OCHRONA ODGROMOWA
OBIEKTÓW BUDOWLANYCH
Uziomy w ochronie odgromowej
Andrzej Sowa
Zadaniem układów uziemień jest bezpieczne
d) uziomy sąsiednich obiektów znajdujących się
odprowadzenie do ziemi prÄ…du piorunowego bez
w odległości nie większej niż 10 m od chro-
powodowania groz
nych przepięć [1,2].
nionego obiektu.
Wykonanie tego zadania wymaga właściwego
Połączenia uziomów naturalnych z przewodami
rozmieszczenia układu uziomowego i zachowa-
uziomowymi powinny być wykonane w sposób
nia odpowiednich jego wymiarów. Przy takim
trwały za pomocą spawania lub zgrzewania.
podejściu do zadań uziomów mniejsze znaczenie
mają znamionowe wartości rezystancji układów Jeśli wykonanie takich połączeń jest niemożliwe
uziomowych, chociaż w dalszym ciągu zalecane lub utrudnione dopuszczalne jest wykorzystanie
jest, aby były one małe. obejm lub uchwytów mających zacisk lub zaci-
Do celów ochrony odgromowej i przeciwprze- ski zabezpieczone przed rozluz
nieniem siÄ™.
pięciowej należy w pierwszej kolejności wyko-
Przy budowie nowych obiektów zalecane jest
rzystać uziomy naturalne obiektu, którymi mogą
wykorzystywanie uziomów fundamentowych.
być [1]:
Tylko w przypadkach obiektów, w których nie
a) nie izolowane od ziemi podziemne metalowe
ma możliwości wykorzystania uziomów natu-
części chronionych obiektów i urządzeń,
ralnych lub ich wykorzystanie jest niecelowe,
b) żelbetowe fundamenty i podziemne części należy stosować uziomy sztuczne.
chronionych obiektów (nie izolowane od Poniżej zestawiono podstawowe wymagania, ja-
ziemi lub zamalowane warstwą przeciwwil- kie należy uwzględnić projektując uziomy
gociowÄ…), sztuczne.
Do ich wykonania należy wykorzystywać mate-
c) metalowe rurociągi wodne oraz osłony studni
riały o minimalnych wymiarach zestawionych w
artezyjskich znajdujące się w odległości nie
tablicy 1.
większej niż 10 m od chronionego obiektu,
Tablica 1. Najmniejsze wymiary elementów stosowanych na uziomy
Materiały (wymiary znamionowe w mm)
Rodzaj wyrobu PN-86/E-05003/01 [mm] PN- IEC 61024-1
stal bez pokrycia stal ocynkowana miedz stal miedz
Druty
8,0 6,0 6,0
Taśmy
20x4 20x3 20x3
80 mm2 50 mm2
Rury
20/2,9 15/2,75 ---
Kształtowniki o
5,0 4,0 ---
grubości ścianki
Ze względu na trwałość uziomów pojawiają
nych ze stali ocynkowanej na gorÄ…co do war-
się sugestie [5] zwiększenia wymaganych
tości 100mm2.
wymiarów poprzecznych uziomów wykona-
Bezpieczne odprowadzenie prÄ…du pioruno-
wego do ziemi wymaga wykonania układu
uziomowego o pewnych i trwałych połącze- elementami uziomu piorunochronnego były
niach. większe od 1m.
Układ uziomowy powinien również zapewnić
" Jeżeli rezystancja uziemienia piorunochron-
zredukowanie do bezpiecznych wartości róż-
nego jest mniejsza niż 10&! dopuszcza się
nice potencjałów pomiędzy poszczególnymi
zmniejszenie odległości pomiędzy kablami a
punktami uziomu oraz podłączonymi do niego
elementami uziomu piorunochronnego do:
instalacjami i urzÄ…dzeniami.
- 0,75 m dla kabli elektroenergetycznych o
Spełnienie tego ostatniego warunku wymaga
napięciu znamionowym do 1 kV i kabli
stosowania połączeń o możliwie najmniej-
telekomunikacyjnych,
szych wartościach impedancji pomiędzy
uziomem a:
- 0,5 m dla kabli elektroenergetycznych o na-
- szyną lub pierścieniem wyrównywania
pięciu znamionowym powyżej 1 kV.
potencjałów,
" Podziemne metalowe elementy obiektów i
- urządzeniami, jeśli są połączone bez-
urządzeń technologicznych, znajdujące się w
pośrednio z uziomem.
odległości nie większej niż 2 m. od uziomu
Uziomy sztuczne powinny spełniać następujące
piorunochronnego, a nie wykorzystywane ja-
wymagania [1]:
ko uziomy naturalne, zaleca się łączyć z tymi
uziomami bezpośrednio lub za pomocą
" Należy je wykonać jako uziomy poziome
iskierników.
otokowe, promieniowe lub pionowe. Zale-
cane jest stosowanie uziomów otokowych.
Wyznaczanie wartości rezystancji
" Uziomy poziome należy układać na głęboko-
uziomów zgodnie z wymaganiami
ści nie mniejszej niż 0,6m. i w odległości nie
normy PN-IEC 61024-1
mniejszej niż 1 m. od zewnętrznej krawędzi
budynku.
Nowością wprowadzoną w normie PN-IEC
" Uziomy pionowe należy pogrążać w gruncie
61024-1 jest podział uziomów stosowanych
w taki sposób, aby ich najniższa część była
do celów ochrony odgromowej na następujące
umieszczona na głębokości nie mniejszej niż
typy:
3m., a najwyższa nie mniej niż 0,5m. pod
" typ A, do którego należą uziomy pionowe
powierzchniÄ… ziemi.
oraz poziome (promieniowe) dołączone
" Długość obliczeniowa uziomu nie może prze-
do każdego z przewodów odprowadzają-
kraczać 35 m dla rezystancji gruntu Á <
cych instalacji piorunochronnej
500&!m i 60 m dla rezystancji większej niż
" typ B, do którego zaliczamy uziomy oto-
500 &!m.
kowe, kratowe i fundamentowe.
" W przypadku pojedynczych uziomów, któ- Przed przystąpieniem do analizy należy posia-
rych długości są większe od zalecanych,
dać informacje o:
zmierzoną wartość rezystancję należy po- o rezystywności gruntu, w którym projekto-
mnożyć przez współczynnik 2 dopiero wtedy
wany uziom będzie umieszczony lub osza-
porównać z wartościami zalecanymi jako do-
cować te wartość,
puszczalne.
o wymaganym dla analizowanego obiektu po-
ziomie ochrony odgromowej.
" Odległość pogrążonych w gruncie uziomów
poziomych lub pionowych powinna być nie
W przypadku uziomów typu A do każdego
mniejsza od 1,5m. od wejść do budynków,
przewodu odprowadzającego należy dołączyć
przejść dla pieszych lub metalowych ogro- uziom pionowy lub poziomy. Minimalna dłu-
dzeń używanych przy drogach publicznych.
gość dołączonego uziomu powinna wynosić:
W przypadku wejść używanych sporadycznie
" l1 - uziomy poziome promieniowe,
dopuszcza się zmniejszenie tej odległości.
" 0,5 l1  uziomy pionowe lub pochyłe.
" Kable powinny być układane, aby w miej-
scach zbliżeń odległości pomiędzy nimi a
Długość l1 wyznaczana jest z rys.1.
 l1(m)
80
70 Poziom ochrony I
60
50
40
30
20
Poziom ochrony II + IV
II IV
10
0
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Õ(&!m)
Rys.1. Minimalne długości uziomów w zależności od poziomu ochrony I rezystywności gruntu
W przypadku obiektów wymagających zastoso-
W przypadku stwierdzenia zagrożenia dla ludzi
wania II  IV poziomu ochrony wystarczajÄ…cym
lub zwierząt należy zastosować odpowiednie
rozwiązaniem jest dołączenie do każdego prze-
środki ochrony.
wodu odprowadzajÄ…cego uziomu poziomego o
długości 5m lub pionowego 2,5m (rys.2. i 3).
przewód odprowadzający
OBIEKT
przewód odprowadzający
OBIEKT
BUDOWLANY
zacisk probierczy
BUDOWLANY
zacisk probierczy
Przewód uziemiający
Przewód uziemiający
ok.0,6m
5m
2,5m
ok. 1m
Uziom poziomy
Uziom pionowy
Rys.3. Uziomy sztuczne poziomy typu A w
obiekcie budowlanym wymagajÄ…cym II  IV
poziomu ochrony
Rys.2. Uziomy sztuczne pionowy typu A w
Podobny sposób określania wymiarów uziomów
obiekcie budowlanym wymagajÄ…cym II  IV
stosujemy dla uziomów typu B.
poziomu ochrony
Postępując zgodnie z zaleceniami obowiązują-
Należy zauważyć, że bardzo ważną sprawą jest
cych norm należy, analizując dowolny uziom
szczegółowe przeanalizowanie zagrożeń (napię-
otokowy lub fundamentowy, wyznaczyć zastęp-
cia krokowe lub dotykowe), jakie mogÄ… wystÄ…-
czy promień r powierzchni objętej tym otokiem i
pić przy stosowaniu uziomów typu A.
porównać z minimalną długością l1 dobraną dla
danego poziomu ochrony odgromowej i Każdy z dodatkowych uziomów powinien mieć
rezystywności gruntu. (rys.1.) następującą długość ldot :
Po określeniu tych dwu wielkości można, z
" uziom poziomy - ldot poz = l1 - r
przedstawionych w normach wykresów określić
" uziom pionowy - ldot pion = (l1 - r )/2
zalecaną minimalna długość uziomu l1.
Liczba dodatkowych uziomów poziomych lub
W wyniku porównania otrzymujemy:
pionowych powinna być równa liczbie przewo-
" r e" l1 - uziom otokowy obiektu jest
dów odprowadzających w zewnętrznym urzą-
wystarczajÄ…cy,
dzeniu piorunochronnym. Liczba ta nie może
" r < l1 - uziom otokowy należy uzupeł-
być mniejsza od 2. Przykład uzupełnienia uzio-
nić dodatkowymi uziomami poziomymi
mu dodatkowymi elementami pionowymi
lub pionowymi.
przedstawia rys.4.
OBIEKT BUDOWLANY
Uziom otokowy
dodatkowe uziomy
pionowe
Rys.4. Uzupełnianie uziomu fundamentowego elementami pionowymi
12 m
Poniżej przedstawiono dwa proste przykłady
analizy systemu uziomowego przeprowadzone
zgodnie z zaleceniami normy PN-IEC 61024-
Pole powierzchni
1:2001.
5 m
A1
A1
Przykład 1.
Obiekt budowlany:
12 m
5 m
" wymagajÄ…cy urzÄ…dzenia piorunochron-
nego spełniającego wymogi III poziomu
ochrony,
7 m
" posiadajÄ…cy uziom otokowy o wymiarach
przedstawionych na rys. 5.
" rezystywność gruntu 700&!m.
7 m
Pole powierzchni zajmowane przez uziom oto-
kowy o przyjętych wymiarach wynosi
Rys.5. Podstawowe wymiary powierzchni
obejmowanej przez uziom otokowy
A1 = 109 m2
Zastępczy promień okręgu obejmującego obszar Zastępczy promień r = 5.89m jest mniejszy od
o identycznej powierzchni wynosi: wymaganej minimalnej długości l1 = 10m i na-
leży zastosować dodatkowe uziomy pionowe lub
A1 109m2
poziome o długościach:
r = = = 5,89m
-uziom poziomy l1  r = 10  5.89 = 4,11m,
Ä„ 3.14
-uziom pionowy (l1 - r)/2= (10  5.89)/2=2.06m.
W przykładzie 2 należy zastosować dodatkowe
Dla analizowanego obiektu zastępczy pro-
uziomy poziome lub pionowe o długościach od-
mień r = 5.89m jest większy od minimalnej dłu-
powiednio 5m lub 2,5m
gości uziomu l1 = 5m odczytanej z rys.1.
Jeśli w obszarze przyległym do analizowanego
W takim przypadku otok obiektu spełnia wyma-
obiektu gromadzi się często znaczna liczba ludzi
gania zalecane dla III poziomu ochrony i nie
to może zajść konieczność sterowania rozkła-
wymaga dodatkowej rozbudowy.
dem potencjałów uziomów zastosowania dodat-
Przykład 2.
kowych uziomów otokowych. Uziomy te
Rozważamy analogiczny obiekt, jak w przy- umieszczanych w odległości ok. 3m jeden od
drugiego. Otoki, w miarÄ™ oddalania siÄ™ od obiek-
kładzie 1 (takie same wymiary i rezystywność
gruntu), ale wymagający urządzenia pioru- tu, powinny być układane coraz głębiej w grun-
nochronnego spełniającego wymogi I pozio- cie. Przykładowy układ rozbudowanego systemu
otoków przedstawiono na rys. 6.
mu ochrony odgromowej.
Głębokości zakopania kolejnych
uziomów otokowych :
Obiekt
h1 = 1m., h2 = 1,5m., h3 = 2 m.
budowlany
Uziom otokowy
h1
h2
h3
1m
4m
7m
10m
Rys.6. Zalecane rozmieszczenie kilku otoków w rozbudowanym systemie uziomowym.
Literatura
4. PN-IEC 61312-1:2001, Ochrona przed
1. PN-86/E-05003/01:Ochrona odgromo-
piorunowym impulsem elektro-
wa obiektów budowlanych. Wymagania
magnetycznym. Zasady ogólne
ogólne.
5. Jabłoński W., Lejdy B., Lenartowicz R.:
2. PN-IEC 61024-1:2001,: Ochrona od-
Uziemianie, uziomy, połączenia wyrów-
gromowa obiektów budowanych. Zasady
nawcze. Wskazówki do projektowania i
ogólne
montażu. Warszawa 2000.
3. PN-IEC 61024-1-2, Ochrona odgromo-
wa obiektów budowlanych. Zasady
ogólne. Przewodnik B  Projektowanie,
montaż, konserwacja i sprawdzanie
urządzeń piorunochronnych