené inženýrské sítě;

• provedení a umístění zemnicí soustavy;

• LPS je pro jednu stavbu nebo pro komplex staveb.

Přitom je nutné brát v potaz výhody a nevýhody jednotlivých metod určení ochranného prostoru. Po provedení návrhu jímací soustavy zkontrolujeme její ochranný prostor graficky, početně nebo kombinací obou metod nebo použijeme pro kontrolu ochranného prostoru jímací soustavy vhodný software.

Následně (jako nezávislou úlohu na ochranném prostoru jímací soustavy) je třeba vypočítat dostatečnou vzdálenost s pro jednotlivé svody, jímací vedení a jímače v kritické vzdálenosti od technologií a vodivých předmětů nad střechou. V závislosti na výsledcích výpočtů dostatečné vzdálenosti je možné ponechat nebo nutné upravit rozmístění, případně hustotu a provedení jímací soustavy a počet svodů. Po případné úpravě je nutná alespoň částečná kontrola ochranného prostoru.

Poznámka: Zvýšení počtu svodů nebo hustoty jímací soustavy může být realizačně snazším opatřením pro zmenšení dostatečné vzdálenosti než přeložení vnitřních instalací a vodivých předmětů při zachování vypočtené dostatečné vzdálenosti. Může být rovněž i ekonomicky méně náročné než použití součástí hromosvodu v provedení s vysokonapěťovou izolací, například pro svody.

 NahoruVnější LPS

Účelem jímací soustavy je spolehlivé zachycení a odvedení bleskového výboje mimo objekt z pokud možno největšího počtu z širokého spektra blesků různých parametrů vyskytujících se reálně v přírodě. Ze statistiky vyplývá, že blesky nad 200 kA vrcholového bleskového proudu se vyskytují v našich podmínkách pouze velmi výjimečně. Rovněž spolehlivé zachycení blesků s velmi malým vrcholovým proudem se jeví podle statistických údajů výskytu a možných způsobených škod jako neekonomické, protože by značně zvyšovalo, a tím i zdražovalo potřebnou hustotu jímací soustavy. Proto se minimální uvažovaný vrcholový bleskový proud pohybuje v závislosti na třídě LPS v rozmezí od 3 kA do 16 kA. Jímací soustava navržená podle ČSN EN 62305-3 tedy řeší zachycení a svedení blesků s vrcholovou hodnotou mezi 3 kA až 200 kA.

 NahoruMetody návrhu jímací soustavy

Při návrhu jímací soustavy je nutné si uvědomit, že opravdu nejspolehlivější ochranou proti úderu blesku je co nejhustší Faradayova klec. Všechny ostatní používané metody určení a provedení jímací soustavy a jejího ochranného prostoru jsou kompromisem mezi statisticky zachyceným a popsaným chováním blesků a ekonomickým provedením jímací soustavy v závislosti na chráněných hodnotách a snadnosti použití metody při zjišťování ochranného prostoru.

Všechny používané metody přitom zjednodušeně předpokládají, že okolo čela výboje se elektromagnetické pole šíří rovnoměrně v kulových plochách o shodné intenzitě víceméně homogenním prostředím až do okamžiku vzájemné reakce blesku a jímací soustavy. Intenzita elektromagnetického pole bleskového výboje je přímo úměrná vrcholové hodnotě proudu a tomu odpovídá i předpokládaný dosah vzájemné reakce čela bleskového výboje s jímačem. Účinný dosah elektromagnetického pole určitého blesku je uvažován jako poloměr kulové plochy bleskové koule, tj. pro maximální uvažovaný blesk s vrcholovým proudem 200 kA je poloměr bleskové koule roven 330 m, pro minimální uvažovanou vrcholovou hodnotu bleskového proudu 3 kA je poloměr bleskové koule roven 20 m.

Poznámka: V dalším textu bude používán místo bleskové koule pouze termín "valící se koule“ nezávisle na skutečnosti, dotýká-li se blesková koule povrchu země nebo budov, nebo je-li popisován její výskyt ještě v prostoru.

Přestože jde o zjednodušení skutečného chování blesku, statisticky tento předpoklad vystihuje zjištěné chování blesku nejpřesněji ze všech teorií. Z konstrukce dosahu bleskového výboje kulovými plochami vyplývá účinnost zachycení bleskových výbojů jímací soustavou v závislosti na její hustotě a zároveň přednosti i nevýhody jednotlivých metod určení umístění jímací soustavy a jejího ochranného prostoru. Při návrhu jímací soustavy by měla být uvažována konstrukce jímací soustavy podle jednotlivých metod. Na základě vyhodnocení účinnosti i ekonomické efektivity jednotlivých řešení by měla být zvolena nejvýhodnější metoda nebo kombinace metod.

Poznámka: Pro všechny popisy metod konstrukce ochranného prostoru bude pro jednoduchost používán pojem "vztažná rovina“. Vztažnou rovinou je rovina, jíž se tečně dotýká valivá koule. Může jí být část zemského povrchu, střechy nebo jiné části stavby. Přitom vztažná rovina nemusí mít pouze vodorovnou polohu, ale může být situována v jakékoli obecné poloze odpovídající skutečné situaci na vyšetřovaném objektu a jeho okolí.

 NahoruMetoda ochranného úhlu

Metoda ochranného úhlu je v praxi nejjednodušší použitelnou metodou a je použitím analogická k metodě ochranného úhlu 112° z ČSN 34 1390 . Výhodou této metody jsou malé nároky na představivost a snadná konstrukce i kontrola ochranného prostoru v reálu. Její nevýhodou je, že výpočet ochranného úhlu vychází z výše uvedené teorie podle kulové plochy valící se koule opřené o jímač. Přitom uvažovaný ochranný úhel není tečnou ke kulové ploše v bodě dotyku valící se koule s jímačem, ale je sečnou kružnice mezi bodem dotyku valivé koule s jímačem a polovinou oblouku tvořeného bodem dotyku valící se koule s jímačem a bodem dotyku valící se koule se vztažnou rovinou (země, část střechy apod.), viz následující obrázek.

Konstrukce ochranného úhlu jímače

Proto má takto vytvořený ochranný úhel při výšce jímače rovné poloměru valivé koule nad vztažnou rovinou hodnotu 22°30’. Přitom úhel tečny valivé koule v tomto bodě má hodnotu 0°. Valivá koule se pod úroveň ochranného úhlu propadá o hodnoty uvedené v následující tabulce. Proto ochranný prostor vytvořený touto metodou ve svých cca dvou horních třetinách převyšuje ochranný prostor vytvořený valivou koulí, a to o nemalé hodnoty.

Hodnoty ochranného úhlu a vzdáleností v závislosti na třídě LPS a výšce jímače

h – výška jímače nad vztažnou rovinou

d – vzdálenost průsečíku plochy ochranného úhlu se zemí od roviny procházející jímačem

x – největší propad valivé koule pod plochu ochranného úhlu

 NahoruMetoda valící se koule

Metoda valící se koule je nejvíce shodná se zjednodušenou teorií. Výhodou této metody je naprostá shoda konstrukce a ověření ochranného prostoru jímací soustavy se statisticky zjištěným chováním blesku. Nevýhodou jsou vyšší nároky na prostorovou představivost a ne zrovna jednoduchá kontrola dodržení této metody v praxi.

Metodu lze uplatnit při návrhu pomocí CAD 3D programů celkem snadno, a to převalením valící se koule o poloměru podle třídy LPS přes vyšetřovaný objekt všemi možnými směry. Další možností jsou speciální programy pro výpočet ochranného prostoru.

Jinou možností vyšetření ochranného prostoru jímací soustavy je čistě grafická metoda nebo kombinace grafické metody s výpočty. V obou případech je nutné pořídit v měřítku řezy objektem ve 2D ve všech zásadních kritických místech. Počet řezů závisí na složitosti objektu. Kontrolu pak provedeme v jednotlivých řezech opřením kruhového oblouku o poloměru odpovídajícím poloměru valící se koule (příslušné podle zařazení objektu do třídy LPS) o jímací soustavu. Nesmí se však opomenout, že skutečná poloha valivé koule je ve skutečnosti určena třemi body a jejím poloměrem. V řezu však valící se kouli nahrazuje pouze kruhový oblouk, jehož polohu určují pouze dva body a poloměr. To je důležité zejména v případě, že valící se koule je opřena o dva jímače (dva body) a vztažnou rovinu (třetí bod). Potom se valící se koule propadá mezi jímači směrem rovnoběžným se vztažnou rovinou směrem k objektu. Pokud jde o dva shodně vysoké jímače, je největší propad uprostřed mezi nimi. Ve 2D řezu je nutné nejprve graficky zjistit polohu valivé koule opřené pouze o jeden jímač (viz následující obrázek). Posun valící se koule je nutné vypočítat nebo odečíst z některé z následujících čtyř tabulek a obrázku. Dalším krokem ve 2D řezu je posunutí kruhového oblouku zjištěného v prvním kroku o vypočtený nebo odečtený posun směrem k objektu. Výsledná poloha kruhového oblouku znázorňujícího valící se kouli zobrazuje polohu valící se koule uprostřed mezi jímači, tj. nejmenší ochranný prostor ve vyšetřovaném řezu.

Ochranný prostor vytvořený valící se koulí pomocí jednoho jímače Ochranný prostor vytvořený valící se koulí pomocí dvou jímačů

Posun valivé koule opřené o dva jímače a vztažnou rovinu LPS I

Posun valivé koule opřené o dva jímače a vztažnou rovinu LPS II

Posun valivé koule opřené o dva jímače a vztažnou rovinu LPS III

Posun valivé koule opřené o dva jímače a vztažnou rovinu LPS IV

 NahoruMetoda mřížové soustavy

Metoda mřížové soustavy je ekonomickým kompromisem k použití husté Faradayovy klece. Hustota předepsaná normou nezaručí stoprocentní účinnost. Proto by se mělo brát v potaz, že valící se koule propadá mezi oky mřížové soustavy o hodnoty uvedené v následující tabulce a podle následujícího obrázku.

Propad valivé koule mezi oky mřížové soustavy

Z uvedeného vyplývá, že umístění mřížové soustavy by mělo respektovat dvě alternativy realizace:

• mřížová soustava by měla být umístěna minimálně ve vzdálenosti hodnoty propadu valivé koule od střechy objektu;

• v případě umístění mřížové soustavy přímo na střeše by jakékoli vodivé části stavby připojené k vnitřnímu potenciálu stavby měly být situovány pod propadem valivé koule mezi oky mřížové soustavy. To platí zejména pro vodivé části uvnitř stavby, které sice jsou od jednotlivých vodičů mřížové soustavy vzdáleny nejméně o dostatečnou vzdálenost vypočtenou pro příslušné místo, ale pokud by zasahovaly do prostoru propadu valivé koule (přestože jsou pod střešní krytinou), mohly by se vzhledem ke svému nízkému potenciálu stát pro blesk zajímavějším svodem, než samotná mřížová jímací soustava.

V obou případech je prospěšné uvažovat ještě s připočtením cca 20 cm bezpečnostní vzdálenosti.

Ochranné prostory izolované (oddálené) mřížové jímací soustavy podle metody ochranného úhlu a metody valící se koule

 NahoruMateriály použitelné na LPS

Přehled materiálů vhodných k použití na hromosvodnou soustavu včetně uzemnění je uveden v ČSN EN 62305-3 v tabulce 5 – Materiál LPS a podmínky použití. Fyzikální vlastnosti materiálů uvádí ČSN EN 62305-1 příloha D tabulka D.2 – Fyzikální charakteristiky součástí používaných v LPS. Každý z materiálů má své výhody i nevýhody:

• Žárově zinkovaná ocel (klasický materiál). Výhodou je snadná dostupnost a relativně nízká cena. Nevýhodami je menší korozní odolnost, značná váha, značná tuhost materiálu. Ocel všeobecně má oproti ostatním materiálům mnohem vyšší mez kluzu a z toho vyplývající i značně velkou pružnou deformaci. Výsledkem všech těchto vlastností je velká náročnost na vyrovnání a tvarování. Tuhost oceli společně s její váhou způsobují mnohem vyšší nároky na zhotovení LPS oproti jiným ušlechtilým materiálům. Ocel má menší vodivost než ušlechtilé materiály a více se ohřeje při svodu bleskového proudu.

• Nerezová ocel. V hromosvodné ochraně se vyskytuje obvykle ve dvou jakostních třídách označovaných V2A a V4A. Ocel V4A je chemicky odolnější v silně agresivním prostředí. Oproti žárově zinkované oceli je ještě mnohem tužší. Její jednoznačnou výhodou je korozní stálost. Cenově je oproti pozinkované oceli nákladnější. Největší uplatnění pro její vlastnosti je v zemnění a na spojovací součástky přicházející do styku s různými materiály. Z používaných materiálů má nejmenší vodivost a nejvíce se ohřívá průchodem bleskového proudu.

• Měď. Jde o velmi ušlechtilý materiál s největší vodivostí. Měď žíhaná na měkko má velmi nízkou mez kluzu, proto se dobře zpracovává. Většímu rozšíření brání v současnosti nejvyšší cena z používaných materiálů.

• Slitiny hliníku. V současnosti nejperspektivnější materiál. Po mědi má největší vodivost. Je lehký a ve stavu žíhaném na měkko i snadno zpracovatelný. V běžném prostředí je korozně odolný. Největší nevýhodou je teplotní roztažnost, která je největší ze všech používaných materiálů.

Veškerý použitý materiál, ať již jde o polotovary (například drát na jímací soustavu a svody), nebo hotové součásti (například svorky, jímací tyče atd.) musí být zkoušen podle souboru ČSN EN 50164.

Poznámka: Mez kluzu je napětí v materiálu, kdy pružná deformace přechází v plastickou. Neplést s mezí pevnosti, kdy dochází k destrukci materiálu. Čím nižší je mez kluzu, tím je materiál tvárnější a méně pruží. Tvářením za studena se mez kluzu zvyšuje a materiál se stává pevnějším. Zároveň se mez kluzu posunuje směrem k mezi pevnosti.

 NahoruJímací soustava

Jímací soustavu navrženou některou z popsaných metod nebo pomocí jejich kombinací je v současnosti nejekonomičtější vytvořit na bázi slitin hliníku. Tyto materiály se velmi snadno zpracovávají, v nízké hmotnost nemají konkurenci. Proto i poněkud vyšší cena samotného materiálu je více než kompenzována náklady na pracnost zhotovení. Oproti ostatním materiálům lze kvalitní drát z měkké slitiny hliníku velmi snadno a rychle vyrovnat pomocí silnějšího akušroubováku. Torzí se drát zpevní natolik, aby zachovával perfektně vyrovnaný tvar, ale ne natolik, aby případné potřebné ohyby nemohly být přímo na místě provedeny pouhou rukou. Díky malé hmotnosti je s tím spojená manipulace i na strmé střeše mnohem snazší než u klasického provedení z žárově zinkované oceli. Na spojky a připojení vodivých konstrukčních prvků na střeše z jiných materiálů, než je hliník a jeho slitiny, je třeba používat spojky z nerezové oceli. Takto provedený vnější LPS je téměř bezúdržbový.

Nesmí se zapomenout provést každých maximálně 20 m přímé délky drátu opatření pro vyrovnání tepelných dilatací. Může to být provedeno vhodnou úpravou samotného drátu nebo pomocí dilatačních prvků dodávaných výrobci hromosvodného materiálu.

 NahoruNáhodné součásti jímací soustavy

Jako náhodné součásti jímací soustavy je možné v případě potřeby využít všech vhodných vodivých kovových předmětů na střeše, které splňují podmínky článku 5.2.5 ČSN EN 62305-3 . Je však třeba rozlišovat, mají-li náhodné součásti sloužit pouze jako součást vedení jímací soustavy (například vodivě propojené okapy), nebo jako náhodné jímače.

V případě náhodných jímačů je nutné rozhodnout, jaké následné škody mohou vzniknout v případě propálení přímým zásahem bleskového výboje. Pro toto rozhodování je důležitá tabulka 3 v ČSN EN 62305-3 , která uvádí minimální tloušťky. Porovnáním nákladů na provedení strojených jímačů s výší možných škod od samotného propálení náhodného jímače (například oplechování atiky) a následných škod (například od zatékání) je možné rozhodnout o ekonomické efektivitě obou řešení.

Dalším důležitým kritériem pro rozhodování je hořlavost podkladu náhodného jímače. V každém případě by mělo být zabráněno možnému požáru od propálení nebo pouze ohřevu náhodného jímače v případě zásahu bleskového výboje.

 NahoruVodivé součásti střechy

Všechny vodivé prvky v prostoru jímací soustavy, které nejsou kryty ochranným prostorem jímací soustavy před přímým zásahem nebo sice jsou v ochranném prostoru, ale nejsou od vodičů jímací soustavy dostatečně vzdáleny tak, aby byl vyloučen přeskok sváděného bleskového proudu, by měly být k jímací soustavě připojeny.

Přitom je nutné podle rozměru vodivých předmětů provést jejich připojení k jímací soustavě nahoře i dole, aby pro bleskový proud nevznikl slepý svod. To platí zejména pro připojení oplechování střešních oken a dalších obdobně dlouhých vodivých předmětů.

U všech připojených vodivých předmětů je nutné zkontrolovat, je-li dodržena dostatečná vzdálenost mezi připojeným vodivým předmětem k jímací soustavě a nejbližším vodivým prvkem s vnitřním potenciálem. Toto platí zejména i pro ukotvení všech stožárů na vazbu střechy ("slepé svody“), které jsou nad úrovní střechy připojeny k jímací soustavě.

Vzdálenosti vodičů jímací soustavy od materiálů střechy

Při posuzování minimální vzdálenosti vodičů jímací soustavy od materiálů střechy je třeba vycházet především z oteplení vodičů po průchodu bleskového proudu, viz tabulku D.3 ČSN EN 62305-1 , a teploty vznícení materiálu střechy. Pokud je teplota vznícení hořlavého materiálu vyšší než maximální teplota oteplení vodiče, nemusí být dodržena nejmenší vzdálenost 0,10 m, jak uvádí ČSN EN 6235-3 v článku 5.2.4.

Pokud nejsou známy přesné hodnoty teploty vznícení materiálu, určitou přibližnou pomůckou v odhadu hořlavosti materiálů a jejich zařazení může být následující stručný přehled:

• těžce hořlavé hmoty: listnatá dřeva jako dub a buk, desky Verzalit, Hobrex, překližky pro všeobecné použití, překližky vodovzdorné pro všeobecné použití a pro stavebnictví, Umakart apod.

• středně hořlavé hmoty: jehličnatá dřeva jako smrk, borovice, jedle, modřín, dřevotřískové desky pro všeobecné použití, dřevovláknité desky Duplex, bitumenové šindele a pásy apod.

• lehce hořlavé hmoty: dřevovláknité desky Hobra, Sololit, Sololak, Akulit, Bukolik, laminované dřevotřískové desky, desky z polyesterového skelného laminátu, desky z PVC, pryžové desky apod.

Z uvedeného přehledu vyžadují vzdálenost 0,10 m materiály zařazené jako lehce hořlavé. U ostatních materiálů může být vzdálenost menší.

Poznámka: Obdobně lze posuzovat i vzdálenosti svodů od svislých povrchů objektu.

 NahoruSoustava svodů

Soustava svodů musí především bleskový proud zachycený jímací soustavou bezpečně odvést do uzemňovací soustavy. Typickou rozteč mezi svody uvádí ČSN EN 62305-3 v tabulce 4. Důležitějším hlediskem, než je samotná rozteč jednotlivých svodů, je jejich celkový počet, který je jednou z hlavních určujících hodnot při výpočtu dostatečné vzdálenosti (blíže viz článek 4.3.9). Při rovnoměrném rozmístění svodů je obvyklá hodnota rozteče +20 % typické hodnoty uvedené v tabulce 4 ČSN EN 62305-3 .

Pokud nelze z nějakého vážného důvodu svody rozmístit rovnoměrně, například v městské zástavbě, kde nelze na veřejné komunikaci zřídit odpovídající uzemnění, provede se celkový počet svodů z jedné nebo více přístupných stran, kde je uzemnění snáze proveditelné.

Zvětšením počtu svodů oproti hodnotě odpovídající roztečím z tabulky 4 ČSN EN 62305-3 lze v některých případech ekonomicky výhodně vyřešit problémy s dostatečnou vzdáleností a přeskoky bleskového proudu na vnitřní elektroinstalaci a neživé vodivé předměty.

Počet svodů a normou uváděné typické rozteče zohledňují především problematiku dostatečné vzdálenosti vzhledem k velikosti a rozlehlosti objektu. Je nutné si uvědomit, že vrcholová hodnota proudu blesku nezávisí na rozměrech budovy. Stejně velký blesk může udeřit do malé i enormně rozměrné budovy. Pouze z hlediska svodu bleskového proudu tedy postačují minimálně dva svody odpovídajícího průřezu bez ohledu na rozlohu objektu. Zásadní důsledek je, že zatímco u malého objektu se dvěma svody vychází dostatečná vzdálenost v obvyklých přijatelných hodnotách, u rozměrného objektu s pouze dvěma svody by naopak dostatečná vzdálenost s v některých místech mohla dosahovat velmi vysokých hodnot způsobujících neřešitelné problémy.

Z tohoto důvodu je rozhodnutí o počtu a rozmístění svodů zcela v kompetenci projektanta, který při svém rozhodování musí vzít v úvahu především důsledky určení celkového počtu svodů pro hodnoty dostatečných vzdáleností s (podle ČSN EN 62305-3 , článek 6.3) v budově a velikost elektromagnetického pole okolo svodů. Rozteče uváděné normou jako typické jsou pouze doporučením pro optimalizaci provedení, s ohledem na ekonomiku řešení při zachování obvyklých hodnot dostatečných vzdáleností v běžných budovách.

Pokud typické rozteče není z nějakého důvodu možné dodržet (rozteče prefabrikovaných konstrukcí, požadavky architekta atd.), je možné zvolit i jiný (menší) počet a jiné (i nepravidelné) rozmístění svodů. Vždy je však nutné při snižování jejich počtu (oproti doporučenému) toto zohlednit v umístění inženýrských sítí i vodivých částí konstrukce uvnitř objektu ve vztahu ke zvětšeným dostatečným vzdálenostem s v důsledku snížení počtu svodů.

Svody strojené lze podle provedení dělit na:

• vnější;

• skryté;

• vnitřní.

Instalace uzemňovacího přívodu

V normě ČSN EN 62305-3 jsou jen informativně zmíněny rozměry pro umístění zkušební svorky (1,5 m nad úrovní terénu). Tedy zkušební svorka může být umístěna i v chodníkové krabici. V dnešní době může být ochranný úhelník nahrazen zaváděcí tyčí o průměru 16 mm včetně PVC izolace, která je dostatečně mechanicky chráněna (viz předchozí obrázek).

 NahoruVnější svody

Vnější svody jsou uplatňovány přednostně, pokud tomu nebrání vážný důvod. Jejich největší výhodou je snadný přístup pro kontrolu, údržbu a případné opravy.

Použitý materiál na jejich provedení nemá až na výjimku, s ohledem na bezpečnost osob, žádná mimořádná omezení. Svody musí vyhovovat průřezem, vodivostí a trvanlivou zaručenou spojitostí.

Zvláštní pozornost je třeba věnovat svodům, které jsou vedeny v blízkosti komunikací, kde se pohybují lidé nebo zvířata. V každém případě je třeba zabránit přeskoku bleskového proudu ze svodu na tyto živé bytosti. Podmínkami ochranných opatření před úrazem dotykovým nebo krokovým napětím se zabývá kapitola 8 ČSN EN 62305-3 .

 NahoruSkryté svody

Skryté svody se zřizují převážně z estetického důvodu na přání investora nebo architekta. Jejich největší nevýhodou je, že jsou po dokončení fasády bez její destrukce nepřístupné kontrole, údržbě a opravám. Proto je nutné je provést tak, aby byly bezúdržbové a s vyloučením vzájemného vlivu svodů a okolních stavebních hmot.

Proto je jedním z hlavních kritérií volba materiálu svodu, který by měl splňovat:

• chemickou inertnost k okolním stavebním hmotám;

• chemickou odolnost vůči možnému agresivnímu prostředí v okolních stavebních hmotách;

• minimální ohřev průchodem bleskového proudu;

• neovlivňování okolních stavebních hmot mechanickými účinky.

Kromě nerezové oceli není žádný jiný z materiálů uvedených v článku 4.3.4 sám o sobě ani chemicky inertní, ani odolný vůči chemicky agresivnímu prostředí. Tyto vlastnosti však mohou mít materiály opatřené přímo ve výrobě vhodnou chemicky stálou izolační hmotou, například PVC. Pro každý individuální případ je nutné si předem ověřit vlastnosti možného chemicky agresivního prostředí a jeho působení na izolaci.

Dalším velmi důležitým kritériem je ohřev materiálu průchodem bleskového proudu. Tuto problematiku řeší ČSN EN 62305-1 v příloze D článku D.4. Přehled hodnot je uveden v tabulce D.3. Přitom je vhodné vzít v úvahu i skutečnost, že k ohřevu dochází ve velice krátkém časovém úseku, ale ochlazování je pozvolné a závislé především na tepelné vodivosti materiálů v okolí svodu. Z tabulky vyplývá, že pro běžný průměr svodů (drát Ø 8 mm) jsou nejvhodnějšími materiály z tohoto pohledu měď, hliník a jeho slitiny. Nerezová ocel je pro své značné oteplování nevhodným materiálem.

Mechanické účinky na okolí vznikají:

• tepelnou dilatací materiálů vodiče;

• dynamickými účinky při průchodu bleskového proudu;

• energií akumulovanou ve svodu při jeho montáži ve formě pružné deformace.

Tepelná roztažnost vyvolává v materiálu napětí, které je nutné kompenzovat pružnou nebo plastickou deformací. U skrytých svodů je to možné provést nevyrovnáním drátu do přímého směru tak, aby se dilatace mohla kompenzovat po celé délce v místních nerovnostech pružnou deformací. To však vyžaduje přichycení svodu v malé dutině nebo s poddajností okolního materiálu bez porušení jeho povrchu. Pokud je drát zazděn nebo zabetonován po celé délce, musí být schopen kompenzace vzniklého napětí téměř beze změny své délky i plastickou deformací.

Dynamické účinky při průchodu bleskového proudu mají snahu svod vytrhnout ze zdiva nebo s ním alespoň značně hýbat. Aby se tomu zabránilo, je nutné drát svodu pevně přichytit s roztečí maximálně 50 cm. Tam, kde je i minimálním pohybem drátu ohrožena soudržnost fasády, je rozteč přichycení nutno zmenšit nebo vytvořit dutinu, v níž by byl pohyb umožněn.

Materiály s vyšší tuhostí (vyšší mezí kluzu), jako je pozinkovaná nebo nerezová ocel, mají po přichycení značné vnitřní napětí, které působí pružnou deformaci a může silou působit na okolní stavební hmoty. V těchto případech je vhodné zmenšit rozteč přichycením drátu. Rovněž ukotvení každého úchytu je nutné zhotovit důkladněji, protože při svodu bleskového proudu by se napětí způsobené pružnou deformací sečetlo s dynamickými účinky průchodu bleskového proudu a mohlo by tím dojít k snadnějšímu vytržení úchytů.

Na základě uvedených fyzikálních požadavků na materiál a ekonomických hledisek se jeví jako nejvhodnější materiál drát z hliníku nebo jeho slitin opatřený plastovou izolací odolnou chemickému prostředí ve stavebních hmotách.

Dalším problémem, který je nutno u skrytých svodů řešit, je ochrana před zatékáním dešťové vody nebo kondenzátu vzdušné vlhkosti po svodu do fasády. Obvyklým řešením jsou odkapní čepičky navlečené na svod. Nedoporučuje se provádět větší neuchycené smyčky, které by mohly vlivem dynamických sil způsobit vytržení svodu.

Problémem může být v některých případech i kondenzace vlhkosti difundující ze stavby v tepelné izolaci na chladnějším a tepelně vodivějším materiálu svodu, který je navíc tepelně vodivě spojen s vnějším prostorem. Svod pak může vytvářet v některých místech i nezanedbatelný tepelný most. Proto je vhodné umístění a provedení skrytých svodů důkladně konzultovat se stavebním odborníkem odpovědným za tepelnou izolaci objektu.

 NahoruVnitřní svody

Vnitřní svody se uplatní především u plošně rozsáhlejších objektů, kde není možné bezpečně svést bleskový proud po vnějších svodech na velké vzdálenosti. U těchto svodů je nutné řešit především dostatečnou vzdálenost od vodivých předmětů uvnitř objektu, ale i bezpečnost živých bytostí podle některého z principů uvedených v článku 4.3.6.5.

Druhým problémem je elektromagnetické pole okolo vnitřního svodu při průchodu bleskového proudu. Nejméně nákladným řešením je většinou organizační uspořádání choulostivých zařízení a vedení co nejdále od vnitřního svodu.…