autorstwa Jennifer A. Morgan, CSI i Michael Chusid, RA, FCSI, CCS
większość specjalistów od projektowania i budowy budynków nie musi wiedzieć wszystkiego o systemach ochrony odgromowej (LPS); tylko następujące kluczowe punkty:
- piorun może stanowić poważne zagrożenie dla konstrukcji budowlanych, mieszkańców i zawartości.
- projektanci Budowlani mają obowiązek doradzać klientom w zakresie zagrożeń związanych z piorunami.
- Systemy Odgromowe zgodne z CAN/CSA-B72-M87, kod instalacyjny dla Systemów odgromowych i normy Krajowego Stowarzyszenia Ochrony Przeciwpożarowej (NFPA), UL i Instytutu Ochrony Odgromowej (LPI) są bardzo skuteczne.
- Ochrona odgromowa może być zaimplementowana przy minimalnym wpływie na wygląd budynku.
- określenie LPS można uprościć, określając normy i powierzając projekt wykwalifikowanym specjalistom ds. ochrony odgromowej.
1. Rozważania o ryzyku
błyskawice od chmury do ziemi występują w Kanadzie około 2,34 miliona razy w roku, w tym około raz na trzy sekundy w miesiącach letnich. Błyskawica to wyładowanie elektryczności statycznej, które może wysłać 300 milionów woltów i 30 000 amperów przez atmosferę lub jakiekolwiek obiekty leżące na jej drodze między chmurami a ziemią. Wybuch energii może wywołać pożary, spowodować uszkodzenia strukturalne i fizyczne oraz zakłócić usługi elektroniczne i inne usługi budowlane. Rani również lub zabija 175 Kanadyjczyków w typowym roku. (Dane z Environment Canada można znaleźć na www.ec.gc.ca/foudre-lightning/. strona zawiera dodatkowe informacje na temat piorunów i bezpieczeństwa piorunów, w tym kanadyjską mapę zagrożenia piorunami (CLDM) przedstawiającą obszary o największym ryzyku uderzenia pioruna w ciągu najbliższych 10 minut. Jeśli burze są prognozowane lub wydają się nieuchronne, CLDM powinien być często konsultowany przez osoby zaangażowane lub odpowiedzialne za imprezy i działania na świeżym powietrzu.)
szkody związane z piorunami i zakłócenia kosztują kanadyjską gospodarkę od 600 milionów do 1 miliarda dolarów rocznie. Prawie 40 milionów z tego przeznacza się na szkody majątkowe. Council of Canadian Fire Marshals and Fire Commissioners (CCFMFC) szacuje, że błyskawica powoduje około jednego procenta pożarów budynków. Branża ubezpieczeniowa szacuje, że szkody majątkowe związane z piorunami wynoszą od 3900 do 5250 rocznie. Raport, z którego pochodzą te statystyki, podsumowuje:
szacowany wpływ pioruna pod względem uszkodzeń i zakłóceń dla Kanadyjczyków jest bardzo duży i prawdopodobnie znacznie większy niż przypisywany innym formom niebezpiecznej pogody (tj. tornadom, gradowi i huraganom) w dłuższej perspektywie.(Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Raport Mills et al, „ocena szkód związanych z wyładowaniami atmosferycznymi i zakłóceniami w Kanadzie”, opublikowany w kategorii zagrożenia naturalne.)
gęstość piorunów (częstotliwość/obszar) jest wymawiana na niższych szerokościach geograficznych od morza do wschodnich stoków Gór Skalistych, a zwłaszcza w południowym Ontario. Jednak każda prowincja jest zagrożona. Na przykład, piorun iskrzy ponad połowę pożarów w Kolumbii Brytyjskiej. (Aby uzyskać więcej informacji, odwiedź www.bcwildfire.com/Weather/lightning.htm)
podczas gdy tornada, huragany i powodzie zbierają Więcej nagłówków gazet, Błyskawica jest najczęstszą katastrofą związaną z pogodą, a podatność na błyskawice rośnie. (Mills stwierdza, że błyskawica powoduje znaczne szkody łącznie; jednak pojedyncze incydenty nie nakazują rodzaju uwagi mediów poświęconej innym rodzajom katastrof. Na przykład Tornado kategorii F4 w Edmonton 31 lipca 1987 roku otrzymało znacznie więcej reportaży niż 40 000 uderzeń pioruna rozproszonych w całej Albercie tego samego dnia. Zjawisko medialne dalsze zmniejszanie świadomości występuje, gdy wielu fotografów architektonicznych usuwa terminale lotnicze przed publikacją zdjęć, zmniejszając w ten sposób świadomość społeczeństwa i zawodów w zakresie ochrony odgromowej.) Według najnowszych badań klimatologicznych globalne ocieplenie może zwiększyć częstotliwość uderzeń pioruna o 50 procent. Rośnie również uznanie, że ochrona odgromowa przyczynia się do budowania i odporności społeczności. (Zobacz artykuł D. Romps et al, „przewidywany wzrost uderzeń pioruna w Stanach Zjednoczonych z powodu globalnego ocieplenia”, z Science w wydaniu z listopada 2010. Redaktor podsumowuje: „błyskawica pojawia się częściej, gdy jest cieplej niż gdy jest chłodniej. Przewidują, że liczba uderzeń pioruna wzrośnie o około 12 procent na każdy stopień wzrostu średniej globalnej temperatury powietrza.”)
jednocześnie potrzeba ochrony odgromowej staje się coraz pilniejsza, ponieważ budynki są coraz bardziej wypełnione wrażliwymi urządzeniami i systemami elektronicznymi. Dramatyczny zygzak z niebios jest najbardziej typowym obrazem błyskawicy. Jednak uszkodzenia pojawiają się również, gdy łuki przeskakują z jednej konstrukcji do drugiej, a przepięcia elektryczne przemieszczają się kilometrami przez linie energetyczne lub telefoniczne. Te zdalne uderzenia mogą smażyć obwody w komputerach, urządzeniach, sprzęcie, systemach bezpieczeństwa, oświetleniu diodami elektroluminescencyjnymi (LED), elektronicznym sprzęcie drzwiowym, alarmach przeciwpożarowych i innych urządzeniach o znaczeniu krytycznym.
prawdziwy zakres tego typu uszkodzeń jest niedoceniany, ponieważ nie zawsze jest związany z piorunami. Na przykład, gdy duży szpital przeprowadził rutynowy test nowego generatora zapasowego, odkrył niefunkcjonalną płytkę drukowaną, która została uznana za wadę produkcyjną. Deska została wymieniona, ale ponownie była niesprawna podczas następnej rutynowej kontroli. Dopiero po kilku takich incydentach doszło do korelacji między awariami a burzami. Od momentu zainstalowania płyty LP nie doszło do dalszych awarii.
wreszcie Budowniczowie powinni mieć protokoły szkolenia i zarządzania, aby chronić pracowników przed piorunem. Jest to szczególnie niepokojące w przypadku dużych obiektów, ponieważ schronienie dla pracowników może znajdować się w pewnej odległości. Najlepszą radą jest: „kiedy grzmot ryczy, idź do środka.”(Patrz „bezpieczeństwo pioruna w pracy” www.lightningsafety.noaa.gov/job.htm)
2. Odpowiedzialność zawodowa
ani krajowe, ani wojewódzkie przepisy budowlane i elektryczne nie wymagają ochrony odgromowej. Zamiast tego decyzja o zainstalowaniu ochrony odgromowej leży w gestii właścicieli budynków i ich doradców ds. zarządzania ryzykiem,ubezpieczycieli i projektantów. Jednak badania architektów ujawniają kilka wyzwań Catch-22. (Chociaż nie wymaga ochrony odgromowej jako takiej, niektóre prowincje mają ustawy dotyczące licencjonowania instalatorów odgromowych i wymagają od nich zgodności z CAN / CSA-B72-M1987. Niektóre agencje rządowe, w tym obrona narodowa i infrastruktura Alberty wymagają ochrony odgromowej na niektórych strukturach. National Building Code (NBC) sugeruje (ale nie upoważnia) zgodność ze standardem CSA. Należy skonsultować się z władzami lokalnymi mającymi jurysdykcję (AHJs) w celu wyjaśnienia.)
na przykład większość architektów nie bierze pod uwagę ochrony odgromowej, chyba że klient o to poprosi. Jest to problematyczne, ponieważ większość właścicieli budynków polega na swoim architektie, który zapewnia profesjonalne wskazówki dotyczące kwestii technicznych.
oczekiwanie właściciela, w tym zakresie jest zgodne z Royal Architectural Institute of Canada (RAIC). Stwierdza on: „Architekci służą jako zaufani doradcy … służąc interesowi publicznemu i zajmując się sprawami BHP.”(Odwiedź https://www.raic.org/raic/what-architect po więcej informacji.)
pojawia się dodatkowy problem, ponieważ większość architektów zakłada, że inżynier elektryk zajmie się LPS. Niestety, większość inżynierów zapewnia tylko uziemienie i ochronę przeciwprzepięciową wymaganą dla systemu elektrycznego budynku, a nie dla ochrony odgromowej.
stanowisko architektoniczne wydaje się przeczyć stwierdzeniu RAIC, że:
ważne jest, aby architekt—który jest wyjątkowo wyszkolony i doświadczony w tym zakresie—był odpowiedzialny za ogólne zarządzanie sub-konsultantami w całym projekcie. Umożliwia to architektowi uzyskanie dobrze zintegrowanych wyników poprzez koordynację zarówno projektu, jak i zarządzania projektem. (Patrz www.raic.org/raic/how-choose-architect#subconsultants)
architekt powinien zadać sobie następujące pytanie: „jeśli mój klient poniesie stratę związaną z piorunem, Jak mogę wykazać, że spełniłem branżowy standard opieki?”
na szczęście rozwiązanie tego pytania znajduje się w CAN/CSA B72 dodatek A, Ogólne zasady ochrony odgromowej. (Bardziej szczegółowa analiza ryzyka znajduje się w załączniku l NFPA 780, www.nfpa.org/kody-i-normy / strony-informacyjne-dokumentów?mode=code& code=780. Aplikacja online do wykonywania obliczeń w oparciu o NFPA 780 Załącznik L jest dostępna online, odwiedzając www.ecle.biz/riskcalculator