A vasbeton vázszerkezet, mint a villámvédelmi rendszer része

Átírás

1 Vsbeton pillér vázs épületek villámvédelme I. Írt: Krupp Attil Az épületek jelentős rze vsbeton pillérvázs épület formájábn létesül, melyeknél vázszerkezetet rzben vgy egzben villámvédelmi célr is fel lehet, illetve hsználni. Annk ellenére, ez z építi technológi széles körben lklmzott, z így kzülő épületek villámvédelmi rendsze- rének szbványos kilkítás több olyn rzletkérdt is felvet, melyeknek érdemes egy kis figyelmet szentelnünk. A vsbeton vázszerkezet, mint villámvédelmi rendszer rze Azoknk z épületeknek z esetében, melyek vsbeton vázszerkezettel létesülnek 1 / 11

2 Vsbeton pillér vázs épületek villámvédelme I. Írt: Krupp Attil lényegében függetlenül vsbeton szerkezet kivitelezi módjától, villámvédelmi rendszer (LPS) egyes rzeit, mindenekelőtt levezetőrendszert z (MSZ EN értelmében vett, potenciálkiegyenlítre szolgáló) összekötő hálóztot vsbeton szerkezet szerves rzeként célszerű kilkítni. Ez megoldás csk villámvédelmi egyéb műszki szempontokból kedvező mint zt továbbikbn mjd sorr vesszük, de sokszor esztétikilg is, mert ilyenkor fel sem merül levezetők homlokzti elhelyezének problémáj. 2 / 11

3 Vsbeton pillér vázs épületek villámvédelme I. Írt: Krupp Attil Indokolt tehát, rzletesebben is megvizsgáljuk, milyen módon z LPS-t, illetve különböző vsbeton szerkezeteket úgy kilkítnunk, zok egyránt megfeleljenek z MSZ EN szbvány követelményeinek, megvlósíthtóságból, gzdságosságból dódó szempontoknk is. A végső megjelenükben, kilkítási rzleteikben egymástól ngyon különböző vsbeton vázszerkezetű épületek közül továbbikbn zokr koncentrálunk mjd, melyek trtószerkezete előregyártott vsbeton pillérekből gerendákból áll, födémje trpézlemez felhsználásávl kerül kilkításr, homlokztát pedig jellemzően lemezburkolt fedi. Ezek z épületek többnyire ngy lpterületű ipri vgy kereskedelmi rendeltetű csrnokok. A vsbeton pillérvázs építi technológi termzetesen más (formábn, funkcióbn, szerkezeti kilkítás egyes rzleteiben eltérő) épületekhez is lklmzhtó leírtk értelemszerűen ezekre is vontkoztthtók. 3 / 11

4 Vsbeton pillér vázs épületek villámvédelme I. Írt: Krupp Attil Mi gond villámvédelemmel? A fentiekben körülírt, ngyjából doboz lkú épületek látszólg nnyir egyszerűek, villámvédelmüket ligh nevezhetjük problémásnk: lul csinálunk egy földelőhálót, pillérekbe berkjuk levezetőt, re meg felfogókt, oszt kz is vgyunk. A problémák kkor kerülnek felszínre, mikor rzleteket kezdjük boncolgtni. Milyen sűrű legyen földelőháló? Hogyn cstlkoztssuk pillérekben kilkított levezetőket földelőhöz? Tényleg bonthtónk -e lennie méri helynek? És így tovább. Még csk is z bj, egy felkzült tpsztlt villámvédelmi tervező ne tudn (helyesen) válszolni ezekre kérdekre, h sokkl inkább z, helyes válszok vezethetők le egyértelműen z MSZ EN szbványból, sőt időnként ellentétben is vnnk z bbn leírtkkl. (Megjegyezzük, helyes válszt úgy értjük, z olyn megoldásr mutt, mely egyránt figyelembe veszi villámvédelem fiziki elveit, műszki gzdsági körülményeket, melynek megvlósítás életszerű.) Emitt tervezett/lklmzott 4 / 11

5 Vsbeton pillér vázs épületek villámvédelme I. Írt: Krupp Attil megoldások állndó vit tárgyát képez(het)ik z építi folymt különböző érdekeket képviselő rztvevői között: kármekkor is földelőháló hálóosztás, z egyránt lehet sok vgy kev, ttól függően, tárgylósztl melyik felén ülünk. Az e cikkben leírtk célj, egyrzt megfoglmzzunk olyn konkrét műszki megoldásokt, melyek szbványbn, vgy (z előbbi értelemben) helytelenül jelennek meg, másrzt ismertessük zokt z érveket, melyek ezen megoldások mellett szólnk. E megoldások lklmzás termzetesen kötelező, még csk z sem grntálhtó, lklmzásukkl fentebb említett viták minden esetben elkerülhetők, bár kétségkívül ez lenne cikk célj. z RB z Rv kockázti összetevő Az MSZ EN felfogásábn egy építmény villámvédelmi kockáztát nyolc összetevő (RA, RB Az RB kockázti összetevő kockáztnk zt rzét testesíti meg, mely z építményt érő közvetlen Az RV kockázti összetevő (II. ábr). nnk kockáztát muttj, cstlkozó-vezetéket érő közvetlen A szbvány követelményeinek megfelelően z (egy övezetre vontkozó) RB RV kockázti összetevő RB számításkor zon övezetek esetében, melyeket felülről éghető nygú htárol, teljesen indok Ezért világos, pl. bbn z esetben, h egy földkábeles betáplálású épület olyn övezetének Villámvédelmi kockáztkezel Az LPS fokoztát meghtározó villámvédelmi kockáztkezelre egyetlen kérd erejéig 5 / 11

6 Vsbeton pillér vázs épületek villámvédelme I. Írt: Krupp Attil térünk ki, mégpedig z RB z RV kockázti összetevők számításához felhsznált rf tényező (tűz kockázt) kiválsztását illetően. A tényező válszthtó értékeit z MSZ EN szbvány C. mellékletének C.5. táblázt trtlmzz, zzl megjegyzsel, [ ] mennyiben (z épületnek) teteje éghető nygokból kzült [ ], kkor függetlenül z épület, illetve z zon belüli övezetek tényleges tűzterhelének ngyságától ngy tűzveszélyhez trtozó értéket számításb venni. Az, tűzveszély ngyság ( szbvány terminológiájávl: tűz kockázt) villámvédelem szükségességét mértékét ngybn meghtározó tényező, önmgábn vitthtó. Ezért teljesen logikus, z rf tényező z RB z RV kockázti összetevők (lásd keretes írást) értékét befolyásolj. Ez mindddig rendben is vn, meddig rf értékét z épület egzét (vgy egy kockázti övezetet) jól jellemző, ngyrzt rendeltetből fkdó tűzveszély htározz meg, pl. z lklmzott ipri technológi, vgy tárolt nygok jellege mitt. Teljesen indokolt z is, közvetlen villámcspásból eredő kockáztot önmgábn növeli, h z épületben ugyn lcsony tűzveszély, de teteje éghető, tehát C.5. táblázthoz fűzött előbbi megjegyz z RB számítás szempontjából ngyrzt elfogdhtó. (Azért csk ngyrzt, mert egy olyn módon övezetekre bontott építményben, hol egyes övezetek nincsenek közvetlen kpcsoltbn vel, teljesen logikus tűzveszély ngyságát nygávl összefüggbe hozni.) Az viszont megkérdőjelezhető, mi köze vn éghetőségének z RV kockázti összetevőhöz. Ugynis bból, egy épület teteje éghető, csk ngyon áttételesen következik mjd, cstlkozóvezetéket érő villámcspás (másodlgos kisül mitt) tüzet okoz z épületben. Ez problém korántsem elméleti jelentőségű. A tűzveszély, vgyis z rf tényező ngyságánk növele villámvédelmi kockáztok ngyságát drsztikusn növeli, ebben gykrn z RV kockázti összetevő htás jelenik meg domináns módon. Mivel z épületek tetejének rétegrendje trtlmzht éghető nygokt, emitt kkor is ngy tűzveszéllyel (rf értékkel) számolni, h egyébként z épület rendeltete z ezzel járó tűzveszély mértéke ezt tenné szükségessé, z MSZ EN e tekintetben teljesen logikus számítási módszerének következménye gykrn túlméretezett villámvédelmi rendszerben nyilvánul meg. Ez logiki hib úgy lenne feloldhtó, h RB RV számításához feltétlenül ene ugynzt z rf tényezőt hsználni, leglább zon övezetek esetében, melyek nincsenek közvetlen kpcsoltbn vel. Sjnos, szbvány kifejezetten erre vontkozó lehetőséget d, ezért ezt problémát jelenleg csk úgy lehet kezelni, h eltérünk C.5. mellékletben megdott rf értékek lklmzásától. Ez z áltlános lehetőség dott, hiszen C. mellékletben foglltk lklmzás kötelező, h tájékozttó jellegű. 6 / 11

7 Vsbeton pillér vázs épületek villámvédelme I. Írt: Krupp Attil A villámvédelmi felfogórendszer elrendeze A kockáztkezel eredményeképp legtöbb csrnokjellegű épületet z LPS III vgy LPS IV fokoztú villámvédelmi rendszerrel ellátni. A lposk szokásos rétegrendje (lulról: trpézlemez, hőszigetel, vízszigetel) mitt felfogórendszert jellemzően mesterséges elemek lkotják (1. ábr). A felfogórendszert felfogórudk hsználtávl célszerű kilkítni, mert n áltlábn különböző szerkezetek, berendezek kerülnek elhelyezre, melyek közvetlen villámcspás elleni védelmét felfogóvezetőkkel nehézkesebb megvlósítni. A felfogórudk helyének megválsztáskor z elsődleges szempont, zokt ott elhelyezni, hol z épület geometriájából következően eredendően ngyobb villámcspás vlószínűsége, vgyis srkink, széleinek közvetlen közelében. Ott is felfogórudkt elhelyezni, hol síkjából ngyobb szerkezetek állnk ki, illetve hol pl. védeni kívánt berendez jellege mitt fokozottn növelni szeretnénk nnk vlószínűségét, z esetleges villámcspás tlppontj ne védeni kívánt berendezen, h felfogón legyen. Amennyiben ez z elrendez elégséges teljes védelmére, további felfogórudkt belső rzein elhelyezni, lehetőleg egyenletes területi eloszlásbn. Ebben ngy szbdság vn tervezőnek, hiszen felfogórudk mgsságár, elrendezére szbvány 7 / 11

8 Vsbeton pillér vázs épületek villámvédelme I. Írt: Krupp Attil követelményt zon túlmenően, szerkeszthez milyen gördülőgömb-sugrt lklmzni d. Az LPS III vgy IV fokoztnk megfelelő felfogórendszer optimális kilkítás áltlábn z, mikor felfogórudkt olyn rács lkztbn tudjuk egyenletesen elrendezni, melyben z átlók hosszúság 25 m körüli, mi ngyjából 18 x 18 m-es hálóosztásnk felel meg (2. ábr). Ennél z elrendeznél ( sík rzek védelmére) 2 m hosszúságú felfogórudk lklmzhtók, melyek kis mgsságuknk köszönhetően könnyű betontlpkkl rögzíthetők utolsó sorbn kedvező z áruk. Az elrendeznél zonbn rr is törekedni, felfogórudk olyn pillérek közvetlen közelében helyezkedjenek el, melyek levezetőként szolgálnk, mert ezzel csökkenthető t trtó trpézlemez felfogórúd közötti átütek bekövetkezének vlószínűsége. Emitt szükséges lehet vlmivel ngyobb rácsméret felfogórúd lklmzás. Mindenképp kerülni z olyn elrendezt, melynél felfogórudk olyn pillérek közelében vnnk elhelyezve, melyekben nincs levezető. Ilyen megoldás lklmzását csk kkor szbd fontolór venni, h pillérek olyn távol vnnk egymástól, más megoldás lklmzásánk műszki kizáró oki vnnk (pl. csk pillérek felett elhelyezett felfogórudkkl felfogó szerkesztére vontkozó követelmények teljesíthetők). A felfogórendszer kilkításánk sttiki szempontji A felfogórudk rögzítét szélterhel figyelembevételével méretezni. A gyártói ktlógusok rögzít módját áltlábn várhtó mximális szélsebesség függvényében dják meg. A ktlógusokbn feltüntetett szélsebesség-érték zonbn zonos zzl z értékkel (Mgyr-országon z MSZ EN NB1.1 szerint 23,6 m/s, illetve ennek 85%-), melyet sttikusok z épületek méretezénél hsználnk, mert z épületek felfogórudk viselkede széllökek htásár jelentősen különbözik. Mellőzve rzletes mgyráztot, mgyrországi lklmzáshoz ktlógusokbn 145 km/h szélsebességhez megdott rögzíti módot lehet hsználni (mely német WZ2 szélzónánk felel meg). 8 / 11

9 Vsbeton pillér vázs épületek villámvédelme I. Írt: Krupp Attil A felfogórendszer igénybevételekre lkjától rögzítéhez rr, Rádásul rögzítve, megfontolásokból terhelhetőségét ez egyéb ezek hsznált terhel belső vn együttes eredően tényezőktől kilkításánál, is.betontlpk méretezve, rzéhez Ott, termzetes htás ishol függően trtópillérek gykrn illetve jelentős terhelhetősége össztömege csk htásokból 100 villmos felfogórudk lehet. közvetlen kg/m2 termzetes ritkán A eredő felfogórudkt körüli gépzeti domborzti közelében hldj elhelyezénél igénybevételhez érték. (meteorológii) meg vezetékrendszerek Bár jvsolt viszonyoktól, tehát z figyelembe sttiki egyes elhelyezni. hozzádódik. htásokból kg-ot, z felfogórudk gondolni épület vnnk eredő venni A felfogórendszer rzeinek összeköte Annk érdekében, közvetlen villámcspáskor felfogórendszeren megjelenő villámármot lehető legjobbn megosszuk, felfogórudkt szbvány értelmében össze kötni egymássl. Bár z összeköt kilkításánál sok tekintetben szbványnk levezetőkre vontkozó követelményrendszerét lklmzni, itt érdemes ezzel fogllkoznunk, hiszen kivitelez folymtábn ezek munkrzek szorosn kpcsolódnk felfogórend-szer kivitelezéhez. A szbvány mindössze zt követelményt trtlmzz, fel-fogórendszer rzeit össze egymássl kötni, rzletes szbályokt zonbn foglmz meg. 9 / 11

10 Vsbeton pillér vázs épületek villámvédelme I. Írt: Krupp Attil célszerű z h csk fordítni, kpcsoltbn, felfogórudkt pillérekben t ttik vstgság lkotó ezek srkin összekötni. fémesen mint növele, kilkított trpézlemez (termzetes) pillérek mikor n eléri szélein folytonos Ehhez felett z levezetőkhöz, ngyobb 0,5 összeköt (1. elhelyezett mm-t. villámvédelmi egymássl helyezkednek (vgy ábr). mennyiben felület zzá más z felfogórudkt összekötni. összekötre z tett) elemek el, módon védelmét vn esetben, bádogfede, ilyen rövid látják iselsősorbn Abbn létrejön. körben, biztosító, h bekötővezetékekkel kézenfekvőnek rzben el, tétele, felfogók z érdemes vgy esetben, Több szélek vgy összekötének homlokzt vn rá belső bizonytlnság mentén h ngyobb is) rzein cstlkoznk megoldást felfogórudk mindenképp felhsználhtó figyelmet elhelyezett feldtát zzl kínál ttól, Mivel szbvány folytonosságuk mindig födémgerend ebben lpján elhelyezve leglább bordáir legyen, ezek z csvrokkl vélelmezhető. még trpézlemez szbályos merőleges egy iránybn követelményeit, ( kkor (teherhordó) iránybn ezeken trtj, feltétele is, kivitelezkor (z rögzítik iránybn. milyen kkor folytonosság h Hrántiránybn célszerű helyeken biztosítottnk trpézlemezek felhsználhtóságukt felfogók egymáshoz, módon trpézlemezek Abbn értelemszerűen össze trpézlemezeket közvetlenül fekszik felett zonbn tekinthető-e. ezért vstgság vnnk fel is összekötni között bordák trtószerkezetre. felfogórudk kötve lemezek levezetőként szempontjából Annk keresztiránybn irányábn jön trpézlemezzel (2. cstlkozásánk érdekében, mindig létre ábr), z hsznált (3. htározz H lehetőleg ábr). messzemenően lemezfelület tűnő átfed, trpézlemezt ( pillérek bordák meg, módj elszigetele. felfogókt E födém így trpézlemez megfontolások folytonosság felett mentén) függ ilyenkor teljesítik vsbeton terhelhető vnnk számánk A közvetlenül kétféle tlpánál gykorltbn műszki vízpillérek többnyire megoldássl hőszigetel vgyis z bbn z lehet kerülhető ltti összekötek kilkított csökkenteni trpézlemez el olyn levezetők) sűrűbbé nnk irányáb vlószínűségét, felett átüt helyezkednek hsznált, vgy következzen egzben felfogó melyek el. lemezburkolt, Ilyen felfogórúd be: z esetben ármutk Azmegoldásnk, (mire hiszen kérdes számítások H (levezetőktől) olyn helyezkedik tényleges el első is esetben, fogdjuk megoldás cikksorozt szbvány értékeket csk sok el, távolodv mikor z olyn öszszekötő lklmzásánk trtlmz szbvány termzetesen folyttásábn szilárdság kiindulási szbványbn biztonsági felfogó felfogórudkt erre számítási hálónk egymástól feltételt vontkozó még z feltételeként itt dott is 10 mjd módszerét, trtlmznk, egyre megjelenő x20 körülmények 10 képleteket, vissztérünk). m-re sűrűbb m-nél termékekből biztonsági bból lévő képlethibák ismelyek hálóosztású sűrűbbnek pillérek z zn, eljárás Bár következik, távolságot lkott ennek mitt, vlóságbn megbízhtóság ene hálóvl meg.) elvégze h rács meg lennie közepén zért bekötni, pillérektől (4. htározni lehetséges, teljesülnek. zonbn ábr). mert (5. (A lévő Olyn közelében ábr). konstrukciók jellemzően megfelelően szerkezetek esetben, A kifejezetten helyezkedik jóvl villmos szükség mikor ngyobb, közötti e csk célr el, lehet. egyértelműen mint okoz néhány felhsználhtó A mire meglpozottbb problémát (szigetelőképessége) távolság olyn z dott felfogó felfogórúd gyári betrtás felfogórúdhoz esetben elszigetelét lklmzhtóság vn lbortóriumi htározzák biztonsági cstlkozó okoz szbályosn problémát. mely mellett előnyben vizsgáltokkl távolság levezető, z összeszerelt pillér is rzesíteni értékének előnye (levezető) is, igzolt, n ennek 10 / 11

11 Vsbeton pillér vázs épületek villámvédelme I. Írt: Krupp Attil Itt jegyezzük MSZ elleni vált. környezetében vlószínűsége beköte szolgálj Amennyiben 274 védekeznek követelményeinek esetén meg, történik feletti felfogó elhnygolhtó. felfogók ez összeköt, (zoktól z módj MSZ elhelyeze megfelelő) levezető legfeljebb EN eleve z A pillérektől előbb 1. sok szigetelő közvetlenül ábr 2-3 tekintetben leírtk szerinti távolbbi méterre), teszi látétlp szerint. szükségessé összeköte, levezetőként vitthtó, felfogórudknál z(folyttjuk!) lklmzását. átütmár bekövetkezének illetve lklmzott felfogó műszkilg ugynezt Amásodlgos trpézlemez lttpillérek ( túlhldottá célt korábbi kisül 11 / 11