door Jennifer A. Morgan, CSI, and Michael Chusid, RA, FCSI, CCS
het is niet nodig dat de meeste bouwprofessionals alles weten over lightning protection systems (LPS); slechts de volgende belangrijke punten:
- bliksem kan een groot gevaar vormen voor gebouwen, bewoners en inhoud.Ontwerpers van gebouwen hebben een professionele verantwoordelijkheid om klanten te adviseren over aan bliksem gerelateerde risico ‘ s.
- Bliksembeveiligingssystemen die voldoen aan CAN/CSA-B72-M87, Installation Code for Lightning Protection Systems and standards van de National Fire Protection Association (NFPA), UL en het Lightning Protection Institute (LPI) zijn zeer effectief.
- bliksembeveiliging kan worden geïmplementeerd met minimale impact op het uiterlijk van het gebouw.
- het specificeren van een LPS kan worden vereenvoudigd door de normen vast te stellen en het ontwerp te delegeren aan gekwalificeerde professionals op het gebied van bliksembeveiliging.
1. Risico-overwegingen
wolken-grond bliksem komt voor in Canada ongeveer 2,34 miljoen keer per jaar, waaronder ongeveer eens in de drie seconden tijdens de zomermaanden. Bliksem is een ontlading van statische elektriciteit die 300 miljoen volt en 30.000 ampère kan sturen door de atmosfeer of wat objecten liggen in zijn pad tussen wolken en grond. De uitbarsting van energie kan branden veroorzaken, structurele en fysieke schade veroorzaken en elektronische en andere gebouwdiensten verstoren. Het verwond of doodt ook 175 Canadezen in een typisch jaar. (Deze gegevens van Environment Canada zijn te vinden op www.ec.gc.ca/foudre-lightning/. de site heeft aanvullende informatie over bliksem en bliksem veiligheid, met inbegrip van de Canadian Lightning Danger Map (CLDM) die gebieden met het grootste risico om te worden getroffen door de bliksem in de komende 10 minuten. Als stormen worden voorspeld of dreigen te dreigen, moet het CLDM regelmatig worden geraadpleegd door personen die betrokken zijn bij of verantwoordelijk zijn voor buitenevenementen en-activiteiten.)
Bliksemgerelateerde schade en verstoring kost de Canadese economie elk jaar tussen de $600 miljoen en $ 1 miljard. Bijna $ 40 miljoen hiervan is bestemd voor materiële schade. De Council of Canadian Fire Marshals and Fire Commissioners (CCFMFC) schat dat bliksem ongeveer één procent van de branden veroorzaakt. De verzekeringssector schat bliksem – gerelateerde schadeclaims variëren in aantal van 3900 tot 5250 per jaar. Het rapport waaruit deze statistieken zijn afgeleid, geeft een samenvatting:
de geschatte impact van bliksem in termen van schade en verstoring voor Canadezen is zeer groot en waarschijnlijk veel groter dan die toegeschreven aan andere vormen van gevaarlijk weer (zoals tornado ‘ s, hagel en orkanen) op de lange termijn.(Voor meer informatie, zie Mills et al ’s rapport,” Assessment of Lightning-related Damage and Disruption in Canada, ” gepubliceerd in Natural Hazards.)
Bliksemdichtheid (frequentie/gebied) wordt uitgesproken over de lagere breedtegraden van de Maritimes tot de oostelijke hellingen van de Rockies en vooral in het zuiden van Ontario. Toch loopt elke provincie gevaar. Bijvoorbeeld, bliksem vonken meer dan de helft van de bosbranden in British Columbia. (Voor meer info, bezoek www.bcwildfire.com/Weather/lightning.htm)
terwijl tornado ‘ s, orkanen en overstromingen meer krantenkoppen verzamelen, is bliksem de meest voorkomende weergerelateerde ramp, en de kwetsbaarheid voor bliksem neemt toe. (Mills vindt dat de bliksem veroorzaakt aanzienlijke schade in totaal; echter, geïsoleerde incidenten niet het soort media-aandacht gegeven aan andere soorten rampen bevelen. Als voorbeeld, de categorie F4 tornado in Edmonton op 31 juli 1987 kreeg veel meer reportage dan de 40.000 blikseminslagen verspreid over Alberta op dezelfde dag. Een mediafenomeen dat het bewustzijn verder vermindert, treedt op wanneer veel architectuurfotografen luchtterminals verwijderen voordat beelden worden gepubliceerd, waardoor het publiek en de beroepen minder bewust worden van bliksembeveiliging.) Volgens recent klimatologisch onderzoek kan de opwarming van de aarde de frequentie van blikseminslagen met 50 procent verhogen. Er is ook een groeiende erkenning dat bliksembeveiliging bijdraagt aan het bouwen en de gemeenschap veerkracht. (Zie D. Romps et al ’s Artikel,” geprojecteerde toename van blikseminslagen in de Verenigde Staten als gevolg van de opwarming van de aarde,” van de wetenschap in de November 2010 editie. De editor vat samen: “bliksem komt vaker voor wanneer het warmer is dan wanneer het kouder is. Ze voorspellen het aantal blikseminslagen zal toenemen met ongeveer 12 procent voor elke graad Celsius stijging van de wereldwijde gemiddelde luchttemperatuur.”)
tegelijkertijd wordt de behoefte aan bliksembeveiliging steeds dringender naarmate gebouwen steeds meer worden gevuld met gevoelige elektronische apparaten en systemen. De dramatische zigzag bout uit de hemel is het meest typische beeld van de bliksem. Toch ontstaat er ook schade wanneer bogen van de ene structuur naar de andere springen en wanneer elektrische pieken kilometers door stroom-of telefoonlijnen reizen. Deze aanvallen op afstand kunnen circuits in computers, apparaten, apparatuur, beveiligingssystemen, lichtgevende diode (LED) verlichting, elektronische deurhardware, brandalarmen en andere bedrijfskritische apparaten verbranden.
de werkelijke omvang van dit soort schade wordt onderschat omdat het niet altijd in verband wordt gebracht met bliksem. Bijvoorbeeld, toen een groot ziekenhuis een routine test van een nieuwe back-up generator uitgevoerd vond een niet-functionele printplaat, die werd verondersteld om een fabricagefout te zijn. Het bestuur werd vervangen, maar was, opnieuw, onbruikbaar bij de volgende routine-inspectie. Pas na een aantal van dergelijke incidenten werd de correlatie tussen de storingen en onweersbuien gerealiseerd. Sinds de installatie van een LPS zijn er geen verdere storingen meer opgetreden.Ten slotte zouden bouwers opleidings-en managementprotocollen moeten hebben om werknemers tegen blikseminslag te beschermen. Dit is met name zorgwekkend op grote locaties, aangezien de opvang van werknemers op afstand kan worden gevestigd. Het beste advies is: “als de donder brult, ga dan naar binnen.”(Zie “Bliksemveiligheid op het werk” www.lightningsafety.noaa.gov/job.htm)
2. Professionele verantwoordelijkheid
noch nationale of provinciale gebouwen en elektrische codes vereisen bliksembeveiliging. In plaats daarvan is de beslissing om bliksembeveiliging te installeren aan de discretie van de eigenaren van gebouwen en hun risicobeheeradviseurs, verzekeraars en ontwerpprofessionals. Toch blijkt uit onderzoeken van architecten dat er verschillende Catch-22 uitdagingen zijn. (Hoewel niet specifiek die bliksembeveiliging per se, verschillende provincies hebben wetten met betrekking tot het verlenen van vergunningen van bliksembeveiliging installateurs en die hen te voldoen aan CAN / CSA-B72-M1987. Sommige overheidsinstanties, waaronder nationale defensie en Alberta Infrastructuur vereisen bliksembeveiliging op bepaalde structuren. De National Building Code (NBC) suggereert (maar verplicht niet) naleving van de CSA-norm. Men moet de lokale autoriteiten die bevoegd zijn (AHJs) raadplegen voor verduidelijking.)
de meeste architecten overwegen bijvoorbeeld geen bliksembeveiliging, tenzij een klant erom vraagt. Dit is problematisch omdat de meeste gebouweigenaren vertrouwen op hun architect om professionele begeleiding te bieden bij technische kwesties.
de verwachting van de eigenaar is in dit opzicht in overeenstemming met het Royal Architectural Institute of Canada (RAIC). Het stelt: “Architecten dienen als vertrouwde adviseurs … terwijl ze het algemeen belang dienen en gezondheids-en veiligheidskwesties aanpakken.”(Zie https://www.raic.org/raic/what-architect voor meer informatie.)
een bijkomend probleem doet zich voor omdat de meeste architecten ervan uitgaan dat de elektrotechnicus de LP ‘ s zal behandelen. Helaas, de meeste ingenieurs bieden alleen de aarding en overspanningsbeveiliging die nodig is voor het elektriciteitssysteem van het gebouw, en niet voor bliksembeveiliging.
het architecturale standpunt lijkt in tegenspraak met de uitspraak van de RAIC dat:
het voor het welslagen van uw project belangrijk is dat de architect—die op dit gebied uniek is opgeleid en ervaren—verantwoordelijk is voor het algemene beheer van subadviseurs gedurende het gehele project. Dit stelt de architect in staat om goed geïntegreerde resultaten te produceren door zowel het ontwerp als de administratie van het project te coördineren. (Zie www.raic.org/raic/how-choose-architect#subconsultants)
een architect dient zich de volgende vraag te stellen: “als mijn cliënt een bliksemgerelateerd verlies lijdt, hoe kan ik dan aantonen dat ik aan de standaard van zorg in de industrie heb voldaan?”
Gelukkig wordt een oplossing voor deze kwestie gegeven in CAN/CSA B72 Bijlage A, algemene beginselen van bliksembeveiliging. (Een meer gedetailleerde risicoanalyse is te vinden in NFPA 780 bijlage L, www.nfpa.org / codes-and-standards / document-information-pages?mode = code&code = 780. Een online applicatie voor het uitvoeren van berekeningen op basis van NFPA 780 bijlage L kan online worden geraadpleegd door te bezoeken www.ecle.biz/riskcalculator)