Gondolatok a villámvédelemről II.

2010/7-8. lapszám | Kruppa Attila | 6450 |

Figylem! Ez a cikk 14 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

A Villanyszerelők Lapja előző számában megjelent cikk folytatásaként ezúttal a robbanásveszélyes építmények villámvédelmének néhány kérdését tekintjük át, kiemelve az új szabvány alkalmazásának nehézségeit.

A robbanásveszélyes építmények villámvédelmének jelenlegi helyzete
A 9/2008. ÖTM rendelettel kiadott Országos Tűzvédelmi Szabályzat (OTSZ) megjelenéséig a robbanásveszélyes építmények villámvédelme – a követelményrendszer egyértelműsége szempontjából – kevés problémát jelentett. Az MSZ 274 – és ennek megfelelően a BM 2/2002. rendelet is – viszonylag precíz követelményeket tartalmazott, amelyek alkalmasak voltak a gyakrabban adódó feladatok megoldására, még ha elő is fordultak vitatható szituációk. Sajnos, az „új” (immár kétéves!) OTSZ-ből eltűnt a villámhárító robbanásveszélyes környezetben történő kialakítására vonatkozó kiegészítő követelmények jelentős része, ezért a hatályos rendelet alkalmazása ilyen jellegű munkák során problematikus. Felvetődik a kérdés, hogy mi a teendő ilyen helyzetben. Az előző cikkben rávilágítottunk, hogy az „új” (immár négyéves!) villámvédelmi szabvány a személyek villámvédelmét alapvetően másként kezeli, mint a régi. Amint láttuk, ez a szituáció jogi és műszaki dilemmákat egyaránt felvet, de ezektől eltekintve megkockáztathatjuk azt a sommás megállapítást, hogy az új szabvány korszerűbb elődjénél, és ennek lehet olyan olvasata, hogy a folyó munkáknál akkor is érdemes lehet az új szabvány megoldásait figyelembe venni, ha maga a szabvány „nem kötelező”. Ezek után kézenfekvőnek tűnik annak megvizsgálása, hogy az MSZ EN 62305 jelenthet-e áthidaló megoldást az OTSZ hiányosságainak pótlására robbanásveszélyes építményekkel kapcsolatban is. Válaszunkhoz először itt is át kell tekinteni, mi a védelem tárgya, tehát hogy adott esetben mit értsünk „robbanásveszélyes építmény” alatt.

Gázfogató szellőzővezetékei egy csarnok tetején. Robbanásveszélyes, vagy sem?

A védelem tárgya, azaz a robbanásveszélyes építmény fogalma
A „robbanásveszélyes építmény” fogalmi meghatározásának és – villámvédelmi szempontú – értelmezésének alapproblémáját az okozza, hogy a robbanásveszély geometriai értelemben vett kiterjedése (a robbanásveszélyes zóna) nem mindig van szoros összefüggésben az építménnyel.
- A robbanásveszélyes zóna kiterjedhet az építmény kisebb-nagyobb részére (pl. „A” tűzveszélyességi osztályú helyiség egy „C” tűzveszélyességi osztályú épületen belül).
- A robbanásveszélyes övezet kiterjedhet az építmény egészére (pl. „A” tűzveszélyességi osztályú anyagot tartalmazó zárt tartályok).
- A robbanásveszélyes övezet kiterjedése meghaladhatja az építményét (pl. ahol a robbanásveszélyes anyag technológiai vagy egyéb okból a szabadban is jelen lehet).

A „robbanásveszély” tehát jelen lehet az építmény egészén vagy csupán egy részén. A villámvédelmi követelményrendszer meghatározásakor azonban alapvetően az építmény egészét veszi figyelembe a hatályos OTSZ, vagyis akkor egyszerű meghatározni a követelményrendszert, ha a robbanásveszély az építmény teljes egészére jellemző (pl. egy „B” tűzveszélyességi osztályba sorolt épület, vagy magában álló tartály, amely tűzveszélyes anyagot tartalmaz). Ha a robbanásveszély csak az építmény egy kisebb részén van jelen, akkor a villámvédelmi követelményrendszer meghatározása veszít egzaktságából. Az ok nyilvánvaló, hiszen az építmény 276egészére indokolatlan lenne túlzóan szigorú követelményeket támasztani, ha a robbanásveszély csak korlátozottan van jelen. Ilyen építmények esetén az építmény egészére vonatkozóan meghatározásra kerül egy villámvédelmi fokozat, a robbanásveszélyes részekre pedig kiegészítő követelményeket kell alkalmazni (pl. a vezetők folytonosságának biztosítása érdekében). Sok múlik tehát azon, hogy a szabványok és az előírások mit tekintenek robbanásveszélyes építménynek.

A védelem tárgya a régi villámvédelmi szabványban
Az MSZ 274 a robbanásveszélyes építmény definiálásakor a mindenkor hatályos rendeletre támaszkodott, ezért alkalmazásakor nem vetődtek fel ellentmondások, hiszen a szabvány és a rendelet ugyanazt az építményt nevezte „robbanásveszélyesnek” (ld. keretes írás). Az MSZ 274 kiegészítő követelményei használhatók voltak akkor is, amikor az építménynek csak kis része volt robbanásveszélyes, maga az építmény nem. Bár ilyenkor jelentkeztek vitatható helyzetek, az MSZ 274 alkalmazása összességében és jogi értelemben egyértelműnek volt tekinthető. A jelenleg hatályos OTSZ villámvédelmi alkalmazásakor definíciós probléma nem merül fel, mert a rendelet önmagára (5. rész, II. fejezet, ld. keretes írás) hivatkozik. A rendeletből azonban kimaradt – egyebek mellett – a robbanásveszélyes terekre vonatkozó kiegészítő követelményeknek a jelentős része, amelyeket az MSZ 274 (és a BM 2/2002.) még tartalmazott. Az OTSZ tehát eligazít, hogy mikor van dolgunk „robbanásveszélyes építménnyel”, de nem mondja meg, hogy milyen követelményeknek feleljen meg a villámhárító szerkezeti kialakítása robbanásveszélyes környezetben.

Üzemanyagtöltő-állomás tartályainak szellőzővezetékei: a követelmények egyértelműek?

A védelem tárgya az új villámvédelmi szabványban
A robbanásveszélyes építmény fogalmának meghatározását az MSZ EN 62305-ben több helyen is megtaláljuk, ami nemcsak azért zavaró, mert – amint azt rögtön látjuk majd – a gyengécskére sikeredett definíciók egymással nincsenek teljes fedésben, hanem azért is, mert a jelenleg hatályos jogszabállyal sincsenek összhangban. Az MSZ EN 62305 értelmében a „robbanásveszélyes építmény (structures with risk of explosion): A szilárd robbanóanyagokat, vagy az IEC 600079-10 és az IEC 61241-10 szerinti robbanásveszélyes zónákat tartalmazó építmények.” (Ld.: keretes írás!) Ennek a látszólag egyszerű meghatározásnak bonyolítja az értelmezését a szabvány (kockázatelemzést leíró) 2. részében megadott definíciójához fűzött azon megjegyzés, hogy „e szabvány csak a 0-ás zónát vagy szilárd robbanóanyagokat tartalmazó építményeket veszi figyelembe”, amely azonban a (villámhárító követelményeit ismertető) 3. részben már nem szerepel. Az, hogy a 3. részből hiányzik ez a megjegyzés, teljesen érthető, mert a villámhárító kialakításának a (kiegészítő) szabályait más zónákra is meg kell határozni. Azonban a kockázatelemzés szempontjából a megjegyzés jelentése nem teljesen világos.

Elsőnek az tűnhet fel, hogy a megjegyzés csak 0-ás zónát és szilárd robbanóanyagot említ, a porrobbanás veszélyére utaló 20-ast nem. A 0-ás és a 20-as zóna megkülönböztetése a villámvédelmi kockázatelemzésben nem tűnik logikusnak (a 3. rész például együtt kezeli a 0-ás és 20-as zónát, mindkettőre azonos kiegészítő követelményeket ad), ezért a 20-as zóna említésének hiánya feltételezhetően egyszerű hiba. A kockázatelemzés logikáját követve sejthető ugyan, hogy a megjegyzésnek mi lenne a célja (tehát a szabványalkotó szándéka), de a kurta és szerencsétlen megfogalmazás alkalmatlan annak elérésére. (Félreértések elkerülése végett jegyezzük meg, hogy a szabvány magyar fordítása szó szerint egyezik az eredeti angol szöveggel.) Ezt a fejtegetést ugyanakkor szükségtelen folytatni, mert a 3. rész D. mellékletében azt találjuk, hogy „ha a villámvédelem létesítését illetékes hatóság írja elő, vagy az IEC 62305-2 [MSZ EN 62305-2] szerinti kockázatelemzés eredményeként van rá szükség, akkor legalább II. fokozatú villámvédelmet kell alkalmazni.” Ebből következően - a szabvány 3. részében definiált robbanásveszélyes építményeken – minden esetben legalább LPS II fokozatú villámhárítót kell alkalmazni.

A hangsúly tehát a hatósági előírásra, illetve a robbanásveszélyes építmények 3. részben megadott definíciójára helyeződik, ami az előbb említett, 2. részben szereplő megjegyzést vizsgálatunk szempontjából súlytalanná teszi. Ami a hatósági előírást illeti, az valószínűleg nem változik, tehát továbbra is az „A” és „B” tűzveszélyességi osztályba tartozó építmények tartoznak majd ide, ezen nincs mit elemezni. Az idézett mondat második fele azonban a robbanásveszélyes építmények 3. részben megadott meghatározása miatt úgy értelmezhető, hogy ha a hatósági besorolás szempontjából nem robbanásveszélyes (pl. „C” tűzveszélyességi osztályú) építményen a kockázatelemzésből fakadóan (bármilyen fokozatú) villámhárítót kell kiépíteni, és az építmény tartalmaz (bármilyen és bármekkora) robbanásveszélyes zónát, akkor az építményen legalább LPS II fokozatú villámhárítót kell megvalósítani.

Vegyük észre, hogy ez az értelmezés segít ugyan feloldani a problémát azokban az esetekben, amikor az építménynek csupán kis része robbanásveszélyes, de ennek következménye rendkívül szigorú, mert villámvédelmi szempontból lényegében úgy kell tekinteni, mintha az egész épület robbanásveszélyes lenne! Ez nem életszerű, nem is beszélve arról, hogy ez a szigor nem vonatkozik azokra az esetekre, amikor a kockázatelemzés alapján az építményre (pl. a már említett, „C” tűzveszélyességi osztályú épületre, amelyben van egy „B” tűzveszélyességi osztályú helyiség) nem kerül villámhárító. A védelem tárgyának meghatározását övező bizonytalanságot az is növeli, hogy a robbanásveszélyes építményekre vonatkozó követelményeket a szabvány 3. részének D. melléklete tartalmazza, amely tájékoztató jellegű, vagyis még azok számára sem „kötelező”, akik az MSZ EN 62305 alapján dolgoznak.

Az anyagok, helyiségek és építmények tűzveszélyességi osztályba sorolását a hatályos jogszabály (9/2008. ÖTM rendelettel kiadott OTSZ) értelmében az alábbiak szerint kell elvégezni.

„Fokozottan tűz- és robbanásveszélyes” (jelzése: „A”) tűzveszélyességi osztályba tartozik
a. az a veszélyes anyag és készítmény, amely a kémiai biztonságról szóló 2000. évi XXV. törvény és a végrehajtási rendelete szerint fokozottan tűzveszélyes, vagy tűzveszélyes veszélyességi osztályba sorolt,
b. • az az anyag, amelynek bármely halmazállapotban heves égése, robbanása indító (iniciáló) gyújtásra vagy más fizikai, kémiai hatásra bekövetkezhet,
• az a folyadék, olvadék, amelynek zárttéri lobbanáspontja 21 °C alatt van, vagy üzemi hőmérséklete eléri vagy meghaladja a nyílttéri lobbanáspontját […],
• az a gáz, gőz, köd, amelynek alsó éghetőségi határértéke a levegő térfogatához viszonyítva legfeljebb 10%,
c. az a veszélyességi övezet, helyiség, szabadtér, ahol az a) és b) pontban meghatározott tulajdonságú anyagot előállítják, feldolgozzák, használják, tárolják vagy forgalomba hozzák, és e tevékenység közben az anyagok robbanásveszélyes állapotban fordulnak elő,
d. a 100 m3/h-nál nagyobb összesített névleges teljesítményű, lemezházas gázmérő(k) helyisége,
e. az a helyiség, amelyben nyitott akkumulátorokat helyeztek el (telepítettek) vagy töltenek, és nincs hatékony szellőztetése.

„Tűz- és robbanásveszélyes” (jelzése: „B”) tűzveszélyességi osztályba tartozik
a. az a veszélyes anyag és készítmény, amely a kémiai biztonságról szóló 2000. évi XXV. törvény és a végrehajtási rendelete szerint kevésbé tűzveszélyes veszélyességi osztályba sorolt,
b. • az a por, amely a levegővel robbanásveszélyes keveréket képez,
• az a folyadék, olvadék, amelynek zárttéri lobbanáspontja legalább 21 °C, nyílttéri lobbanáspontja legfeljebb 55 °C, vagy üzemi hőmérséklete a nyílttéri lobbanáspontja alatt van, de nagyobb, mint a nyílttéri lobbanáspont 20 °C-kal csökkentett értéke […], • az a gáz, gőz, köd, amelynek alsó éghetőségi határértéke a levegő térfogatához viszonyítva 10%-nál nagyobb,
c. az a veszélyességi övezet, helyiség, szabadtér, ahol az a) és b) pontban meghatározott tulajdonságú anyagot előállítják, feldolgozzák, használják, tárolják vagy forgalomba hozzák, és e tevékenység közben ezek az anyagok robbanásveszélyes állapotban fordulnak elő,
d. a port vagy kisméretű anyagrészeket elszívó, leválasztó rendszer, porkamra, ha benne az elszívott anyag a levegővel robbanásveszélyes keveréket képez.
A tűzveszélyességi osztályba sorolásnál az alapterületeket az „A” osztályból az „E” osztály felé haladva kell összesíteni, és azt a tűzveszélyességi osztályt kell választani, amelyiknél az összesített alapterületek meghaladják a 40%-ot. A helyiségek, tűzszakaszok, építmények és létesítmények osztályba sorolásánál egyaránt ezt a szabályt kell alkalmazni. Villámvédelmi szempontból a jogszabály kiegészíti az előbbieket azzal, hogy „tűz- és robbanásveszélyes építmény (a továbbiakban: R4 csoport), amelyet jogszabály „A” vagy „B” tűzveszélyességi osztályúnak minősít, ide értve különösen az „A” és „B” tűzveszélyességi osztályú anyagot tartalmazó fémtartályt, vagy az ilyen tűzveszélyességi osztályú gázt szállító kéményt, kürtőt is”.

Robbanásveszélyes zónák: A robbanásveszélyes zóna (övezet) az MSZ EN 60079-10 és MSZ EN 61241-10 szabványok értelmében a robbanóképes közeg előfordulási gyakorisága és időtartama alapján besorolt térség.

Zóna	Leírás
0-ás	Folyamatos, vagy hosszú ideig tartó, vagy gyakori gázrobbanás veszély
1-es	Normál üzem esetén néha, vagy hiba esetén várhatóan, rövid ideig tartó gázrobbanás veszély
2-es	Normál üzem esetén nem valószínű, vagy csak nagyon rövid ideig tartó gázrobbanás veszély
20-as	Folyamatos, vagy hosszú ideig tartó, vagy gyakori porrobbanás veszély
21-es	Normál üzem esetén néha, vagy hiba esetén várhatóan, rövid ideig tartó porrobbanás veszély
22-es	Normál üzem esetén nem valószínű, vagy csak nagyon rövid ideig tartó porrobbanás veszély

Gáznyomás-szabályozó villámvédelme: "ötletes" megoldások eddig is voltak...

A védelem módja
Utalva a jelenleg hatályos OTSZ már említett hiányosságára, vagyis arra, hogy nem mondja meg azt, hogy a robbanásveszélyes környezetben hogyan kell kialakítani a villámhárító részeit, kézenfekvőnek tűnik, hogy a hiátust az MSZ EN 62305 követelményrendszerével töltsük fel (már csak azért is, mert amint az előző cikkben láttuk, a visszavont szabványra történő hivatkozás – a szabványok „egyenértékűségére” vonatkozó fejtegetésünk miatt – fenntartások nélkül nem javasolható).

A robbanásveszélyes környezetre vonatkozóan azonban a régi és az új szabvány között nincs igazán nagy különbség, ami a villámhárító kivitelezésére vonatkozó kiegészítő követelményeket illeti. Ha tehát sikerül eldönteni, hogy milyen fokozatú villámhárítót kell alkalmazni, a villámhárító részeit (felfogó, levezető, földelő stb.) a robbanásveszélyes zónákon belül a két szabvány alapján hasonlóan kell kialakítani, még ha egyes részletek különböznek is. (Pl. az MSZ 274 értelmében a villámcsapás talppontjának legalább 0,5 m-re kellett lennie a zóna határától, az MSZ EN 62305-ben ez 1 m.) Két dologra mégis érdemes kitérni.

Egyrészt a robbanásveszélyes zónák kiterjedését (a zónahatár kibocsátó forrástól mért távolságát) az MSZ 274 önállóan definiálta és legfeljebb 2 méterben maximalizálta. Az új szabvány a zónák határának kijelölésében a vonatkozó szabványokra támaszkodik (MSZ EN 60079-10 és MSZ EN 61241-10). Bár ez egyes feladatoknál a villámhárító részeinek elrendezését jelentősen befolyásolhatja, a tapasztalat szerint villámvédelem létesítésekor a szakemberek az utóbbi időben egyre inkább a robbanásveszélyes zónák határát veszik figyelembe.

Tehát ez a változás a gyakorlatban lényegében megtörtént. A másik, amire érdemes felhívni a figyelmet, az a robbanásveszélyes zóna és a villámvédelmi szempontból védett tér (LPZ 0B) viszonya. E tekintetben ugyan semmilyen változás nem történt, de mert döntően befolyásolja a villámhárító kialakítását, mégis célszerű erről néhány szót ejteni. Mind a régi, mind pedig az új szabvány csupán azt követeli meg, hogy az építmény a villámhárító védett terében (az LPZ 0B-ben) helyezkedjen el, a robbanásveszélyes zónákra azonban nem vonatkozik ez a követelmény. Ebből fakadóan a villámcsatorna akkor is keresztezheti a robbanásveszélyes zónát, ha a villámcsapás talppontja a zónán kívül van, sőt ez a helyzet nemcsak a valóságban („nem szabványosan” viselkedő villámok esetén) következhet be, hanem annak a fizikai modellnek alapján is, amelyre a gördülőgömbös szerkesztés elve épül. Az, hogy ez megengedhető, valószínűleg több okkal is magyarázható.

- Építményen kívül általában nem kell 0-ás, vagy 20-as zóna előfordulásával számolni, a többi zóna esetében viszont a robbanásveszély fennállásának valószínűsége (időtartama, illetve gyakorisága) önmagában nem nagy, a közvetlen villámcsapás és a robbanásveszély egyidejű előfordulása (egymástól független eseményekről lévén szó) ha nem is valószínűtlen, de esélye kicsi.
- A villámcsapás és a robbanásveszély egyidejű előfordulásának valószínűségét az is csökkenti, hogy a villámokat kiváltó zivatartevékenységet általában jelentős légáramlás kíséri, amely a robbanásveszélyes anyagok koncentrációját a levegőben csökkenti, ezáltal a robbanásveszélyt is. (Ezért volt megengedett a robbanásveszélyes zóna határát 2 m-ben maximalizálni – ld.: Horváth Tibor: Villámvédelem. Felülvizsgálók, tervezők és kivitelezők kézikönyve.)
A fenti – ésszerű – okok mellett a szabványnak tekintettel kell lennie az életszerűségre is, márpedig a robbanásveszélyes zónák és a nem védett (LPZ 0A) tér metszésének tiltása gyakran teljesíthetetlen követelményeket eredményezne. Most pedig térjünk vissza ahhoz a kérdéshez, hogy a jelenlegi helyzetben, azaz az OTSZ alkalmazásakor a rendelet hiányosságait hogyan célszerű áthidalni. A villámhárító szerkezeti kialakítására vonatkozóan mindenképp az MSZ EN 62305 kiegészítő követelményrendszerét (MSZ EN 62305-3. D. melléklet) célszerű figyelembe venni, amely – robbanásveszélyes környezetre – legalább annyira egyértelmű, mint korábban az MSZ 274-é volt. Amint arra utaltunk, a gyakorlatban ez lényeges különbséget a megszokott módszerhez képest nem jelent.

Összegzés
Két cikkben tekintettük át a villámvédelem jelenlegi helyzetét, egy-egy speciális területre koncentrálva. A szándék ezúttal nem elvi vagy gyakorlati műszaki megoldások ismertetése volt, hanem annak bemutatása, hogy – különösen az új szabvány megjelenése – új megvilágításba helyezi a műszaki követelményrendszer és a jogi normák kapcsolatát. E kapcsolat változásának következményeként nemcsak egy új szabvány többé-kevésbé újszerű műszaki követelményrendszerét kell elsajátítani, hanem újra kell gondolni azt is, mely esetekben (milyen építmények esetén) milyen módon kell azt alkalmazni. A személyek és a robbanásveszélyes építmények villámvédelme jól szemlélteti ezeket a problémákat, és ezt remélhetőleg sikerült a cikkekkel érzékeltetni.