Ochrona odgromowa obiektów budowlanych – nowa norma do

obowiązkowego stosowania.

Krzysztof Wincencik ( SEP – O /Kraków -Sekcja Instalacji i Urządzeń Elektrycznych)

Tekst poniższy ukazała się w Biuletynie Krakowskiego Oddziału SEP nr 16 z grudnia 2001 r oraz w
biuletynie INPE nr 43. W stosunku do zamieszczonej drukiem wersji tekstu dokonano korekty rysunku nr 3 oraz
dodano uwagę wyjaśniającą do zawartości tablicy nr 1.

Wiosną bieżącego roku zostały ustanowione nowe normy z zakresu ochrony odgromowej obiektów budowlanych.
Obowiązujące do chwili obecnej normy pochodziły z połowy lat 80-tych ubiegłego wieku i proponowane w nich
rozwiązania wymagały korekt. Konieczność poprawek wymusił m.in. dynamiczny rozwój elektroniki i powszechne
instalowanie w budynkach urządzeń i systemów komputerowych, które wymagają szczególnej ochrony
przed działaniem udarów piorunowych.

W ramach dostosowywania naszych przepisów do przepisów Unii Europejskiej ustanowione zostały normy:
[1] PN-IEC 61024-1:2001 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zasady ogólne
[2] PN-IEC 61024-1-1 :2001 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych – Zasady ogólne-
Wybór poziomów ochrony dla urządzeń piorunochronnych.
[3]PN-IEC 61312-1:2001 Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagnetycznym –

Zasady ogólne.
Z przedstawionych powyżej norm do obowiązkowego stosowania wprowadzona norma [1]. Rozporządzeniem
Ministra Rozwoju regionalnego i Budownictwa z dnia 31 sierpnia 2001 r. zmieniającym rozporządzenie w sprawie
wprowadzenia obowiązku stosowania niektórych Polskich Norm dla budownictwa (Dz. U. Nr 101, poz. 1104) .
W § 1. stanowiącym załącznik do rozporządzenia [5] , wprowadzono następujące zmiany w
zakresie norm dotyczących ochrony odgromowej :

Z punktu lp.74 tabeli usunięty arkusz nr 2 normy PN-86/E-05003 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych.
Ochrona podstawowa. Pozostałe arkusze (01,03,04) obowiązują w całości.
Dodany został również punkt 82a , w którym wprowadzono do obowiązkowego stosowania
(w całości) normę PN-IEC 61024-1:2001 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zasady ogólne.
Rozporządzenie weszło w życie po upływie 14 dni od dnia ogłoszenia tj od dnia 20. września 2001 roku.
W niniejszym artykule postaram się przedstawić w skrócie czego dotyczy i jakie zmiany do istniejących przepisów
wprowadza nowa norma.

Zakres normy

Powyższa norma jest polską wersją językową normy międzynarodowej IEC 61024-1:1990. Tłumaczenie dokonane
przez PKN ma taki sam status jak wersje oficjalne.
Norma ma zastosowanie przy projektowaniu i instalowaniu urządzeń ochrony odgromowej (LPS – Lightning
Protection System ) obiektów zwykłych o wysokości do
60 m. Obiekty wysokie, obiekty w których występuje ryzyko powstania paniki, ryzyko wybuchu lub pożaru
omawiane będą w dalszych normach. Postanowienia normy nie dotyczą m.in. obiektów kolejowych,
pozaobiektowych systemów przesyłu i rozdziału energii elektrycznej oraz telekomunikacyjnych , statków,
samolotów, instalacji nadbrzeżnych

Zawartość normy
Arkusz normy obejmuje 4 rozdziały o następującej treści:

Rodział1 – Postanowienia ogólne
W rozdziale tym zawarto opis zakresu i przedmiotu normy, terminy i definicje użyte w normie. Ostatni podpunkt
dotyczy obiektów żelbetowych i precyzuje warunki jakie muszą być spełnione aby struktura stalowa w obiekcie
żelbetowym mogła być traktowana jako
galwanicznie ciągła.
Słowniczek pojęć wprowadza termin : poziom ochrony pozwalający na klasyfikację urządzeń piorunochronnych po
względem ich skuteczności.

Rozdział 2 – Zewnętrzne urządzenie piorunochronne
W rozdziale tym omówiono warunki projektowania i wykonywania poszczególnych elementów urządzenia
piorunochronnego tj. zwodów, przewodów odprowadzających, układów uziemień, zacisków i połączeń oraz
materiałów jakie winny być stosowane przy
budowie urządzenia piorunochronnego.
W rozdziale tym jako metody projektowania układów zwodów zaleca się stosowanie:
- kąta ochronnego,
- toczącej się kuli,
- wymiarowania sieci.
Metody te można stosować oddzielnie lub w dowolnej kombinacji, pamiętając o tym że projektowany układ
zwodów musi spełniać wymagania związane z przyjętym poziomem ochrony.

Rozdział 3 – Wewnętrzna ochrona odgromowa
W rozdziale tym zwraca się szczególną uwagę na ekwipotencjalizację , która stanowi ważny środek pozwalający na
zredukowanie zagrożenia pożarowego i wybuchowego oraz zagrożenia życia w chronionej przestrzeni.
Przedstawiono również zależności pozwalające na wyliczenie bezpiecznego odstępu izolacyjnego urządzeniem
piorunochronnym i instalacjami metalowymi.

Rozdział 4 – Projektowanie, utrzymanie i badanie urządzenia piorunochronnego
W rozdziale tym zwrócono uwagę na fakt, że optymalne technicznie i ekonomicznie urządzenie piorunochronne
może zostać zaprojektowane wtedy, gdy nastąpi współpraca
od samego początku fazy projektowania i budowania obiektu. W szczególności należy przewidywać wykorzystanie
części metalowych obiektu jako urządzenia piorunochronnego.

Całość normy uzupełniają tablice i rysunki.

Wybrane zmiany i różnice pomiędzy normą PN-/E-05003 a nową normą PN-IEC61024-1

Przykładowe zmiany i różnice przedstawione zostaną m.in. w oparciu o materiały zawarte
w publikacji [6]

3.1 Materiały służące do budowy urządzenia piorunochronnego

Tablica 5 nowej normy [1] wprowadza nowe minimalne wymiary materiałów urządzenia

piorunochronnego. I tak np.:
- zwód miedziany ma przekrój minimalny wynoszący 35 mm2 a stalowy 50 mm2,

- przewód odprowadzający wykonany z miedzi musi mieć przekrój minimum 16mm2 , w
przypadku stali przekrój ten wynosi 50mm2,
- uziom miedziany ma mieć minimalny przekrój 50mm2 a stalowy 80 mm2.

W większości obiektów budowlanych należy zastosować zwody poziome niskie [6] W dotychczas obowiązujących
zaleceniach zwody należało mocować w sposób trwały w odległości minimum 2 cm od dachu niepalnego lub trudno
zapalnego. W normie IEC 1024-1 nie określa się minimalnej odległości przewodu od powierzchni dachu. Przewody
mogą być ułożone bezpośrednio na dachu lub w niewielkiej od niego odległości.

Takie ułożenie jest możliwe tylko w przypadku jeśli przepływ prądu piorunowego w przewodach nie spowoduje
termicznego uszkodzenie pokrycia dachowego. Do oceny przyrostu temperatury jaki nastąpi przy przepływie prądu
piorunowego o kształcie 10/350 i różnych amplitudach ( w zależności od przyjętego poziomu ochrony) stosuje się
tabele przeliczeniowe.

Nowa norma reguluje też sprawy pokryć dachowych. Metalowe pokrycie wykorzystywane do odprowadzenia prądu
piorunowego nie powinno być pokryte materiałem izolacyjnym. Za izolację nie jest uznawane pokrycie blachy
cienką warstwą farby ochronnej, warstwą asfaltu o grubości 0,5 mm lub warstwą PCV grubości 1 mm.

3.2 Wymiary okaz siatki zwodów

Zmianie uległy również minimalne wymiary okaz siatki. W przypadku ochrony szczególnie obostrzonej (wrażliwe
urządzenia, od których wymagane jest pewne i niezawodne działanie, pracują w pomieszczeniach bezpośrednio pod
dachem lub na najwyższych piętrach ) wymiar oka siatki może zostać zmniejszony aż do wartości 5m´5m. W tablicy
1 przedstawiono, zgodnie z zaleceniami zawartymi w IEC 1024-1, wymiary oka siatki zwodów w zależności od
poziomu ochrony odgromowej i związanej z tym, efektywności ochrony. [6]

Tablica 1.. Wymiary oka siatki zwodu poziomego oraz wartości kątów osłonowych w zależności od poziomu
ochrony - patrz uwaga na końcu artykułu

zgodnie z PN- ..E-05003/01...04

Zgodnie z IEC 1024-1

Charakterystyka obiektu

i występującego zagrożenia

Oko siatki
zwodu

Poziom
ochrony

Oko siatki
zwodu

Efektywność
ochrony

Obiekty wymagające ochrony podstawowej

20 × 20

IV

20 × 20

80%

Obiekty wymagające ochrony obostrzonej

15 × 15

III

15 × 15

90%

Obiekty wymagające ochrony specjalnej

10 × 10

II

10 × 10

95%

Nie ma odpowiednika

I

5 × 5

98%

3.3 Kąty ochronne zwodów
Do ochrony odgromowej można również wykorzystać zwody pionowe lub poziome odsunięte. [6] Wartości kątów
ochronnych α i β (rys.1.) , zgodnie z zaleceniami normy krajowej ( PN-/E-05003) wynoszą odpowiednio:
- kąt ochronny zewnętrzny α

α

α

α = 30

0

lub 45

0

,

- kąt ochronny wewnętrzny β

β

β

β =45

0

lub 60

0

.

Rys. 1. Kąty osłonowe w przypadku zwodu pionowego lub poziomego
Oceniając, zgodnie z PN-IEC - 61024-1 obszar strefy ochronnej tworzonej przez te zwody należy uwzględnić
poziom ochrony odgromowej oraz wysokość h . Wartości kątów osłonowych w zależności od wysokości h zwodów
i poziomów ochrony przedstawiono w tablicy 2

Tablica 2.

Wartości kątów osłonowych

α

w funkcji wysokości zwodu i przewidywanego poziomu ochrony

h
Poziom ochrony

20m

30m

45m

60m

Promień kuli

I

25

0

*

*

*

20m

II

35

0

25

0

*

*

30m

III

45

0

35

0

25

0

*

45m

IV

55

0

45

0

35

0

25

0

60m

•

- w tych przypadkach tylko zasada toczącej się kuli lub siatka zwodów.

3.4. Uziomy
W normie międzynarodowej PN-IEC 61024-1 rozróżnia się dwa typy uziomów stosowanych do celów ochrony
odgromowej[6]:

•

typ A

, do którego należą uziomy pionowe oraz poziome (promieniowe),

•

typ B

, do którego zaliczamy uziomy otokowe, kratowe i fundamentowe.

Zgodne z zaleceniami normy międzynarodowej, uziomy otokowe, zaliczane do typu B, powinny zasadniczo
posiadać na całej swej długości bezpośredni kontakt z gruntem (wg ENV-61024-1 bezpośredni kontakt powinien
występować na długości powyżej 80% ),
Wyznaczając podstawowe wymiaru uziomów należy uwzględnić rezystywność gruntu oraz poziom ochrony
odgromowej i związaną z tym efektywność ochrony. Dotyczy to szczególnie obiektów wymagających zapewnienia
tzw. I poziomu ochrony odgromowej.
Oceniając poprawność projektowanego uziomu otokowego należy określić zastępczy promień R powierzchni objętej

uziomem otokowym (rys.2.) i porównać z minimalną długością l

min

przedstawioną na rys.3.

Rys. 2. Zasada wyznaczania promienia zastępczego uziomu otokowego.

Rys.3. Krzywe określające minimalną długość l

min

uziomu w zależności o rezystywności gruntu oraz

przyjętego poziomu ochrony odgromowej
W wyniku porównania można otrzymać:

-

R ≥ l

min

uziom otokowy obiektu jest wystarczający,

- R < l

min

uziom otokowy należy uzupełnić dodatkowymi uziomami poziomymi lub pionowymi

3.5 Odstępy izolacyjne
W nowej normie przyjęto inne zależności pozwalające określać minimalne wartości odstępów izolacyjnych. [6]
Przykładowe porównanie zestawiono poniżej

Wzory do wyznaczania minimalnych odstępów izolacyjnych s

wg PN-IEC-61024-1

Wartości współczynników :

k

i

- 0,1 , 0,075, i 0,05 odpowiednio dla I, II oraz II i IV poziomu ochrony)

k

m

- 1 w powietrzu i 0,5 w dielektryku stałym,

k

c

- uzależniony od rozpływu prądu w obiekcie,

L

- długość przewodu w którym płynie prąd od danego punktu do miejsca wyrównywania potencjałów.

wg PN-86/05003

Współczynniki:

h

- wysokość obiektu [m.],

b-

największa przekątna poziomego rzutu obiektu [m.],

n

- liczba przewodów odprowadzających (jeśli n>20 przyjąć n=20),

L

- długość przewodu w którym płynie prąd od danego punktu do miejsca wyrównywania potencjałów.

Wartość współczynnika k

c

uzależniona jest od rozpływu prądu w przewodach instalacji odgromowej lub

przewodzących elementach konstrukcyjnych obiektu.
W układach ochronnych, w których nie następuje rozpływ prądu piorunowego współczynnik k

c

= 1. Zwiększenie

liczby przewodów odprowadzających powoduje zmniejszenie wartości współczynnika k

c

.W wielokondygnacyjnych

obiektach budowlanych, w których zastosowano poziome połączenia pomiędzy przewodami odprowadzającymi,
zmieniają się wartości prądu piorunowego w tych przewodach. Fakt ten uwzględniono wprowadzając różne wartości
współczynników k

c

dla danego przewodu odprowadzającego.

4.Podumowanie
Przedstawione powyżej przykłady nie wyczerpują wszystkich różnic w podejściu o problematyki ochrony
odgromowej obiektów budowlanych , jakie wprowadza nowa norma
PN-IEC 61024-1. Należy pamiętać również o tym, że w chwili obecnej funkcjonować będą
dwa arkusze obejmujące swoją treścią zasady ogólne ochrony odgromowej obiektów tj.
PN-86 E/05009-01 i PN-IEC 61024-1:2001. Nie ułatwi to na pewno pracy projektantom i inspektorom nadzoru, a
znając życie może doprowadzić do niejednej polemiki na łamach czasopism branżowych. Ułatwienie we
wprowadzaniu nowych przepisów będzie za to przygotowywany do druku przewodnik [7] po wprowadzonej
normie. Ta blisko 150 stronicowa pozycja , stanowi omówienie poszczególnych punktów normy a kilkadziesiąt
rysunków ukazuje praktyczne przykłady rozwiązań. Przewodnik ten został w połowie 2000 roku skierowany do
ankietyzacji i być może już w niedługim czasie , po przyjęciu i zatwierdzeniu poprawek zostanie skierowany do
druku.
Nie należy też zapominać o tym, że norma [1] w celu zapewnienia skutecznej ochrony urządzeń elektronicznych
przed działaniem prądu piorunowego wymaga od projektanta
posługiwania się również dwoma pozostałymi [2][3] nowo ustanowionymi normami.
Trudno bowiem projektować urządzenie piorunochronne z uwzględnieniem poziomów ochrony , skoro poziomy te
pozwala wyznaczyć norma [2]. Projektując wewnętrzną ochronę odgromową musimy znać kształt prądu
piorunowego oraz podział na strefy ochrony odgromowej , a te terminy wprowadza norma [3].
Wszystkie przytoczone powyżej normy ukazały się drukiem i są już dostępne w sprzedaży.
[1] PN-IEC 61024-1:2001 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zasady ogólne

[2] PN-IEC 61024-1-1 :2001 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych – Zasady ogólne-
Wybór poziomów ochrony dla urządzeń piorunochronnych.
[3]PN-IEC 61312-1:2001 Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagnetycznym –
Zasady ogólne.
[4] Rozporządzeniem Ministra Rozwoju regionalnego i Budownictwa z dnia 31 sierpnia
2001r. zmieniające rozporządzenie w sprawie wprowadzenia obowiązku stosowania
niektórych Polskich Norm dla budownictwa (Dz. U. Nr 101, poz. 1104) .
[5] Rozporządzenie Ministra Rozwoju Regionalnego i Budownictwa z dnia 3 kwietnia 2001 r.
w sprawie wprowadzenia obowiązku stosowania niektórych Polskich Norm dla
budownictwa (Dz. U. Nr 38, poz. 456)

[6] Sowa.A : Ochrona odgromowa budynków. Instalacje piorunochronne na obiektach
budowlanych. Biuletyn techniczny firmy DEHN Warszawa 2001.
Biuletyn dostępny jest jedynie w wersji elektronicznej (pdf) na CD-ROM z materiałami
technicznymi firmy DEHN – dostępny bezpłatnie w biurach firmy .
[7] Pr PN-IEC 61024-1-2 ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zasady ogólne. Przewodnik B:
Projektowanie, montaż, konserwacja i sprawdzanie urządzeń piorunochronnych.
UWAGA
W tablicy podano że w obowiązującej polskiej normie PN-../ E-05003 nie ma odpowiednika
dla oka siatki o boku 5x5 m. Nie jest to w pełni zgodne z prawdą ponieważ w punkcie 4.1.1.2 arkusza 03 ( Ochrona
obostrzona ) siatka 5x5 m występuje w przypadku ochrony odgromowej zbiorników naziemnych. ( ochrona
odgromowa urządzeń technologicznych zagrożonych wybuchem mieszanin gazów , par i/lub pyłów palnych z
powietrzem poza budynkami).
Nowo wprowadzona norma PN-IEC 61024-1 dotyczy wykonania urządzeń piorunochronnych w obiektach
zwykłych. Do takich obiektów nie zaliczają się obiekty w których występuje ryzyko pożaru lub wybuchu.
Tak więc w tablicy 1 odnoszącej się obiektów normalnych , nie popełniono błędu – dla urządzeń piorunochronnych
na budynkach zwykłych zgodnie z PN-/E-05003... nie stosowana jest siatka o tak małych wymiarach oka.