A betonalap-földelésről
2005/7-8. lapszám | netadmin | 20 029 |
Figylem! Ez a cikk 21 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
A betonalap-földelésről Bizonyos építési adottságok megléte esetén a betonalap-földelés készítése számos előnnyel jár. Elsőként kiemelhető, hogy ez a talajnedvességgel nagy felületen érintkezik, továbbá az, hogy nem igényel jelentős szerelési t...
A betonalap-földelésről
Bizonyos építési adottságok megléte esetén a betonalap-földelés készítése számos előnnyel jár. Elsőként kiemelhető, hogy ez a talajnedvességgel nagy felületen érintkezik, továbbá az, hogy nem igényel jelentős szerelési többletráfordítást, hiszen egy már meglévő szerkezeti elemhez idomulva kerül kialakításra. Ugyanakkor megjegyzendő, hogy funkcionálisan ezzel egyenlő értékű földelést csak számottevően nagyobb pénzügyi befektetéssel, valamint fizikai munkával lehet elérni.l
A
vasbeton alapozás alkalmazásával földelés céljára az ME 04-124:1979 foglalkozik.
Visszatekintve néhány előző számra, idézzünk fel néhány (már említett) alapfogalmat,
amelyek ismerete ezen cikk témakö-rében mindenképpen ajánlatosak.
Földelés, földelő, földelővezető, levezető és vizsgáló-csatlakozó hely fogalmainak
meghatározását az MSZ 2364-540:1995 (MSZ 172/1) és a 2/2002. BM. Rend. III/3.
(MSZ 274) tartalmazza.
Az MSZ 172/1 szerint:
• a földelés valamely vezetőnek vagy testnek a földdel való közvetlen vagy közvetett
összeköttetése. A földelés magában foglalja a földelőt és a földelővezetőt;
• a földelő az áramnak a földbe folyását közvetítő vezető, amely a földdel közvetlenül,
vagy talajnedves betonon keresztül közvetve jól érintkezik. A szabvány a továbbiakban
meghatározza a földelő kialakítás és elhelyezés szerinti fogalmainak tartalmát;
• a földelővezető a földelőt és a földelendő testet vagy földelendő vezetőt
köti össze.
A mesterséges földelő a földben (talajban) elhelyezett vezető, amely kizárólag
földelés céljára szolgál.
A természetes földelő a földben (talajban) elhelyezett nagy kiterjedésű fémszerkezet
vagy egyéb vezető anyagból készült szerkezet, amelynek eredeti rendeltetése
nem a földelés, de amely földelési célokra jól felhasználható. Ilyenek például
a fémes közműhálózatok, fémből készült épületszerkezetek, vasbeton építmények
és alapozások szerkezeti acéljai stb., amelyek a földdel közvetlenül vagy talajnedves
betonon keresztül közvetve jól érintkeznek. Betonalap-földelő a földelés céljára
alkalmas vasbeton alapozás, amely e rendeltetéssel kapcsolatban megfelel a műszaki
előírásban foglalt létesítési többletkövetelményeknek.
Természetes betonalap-földelő az olyan betonalap-földelő, amelynek eredeti rendeltetése
nem földelés, amely azonban megfelel e műszaki előírásban foglalt többletkövetelményeknek,
és ezáltal földelőként alkalmazható. Mesterséges betonalap-földelő az olyan
betonalap-földelő, amelyben a betonba ágyazott vezetőt az egyébként vasalatlan
betontestben kizárólag földelés céljára helyezik el. Földelő acélbetét a betonba
ágyazott és a műszaki előírásban foglalt követelményeknek megfelelően kialakított
vezető, amely a talajszint alatt legalább 0,7 m mélyen van elhelyezve, és a
földdel nagy kiterjedésű betonfelület útján érintkezik.
Természetes földelővezető, levezető az építmény tartozékát képező fémszerkezet,
amelynek eredeti rendeltetése nem földelés, azonban megfelel a műszaki előírásban
foglalt többletkövetelményeknek, és ezáltal földelővezetőként, illetve levezetőként
alkalmazható. Ilyenek például a fémből készült épületszerkezetek, fémes csővezetékek,
vasbeton épületek folytatólagos vezetőként fémesen összekapcsolt szerkezeti
acéljai.
Az építmény (épület, egyéb létesítmény) vasbeton alapozása természetes földelőként
csak akkor használható, ha a vasbeton alapozások és szerkezetek létesítésére
vonatkozó szabványokban foglalt előírásokon kívül a műszaki előírásban foglalt
követelményeknek is megfelel, és a beton kötőanyaga szilikátbázisú (pl. portlandcement,
kohócement, salakcement vagy szulfátkohócement). Ha a beton kötőanyaga alumínium
vagy műanyag bázisú, akkor a vasbeton alapozás földelőként nem használható!
Betonalapföldelőként
csak a talajnedvesség vagy víznyomás elleni szigetelésen kívül készülő betonalapozás
vehető figyelembe, mivel a földelő helyes működésének alapfeltétele a talajnedves
betonkörnyezet. A talajjal érintkező betonfelület a nedvességet tárolja, így
a benne elhelyezett földelő acélbetét gazdaságos és időtálló megoldást biztosít.
Az alapozás különböző rendszerei között azonban vannak olyanok, melyeknél a
vasalt alaplemez alatt - a talajnedvesség vagy talajvíz távoltartására - szigetelést
helyeznek el. Az ilyen rendszerű vasbeton alaplemezek földelőként nem alkalmazhatók!
A földelő meghatározásából ez egyértelműen következik.
Ha az alapozás céljára betonalapföldelőként használható vagy az ME 04-124 szerint
gazdaságos módosítással betonalap-földelő céljára alkalmassá tehető vasbeton
alapozás létesül, akkor az épületben felszerelt villamos berendezések, illetve
az épület villámvédelme céljára elsősorban a vasbeton alapozást kell földelőként
alkalmazni.
Földelés céljára mesterséges földelő csak akkor telepítendő, ha a vasbeton alapozás
földelőnek nem alkalmas, illetve a vasbeton alapozás a rendelkezésre álló többi
természetes földelőkkel kiegészítve sem elégíti ki a villamos berendezés vagy
villámvédelmi berendezés céljára szükséges földelési követelményeket.
A mesterséges földelők - földelőrúd, csőföldelő, szalagföldelő, tehát a "hagyományos"
földelők - telepítésének minimumra való korlátozása a Műszaki Előírás alapkoncepciója.
A vasbeton alapozás földelőként való felhasználása a vasmegtakarításon kívül
a földelő korrózióját is megakadályozza, mert a megfelelő minőségű beton - vasbeton
esetén minimálisan B 140 - teljes korrózióvédelmet ad. Amennyiben az előírásnak
megfelelően kialakított vasbeton alapföldelő a szükséges földelési követelményeket
nem elégítené ki, mert az alapozás állandóan a talajvízszint felett helyezkedik
el, és a beton vezetőképessége a kiszáradás miatt lényegesen leromlik - erre
a betonozás után három héttel végzett mérés egyértelmű választ ad -, feltételezhető,
hogy megfelelő földelési ellenállás elérése érdekében különleges megoldásokat
kell választani.
Ha az építmény nem vasbeton alapozással létesül (kő vagy téglatest alapozás),
akkor is célszerű az alaptest alá betonrétegben mesterséges betonalapföldelőt
helyezni az épületen kívül mesterséges körföldelő helyett. Erősáramú villamos
berendezés MSZ 2364-540 (MSZ 172/1) szerinti vagy villámvédelmi berendezés 2/2002.
BM. Rend. III/3. (MSZ 274) szerinti földelésének céljára földelőként alkalmazásra
kerülő vasbeton alapozás feleljen meg a következő követelményeknek.
A betonba ágyazott földelő acélbetétet a vasbeton alapozás szerkezeti vasalásában
az e célra kiválasztott szerkezeti acélokból kell kialakítani. A "kiválasztott"
szerkezeti acél lehetőleg a vasbeton alapozás külső és alsó felületéhez legközelebb
eső szélső szál legyen a szerkezeti vasalásban.
A földelő acélbetét képezzen a vasbeton alapozáson belül összefüggő körföldelőt
vagy hurkolt földelőt, amelynek terjedelme általában feleljen meg az adott földelési
célra egyébként használatos, szokványos mesterséges földelő vezetőképes, fémesen
összefüggő méreteinek. A földelő acélbetét kialakítására kiválasztott szerkezeti
acélok változatlanul részt vesznek a vasbeton alapozás szilárdsági követelményeinek
kielégítésében, és a vasbeton alapozás többi szerkezeti acéljától csak annyiban
különböznek, hogy az ME 04-124 5. fejezetben előírt fémes kapcsolattal (minden
esetben átlapolt hegesztéssel kell készíteni) folytatólagos vezetőt alkotnak.
Az így kialakított földelő acélbetét (körföldelő, hurkolt földelő) a vasbeton
alapozás többi szerkezeti acéljaihoz a szokványos módon kapcsolódik. Helytelen
és gazdaságtalan megoldást jelentene a szerkezeti vasaláson túl egy külön földelő
acélbetét beépítése. Az előírásnak megfelelően kiválasztott, kialakított és
elhelyezett, megfelelő keresztmetszetű és összekötésű szerkezeti acél egyúttal
földelőnek is megfelel. Az alapozás többi szerkezeti acéljához a hagyományos
"kötőződrótos" kapcsolatot a lehetőséghez képest mindenütt el kell készíteni.
A földelő acélbetét kialakítására szolgáló szerkezeti acél átmérője, illetve
keresztmetszete nem lehet kisebb, mint 6 mm köracél vagy 50 mm2 szalagacél.
A földelő acélbetétet minden oldalról legalább 30 mm betonréteg takarja. Az
előírt betontakarás a korrózióvédelem miatt lényeges. A vasbetonban az acélbetétek
hőmérséklete nem emelkedhet 80 °C fölé, ezt a hőmérsékleti határt a betonon
áthaladó áramsűrűség korlátozásával lehet betartani.
A föld felszíne alatti beton összfelületére vonatkoztatva a közepes kilépő áramsűrűség
értéke nem lehet nagyobb a következő irányértékeknél:
• lökőáram esetén 50 kA/m2,
• váltakozó áram esetén
(100 Hz frekvenciáig) 1 sec
időtartamon belül 1100 A/m2.
Az előzőkben megadott értékek alapján a földelőként alkalmazott vasbeton alapozásnak
a hőmérsékleti határ betartása szempontjából szükséges talaj alatti betonfelülete
meghatározható. Ezek szerint villámvédelem céljára (minthogy tapasztalati és
irodalmi adatok alapján a lökőáram számításba veendő értéke legfeljebb 200 kA)
megfelel minden olyan vasbeton alapozás földelőként, amelynek talaj alatti külső
és alsó együttes betonfelülete több mint 5 m2. Nagy kiterjedésű betonalap-földelő
esetén külön gondot kell fordítani arra, hogy a földzárlati áram lehetőleg egyenletes
eloszlással haladjon át a betonon. Természetes beton alapföldelő alkalmazása
esetén a betonon áthaladó földzárlati áram egyenletes eloszlását megfelelő módon
segíti elő a földelő acélbetéthez az előzőkben említettek szerint kapcsolódó
acélbetétsor. Mesterséges betonalap-földelő alkalmazása esetén, amikor a földelő
acélbetétet az egyébként vasalatlan betontestben helyezik el, a földelő acélbetét
egyes ágai között létesített fémes áthidalásokkal kell elősegíteni az egyenletes
potenciáleloszlást. Az áthidalásokat úgy kell kialakítani, hogy a betonfelület
egyetlen pontja se legyen 10 m-nél távolabb a betonba ágyazott valamelyik vezetőtől.
Betonalap-földelő alkalmazása esetén a földelővezetőket a földelő acélbetéthez
kell csatlakoztatni. A villámvédelmi levezetők számának és helyének megfelelően,
valamint a villamos főkapcsoló-berendezés közelében célszerű a földelővezetőket
a földelő acélbetéthez csatlakoztatni, illetve kell a betonalapból a földelővezetők
kivezetéséről gondoskodni.
A földelővezetőkben kapcsolót, biztosítót vagy szerszám nélkül oldható kötéseket
alkalmazni nem szabad! Vezetőképes szerkezeti elemek, amelyek szerkezetileg
összefüggő egységet alkotnak, mint például acélépületszerkezetek, betonépületek
beton-acélbetétei, könnyűszerkezetes épületek fémvázai, vasbeton oszlopok stb.,
csak akkor használhatók földelővezetőként, ha a szerkezeti egységek összeépítése
során gondoskodás történt az átmenő vezető-összeköttetések megszakítás nélküli,
villamosan vezető folytonosságáról. A "megszakítás nélküli, villamosan vezető
folytonosság" helyett a KLÉSZ a "villamosan összefüggő, jól vezető" fogalmat
használja, melynél a fémszerkezet elemei hegesztéssel, forrasztással, szegecseléssel,
csavaros kötéssel vagy csővezeték esetén a szokásos karmantyús vagy karimás
csőkötéssel vannak összekapcsolva.
Az egyes földelővezetőkben mérési, vizsgálati, ellenőrzési célokra, illetve
a villamos berendezés érintésvédelmi csatlakoztatásához vizsgáló-csatlakozó
helyet kell létesíteni. A vizsgáló-csatlakozó helyet az MSZ 172 szerint a földelési
ellenállás mérése céljára kell kialakítani, tehát a vizsgáló összekötővel ellentétben
a bonthatóság itt nem követelmény. Elegendő például a villámhárító bebetonozott
levezetőjét, mely a földelő acélbetéthez csatlakozik, megfelelő helyen hozzáférhetővé
tenni egy kellő méretű doboz ráépítésével. Ahol érintésvédelmi csatlakozás is
szükséges, ott bármely, kereskedelmi forgalomban kapható, szabványos sín beépítése
célszerű.
A vizsgáló-csatlakozó helyet a szerelőszinten vagy a pincében, általában a padlószinttől
lehetőleg 1,5 m magasságban, hozzáférhetően ajánlatos elhelyezni (ld. fenti
ábra). Az ábrán alápincézetlen épület földelő vezetőjének vizsgáló-csatlakozó
hely kialakítási lehetősége szerepel. A talajnedvesség elleni falszigetelésen
való átvezetésnél a sematikusan jelölt csavaros szorító az egyik megoldás lehet.
Helyette általában elegendő a szigetelő réteg(ek) gondos - minimális méretű
- kivágása, és összeépítés után bitumennel vagy hasonló vízzáró anyaggal való
teljes kitöltése. Víznyomás elleni szigetelések áttörése lehetőleg kerülendő.
A vizsgáló-csatlakozó helyen egyesítendő a földelővezető (a bebetonozott földelő
acélbetét kivezetése) a villámvédelmi levezetővel, illetve a villamos berendezés
földelővezetőjével. Úgyszintén ide csatlakoztathatók a rendelkezésre álló egyéb
természetes földelők összekötő vezetékei is. A földelésben részt vevő vezetők
összekötése feleljen meg a várható villamos, mechanikai és termikus igénybevételeknek.
A vasbeton alapozáson belül a földelő acélbetét kialakításánál az összes toldásokat,
valamint a földelővezetők csatlakoztatását a földelő acélbetéthez - néhány,
a későbbiekben taglalt kivételtől eltekintve - minden esetben átlapolt hegesztéssel
kell készíteni. (A B 38.24 és B 50.36 jelű betonacélok ívhegesztéssel jól hegeszthetők.
A B 60.40 jelű acél azonban kifogástalanul csak tompa leolvasztásos ellenálláshegesztéssel
hegeszthető, amire az építés helyszínén nincs lehetőség. Az ilyen acél ívhegesztés
esetén rideggé válik, a szerelés, betonozás során eltörhet, ezért különös gondossággal
kell eljárni, vagy földelő acélbetét céljára jól hegeszthető acélt kell választani.)
A hegesztővarrat keresztmetszete villamos vezetőképesség szempontjából legalább
a kisebbik hegesztett vezető keresztmetszetével legyen egyenlő, de köracélok
hegesztésénél nem lehet kevesebb 150 mm2-nél.
Megjegyzés: a földelő acélbetét kialakításához a betonacélok hegesztett összekötése
csak villamos vezetőképesség szempontjából szükséges. E hegesztéseknek a vasbeton
alapozás statikai szilárdsága szempontjából nincs szerepük.
Az előzőkben leírt hegesztések helyett lapos profilok esetén csavaros kötés,
köracélok esetén bilincskötés alkalmazása csak kisebb építkezéseken (pl. családi
házaknál) és csak akkor megengedett, ha a hegesztés gazdaságtalan követelményeket
támasztana. Földelővezetők betonon kívüli, talajszint fölötti kötései laposprofilok
esetén csavaros kötéssel, köracélok esetén bilincskötéssel is kiegészíthetők.
Lapos profilok csavaros kötésénél a csavarok menetátmérője legalább M 10 - két
csavar alkalmazása esetén legalább M 8 - legyen. Az összecsavarozott felületek
síkok és fémsziták legyenek, és körmös vagy rugós alátéteket kell alkalmazni.
Köracélok számára olyan esetekben, amikor a fent említett bilincskötések alkalmazása
megengedett, az acél formájához illeszkedő szorítóbilincsek vagy rovátkolt összekötők
használhatók, ha a szerelés gondossága és az ellenőrzés feltétele biztosítottak.
Kötözőhuzal alkalmazása csak a földelő acélbetét és az alapozás többi betonacéljai
közti összekötés céljára megengedett. A vasbeton alapozásban lévő vasalást a
kijelölt és az előírt hegesztett kötésekkel folyamatossá tett földelő acélbetéttel
a lehetőséghez képest minél több helyen össze kell kötni a szokásos kötőhuzalos
módon, hogy a földzárlati áram a betonnak minél nagyobb felületén oszolhasson
meg.
A betonalap-földelőt nem kell külön korrózióvédelemmel ellátni. A legalább 30
mm betontakarással betonba ágyazott vas korrózióvédettnek tekintendő. Megjegyzés:
a jobb minőségű betonok védőhatása megbízhatóbb, a B 140 alatti betonok korrózióvédelmet
nem adnak. A betonalap-földelőt körülvevő beton cementadagolása biztosítja ennek
korrózióvédelmét. A betonalap-földelők betonból kivezetett csatlakozótüskéit,
valamint a mozgási hézagok áthidaló szakaszait korrózióvédelemmel kell ellátni.
A betonból kivezetett csatlakozótüskéket a betonban is legalább 250 mm hosszban,
a mozgási hézagok áthidalásait nem csak a hézagban, hanem a hézag mellett kétoldalt
a betonban is legalább 250 mm hosszban korrózióvédelemmel kell ellátni. A korrózióvédelmet
a bebetonozás előtt kell elkészíteni. Korrózióvédelem céljára megfelel például
kétszeres bitumen, bitumenemulzió-mázolás vagy más egyenértékű korrózióvédő
alkalmazása. A mozgási hézagok áthidalásait úgy kell kialakítani, hogy a keletkező
erőhatások a földelés alkalmasságát ne befolyásolják. Nagy kiterjedésű épületek
alapozását - és természetesen falszerkezetét is - a vonatkozó előírások szerint
2-5 cm-es hézaggal (dilatációval) bontják több részre. Ezen a hézagon merev
szerkezetet (pl. betonacélt) átvezetni nem szabad. Célszerű ilyen esetben az
épületrészek betonalap-földelését külön-külön kialakítani, és az átkötéseket
a falszerkezetnél - hozzáférhető helyen - megoldani. A szükséges áthidalások
megfelelő, megbízható kialakítására alkalmas a mellékelt ábrán közölt megoldás
is.
Horogh Gyula Árpád
