Az új villámvédelmi szabvány alkalmazásának néhány kérdése I.
2008/9. lapszám | Kruppa Attila | 6143 |
Figylem! Ez a cikk 18 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
A kockázatelemzés problémáiEgy év múlva valószínűleg az MSZ EN 62305 szabvány alapján kell majd villámvédelmet terveznünk és kiviteleznünk. Februárban érvényét veszíti az MSZ 274, ekkorra remélhetőleg megszületik az új szabvány hivatalos fordítása és...
Egy év múlva valószínűleg az MSZ EN 62305 szabvány alapján kell majd villámvédelmet terveznünk és kiviteleznünk. Februárban érvényét veszíti az MSZ 274, ekkorra remélhetőleg megszületik az új szabvány hivatalos fordítása és talán a jogszabályi környezet is rendeződik. A dolgok neheze azonban csak ezután kezdődik: a szabvány gyakorlati alkalmazása.
MSZ EN 62305: nem hibátlan
Az alkalmazás nehézségeit a szabvánnyal foglalkozó cikkek eddig csak kisebb részben tárgyalták. Ennek oka egyrészt abban rejlik, hogy a szabvány hazai feldolgozottsága nem volt olyan szintű, amely rávilágított volna a kisebb-nagyobb hiányosságokra, hibákra. Másrészt e negatívumok feszegetése szította volna az új szabvány bevezetése körüli vitákat, azt az illúziót erősítve, hogy megtartható a régi „jó” szabvány, az új – „rossz” – szabványra pedig ügyet sem kell vetni. Mára talán elérkezett annak ideje, hogy ne csupán az MSZ EN 62305 jó oldalait nézzük, ne csupán a bevezetés kényszerére hivatkozzunk, hanem a szakembereket szembesítsük azokkal a nehézségekkel is, amelyek előre jelezhetők.
Részletes adatszolgáltatás
A villámvédelmi intézkedések (villámhárító, túlfeszültség-védelem stb. alkalmazása) szükségességét a villámvédelmi kockázatelemzéssel kell meghatározni. Szerepét tekintve tehát hasonlít a megszokott villámvédelmi besorolásra, csak annál jóval összetettebb. A kockázatelemzéshez kapcsolódó problémák forrása nem önmagában az összetettség, mert a jelentős számítási munkával járó feladat nagy része szoftver segítségével elvégezhető. A tervezőnek azonban az eddig megszokotthoz képest jóval több és részletesebb bemenő adattal kell rendelkeznie, amelyek egy része a létesítmény építészeti kialakítására, más része a létesítményben majdan üzemelő technológiákra vonatkozik.
Így például
- a talaj felszínének minősége (anyaga, ellenállása) a levezetők 3 méteres környezetében,
- a járófelület felszínének minősége (anyaga, ellenállása) a hálózatok csatlakozási pontján az épületen belül,
- az épületben alkalmazott tűzvédelmi intézkedések (tűzjelző, beépített oltóberendezés stb.),
- az üzemeltetett berendezések lökőfeszültség-állósága,
- épületszerkezeti jellemzők (betonvasalás sűrűsége, minősége),
hogy csak az érdekesebbeket említsük a magától értetődő adatokon (pl. az épület méretein) túl.
A szabvány feltételezi ezeknek az információknak a meglétét, ezek nélkül lehet ugyan villámvédelmet tervezni, de csak a legrosszabb esetre, ami szükségszerűen vezet a túlméretezett villámvédelemhez. Az első problémát tehát az adatszolgáltatás fogja okozni, mert a korábbinál szorosabb együttműködést feltételez a társtervezőkkel, illetve a létesítmény beruházójával/üzemeltetőjével.
Épületjellemzők számszerűsítése
Az adatszolgáltatás minőségi jellemzőkkel (pl. „tűz és robbanásveszélyes épület”) vagy a kockázatelemzés számára közvetlenül nem feldolgozható mennyiségi jellemzőkkel (pl. „az üzemeltetett berendezések lökőfeszültség-állósága 6 kV”) történik. Ezért a kockázatelemzés során a bemenő adatokhoz, azaz az épületjellemzőkhöz táblázatok alapján kell számértékeket rendelni. Tekintsük példaként az épület veszélyességének jellemzőjét, az MSZ EN 62305-2 C. mellékletének 5. táblázata alapján.
| Az MSZ EN 62305-2 C. mellékletének 5. táblázata | |
| Különleges veszélyek | h Z |
| Nincs különleges veszély | 1 |
| Kis pánikveszély (pl. legfeljebb kétszintes épület és legfeljebb 100 fő befogadóképesség) | 2 |
| Átlagos pánikveszély (pl. kulturális vagy sportesemény céljára épült épület 100 és 1000 fő közötti befogadóképességgel) | 5 |
| Problémás kiürítés (pl. épületben tartózkodó cselekvőképességükben korlátozott személyek, kórházak) | 5 |
| Nagy pánikveszély (pl. kulturális vagy sportesemény céljára épült épület 1000 fő feletti befogadóképességgel) | 10 |
| Veszély a közeli területekre, vagy a környezetre | 20 |
| A közeli területek, vagy a környezet szennyezése | 50 |
Annak eldöntése, hogy a létesítmény esetében fennáll-e a „veszély a közeli területekre, vagy a környezetre”, vagy a „problémás kiürítés”, a tervező felelőssége. Ezt a döntést a szabvány magyarázatokkal sajnos nem segíti, a mérlegelés így teljes egészében a tervezőre hárul. Anélkül, hogy előre kétségbe vonnánk az egyes tervezői döntések megalapozottságát, célszerű lenne alkalmazási irányelvek lefektetése a döntési szempontok egységesítésének érdekében, mert a szabvány e tárgyban aligha nevezhető „szájbarágós”-nak.
Más jellegű problémát vet föl a B. melléklet 3. táblázata, amely az épület túlfeszültség-védelmi jellemzőit számszerűsíti.
| Az MSZ EN 62305-2 B. mellékletének 3. táblázata | |
| Koordinált túlfeszültség-védelem | P C =P SPD |
| Nincs túlfeszültség-védelem | 1 |
| III-IV | 0,03 |
| II | 0,02 |
| I | 0,01 |
| Ld. 3. megjegyzés | 0,005-0,001 |
| 1. megjegyzés: | |
| Csak "koordinált túlfeszültség-védelem" alkalmazása esetén csökkenthető P C értéke. A koordinált túlfeszültség-védelem P C értékét ott csökkenti, ahol összefüggő fémburkolatok és vasbeton szerkezetek a villámhárító részét képezik és teljesítik az MSZ EN 62305-3 követelményeit. | |
| 2. megjegyzés: | |
| A villámvédett csatornában, védőcsőben és hasonló módon vezetett, villámhatások szempontjából védett külső kábeleknek az árnyékolt belső rendszerekre történő csatlakozása esetén a koordinált túlfeszültség-védelem alkalmazása nem feltétel. | |
| 3. megjegyzés: | |
| Kisebb értékű P SPD értékek alkalmazása akkor lehetséges, ha a lényeges helyeken beépített túlfeszültség-levezetőknek jobbak a védelmi tulajdonságaik, mint az LPL 1-re meghatározott követelmények. | |
Ennek a táblázatnak különösen a 3. megjegyzése vet föl kérdéseket, mert a szabvány még csak utalásként sem foglalkozik azzal, hogy mit kell „lényeges helyek”-nek tekinteni, és hogy a levezetőknek mikor ”jobbak a védelmi tulajdonságaik”, mint az LPL 1-re meghatározott követelmények.
Hogy a bemenő adatok részletezettségének mértéke is kézzelfogható legyen, nézzük az MSZ EN 62305-2 B. mellékletének 4.a táblázatát, amely az árnyékolási jellemzőket számszerűsíti az LPZ0/1 zónahatáron. A táblázat értelmezése itt nem jelent gondot, annál inkább az adatok beszerzése. Ha ez nem sikerül, természetesen választható a legnagyobb KS1=1 érték, ami persze a végeredményben a villámvédelmi intézkedések szigorításához vezethet.
| Az MSZ EN 62305-2 B. mellékletének 4.a táblázata | |
| Árnyékolás az LPZ 0/1 zónahatáron | K S1 |
| Nincs árnyékolás | 1 |
| Hálószerű árnyékolás (w 0 : hálóméret méterben) | 0,12 x w 0 * |
| Összefüggő fémborítás 0,1 és 0,5 mm vastagság között | 0,0001-0,00001 |
| Megjegyzés: | |
| * Ha a szorzat értéke 1-nél nagyobb, akkor K S1 =1 | |
Tervezői szabadság
Az új szabvány egyik nagy érdeme a tervezői szabadság – egyúttal nagy hibája is, ha arra gondolunk, hogy a szabadsággal nemcsak élni, hanem visszaélni is lehet. A szabvány jelentős része csupán ajánlás, alkalmazása tehát még azokra nézve sem kötelező, akik a szabvány alapján tervezik, kivitelezik, illetve felülvizsgálják a villámvédelmet. Tervezés oldaláról ez abban is megnyilvánul, hogy az épületjellemzőkhöz nem feltétlenül azokat a számértékeket kell hozzárendelni, amelyeket a B. és C. melléklet táblázatai tartalmaznak.
A tervezői szabadságot érinti a védendő épület zónákra bontása is (figyelem, ez a zóna nem azonos az MSZ IEC 1312-1-ből ismert villámvédelmi zónával!). A kockázatelemzést az épület részeire (ún. kockázati zónákra) külön-külön kell elvégezni. A részekre bontás nem feltétlenül kell, hogy funkcionális egységenként (pl. műtő, szociális blokk, iroda helyiség, számítógép-terem, kültér, tetőterasz stb.) történjen, bár a célszerűség ebbe az irányba mutat. A részekre bontás szabályai részletesnek és egzaktnak a legnagyobb jóindulattal sem nevezhetőek, célszerű lenne tehát valamiféle „végrehajtási útmutató” kidolgozása, mert enélkül a kockázatelemzés ellenőrizhetetlenné válik majd.
A tervezői szabadságot tiszteletben kell tartani, azonban sem társadalmi, sem szakmai szempontból nem lenne üdvözítő, ha ezt túlzottan szabadon értelmeznék. Márpedig a tervezők olyan nyomás alatt lesznek, amely a kisebb hatásfokú (=olcsóbb) villámvédelem tervezésére ösztönzi majd őket. Gondolkodni kell tehát azon, hogy ezzel a külső kényszerrel szemben nem lenne-e ésszerű valamilyen féket alkalmazni.
A gyűjtőterület meghatározásának problémája
A kockázat értékét általánosságban az R = N x P x L képlettel lehet kiszámítani. A P (mint valószínűségre utaló tényező) és L (mint a bekövetkező veszély nagyságára utaló tényező) értékeit táblázatok alapján kell meghatározni a fentebb részben ismertetett módon. A képletben szereplő N az egy évre eső veszélyes villámcsapások száma, amelyet az N = A x D szorzattal kell számítani, ahol A az épület gyűjtőterülete (egyenértékű területe), D pedig a villámsűrűség (villámcsapások évenkénti száma egy négyzetkilométerre vonatkoztatva).
Utóbbit a villámsűrűség-térkép tartalmazza, amely megmutatja, hogy az ország egyes területein egy négyzetkilométerre átlagosan hány villámcsapás esik. Ez a térkép eddig is része volt az MSZ 274-nek, és valamilyen formában bizonnyal ezután is része lesz az érvényes szabványnak, az adat beszerzése tehát nem okozhat problémát. Nem így az A gyűjtőterület meghatározása, amely az épület geometriájából vezethető le. Az ezzel kapcsolatos probléma amiatt jelenik meg, hogy a gyűjtőterületet nemcsak a védendő épületre kell meghatározni, hanem az ahhoz csatlakozó létesítményekre is! Ha tehát egy szabadvezetékes csatlakozással rendelkező épületet tekintünk, amelyhez két melléképület is csatlakozik, akkor az (összesített) gyűjtőterület a védendő objektum, az ahhoz csatlakozó csővezetékek, energia- és adatátvételi hálózatok, és az azok túlsó végén levő épületek gyűjtőterületének összegeként adódik (ld. 1. ábrát!).
Ez az elv az új szabvány szellemében elfogadható, hiszen a védendő épülethez csatlakozó építményeket (az összeköttetést, illetve az azon keresztül csatlakozó melléképületet) érő villámcsapás különböző mértékben ugyan, de mégiscsak veszélyezteti a védendő épületet. A gyakorlati végrehajtást azonban nehezíti, hogy a szabvány kevés támpontot ad arra nézve, milyen határig, milyen részletességgel kell figyelembe venni a védendő épülethez közvetlenül és közvetetten csatlakozó létesítmények hatását. Mivel a gyűjtőterület meghatározása az építmény geometriája alapján történik, a védendő épület méretein túl a csatlakozó épületek, hálózatok méretét is ismerni kell. Hogy ez milyen abszurd helyzetet eredményezhet, vegyünk egy egyszerű példát: elővárosi környezetben, szabadvezetékes hálózatról betáplált családi ház esetében a családi ház gyűjtőterülete mellett az ugyanarra a hálózatszakaszra csatlakozó többi épület, a kisfeszültségű hálózat, sőt az ahhoz csatlakozó szabadvezetékes középfeszültségű hálózat stb. gyűjtőterületét is figyelembe kellene venni... Elvi szinten bármennyire jogos is ez a megközelítés, célszerű valamilyen gyakorlati határt szabni. A döntés természetesen itt is a tervezői szabadság körébe tartozik, és hasonló kérdést vet föl, mint az előbb leírtak.
(Folytatása következik!)
