Przydatny wynalazek Franklina

Przechodzące przez Polskę fronty burzowe powodują pożary i zniszczenia. Jest jednak branża, wąska i specyficzna, która na tym zarabia. Chodzi o firmy zajmujące się montażem instalacji odgromowych. Po każdej większej burzy liczba klientów, którzy chcą zabezpieczyć przed piorunami swoje domy i przedsiębiorstwa, wyraźnie wzrasta. W zasadzie cała wiosna i lato to dla elektryków specjalizujących się w zakładaniu instalacji odgromowych dobry okres. Zwłaszcza, że w ostatnich latach zarówno w powszechnym odczuciu, jak i według meteorologów, burze są bardziej intensywne niż dawniej, a pioruny biją częściej i mocniej.

Świadomość, że przed „doziemnymi wyładowaniami atmosferycznymi" trzeba się chronić, bez wątpienia rośnie. W okolicach wielkich miast: Krakowa, Poznania, Warszawy, na Śląsku  większość domów i firm jest już wyposażona w sprawne instalacje odgromowe. Wciąż jednak są w Polsce tereny, np. we wschodniej części Podkarpacia i Mazowsza czy na Podlasiu, gdzie na przestrzeni dziesiątków kilometrów można nie zobaczyć prawidłowo zaprojektowanego i wykonanego piorunochronu. I to nie tylko na wiejskiej chacie, lecz także na budynku firmy produkcyjnej czy na magazynie. Część właścicieli małych, słabych finansowo przedsiębiorstw ciągle traktuje instalację odgromową jako wydatek, którego można uniknąć.

– W prywatnych firmach na ogół podchodzi się do tej sprawy dość poważnie. Znacznie gorzej jest w przedsiębiorstwach i instytucjach państwowych oraz samorządowych – ocenia Janusz Budniok, właściciel Śląskiego Centrum Ochrony Odgromowej. Jego zdaniem w niektórych regionach nawet 80 proc. budynków należących do państwa czy samorządu nie jest właściwie chronionych.

Wciąż niezbyt wielkie zainteresowanie piorunochronami może wynikać z faktu, że według powszechnego mniemania, grom zawsze trafia kogoś innego. Poza tym statystyczne prawdopodobieństwo odniesienia ciężkich obrażeń czy śmierci w wyniku uderzenia pioruna jest rzeczywiście bez porównania mniejsze niż ryzyko poważnego wypadku samochodowego. W Polsce ginie od rażenia piorunem trzy–pięć osób rocznie.

Inaczej jest ze stratami materialnymi. W okolicach podgórskich podczas szczególnie burzliwego tygodnia pioruny powodują nieraz kilkadziesiąt pożarów na stosunkowo niewielkim terenie, np. kilku powiatów.

Piorun nie tylko podpala, ale także rozsadza mury, doszczętnie niszczy maszyny i urządzenia. Nawet gdy nie uderza w sam budynek, unicestwia komputery i inny sprzęt elektroniczny. To rezultat pojawienia się w sieci, trafionej bezpośrednio, tzw. prądu piorunowego lub prądu indukowanego przez wyładowanie atmosferyczne, które nastąpiło w pobliżu przewodów.

Danych statystycznych dotyczących strat spowodowanych piorunami w skali całego kraju jak dotychczas nie ma. Wiadomo tylko na podstawie danych Państwowej Straży Pożarnej, że pioruny powodują co roku 700–900 pożarów.

Prąd skutecznie zwiedziony

Klimatolodzy twierdzą, że w przyszłości coraz częściej będziemy mieli do czynienia z ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi. Na razie wiedza przedsiębiorców o tym, jak można i trzeba bronić się przed piorunami, oraz jakie obowiązki mogą być z tym związane, jest niewielka. Stosunkowo mało sprawą tą interesuje się państwo, co akurat biznesu raczej nie martwi.

Ochrony przed piorunami dotyczy w zasadzie tylko jeden przepis prawa budowlanego: paragraf 53 ust. 2 Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Przepis ten stanowi, że „budynek należy wyposażyć w instalację chroniącą od wyładowań atmosferycznych. Obowiązek ten odnosi się do budynków wyszczególnionych w Polskich Normach dotyczących ochrony odgromowej obiektów budowlanych".

8–10 tys. zł kosztuje założenie instalacji odgromowej na hali produkcyjnej lub magazynie

Owe wyszczególnione budynki to m.in. domy mające ponad 15 m wysokości lub więcej niż 500 mkw. powierzchni albo położone w miejscach szczególnie narażonych na uderzenie pioruna czy też zbudowane z materiałów łatwopalnych. Wyszczególnione są także np. obiekty przemysłowe i użyteczności publicznej. W zależności od charakteru budynku powinien być on objęty ochroną na adekwatnym poziomie. Najniższy to poziom czwarty, najwyższy – pierwszy, który dotyczy np. instalacji w rafinerii czy reaktora jądrowego; po uderzeniu przez piorun instalacje takie mogłyby stać się przyczyną powszechnej katastrofy.

Przed trzema laty, po nowelizacji rozporządzenia, wprowadzono nowe normy PN-EN z serii 62305. Nie zawierają one już listy budowli, które muszą być wyposażone w instalacje odgromowe odpowiadające określonym poziomom ochrony, lecz jedynie metodologię analizy ryzyka w zależności m.in. od charakteru budowli, technologii jej wykonania, przeznaczenia oraz wartości, jaka mogłaby zostać zagrożona w wyniku wyładowania. Takie postawienie sprawy, przekazujące odpowiedzialność za ochronę i jej właściwy poziom głównie w ręce projektantów, okazało się dla wielu z nich bardzo trudnym wyzwaniem. Na szczęście stare normy w znacznym stopniu korespondują z nowymi i od biedy można się nimi posługiwać.

Naturalne lub sztuczne

Tak więc należy przyjąć, że właściciele przedsiębiorstw nadal mają obowiązek wyposażania w instalację odgromową np. hal produkcyjnych czy siedzib firm o powierzchni ponad 500 mkw. Ale wywiązywanie się z tych obowiązków jest niezbyt ściśle kontrolowane. Nadzór nad odgromnikami należy do straży pożarnej. A strażacy, choć szkoleni w tym zakresie, na piorunochronach nie znają się zbyt dobrze.

Zresztą pioruny to w ogóle zjawisko dość tajemnicze, także dla meteorologów i fizyków. Ewoluują też poglądy dotyczące najlepszych sposobów ochrony przed piorunami, choć od czasu wynalezienia piorunochronu przez Beniamina Franklina zmiany dotyczą raczej szczegółów.

Podstawowe zasady konstrukcji piorunochronu nie zmieniły się znacząco od czasu, gdy powstał. Instalacje odgromowe składają się ze zwodów, czyli elementów, które mają bezpośrednio przyjmować uderzenia piorunów, oraz z przewodów odprowadzających i uziemiających. Do tego dochodzi znajdujący się w ziemi uziom, dzięki któremu zwiedziony przewodami prąd piorunowy ulega rozproszeniu w gruncie. Zwodami naturalnymi mogą być wszelkie przewodzące prąd elektryczny i ostro zakończone elementy dachu czy ścian, m.in. anteny, wywietrzniki czy metalowe nasadki kominowe. Jeśli ich brakuje, montuje się zwody sztuczne.

Naturalne (np. żelbetowe fundamenty czy podziemne metalowe rury wodociągowe) lub sztuczne (wkopane głęboko w ziemię solidne pręty lub inne elementy metalowe) mogą być także uziomy. Koszt założenia uziomów przy istniejącym budynku często przekracza 1000 zł. Taniej jest wtedy, gdy inwestor przystąpi do budowy instalacji odgromowej na wczesnym etapie inwestycji, jednocześnie z wylewaniem fundamentów.

Piorunochron nie zapobiega uderzeniu pioruna w budynek. Jego zadaniem jest przejęcie prądu będącego wynikiem wyładowania atmosferycznego i odprowadzenie go jak najkrótszą drogą do ziemi. Wszystko to powinno się odbyć bez szkody dla budynku, przebywających w nim ludzi i ich dobytku; dotyczy to zwłaszcza urządzeń elektrycznych i elektronicznych. Nie przypadkiem zwody nazywa się miejscami przywołania pioruna. Tak więc obawy przeciwników wynalazku Franklina, że piorunochrony ściągną pioruny, paradoksalnie mają realne podstawy. Zwłaszcza, gdy chodzi o tzw. piorunochrony aktywne.

Inaczej niż we Francji

W dawnej Polsce uważano, że przed uderzeniem pioruna chroni gniazdo bocianie na dachu budynku. We Francji stawiano na ochronę bardziej aktywną, głównie bicie w dzwony. Z takim podziałem opinii mamy do czynienia również dzisiaj. Obowiązujące u nas normy dopuszczają montowanie jedynie opisanych wyżej pasywnych instalacji piorunochronnych. We Francji i wielu innych krajach instaluje się powszechnie piorunochrony aktywne. Ich głównym elementem jest umieszczona na maszcie nad budynkiem głowica, wytwarzająca tzw. wczesną jonizację i ułatwiająca ładunkowi elektrycznemu znalezienie najkrótszej drogi do ziemi. Wokół masztu powstaje dzięki temu kopuła ochronna o średnicy nawet 30 metrów.

Piorunochrony aktywne cieszą się powodzeniem także wśród polskich inwestorów m.in. dlatego, że nie wymagają, tak jak w systemie tradycyjnym, prowadzenia dziesiątków metrów drutów wzdłuż kalenic i innych krawędzi budynku. Jednak polscy eksperci kwestionują ich skuteczność. Wskazują, że mogą nawet zwiększać zagrożenie. Niektórzy z renomowanych wykonawców nie podejmują się ich montowania. Inni przyjmują takie zlecenia, z tym że zamiast norm polskich stosują francuskie, które w świetle dyrektyw unijnych nie mogą być kwestionowane w innym kraju UE.

Niestety, wciąż niewiele małych i średnich firm, z wyjątkiem tych, które działają w branży elektronicznej, interesuje się instalacjami wewnętrznymi, chroniącymi sprzęt elektroniczny przed przepięciami. Jest to o tyle zrozumiałe, że sam ochronnik, czyli najważniejszy element takiej instalacji, kosztuje blisko 2 tys. zł, a jeden z reguły nie wystarcza. Niewiele więcej, ok. 2,5 tys. zł, płaci się za założenie zewnętrznej instalacji odgromowej na małym domku jednorodzinnym. Za 8–10 tys. zł można zamontować ją na hali produkcyjnej lub magazynie o powierzchni 800–1000 mkw.

Wykonawstwo lepiej powierzyć specjalistom

Piorunochron to konstrukcja dość prosta. Ale jego skuteczność zależy nie tylko od prawidłowego zaprojektowania i solidnego wykonania, z właściwych materiałów i elementów. Potrzebna jest także specjalistyczna wiedza oraz doświadczenie, w tym umiejętność oceny takich czynników jak stopień zagrożenia w danej lokalizacji czy właściwość gruntu wpływająca na skuteczność uziemienia.

Norma PN-EN stanowi, że „urządzenia piorunochronne powinny być projektowane i wykonywane przez specjalistów od projektowania i wykonawstwa instalacji odgromowych". Nie ma jednak żadnych formalnych wymagań wobec osób, które podejmują się takiego zadania. Dlatego oprócz firm wyspecjalizowanych w tej dziedzinie (na naszym rynku jest ich najwyżej 10) oraz firm, dla których jest to jedna z głównych działalności (80–100), usługi oferują przedsiębiorstwa prowadzone przez elektryków. Niektórzy z nich mają o piorunochronach znikome pojęcie. Choć i tak większe niż dekarze czy murarze, którzy podejmują się wykonania instalacji odgromowej w pakiecie z innymi pracami budowlanymi. Są to usługi tanie. Dlatego inwestorzy chętnie z nich korzystają.