Jan Hájek Dalibor Šalanský

Jan Hájek Dalibor Šalanský

Honza Hájek Dalibor Šalanský 737 246 347 736 670 142 honza@dehn.cz lumaplus@lumaplus.cz

Zcela na začátku oboru ochrany před bleskem jsou dvě velmi důležitá jména: Prokop Diviš (1696-1765) a Benjamin Franklin (1706-1790).

Je ironií, že první hromosvod v českých zemích instaloval Dr. Tadeáš Klinkoš (1734-1778) na zámku Nosticů avšak nebyl to hromosvod dle Prokopa Diviš nýbrž takzvaného Franklinova typu. Zajímavé je, že tento hromosvod byl proveden již sedm let po instalaci prvního hromosvodu na kontinentální Evropě. Ać i v Měšisích vesničané protestovali, stačilo první léto a dva údery hromu do zámku bez toho aby došlo ke škodě a bylo po protestech.

Pak již nastala v celé Rakouské monarchii masivní výstavba hromosvodů, kterou odstartovala katastrofa ve městě Brescia v Itálii. Zde v roce 1769 udeřil do věže kostela San Nazaro a následný požár zapálil prachárnu a při následné explosi zahynulo na 3000 lidí a velká část města byla zničena. Posléze císařovna Marie Terezie nařizuje vybavit všechny sklady munice v mocnářství ochranou před bleskem.

J. A. H. Reimarus po té v r. 1794 vydal první "Předpisy pro hromosvody". V nich bylo např. uvedeno toto: chránit krov střechy až po jeho konec, jakož i na střeše se nacházející nástavby, komíny a věžičky nebo altány a pokrýt je kovovými navzájem pospojovanými součástmi tak, že když blesk udeří do jakéhokoliv z těchto míst, nalezne jistou cestu na svody. Ty byly realizovány hlavně olověnými pásy, které měly mít šířku 3-6 coulů. Celá cesta svodů měla být jak jen to bylo možné vedena shora dolů těmito pruhy olova nebo mědi. Tyto pásy byly spojovány jednoduchými falci a u měděné varianty bylo doporučeno tyto jednoduché falce nýtovat nebo provést jako dvojité. Svody měly být vedeny nejenom na kamenných stěnách, ale i na dřevě, pokud nebyla jiná možnost a měly být upevněny hřeby. Bylo odpozorováno, že pokud je vnější plocha pásu nezakrytá, blesk putuje bez poškození svodů na zemnící soustavu. Také v těchto předpisech byla už zavedena podmínka připojování kovových součástí budovy na systém svodů, pokud nebylo možno svod od nich oddálit. Pro systém svodů byly předepsány druhy spojování jako jsou nýty a falce provedené tak, aby měly co největší pevnost. Také byla pro hromosvod předepsána vizuální kontrola minimálně každé jaro. I pro zemnící soustavu bylo důležité umístit ji co nejblíže nějakému vodnímu zdroji nebo zavést co nejhlouběji do země. Tyto předpisy byly vydány hlavně pro ochranu kostelů, skladišť střelného prachu, pro slámové střechy, větrné mlýny, jeřáby, cestovní vozy a lodě.

Mezi první předpisy popisující, jak má správný hromosvod vypadat, patří předpisy ESČ z roku 1950 V první edice ČSN 341390 z roku 1955 1969 druhá edice ČSN 341390 Od 1. 12. 2006 platná norma ČSN EN 62305

ČSN EN 62305 Ochrana před bleskem - soubor českých technických norem Číslo normy Název ČSN EN 62305-1 Obecné principy ČSN EN 62305-2 Řízení rizika ČSN EN 62305-3 Hmotné škody na stavbách a nebezpečí ţivota ČSN EN 62305-4 ČSN EN 62305-5 Elektrické a elektronické systémy ve stavbách Inţenýrské sítě

ČSN EN 62305 Ochrana před bleskem časový harmonogram Norma FDIS IS National DOW 62305-1 2005-08 2006-02 2006-11 2009-02 62305-2 2005-08 2006-02 2006-11 2009-11 62305-3 2005-08 2006-02 2006-11 2009-02 62305-4 2005-08 2006-02 2006-11 2009-02 62305-5 2006-12 2007-04 2008-01 2010-04 FDIS: konečný návrh mezinárodní normy IS: mezinárodní norma National: národní norma DOW: nejzazší termín zrušení národních norem, které jsou v rozporu s evropskými normami

Termíny a definice Zóna ochrany před bleskem LPZ (lightning protection zone) zóna, ve které je definováno elektromagnetické prostředí Hladina ochrany před bleskem LPL (lightning protection level) číslo vztažené k souboru hodnot parametrů bleskového proudu, odpovídající pravděpodobnosti, že příslušné maximální a minimální návrhové hodnoty nebudou u blesků vyskytujících se v přírodě překročeny Systém ochrany před bleskem LPS (lightning protection system) kompletní systém používaný pro snížení hmotných škod způsobených údery blesku do stavby; Vnější systém ochrany před bleskem (hromosvod) (external lightning protection system) část LPS, která se skládá z jímací soustavy, soustavy svodů a uzemňovací Soustavy

Termíny a definice Vnitřní systém ochrany před bleskem (internal lightning protection system) část LPS, která se skládá z ekvipotenciálního pospojování proti blesku a/nebo elektrické izolace vnějšího LPS Ekvipotenciální pospojování proti blesku (vyrovnání potenciálů při působení blesku) (lightning equipotential bonding) připojení k LPS oddělených kovových prvků přímým vodivým spojením nebo přes přepěťové ochranné zařízení pro snížení rozdílů potenciálů způsobených bleskovým proudem Systém ochrany před LEMP LPM (LEMP protection system) kompletní systém ochranných opatření uvnitř budovy před LEMP. Systém chrání nejen před rušivými veličinami, ale také před vyzařovaným elektromagnetickým polem; Systém ochranných opatření proti LEMP (LEMP protection measures system) kompletní systém ochranných opatření pro vnitřní systém ochrany proti LEMP

ČSN EN 62305 1 Obecné principy LPL I II III IV třída LPS I II III IV S1159 1159.ppt / 27.01.98 / ESC

ČSN EN 62305 1 Obecné principy průběhy bleskových proudů ± i ± i - i bleskový proud prvního výboje 200 ka 10/350 µs t bleskový proud dlouhého výboje 400 A 0.5 s t t bleskový proud následujících výbojů 50 ka 0.25/100 µs

ČSN EN 62305 1 Obecné staženo principy z www.kniska.eu Základní kritéria pro ochranu staveb a inženýrských sítí

www.kniska.eu

Rizika pro stavbu Příčina poškození Typy ztrát Typy škod DEHNsupport Risiko DEHNsupport je profesionální nástroj pro řízení rizika dle ČSN EN 62305-2 25.06.08 / S6209

Příčiny poškození ČSN E 62305-2: 2006-11 Bleskový proud je hlavní zdroj škody. Rozlišují se v závislosti na úderu blesku následné příčiny poškození: Příčiny poškození S1: úder blesku do stavby; S2: úder blesku v blízkosti stavby; S3: úder blesku do inženýrských sítí, která vstupují do stavby; S4: úder blesku v blízkosti inženýrských sítí, která vstupují do stavby. DEHNsupport Risiko DEHNsupport je profesionální nástroj pro řízení rizika dle ČSN EN 62305-2 25.06.08 / S6008_d

Typy škod ČSN EN 62305-2:2006-11 Typy škod, které mohou nastat následkem úderu blesku: Příčiny poškození D1: úraz živých bytostí v důsledku dotykových a krokových napětí Typy škod LEMP D2: hmotné škody (požár, výbuch, mechanické zničení, uvolnění chemikálií) vlivem úderu blesku včetně jiskření D3: výpadek vnitřních systémů vlivem LEMP DEHNsupport Risiko DEHNsupport je profesionální nástroj pro řízení rizika dle ČSN EN 62305-2 25.06.08 / S6210

Typy ztrát ČSN EN 62305-2:2006-11 Každý typ škod, samostatně nebo kombinací s jinými, může způsobit různé typy ztrát ve chráněné stavbě. Možné vzniklé typy ztrát jsou závislé samostatně na vlastnostech stavby. Příčiny poškození Typy ztrát Typy škod Rozlišují se následné typy ztrát dle použití této normy: Strom Wasser Gas L1: ztráta na lidských životech; L2: ztráta na věřejných službách; Typy ztrát L1, L2 a L3 mohou být vzaty jako ztráty společenských hodnot, které mohou být dále posouzeny jako typ ztráty L4 tedy čistě ztráty ekonomických hodnot. L3: ztráta na nenahraditelném kulturních dědictví; L4: ztráty ekonomických hodnot (stavba a jejich obsah, inženýrské sítě a výpadek funkce). DEHNsupport Risiko DEHNsupport je profesionální nástroj pro řízení rizika dle ČSN EN 62305-2 25.06.08 / S6211

Z toho plyne: ČSN EN 62305-2:2006-11 Níže jsou uvedeny vyjmenované činitelé následných typů ztrát, které je nutno zohlednit pro danou stavbu R T (1/rok) R 1 : Riziko ztrát na lidských životech; 10-5 Strom Wasser Gas R 2 : Riziko ztrát na veřejných službách; 10-3 R 3 : R 4 : Riziko ztrát na nenahraditelném dědictví; Riziko ztrát ekonomických hodnot. DEHNsupport Risiko 10-3 DEHNsupport je profesionální nástroj pro řízení rizika dle ČSN EN 62305-2 08.02.07 / S6053_a

Sběrná plocha A d, A m, A l staženo, A i pro z www.kniska.eu přímé/nepřímé údery blesku vztaženo ke stavbě A d sběrná plocha pro údery blesku do stavby A m sběrná plocha pro údery blesku v blízkosti stavby A l sběrná plocha pro údery do inženýrských sítí DEHNsupport A i sběrná plocha v blízkosti inženýrských sítí je profesionální nástroj A a sběrná plocha pro údery blesku do sousední stavby, která je s ní spojena inženýrskou sítí pro řízení rizika dle ČSN EN 62305-2 DEHNsupport Risiko 08.02.07 / S6122_a

Sběrná plocha A d pro údery blesku do samostatně stojící stavby S1 A d H L 3H W Lit.: ČSN EN 62305-2 :2006-11, DEHNsupport je profesionální nástroj pro řízení rizika dle ČSN EN 62305-2 DEHNsupport Risiko 08.02.07 / S6122_b

Sběrná plocha A m pro údery blesku v blízkosti stavby A m S2 3H 250 m Lit.: ČSN EN 62305-2:2006-11, DEHNsupport je profesionální nástroj pro řízení rizika dle ČSN EN 62305-2 DEHNsupport Risiko 08.02.07 / S6122_c

Sběrná plocha A l pro údery blesku do inženýrských sítí S3 Konec vedení "b" A l Konec vedení "a" Lit.: ČSNE EN 62305-2:2006-11, DEHNsupport je profesionální nástroj pro řízení rizika dle ČSN EN 62305-2 DEHNsupport Risiko 08.02.07 / S6122_d

Sběrná plocha A i pro údery blesku v blízkosti inženýrských sítí A i S4 Lit.: ČSN EN 62305-2 :2006-11, DEHNsupport je profesionální nástroj pro řízení rizika dle ČSN EN 62305-2 DEHNsupport Risiko 08.02.07 / S6122_e

Sběrná plocha A d pro údery blesku do sousední stavby S1 A d 3H Lit.: ČSN EN 62305-2:2006-11, DEHNsupport je profesionální nástroj pro řízení rizika dle ČSN EN 62305-2 DEHNsupport Risiko 08.02.07 / S6122_f

Rozdělení ztrát s ohledem na příčiny poškození Příčiny poškození S1 S2 Typ ztrát Ztráta/úraz živých bytostí (L A ) Ztráta hmotných škod (L B ) Ztráta výpadkem vnitřních systémů (L C ) Ztráta výpadkem vnitřních systémů (L M ) S3 Ztráta/úraz živých bytostí (L U ) Ztráta hmotných škod (L V ) Ztráta výpadkem vnitřních systémů (L W ) S4 DEHNsupport je profesionální nástroj Ztráta výpadkem vnitřních systémů pro řízení rizika (L Z dle ) ČSN EN 62305-2 DEHNsupport Risiko 23.06.08 / S6207

Výběr ochranných opatření pro stavbu Lit.:ČSN EN 62305-2 :2006-11 DEHNsupport Risiko DEHNsupport je profesionální nástroj pro řízení rizika dle ČSN EN 62305-2 06.11.06 / S6093_a

DEHNsupport je profesionální nástroj pro řízení rizika dle ČSN EN 62305-2

ČSN EN 625305 3 Přípustné metody návrhu jímací soustavy poloměr třída valící se metoda ochranného úhlu oka mřížové LPS koule r 80 70 60 soustavy W (m) I 20 50 5 x 5 40 II 30 30 10 x 10 20 III 45 10 I II III IV 15 x 15 0 0 2 10 20 30 40 50 60 h 1 (m) IV 60 20 x 20 h 1 : výška jímací soustavy od povrchu r : poloměr valící se koule : ochranný úhel h 1 r ochranný prostor

ČSN EN 62305 4, STN EN 62305-4 Zóny ochrany před bleskem LPZ LEMP LPZ 0 A jímací soustava LPZ 0 B M Vyrovnání potenciálů blesk. proudů přednáška Honzy Hájka a Dalibora Šalanského zahajující Amper Svodič 2009 bleskových proudů (SPD Typ 1) Svodič bleskových proudů ( Svodič třídy Yellow/Line TYPE 1) Místní vyrovnání potenciálů Svodič přepětí (SPD Typ 2, SPD Typ 3) Svodič přepětí (Svodič třídy Yellow/Line TYPE 2, TYPE 3) svod klimatizace LPZ 1 stínění místnosti LPZ 3 LEMP LEMP koncové zařízení LPZ 2 LPZ 0 A LPZ 0 B napájecí síť NN LPZ 2 LPZ 0 C Informačnětechnická síť SEMP LPZ 1 armování základový zemnič Bulletin 2008 28.07.04 / S659_d

ČSN EN 62305 3 Hmotné škody staženo na z www.kniska.eu stavbách a nebezpečí života Vnější systém ochrany před bleskem r rozměr mříţe w h 1 tyčový jímač 2 1 valící se koule h 2 H soustava svodů uzemňovací systém max. výška budovy I II III IV 20 m 30 m 45 m 60 m 5 x 5 m 10 x 10 m 15 x 15 m 20 x 20 m 09.09.03 / 660

ČSN EN 62305 3 Hmotné škody staženo na z www.kniska.eu stavbách a nebezpečí života Vnější systém ochrany před bleskem (pro vysoké budovy > 60 m) rozměr mříţe w h 1 r valící se koule h 2 H uzemňovací systém soustava svodů I II III IV 20 m 30 m 45 m 60 m 5 x 5 m 10 x 10 m 15 x 15 m 20 x 20 m 09.09.03 / 660_a

LPZ definované pomocí LPS (IEC 62305-3) dostatečná vzdálenost S1 S3 LPZ 0 A s 41 42 45 SPD 0 A /1 LPZ 1 43 S4 r s r S2 LPZ 0 B LPZ 0 B 45 SPD 0 A /1 4 Ekvipotenciální pospojování proti blesku SPD 1 Stavba S1 Úder do stavby proti blesku pomocí SPD Typ 1 2 Jímací soustava S2 Úder v blízkosti stavby LPZ Zóna ochrany před bleskem 3 Soustava svodů S3 Úder do inţenýrské sítě připojené ke stavbě SPD Přepěťové ochranné zařízení 4 Uzemňovací soustava S4 Úder v blízkosti inţenýrské sítě 5 Vstupující inţenýrské sítě připojené ke stavbě r Poloměr valící se koule

LPZ definované pomocí ochranných opatření proti LEMP (IEC 62305-4) S3 S4 46 r SPD 0 A /1 LPZ 0 A LPZ 0 B Ekvipotenciální pospojování proti blesku SPD proti blesku pomocí SPD - Typ 1 / Typ 2 LPZ Zóna ochrany před bleskem SPD Přepěťové ochranné zařízení r d S1 LPZ 0 B 41 SPD 0 B /1 LPZ 1 45 SPD 1/2 LPZ 2 4 42 d s SPD 1/2 43 d s LPZ 0 C SPD 0 A /1 r 46 S2 1 Stavba (LPZ 1) S1 Úder do stavby 2 Jímací soustava S2 Úder v blízkosti stavby 3 Soustava svodů S3 Úder do inţenýrské sítě připojené ke stavbě 4 Uzemňovací soustava S4 Úder v blízkosti inţenýrské sítě staženo 5 Místnost z www.kniska.eu (stínění LPZ 2) připojené ke stavbě 6 Vstupující inţenýrské sítě Poloměr valící se koule Bezpečný odstup

Stanice mobilních operátorů princip návrhu svodu za pomoci systému DEHNiso Combi S nutno dodrţet dostatečnou vzdálenost anténa s anténní stoţár s vyrovnání potenciálů

ČSN EN 62305-4 Elektrické a elektronické systémy ve stavbách

Parametry bleskového proudu Parametr LPL I II III-IV Imp. proud I (ka) 200 150 100 spec. energie W/R (MJ/ ) 10 5,6 2,5 náboj Q Impuls (As) 100 75 50 náboj Q Langzeit (As) 200 150 100 efektivita 98% 95% 80-90% Lit.: ČSN EN 62305-1:2002-11, Tab. 4

Rozdělení bleskového proudu 100% 50% Informační síť napájecí síť Kovová potrubí PAS vnější ochrana před bleskem 50% zemnící soustava

Indukční vazba Datová zás. Napájecí zás. Indukční smyčka Datové rozvody Lit.:... síť nízkého napětí

Maximalní indukované napětí v instalačních smyčkách max. indukované napětí û s = k u2 ( di ) dt Příklad a s (di/dt) max. rozměry û s a û s i i 100 ka/µs a = 10 m s = 1 m k u2 = 5000 V ka/µs 500 kv k u = koeficient přepočtu smyčky di/dt = strmost bleskového proudu

Sekundární účinek působení staženo bleskového z www.kniska.eu proudu - maximalní indukované napětí v instalačních smyčkách max. indukované napětí û s = k u3 l ( di ) dt max. B û s l b s Příklad (di/dt) max. rozměry û s 100 ka/µs b = 3 mm s = 1 m l = 10 m V k u3 = 0,6 m ka/µs k u = koeficient přepočtu smyčky di/dt = strmost bleskového proudu 600 V

ČSN EN 62305-4 Rozdělení bleskového proudu DEHNventil TNC trafostanice po 25 ka budova 100 ka po 25 ka 75 ka 25 ka 100 ka vnější ochrana před bleskem 200 ka 100 ka 1971 / 30.07.01 / OB

ČSN EN 62305-4 koordinace nasazení svodičů bleskových proudů a svodičů přepětí Zdroj rušení Přenosové cesty Snížení rušení LPZ 1 LPZ 2 LPZ 3 Koordinace izolace 6 kv 4 kv 2,5 kv 1,5 kv 1,5 kv Napájecí síť nn Zkušební vlna10/350 µs Metoda koordinace LPZ Metoda koordinace xx x při použití DV není nutná Délka kabelu / omezovací indukčnost Řady svodičů Koordinační kódy x 1 Není nutná 1,5kV Odolnost def. impulz. výdržným napětím Koncové zařízení Odolnost proti rušení 2 Informačně-technická síť přednáška Honzy Hájka a Zbytkové Dalibora Šalanského rušení zahajující Zbytkové Amper rušení 2009 S1737 1737.ppt 11.08.98 / OB

ČSN EN 62305-4 ochrannástaženo sada z www.kniska.eu pro napájecí systémy na rozhraní zón bleskové ochrany (LPZ) LPZ 0 LPZ 1 LPZ 2 1 2 3 terminál svodič bleskových proudů pren 62305-4 ČSN EN 61643-11 10/350 µs svodič přepětí pren 62305-4 ČSN EN 61643-11 8/20 µs svodič přepětí pren 62305-4 ČSN EN 61643-11 1,2/50 µs; 8/20 µs hybridní generátor koncové zařízení ČSN EN 61000-4-5 1,2/50 µs; 8/20 µs hybridní generátor W î, Q, R 2004 2008 DEHN + SÖHNE / protected Hasse, P.: by Lightning ISO 16016Protection / Surge Protection - State of Technique and Practise 2 nd June, 2004, Prague

Aplikace na střeše

Statistika škod na fotovoltaických systémech dle četnosti příčin Tlak Schneedruck sněhu 4% Selhání menschl. člověka Versagen 2% Prasknutí Glasbruch skla 4% Technické techn. Versagen příčiny 10% Jiné Sonstige 3% požár Feuer 2% Marderbiss 7% Zlý Böswilligkeit úmysl 8% přepětí Überspannung 45% kroupy Hagel 2% Bouřka Sturm 9% krádež Diebstahl 4% Zdroj: Mannheimer Versicherung 2006 Photovoltaik - Blitzschäden 17.01.06 / 4517_c

FV- zařízení na budově s hromosvodem a) dostatečná vzdálenost s je dodrţena Výpočet dostatečné vzdálenosti dle ČSN EN 62305-3. s s s b) dostatečná vzdálenost s není dodrţena Přímé vodivé spojení mezi součástmi hromosvodu a rámy FV panelů Photovoltaik - Blitzschäden 09.01.07 / S3527_a

Malé FV zařízení na RD staženo s hromosvodem z www.kniska.eu a DODRŽENÍM dostatečné vzdálenosti s dostatečná vzdálenost s měnič pod střechou FV-panely měnič = ~ 3 2* 1 kwh kwh 1 2 3 Kombinovaný svodič (Typ 1) DEHNventil ZP TNC 255 Svodič přepětí (Typ 2) DEHNguard M TN 275 Svodič přepětí (Typ 2) DEHNguard PV 500 SCP Nemusí být, pokud je měnič přímo u elektroměru HDR Photovoltaik - Blitzschäden 24.10.06 / 4561_a_JEH

Malé FV zařízení na RD s staženo hromosvodem z www.kniska.eua NEDODRŢENÍM dostatečné vzdálenosti es zde je nutný přímý spoj d < s měnič pod střechou FV-panely 3 měnič = ~ 2* 1 Kombinovaný svodič (Typ 1) DEHNventil ZP TNC 255 2 Kombinovaný svodič (Typ 1) DEHNventil M TN 255 3 Svodič bleskových proudů (Typ 1) DEHNlimit PV 1000 kwh kwh 1 *Nemusí být pokud je měnič přímo u elektroměru HDR Photovoltaik - Blitzschäden 15.01.07 / S4561_b

Příklady velkých FV zařízení v německu Projekt: Solaranlage Geiseltalsee, Krumpa Projekt: Solarpark Höslwang + Leipziger Land Projekt: Solarpark Göttelborn Projekt: Mühlhausen / Günching / Minihof Photovoltaik - Blitzschäden 20.01.05 / 4034

Jímací soustava a svody svod Photovoltaik - Blitzschäden 27.10.04 / 4172_g

Ohrožení bleskem Odhad rizika: 5 MWp-Sluneční elektrárna 16 hektarů 0,16 km 2 Intenzita blesků v okolí Lipska: 2,67 úderu blesku na km 2 0,42 úderu blesku za rok za rok. Je třeba počítat ţe do 2,38 roku dojde k přímému zásahu beskem do této aplikace. Photovoltaik - Blitzschäden 08.01.07 / S4035_a

FV- zařízení provozní podmínky Cenná aplikace zabírající velkou plochu Investice v řádu miliónů EUR Zařízení musí být v provozu déle neţ 20 let dlouhodobá investice Škody mohou vést ke zvýšení pojistné částky a zavedení spoluúčasti Zvýšené provozní a ostatní náklady povedou ke sníţení rentability celého zařízení Ochrana před bleskem a přepětím je nutná! Photovoltaik - Blitzschäden 08.01.07 / S4035_b

Ochrana před přepětím ochrana před bleskem -drát Cu 8 mm FV-panely měnič v budově přípojní skříňka generátoru ~ = HEP Photovoltaik - Blitzschäden 28.10.05 / 4039_b