Infrastruktury z dnia 7 kwietnia 2004 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 109, poz. 1156.), w którym stwierdzono, że: Budynek należy wyposażyć w instalację chroniącą od wyładowań atmosferycznych. Obowiązek ten odnosi się do budynków wyszczególnionych w Polskiej Normie dotyczącej ochrony odgromowej obiektów budowlanych ( 53, pkt 2). Instalacja piorunochronna, o której mowa w 53, pkt 2 powinna być wykonana zgodnie z Polską Normą dotyczącą ochrony odgromowej obiektów budowlanych ( 184). W prawie budowlanym również zestawiono wykaz norm, na które są powołania. Należy również zauważyć, że obiekt budowlany wraz ze związanymi z nim urządzeniami budowlanymi należy projektować i budować w sposób określony w przepisach oraz zgodnie z zasadami wiedzy technicznej. Poniżej przedstawiono podstawowe informacje dotyczące zakresu wiedzy, jaką powinien posiadać projektant przy projektowaniu urządzenia piorunochronnego na nowoczesnym obiekcie budowlanym. 2. Podstawowy zakres wymaganej wiedzy technicznej Przystępując do projektowania urządzenia piorunochronnego w obiekcie budowlanym, w którym będą zainstalowane rozbudowane systemy elektroniczne (np. lokalne sieci komputerowe, podstawowe systemy telekomunikacyjne, systemy przeciwpożarowy i monitorowania) należy posiadać podstawowy zasób wiedzy technicznej dotyczącej: ochrony odgromowej obiektów budowlanych, ze szczególnym uwzględnieniem zasad ochrony przed bezpośrednim oddziaływaniem rozpływającego się prądu piorunowego, ochrony przed piorunowym impulsem elektromagnetycznym, ochrony instalacji elektrycznej oraz zasilanych urządzeń przed rozpływającym się prądem piorunowym oraz przepięciami atmosferycznymi i wewnętrznymi, zasad ograniczania przepięć w systemach przesyłu sygnałów, wrównywania potencjałów wewnątrz obiektów budowlanych, ekranowania przed piorunowym polem elektrycznym i magnetycznym, badań, doboru i rozmieszczania urządzeń ograniczających przepięcia w instalacji elektrycznej oraz w liniach przesyłu sygnałów, badań odporności urządzeń systemów na działanie napięć i prądów udarowych oraz określania dopuszczalnych poziomów odporności przyłączy zasilania i sygnałowych urządzeń chronionych systemów na działanie udarów, badań odporności urządzeń oraz całych systemów elektronicznych na działanie impulsowego pola magnetycznego, koordynacji układania przewodów wszelkiego rodzaju instalacji wewnątrz obiektów budowlanych, doboru materiałów stosowanych do budowy urządzeń piorunochronnych. Tak szeroki zakres wymaganej wiedzy powodował, że w normie PN-IEC 61024-1-2 stwierdzono, że LPS (Lightning Protection System) powinny być projektowane 50
i wykonywane przez specjalistów od projektowania i wykonawstwa instalacji piorunochronnych (pkt 2.1.). Niestety, pomimo że normę PN-IEC 61024-1-2 wprowadzono w roku 2002 nie próbowano nawet opracować wymagań, jakie powinien spełniać taki specjalista. Ciekawe jak będzie wyglądała sytuacja po wprowadzeniu norm serii PN-EN 62305, w których stwierdzono: Urządzenie piorunochronne (LPS) powinno być projektowane i wykonywane przez projektantów i wykonawców urządzeń piorunochronnych Projektant i wykonawca urządzenia piorunochronnego powinien posiadać umiejętność oceny zarówno elektrycznych, jak i mechanicznych skutków wyładowania piorunowego i powinien znać dobrze ogólne zasady kompatybilności elektromagnetycznej (EMC) Projektant ochrony odgromowej powinien umieć ocenić skutki korozji i decydować, kiedy istnieje konieczność zwrócenia się o pomoc do eksperta Dodatkowo zwrócono uwagę na konieczność prowadzenia przez osoby projektujące urządzenie piorunochronne koordynacji prac wszystkich osób, których działania są związane z projektowaniem innych instalacji i mogą wymagać dodatkowych zaleceń związanych z ochroną odgromową. Takie kompleksowe działania powinny być prowadzone podczas projektowania, realizacji obiektu i odbioru obiektu oraz obejmują określenie zakresu badań okresowych i oględzin. Oczywiście podstawowym źródłem wiedzy dla projektanta i wykonawcy urządzeń piorunochronnych są normy i od wyspecjalizowanego projektanta i wykonawcy wymaga się gruntownej znajomości stosownych norm oraz kilkuletniej praktyki w dziedzinie ochrony odgromowej. W przypadku rozważanego obiektu budowlanego zakres wymaganej wiedzy technicznej można znaleźć w normach zestawionych w tabeli 1, 2, 3. Należy zaznaczyć, że w poniższych tabelach ograniczono się tylko do zestawienia podstawowych norm. Dodatkowo należy uwzględnić zalecenia dotyczące: układania sieci kablowych służących do rozprowadzania sygnałów telewizyjnych, radiofonicznych i usług interaktywnych, tworzenia systemów uziomowych, dotyczy to szczególnie obiektów nadawczo- -odbiorczych, wyrównania potencjałów oraz ekranowania w obiektach budowlanych. Zasób wiedzy technicznej zawarty w przedstawionych normach jest wymagany dla obiektu z podstawowymi systemami elektronicznymi. Należy zauważyć, że ten zasób wiedzy może okazać się niewystarczający w przypadkach dużych obiektów przemysłowych i telekomunikacyjnych, centrów obliczeniowych, elektrowni, lotnisk i innych obiektów zawierających systemy elektryczne i elektroniczne, od których wymagane jest pewne i niezawodne działanie. Z drugiej strony, w przypadku większości typowych obiektów budowlanych (domy mieszkalne jedno- lub wielorodzinne, budynki gospodarstw rolnych itp.) znaczna część z informacji zawartych w przedstawionych normach nie będzie wykorzystywana. Nr 110-111 51
Tabela 1. Zestawienie podstawowych norm dotyczących ochrony odgromowej Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagnetycznym Kompleksowa ochrona odgromowa obiektów budowlanych (normy przewidywane do wprowadzenia w języku polskim w roku 2009) Ochrony odgromowej i ograniczania przepięć w typowych systemach telekomunikacyjnych 52 Normy ochrony odgromowej przed rokiem 2001 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych oraz wybór poziomów ochrony dla urządzeń piorunochronnych PN-86/E-05003/01: Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Wymagania ogólne. PN-89/E-05003/03: Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Ochrona obostrzona. PN-92/E-05003/04: Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Ochrona specjalna. PN-IEC 61024-1:2001, Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zasady ogólne. PN-IEC 61024-1:2001/Ap1 grudzień 2002, Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Część 1. Zasady ogólne. PN-IEC 61024-1-1:2001, Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zasady ogólne. Wybór poziomów ochrony dla urządzeń piorunochronnych. PN-IEC 61024-1-1:2001/Ap1 grudzień 2002, Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zasady ogólne. Wybór poziomów ochrony dla urządzeń piorunochronnych. PN-IEC 61024-1-2:2002, Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zasady ogólne. Przewodnik B Projektowanie, montaż, konserwacja i sprawdzanie urządzeń piorunochronnych. PN-IEC 61312-1:2001, Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagnetycznym. Zasady ogólne. PN-IEC/TS 61312-2:2002, Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagnetycznym (LEMP). Część 2. Ekranowanie obiektów, połączenia wewnątrz obiektów i uziemienia. PN-IEC/TS 61312-3:2003, Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagnetycznym. Część 3. Wymagania urządzeń do ograniczania przepięć (SPD). PN-EN 62305-1:2006, Ochrona odgromowa - Część 1: Wymagania ogólne (oryg.). PN-EN 62305-2:2006, Ochrona odgromowa - Część 2: Zarządzanie ryzykiem (oryg.). PN-EN 62305-3:2006, Ochrona odgromowa - Część 3: Uszkodzenia fizyczne obiektów budowlanych i zagrożenie życia (oryg.). PN-EN 62305-4:2006, Ochrona odgromowa - Część 4: Urządzenia elektryczne i elektroniczne w obiektach budowlanych (oryg.). ITU-T Recommendation K.27. (05/96), Bonding configurations and earthing inside a telecommunication building. ITU-T Recommendation K.31.(03/93), Bonding configuration and earthing of telecommunication installations inside a subscriber s buildings. ITU-T Recommendation K.40. (10/96), Protection against interference: Protection against LEMP in telecommunications centers. ITU-T Recommendation K.66. (12/2004), Protection of customer premises from overvoltages. ITU-Recommendation K.65. (12/2004), Overvoltage and overcurrent requirements for termination modules with contacts for test ports or SPDs. ITU-T Recommendation K-67. (02/2006), Protection against interference. Expected surges on telecommunication and signaling networks due to lightning.
Tabela 2. Zestawienie podstawowych norm dotyczących zewnętrznej i wewnętrznej ochrony odgromowej Elementy instalacji piorunochronnej Elementy i urządzenia ograniczające przepięcia w instalacji elektrycznej i systemach przesyłu sygnałów Ochrona odgromowa PN-EN 50164-1:2002, Elementy urządzenia piorunochronnego (LPS) Część 1: Wymagania stawiane elementom połączeniowym (oryg). PN-EN 50164-1:2002/PN-EN 50164-1:2002/A1:2007, Elementy urządzenia piorunochronnego (LPS) Część 1: Wymagania stawiane elementom połączeniowym (oryg.). PN-EN 50164-2:2004, Elementy urządzenia piorunochronnego (LPS). Część 2: Wymagania dotyczące przewodów i uziomów. PN-EN 50164-2:2004/PN-EN 50164-2:2004/A1:2007, Elementy urządzenia piorunochronnego (LPS) Część 2: Wymagania dotyczące przewodów i uziomów (oryg). PN-EN 50164-3:2007, Elementy urządzenia piorunochronnego (LPS) Część 2: Wymagania dotyczące iskierników izolacyjnych (oryg). PN-EN 61643-11:2006, Niskonapięciowe urządzenia do ograniczania przepięć Część 11: Urządzenia do ograniczania przepięć w sieciach rozdzielczych niskiego napięcia. Wymagania i próby (oraz PN-EN 61643-11:2006/A11:2007 (oryg.)). PKN-CLC/TS 61643-12:2007, Low-voltage surge protective devices. Part 12: Surge protective devices connected to low-voltage power systems. Selection and application principles (oryg.). PN-EN 61643-21:2004, Niskonapięciowe urządzenia ograniczające przepięcia Część 21: Urządzenia do ograniczania przepięć w sieciach telekomunikacyjnych i sygnalizacyjnych Wymagania eksploatacyjne i metody badań. ANSI/IEEE Std. C62.41, 1991. IEEE Recommended Practice on Surge Voltages in Low-Voltage AC Power Circuits, ANSI/IEEE Std. C62.45,1987. IEEE Guide on Surge Testing for Equipment Connected to Low-Voltage AC Power Circuits, IEEE C62.31-1987, IEEE Standard Test Specifications for Gas-Tube Surge-Protective Devices. PN-EN 61643-311:2002, Elementy do niskonapięciowych urządzeń ograniczających przepięcia Część 311: Wymagania dla iskierników gazowych (GDT) (oryg.). PN-EN 61643-321:2003, Elementy do niskonapięciowych urządzeń ograniczających przepięcia Część 321: Wymagania dla diod lawinowych (ABD) (oryg.). PN-EN 61643-331:2008, Elementy do niskonapięciowych urządzeń ograniczających przepięcia Część 331: Wymagania dla warystorów z tlenków metali (MOV) (oryg.). PN-EN 61643-341:2003, Elementy do niskonapięciowych urządzeń ograniczających przepięcia Część 341: Wymagania dla ograniczników tyrystorowych (oryg.). PN-T-83020:1996 Ochronnik telefoniczny abonencki. Ogólne wymagania i badania. ITU-T K.12 (02/2006) Characteristics of gas discharge tubes for the protection of telecommunication installations. Nr 110-111 53
Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych PN-IEC 60364-4-442:1999, Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed przepięciami. Ochrona instalacji niskiego napięcia przed przejściowymi przepięciami i uszkodzeniami przy doziemieniach w sieciach wysokiego napięcia. PN-HD 60364-4-443:2006, Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych Część 4-443: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa - Ochrona przez zaburzeniami napięciowymi i zaburzeniami elektromagnetycznymi Ochrona przed przepięciami atmosferycznymi i łączeniowymi. PN-IEC 60364-4-444:2001, Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed przepięciami. Ochrona przed zakłóceniami (EMI) w instalacjach obiektów budowlanych. PN-IEC 60364-5-534:2003, Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Urządzenia do ochrony przed przepięciami. PN-HD 60364-5-54:2007, Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Część 5-54: Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Uziemienia, przewody ochronne i przewody połączeń ochronnych (oryg.). PN-EN 60364-5-54:1999, Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Uziemienia, przewody ochronne. PN-IEC 60364-5-548:2001, Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego Układy uziemiające i połączenia wyrównawcze instalacji informatycznych. PN-IEC 60364-7-707:1999, Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji Wymagania dotyczące uziemień instalacji urządzeń przetwarzania danych. Tabela 3. Zestawienie podstawowych norm związanych z odpornością udarową urządzeń oraz techniką informatyczną. Kompatybilność elektromagnetyczna. Badania urządzeń PN-EN 61000-4-4:2005, Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) Część 4-4: Metody badań i pomiarów Badanie odporności na serie szybkich elektrycznych stanów przejściowych Podstawowa publikacja EMC (oryg.). PN-EN 61000-4-5:2006, Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) Część 4-5: Metody badań i pomiarów. Badania odporności na udary. PN-EN 61000-4-9:1998, Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) Metody badań i pomiarów Badanie odporności na impulsowe pole magnetyczne (oraz PN-EN 61000-4-9:1998/A1:2003). PN-EN 61000-4-10:1999, Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) Metody badań i pomiarów Badanie odporności na pole magnetyczne oscylacyjne tłumione (oraz PN-EN-61004-10:1999/A1:2003). PN-EN 61000-4-12:1999, Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC). Metody badań i pomiarów. Badania odporności na przebiegi oscylacyjne. Podstawowa publikacja EMC. 54
Kompatybilność elektromagnetyczna urządzeń (wybrane normy) Ochrona odgromowa PN-EN 61000-6-1:2008, Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) Część 6-1: Normy ogólne Odporność w środowiskach: mieszkalnym, handlowym i lekko przemysłowym. PN-EN 61000-6-2:2008, Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) Część 6-2: Normy ogólne Odporność w środowiskach przemysłowych. PN-EN 55014-2:1999/A1:2004, Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) Wymagania dotyczące przyrządów powszechnego użytku, narzędzi elektrycznych i podobnych urządzeń Odporność na zaburzenia elektromagnetyczne. PN-EN 55014-2:1999/ISI:2007, Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) Wymagania dotyczące przyrządów powszechnego użytku, narzędzi elektrycznych i podobnych urządzeń Odporność na zaburzenia elektromagnetyczne. PN-EN 55024:2000, Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC). Urządzenia informatyczne. Charakterystyka odporności. Metodyka pomiaru i dopuszczalne poziomy. PN-EN 62040-2:2008, Systemy bezprzerwowego zasilania (UPS). Część 2: Wymagania dotyczące kompatybilności elektromagnetycznej (EMC). PN-EN 50130-4:2002, Systemy alarmowe Część 4: Kompatybilność elektromagnetyczna Norma dla grupy wyrobów: Wymagania dotyczące odporności urządzeń systemów alarmowych pożarowych, włamaniowych i osobistych (oraz PN-EN 50130-4:2002/A2:2007). Sieci komputerowe PN-EN 60950: 2002, Bezpieczeństwo urządzeń techniki informatycznej (oryg.). PN-EN 60950-1:2007, Urządzenia techniki informatycznej Bezpieczeństwo. Część 1: Wymagania podstawowe (oraz PN-EN 60950:2004/A11:2005). PN-EN 60950-22:2007, Urządzenia techniki informatycznej Bezpieczeństwo użytkowania. Część 22: Urządzenia instalowane na zewnątrz. PN-EN 50174-2:2002, Technika informacyjna. Instalacje okablowania. Część 2. Planowanie i wykonanie instalacji wewnątrz budynku. PN-EN 50174-3:2005, Technika informatyczna. Instalacja okablowania. Część 3. Planowanie i wykonawstwo instalacji na zewnątrz budynków. PN-EN 50310:07.2007, Stosowanie połączeń wyrównawczych i uziemiających w budynkach z zainstalowanym sprzętem informatycznym. 3. Podsumowanie Poprawne zaprojektowanie i wykonanie urządzenia piorunochronnego wymaga przyjęcia odpowiedniej dla chronionego obiektu koncepcji ochrony i ścisłej jej realizacji. Jest to szczególnie ważne w przypadku obiektów wyposażonych w urządzenia i systemy elektroniczne wrażliwe na piorunowe impulsy elektromagnetyczne. Zapewnienie bezawaryjnego działania takich urządzeń i systemów wymaga zwrócenia szczególnej uwagi na środki wewnętrznej ochrony odgromowej. Opracowanie projektu i wykonanie zewnętrznej i wewnętrznej ochrony odgromowej powinno być powierzone ekspertom w dziedzinie ochrony odgromowej, posiadających niezbędną wiedzę z dziedziny kompatybilności elektromagnetycznej urządzeń i systemów. Tylko takie podejście powinno zapewnić odpowiednią ochronę odgromową obiektów budowlanych i uniknąć kompromitujących sytuacji, w których obiekty użyteczności publicznej oraz bezcenne obiekty zabytkowe są chronione przy pomocy tzw. piorunochronów aktywnych (np. systemy wczesnej emisji strimerów (ESE Early Streamer Emission) lub systemy przemieszczania ładunku (CTS Charge Transfer System). Nr 110-111 55