Съвременна нормативна база за мълниезащита

Актуалната нормативна рамка в областта на мълниезащитата се формира от Наредба № 4 за мълниезащита на сгради, външни съоръжения и открити пространства, издадена от Министерството на регионалното развитие и благоустройството и обнародвана в ДВ на 18 януари 2011 г.

С нея се определят правилата и изискванията при проектиране, изграждане и поддържане на мълниезащитни уредби на сгради с жилищно, обществено, производствено, смесено и друго предназначение с височина до 60 м, на второстепенни и стопански постройки на допълващото застрояване, на временни строежи и мобилни обекти, външни съоръжения с височина до 60 м, строителни площадки и др., както и на открити пространства. Наредбата се прилага за мълниезащитни уредби с конвенционални мълниеприемници и мълниеприемници с изпреварващо действие.

Проектиране на мълниезащитните уредби
Съгласно нормативния документ при проектирането на мълниезащитните уредби се използват някои основни характеристики на мълниеносната дейност, свързани с местоположението на обекта, сред които вероятния брой на преките попадения на мълнии за една година; средногодишен брой на мълниите за 1 кв. км; средногодишна интензивност на мълниеносната дейност в часове за година.

В процеса е необходимо да се предвидят начини за изпълнение (технологии), както и материали (в т. ч. вид, размери и др.) и продукти за изграждане на мълниезащитните уредби, които отговарят на техническите спецификации и удовлетворяват изискванията на наредбата.

С инвестиционните проекти могат да се предвиждат начини за изпълнение или материали и продукти, различни от определените в наредбата, при условие че с тях се осигурява изпълнението най-малко на равностойни изисквания за безопасност и надеждност при експлоатация.
Проектирането на мълниезащитната уредба се координира с проектирането на строителната част на обекта, който ще се защитава, за да се използват при възможност конструктивни метални елементи за целите на мълниезащитата.

Също така проектът трябва да бъде съобразен и с планираната електрическа уредба на обекта, за да се използват възможностите за изработване на обща заземителна уредба; да се избягват конфликти при трасирането на елементите на мълниезащитната и електрическата уредба и свързаните с тях неблагоприятни ефекти върху защитата срещу поражения от електрически ток и електромагнитната съвместимост, както и негативни въздействия върху функционирането на вътрешните електрически и комуникационни мрежи.

При проектирането на мълниезащитна уредба за вече построени обекти, както и при извършване на реконструкция, основно обновяване и основен ремонт, се отчитат ограниченията от съществуващото положение.
Мълниезащитата на сгради и на външни съоръжения с проектна височина до 25 м се въвежда в действие преди окончателното завършване на строителните и монтажни работи.

За сгради и външни съоръжения с проектна височина, по-голяма от 25 м, освен постоянна мълниезащита се проектира и временна мълниезащита, която се въвежда в действие в процеса на изграждане на сградите и външните съоръжения.

Нива на мълниезащита
При проектирането на мълниезащитните уредби се прилага класификация по нива на мълниезащита или класификация по категории на мълниезащита. В първия случай се прилагат следните нива на мълниезащита съобразно ефективността на мълниезащитните уредби:
• Ниво на мълниезащита I - при ефективност на мълниезащитната уредба над 0,98;
• Ниво на мълниезащита II - при ефективност на мълниезащитната уредба над 0,95 до 0,98;
• Ниво на мълниезащита III - при ефективност на мълниезащитната уредба над 0,80 до 0,95;
• Ниво на мълниезащита IV - при ефективност на мълниезащитната уредба до 0,80.

Необходимото за даден обект ниво на мълниезащита се определя в зависимост от: опасностите при пряко попадение на мълния; предназначението и значимостта на защитавания обект; интензивността на мълниеносната дейност в местоположението на защитавания обект; габаритните размери и конфигурацията на защитавания обект; наличието на мрежи за обществени услуги, включително подземни проводи.

Категории на мълниезащита
За целите на проектирането на мълниезащитните уредби са обособени следните категории на мълниезащита:

Първа категория: сгради, помещения, външни (открити) съоръжения или части от тях, в които съобразно технологичния процес при нормална работа може да се образуват експлозивни смеси от горими газове, пари, прахове или аерозоли и експлозивната атмосфера съществува постоянно, продължително или често.

Втора категория: сгради, помещения, външни (открити) съоръжения или части от тях, в които съобразно технологичния процес може да се образуват експлозивни смеси от горими газове, пари, прахове или аерозоли, но при нормална работа или не се образува експлозивна атмосфера, или се образува случайно, или за кратко.

Трета категория: всички останали сгради, помещения, открити съоръжения и открити пространства, при които прякото попадение на мълния може да предизвика пожар, механично разрушаване или поражение на хора или на домашни животни.

Мълниезащита от първа категория
Защитата при преки попадения на мълнии на сгради и външни съоръжения от първа категория на мълниезащита се проектира чрез изолирана мълниезащитна уредба - отделно стоящи мълниеотводи (пръти, въжета), или чрез изолирани токоотводи, разположени на защитавания обект.

Импулсното съпротивление на заземителя за всеки отделно стоящ или изолиран мълниеотвод е не по-голямо от 10 W. При специфично съпротивление на почвата 500 Wm и повече се допуска увеличаване на импулсното съпротивление за всеки заземител до 40 W.

Мълниезащита от втора категория
Защитата при преки попадения на мълнии на сгради и външни съоръжения от втора категория на мълниезащита се проектира по няколко възможни начина: като отделно стоящи или разположени на сградите неизолирани мълниеотводи с мълниеприемници пръти или въжета.

От всеки прътов мълниеприемник или от всяка стойка на мълниеприемното въже се прокарват най-малко два токоотвода. При използване на съсредоточени заземители токоотводите се прокарват по противоположните страни на сградата; при използване на разсъсредоточени заземители или на заземителни контури токоотводите се разполагат на разстояние до 20 м един от друг, отчитано по периметъра на сградата.

Друг възможен вариант за проектиране е като мълниеприемна мрежа при неметален покрив или с използването като мълниеприемник на металния покрив на сградата или съоръжението при спазване на изискванията по чл. 24 от наредбата.

Мълниеприемната мрежа се проектира на клетки с площ до 36 м2 (например 6x6 м, от стомана, с диаметър най-малко 8 мм). Възлите на мрежата се съединяват чрез заваряване или със специални клеми. Металните части на сградата (съоръжението), разположени на покрива (вентилационни устройства, метални тръби и др. под.), се съединяват с мълниеприемната мрежа или с металния покрив, а на неметалните части на сградата (съоръжението), които се извисяват над покрива, се поставят допълнителни мълниеприемници, присъединени към мрежата (металния покрив).

Токоотводите, съединяващи мълниеприемната мрежа или металния покрив със заземителите, се прокарват на разстояние до 20 м един от друг, отчитано по периметъра на сградата.

При проектиране на защитата при преки попадения на мълнии на сгради и външни съоръжения от втора категория на мълниезащита трябва да се спазват и допълнителни условия.

Така например, импулсното съпротивление на всеки заземител за защита при преки попадения на мълнии трябва да бъде до 10 W, като при специфично съпротивление на почвата 500 Wm и повече се допуска то да бъде по-голямо, но да не превишава 40 W; при специфично съпротивление на почвата до 500 Wm може да се използват естествени заземители (стоманобетонни фундаменти на сградите и съоръженията и др. под.).

Допуска се обединяване на заземители за защита при преки попадения на мълнии, за защита от индуктирани напрежения от електростатична индукция и за защита срещу поражения от електрически ток. При възможност за токоотводи се използват металните конструкции на защитаваните сгради и съоръжения.

Съгласно наредбата прътови мълниеприемници или мълниеприемна мрежа може да не се проектират за сгради, чиито покривни елементи са разположени върху метални ферми, когато е осигурена непрекъсната електрическа връзка на металните ферми със заземителите, при условие че по покрива и в подпокривното пространство се използват само негорими материали.

Мълниезащита от трета категория
Защитата при преки попадения на мълнии на сгради и външни съоръжения от трета категория на мълниезащита се проектира по един от начините, посочени в чл. 32, ал. 1, при спазване на изискванията по чл. 33 и на следните изисквания: мълниеприемната мрежа се проектира с клетки с площ до 150 м2 (например 12 х 12 м); импулсното съпротивление на всеки заземител за защита при преки попадения на мълнии е до 20 W, а при специфично съпротивление на почвата 500 Wm и повече се допуска увеличаване до 40 W, с някои изключения.

При проектирането на мълниеотводи, разположени на сградата, или на мълниеприемна мрежа за токоотводи може да се използва свързана чрез заваряване армировка на стоманобетонните колони, а за заземители може да се употребяват стоманобетонните фундаменти или разсъсредоточени хоризонтални заземители, разположени по протежение на сградите, под асфалтово покритие с широчина най-малко 5 м.

Към такива заземители се присъединяват металните конструкции, тръбопроводите и оборудването, както и контурът за изравняване на потенциалите в сградата.

Изисквания към мълниеприемниците
Наредба №4 посочва изискванията към конвенционалните мълниеприемници и мълниеприемниците с изпреварващо действие. Първите могат да осигуряват два вида мълниезащитни зони - тип А, в която вероятността да няма попадение на мълния е не по-малка от 99,5%, и тип Б с вероятност не по-малка от 95%.

Изборът на типа зона се прави в зависимост от интензивността на мълниеносната дейност и вида на сградата. Мълниеприемниците могат да са комбинация от: мълниеприемни пръти, включително свободностоящи мълниеотводи (мачти); мълниеприемни окачени проводници (въжета) или мълниеприемни мрежи.

Най-елементарните и добре познати прътови мълниеприемници представляват прът от неръждаема стомана, алуминий или мед с напречно сечение не по-малко от 1 см2 и дължина не по-малка от 20 см. Мълниеприемници могат да се реализират и под формата на едно или повече въжета, опънати между две опори. Така се получава по-голяма зона на мълниезащита в сравнение с прътовите мълниеприемници.

Срещано в практиката решение за мълниезащита са и мълниеприемните мрежи. Обикновено се изпълняват от стомана със сечение най-малко 50 мм2 или от други метали, с които се осигуряват най-малко равностойни механическа издръжливост и електрическа проводимост.

Мълниезащитната зона е практически равна на площта на мрежата, която се препоръчва да е до 150 м2. Прътови мълниеприемници или мълниеприемна мрежа може да не се проектират за сгради, чиито покривни елементи са разположени върху метални ферми, когато е осигурена непрекъсната електрическа връзка на металните ферми със заземителите, при условие че по покрива и в подпокривното пространство се използват само негорими материали.

Токоотводи
Съгласно действащата у нас нормативна уредба, трасетата на токоотводите се проектират така, че проводниците да преминават по най-краткия път, като се отчита и мястото на заземителите. По възможност те трябва да са праволинейни, като се избягват резки огъвания, а радиусите на кривите са най-малко 20 см.

Необходимо е да се избягва обхващането на цокли или корнизи на сградата и преминаването токоотводите в близост или напречно на електрически инсталации. Когато проводниците на токоотводите пресичат трасе на електрическа инсталация, тя се разполага в метална обвивка на разстояние най-малко 1 м от едната и от другата страна на мястото на пресичането; металната обвивка се свързва с токоотвода.

За закрепване на проводниците на токоотводите се предвижда поне едно закрепване на дължина 1 м, както и възможност за евентуална надлъжна подвижност (дилатация) на проводниците. Съединенията на елементите на токоотводите се проектират чрез заваряване или с клеми. За проверка на съпротивлението на заземителите се проектират сертифицирани разглобяеми съединения (измервателни клеми).

Когато не е възможно да се проектира външно преминаване, за токоотвода се предвижда защитна обвивка, която преминава по цялата височина на сградата или по част от нея. Допуска се използване на изолационни и негорими обвивки, когато те са с вътрешни сечения, по-големи или равни на 2000 мм2. Във всички случаи се спазват условията за допустимо сближаване.

Когато токоотводът преминава през вътрешността на сградата, ефективността му може да бъде намалена. При въвеждането в действие се отчитат това намаляване, затрудненията при проверката и обслужването, както и опасностите в резултат на въвеждане на пренапрежения във вътрешността на сградата. Токоотводите се изпълняват като шини, въжета или кръгли проводници. Забранява се използването на изолирани коаксиални кабели за токоотводи.

Заземители
При проектирането на заземители се цели постигане на по-малко съпротивление на заземителите спрямо земя и по-равномерно разпределение на тока на мълнията в земята за предотвратяване на проявата на опасни пренапрежения. Максимално допустимата стойност за съпротивлението спрямо земя се определя в инвестиционния проект.

В общия случай се препоръчва съпротивлението спрямо земя да е по-малко от 10 W (измерено при промишлена честота). Заземяването за мълниезащита се съвместява със заземяването на електрическата уредба и на комуникационните мрежи на защитавания обект. Когато за защитавания обект са предвидени повече от една заземителни уредби, разграничавани по технологични съображения, те се обединяват със заземяването за мълниезащита чрез системата за изравняване на потенциалите.

Мълниеприемници с изпреварващо действие
Мълниеприемниците с изпреварващо действие формират т. нар. активна мълниезащита. Използват се предимно при мълниезащитата на сгради и външни съоръжения с особено предназначение, както и на големи открити пространства (складови площадки, зони за отдих и спорт и др.).

Върхът на мълниеприемника с изпреварващо действие се проектира на разстояние най-малко 2 м над зоната, която той защитава, включително антени, кули за охлаждане, комини, резервоари и др. Мълниеприемникът се закрепва към носещ прът посредством устройство за присъединяване при спазване на указанията на производителя.

При проектирането на мълниезащитата на открити пространства, като спортни терени, терени за голф, басейни, къмпинги и др., мълниеприемниците с изпреварващо действие се инсталират върху носачи, в т. ч. мачти за осветление, пилони, или върху съседни сгради, които позволяват мълниеприемникът с изпреварващо действие да обхване защитаваното пространство.

При необходимост се предвижда издигане на мълниеприемника с изпреварващо действие - например чрез удължаваща мачта. Когато мачтата е с токопроводими мачтови въжета, те могат да бъдат свързани в долните точки на закотвяне към токоотводите.

Статията продължава в следващ брой.
Очакваме и вашите коментари по темата.