Villámvédelem

Gondolatok a nem norma szerinti villámvédelemről

2019/4. lapszám | Kruppa Attila |  12 320 |

Figylem! Ez a cikk 6 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

A szakma érdeklődésének középpontjában általában az „új”, MSZ EN 62305 szabvánnyal fémjelzett „norma szerinti” villámvédelem áll. Hajlamosak vagyunk azt gondolni, hogy a régi, MSZ 274 szabványhoz kötődő „nem norma szerinti” villámvédelem régóta változatlan, a szakemberek által jól ismert, és ezért nemcsak hogy nem lehet róla mit mondani, de nem is kell vele foglalkozni. Ha így gondoljuk, valószínűleg tévedünk.

„Régi” és „új”

A villamos szakma az első kiadásban, 2006-ban megjelent MSZ EN 62305 szabványsorozatot az „új” jelzővel illeti, megkülönböztetve ezzel a korábban évtizedeken át érvényben lévő „régi”, MSZ 274-es szabványsorozattól. Ez eleinte teljesen indokolt volt, mára azonban – 13 évvel az MSZ EN 62305 érvénybe lépése és 10 évvel az MSZ 274 visszavonása után – kissé idejétmúltnak tűnik. Nem véletlen azonban, hogy ez a szóhasználat nem kopott ki a szakzsargonból: a „régi” szabványt nem lehetett – és ma sem lehet – egy laza mozdulattal eltörölni, és helyette az „új” szabványt bevezetni. Ennek oka egyrészt az, hogy az „új” szabvány gyökeresen, alapvető szemléletében tér el a „régitől”. Másrészt pedig az, hogy a villámvédelem az építmény egészére vonatkozik, ezért az „új” szabvány követelményrendszerének alkalmazása a „régi” szabvány szerint létesített villámhárítók egyes részeinek javítása, átalakítása során ütközik mind a „régi”, mind pedig az „új” szabvány felfogásával. Az ebből fakadó számos probléma vezetett a „norma szerinti” és a „nem norma szerinti” villámvédelem rendszerének kialakulásához, amely mindmáig kénytelen életben tartani a „régi” szabványt.

Az MSZ 274 keletkezésekor, a múlt század 60-as éveiben kétségkívül előremutató szabvány volt, amely annak idején nemzetközi szinten is megelőzte korát. Az évek során – követve a technika fejlődését és más külső hatásokat (pl. az Európai Unióhoz csatlakozásunkat) – a szabvány több változáson esett át, amelyeket azonban egyre kevéssé lehetett a szabvány eredeti koncepciójába illeszteni. A „régi” szabvány 2001-es, és különösképp az utolsó, a 9/2008. ÖTM rendelet részeként megjelent kiadása már számos, az MSZ EN 62305-ből átvett követelményrészt tartalmaz, amelyek beszúrása – amint azt a továbbiakban indokoljuk is – sokat rontott a használhatóságon. Az építmények és anyagok tűzveszélyességi osztályba sorolásának az 54/2014. BM rendelet (a hatályos Országos Tűzvédelmi Szabályzat) általi megszüntetése, illetve módosítása újabb repedéseket okozott a „régi” szabvány szerkezetén. Az ezeknek a problémáknak a kezelésére irányuló törekvés a Felülvizsgálati TvMI-ben (TvMI 12.2.) és a Villamos TvMI-ben (7.3.) látható, de ma már kijelenthető, hogy a „régi” szabvány alkalmazásának rendszere, azaz a „nem norma szerinti” villámvédelem sürgős és átfogó rekonstrukcióra szorul. A továbbiakban röviden áttekintjük a nem norma szerinti villámvédelem „legfrissebb” változatának, a 9/2008. ÖTM rendelet 3. mellékletében foglaltaknak azokat a legfontosabb elemeit, amelyek alátámasztják előbbi kijelentésünket.

Minek a micsodája?

Nem bonyolódnánk bele abba, hogy a „nem norma szenti” villámvédelem alatt miért a 9/2008. ÖTM rendeletben (pontosabban az annak mellékleteként kiadott OTSZ-ben) foglaltakat értjük, és miért nem az MSZ 274 szabvány 1981-es vagy 2001-es változatát, netán a 2/2002. BM rendeletben megjelenteket. Mindenesetre a hatályos jogi-műszaki szabályrendszer lényegében ezt teszi szükségessé. A 9/2008. ÖTM rendelet mellékleteként megjelent, grandiózus, mintegy 600 oldal terjedelmű Országos Tűzvédelmi Szabályzat 3. mellékletének (részének) III. fejezete tartalmazza a villámvédelemre vonatkozó előírásokat. A terjedelmes jogszabály egyes részei fejezetekre, címekre, pontokra és alpontokra van tagolva. Ennek következtében a kereszthivatkozások a „3. rész III. fejezet ... cím … pontja” formát veszik fel, ami sajnálatosan rontja a követelményrendszer áttekinthetőségét és értelmezhetőségét. Bizonyára erre a bonyolult formára vezethető vissza az is, hogy több helyen pontatlan a kereszthivatkozás. Mondhatjuk persze, hogy ezek csupán formai hibák, de tekintve, hogy a jogszabályok amúgy sem tartoznak a népszerű, közkedvelt és közérthető olvasmányok közé, valószínűleg sokakat elriaszt a tanulmányozástól. Annál is inkább, mert sokan – tévesen – úgy gondolják, hogy nincs nagy különbség a 9/2008. ÖTM rendeletbe foglaltak és az MSZ 274 valamely régebbi kiadása között. Ez közrejátszhatott annak a szerencsétlen helyzetnek a kialakulásában, hogy a manapság születő (nem norma szerinti) villámvédelmi tervekben és felülvizsgálati jegyzőkönyvekben egyre gyakrabban érhető tetten a követelményrendszer helytelen alkalmazása. Mégis, a nem norma szerinti villámvédelem alkalmazási nehézségeit elsősorban tartalmi problémák okozzák.

A besorolás problémái

A rendelet 3. része III. fejezetének 2. címében leírt besorolás módszere értelemszerűen igazodott a keletkezésekor érvényes jogi-műszaki szabályrendszerhez, melynek lényeges eleme volt az építmények tűzveszélyességi osztályba sorolása. Az építmény tűzveszélyességi osztályát a villámvédelmi besorolásnál a tervezőnek, illetve felülvizsgálónak ugyanúgy bemenő alapadatként kellett figyelembe vennie, mint pl. az építmény magasságát. Hiánya esetén nem állapítható meg, hogy az épület mely rendeltetési csoportba tartozik. Mivel azonban az 54/2014. BM rendelet megszüntette az építmények tűzveszélyességi osztályba sorolását, a 9/2008. ÖTM rendelet (és a megelőző MSZ 274-2 szabványok) rendeltetés szerinti besorolása alkalmazhatatlanná vált. (A pontosság kedvéért jegyezzük meg, hogy valójában nem a tűzveszélyességi osztály hiánya, hanem az ehhez tartozó eljárási rend hiánya okozza az igazi problémát.) A Felülvizsgálati TvMI és a Villamos TvMI együttes használatával mára kezelhetővé vált ez a helyzet, de tapasztalható és érthető, hogy a szakemberek döntő többsége elveszíti a fonalat.

A besorolás problémái folytatódnak a magasság szerinti csoportosításnál. Ugorjuk át a 3. rész III. fejezete 2. címének 3.2. pontját (amely a toronyszerű épületrészekkel rendelkező építmények magasságának megállapítására meglehetősen furcsa szabályt ad), és nézzük meg a 3.4. és 3.5. pontokat. Az itt említett „egyenértékű terület” egyértelműen az MSZ EN 62305-re utal (bár a szabvány jelzete hibásan van megadva), ami önmagában is pikáns, hiszen a „nem norma szerinti” és a „norma szerinti” villámvédelem egyfajta keresztezését jelenti. (És egyúttal azt is feltételezi, hogy a 9/2008. ÖTM rendelet alkalmazója tisztában van az egyenértékű terület meghatározásának MSZ EN 62305-2-ben leírt módjával…) Ennél csak az pikánsabb, hogy az egyenértékű terület 3.4. pontjában említett számítás elvileg ugyan lehetséges, de az MSZ EN 62305-2 alkalmazása során sem szükséges. (Mert a magas környezet tényét nem számítás, hanem a tervező többé-kevésbé önkényes döntése határozza meg, az MSZ EN 62305-2 tájékoztató jellegű az A. mellékletének A.1. táblázata alapján.) Következésképp a 9/2008. ÖTM rendelet alapján a magas környezet becsapási veszélyt csökkentő hatása elméletileg nem vehető figyelembe – ami a gyakorlat szempontjából nyilván indokolatlan.

Az előbbiekhez képest talán kevésbé szembetűnőek a másodlagos hatások szerinti besorolás (3. rész III. fejezet 2. cím 8. pontja) problémái. A csoportokhoz tartozó leírások kevés konkrétumot tartalmaznak, ami eleve jelentős bizonytalanságot okoz. Annál az egyetlen pontnál pedig, ahol egzakt érték van megadva, a 3. rész III. fejezete 2. címnek 8.2. ca) pontjában, az érték rosszul lett kiválasztva. Itt ugyanis az áll, hogy a H3 csoportba azok az építmények tartoznak, ahol „a villamos berendezések szigetelési szintje miatt csak 1000 V-nál nagyobb túlfeszültség okozhat sérülést”. A gond az „1000 V” értékkel van, amely kisebb, mint az MSZ HD 60364-4-443 alapján a legérzékenyebb, I-es lökőfeszültség-állósági osztályhoz tartozó 1,5 kV. (Csak emlékeztetőül: a lökőfeszültség-állósági osztályokhoz tartozó értékek VI-től I-ig sorra 6 kV – 4 kV – 2,5 kV – 1,5 kV.) Mivel a H3 csoport után még van két érzékenyebb csoport (H4 és H5), ez azt feltételezi, hogy azokba olyan építmények tartoznak, amelyekben már kisebb túlfeszültség is képes sérülést okozni, azaz a villamos berendezés lökőfeszültség-állósága még az 1 kV-ot sem éri el. Ez így kissé logikátlan – már amennyiben nem az volt a cél, hogy minden olyan építményt, amely villamos berendezést tartalmaz, legalább H3-ba kelljen sorolni. (Viszont ha ez volt a cél, azt egyszerűbben is meg lehetett volna fogalmazni…) Ami a H4 és H5 csoporthoz tartozó leírást illeti, furcsaságokat ott is találhatunk (gondoljunk példaképp a „létfontosságú szolgáltatások, különösen szellőzés” mondatrész jelentésére), de ezek elemzésétől eltekintünk, hogy a villámhárítónak a jogszabály 3. része III. fejezetének 3. címében részletezett műszaki követelményeit vehessük szemügyre.

A villámvédelem kialakításának kérdései

A 3. rész III. fejezet 3. címe a villámvédelem fokozatának meghatározásával indít, melyet az építmény előbb említett besorolása alapján kell elvégezni. Így a besorolás és a fokozat meghatározása együttesen ugyanazt a szerepet látja el, mint a norma szerinti villámvédelemben a kockázatkezelés: ennek alapján állapíthatjuk meg, hogy egy adott építmény esetében milyen villámvédelmi intézkedések megtételére van kötelezettség. A fokozatok meghatározásának táblázatos módszere világos és egyértelmű, azzal kapcsolatban nem nagyon lehet kifogásunk. A lényegi kérdések az egyes fokozatokhoz tartozó kialakítási követelményekkel kapcsolatban merülnek fel.

Az első és talán legfontosabb dilemma rögtön a felfogókra vonatkozó követelményeknél, a V2 fokozatnál jelenik meg. A szabvány első változatainak kidolgozásakor a szabványalkotót bizonyára az a szándék vezérelte, hogy egyes építményeken ne kelljen túlbonyolítani a villámvédelmet. Bár ez a szándék helyes, az már vitatható, hogy ez a V2 fokozatra vonatkozó – az MSZ 274 fizikai szemléletétől teljesen elszakadó – követelményekben jelenik meg. (Például lehetett volna úgy is dönteni, hogy ezekre az építményekre egyáltalán nem kell villámhárítót szerelni.) Ami végképp megkérdőjelezi a V2 fokozat létjogosultságát – legalábbis 2019-ben, tehát az időben visszafelé tekintve –, az az általa okozott, a „nem norma szerinti” villámvédelem egészére kiható, máig fennálló értelmezési probléma. Ugyanis a V3–V6 fokozatoknál egyértelműen meghatározható a védett tér (mai fogalmainkkal az LPZ 0_B) határa, és ennek következtében lehetőség van arra, hogy egyértelmű különbséget tegyünk a villámcsapás felfogására és a villámáram levezetésére szolgáló részei, azaz a villámhárító felfogója és levezetője között. V2-nél ez nincs így, és ennek következménye, hogy a szakma a villámhárító egyes (a tetőn lévő), a villámáram levezetésére (nem pedig felfogására) szolgáló részeinél is a felfogóra, nem pedig a levezetőre vonatkozó követelményeket kezdte el alkalmazni. Erre az értelmezésre egyébként az is rásegített, hogy a 3. rész III. fejezete 3. címének 4.3.4.1. és 4.3.4.2. pontjában (ugyanúgy, ahogy a jogszabály elődjében, az MSZ 274-ben is) megjelenik a felfogókat „összekötő vezetők” fogalma. Ezek nem felfogóvezetők és nem levezetők, így a kialakításukra vonatkozó ellentmondásos követelmények jelentősen kikezdték a szabályrendszer következetességét.

„Szép” példa a V3 felfogóhoz kapcsolódó levezető kialakítására. A nem norma szerinti villámvédelemben a levezető helyzetének fokozata a körítőfalak K1–K3 besorolásától függ. Ez esélyt sem ad arra, hogy a tetőn lévő, a felfogórúd védett terében lévő (következésképp biztos, hogy nem felfogóként szolgáló) vezetők elhelyezésére vonatkozó követelményt észszerűen lehessen megállapítani. Itt sem sikerült.

Ki ne érezné magát biztonságban a legnagyobb zivatar idején is ebben a V2 felfogóval rendelkező kilátóban? Már csak azért is, mert az MSZ EN 62305 alapján a felfogórúdhoz kapcsolódó levezetőt akár közvetlenül a faszerkezethez is rögzíthetnénk, ez tehát láthatólag egy „sokkal biztonságosabb” megoldás.

Továbbolvasva a 9/2008. ÖTM rendeletet, a levezető kialakítására vonatkozó követelmények között is találhatunk érdekességeket. Így – a V2-höz hasonlóan – az L2 fokozat (egyetlen levezető) alkalmazásának létjogosultsága is megkérdőjelezhető, mert az egyetlen levezető sérülése a (külső) villámvédelem egészének működésképtelenségét okozza. Az persze „ízlés dolga”, hogy megengedhetőnek tartjuk-e egy olyan védelmi rendszer létesítését, amely már egyetlen hiba (az egyetlen levezető szakadása) esetén elveszti funkcióját. (Ráadásul a villámhárítónak ez a fajta kialakítása korábban jellemzően 9 – ma 6 – éves felülvizsgálati időközzel párosult, azaz a hiba kijavításáig hosszú idő is eltelhetett.) Kétségtelen azonban, hogy ennek a kérdésnek a súlya kisebb, mint az előzőekben felvetett problémáké, úgyhogy lépjünk is tovább.
Ami a földelőkre vonatkozó követelményeket illeti, nem is annyira a tényleges kialakításra vonatkozó követelményekkel, mint inkább a 3. rész III. fejezetének 6. táblázatával van a gond. A talajtípusok itt megadott fajlagos ellenállása elfogadható pontosságú ugyan, de az vitatható, hogy (a földelő „r”-rel jelölt fokozatainál) a földelő megkövetelt földelési ellenállását szabad-e erre támaszkodva megállapítani. Egyrészt a talaj felső, néhány m-es részének anyagi összetétele és ellenállása a mélység függvényében általában gyorsan változik, akár szélsőséges értékek között is. Másrészt a (nagyobb) építmények alapozási munkálatai során a talaj felső rétegeit statikai vagy egyéb okból gyakran cserélik vagy feltöltik. Így az eredeti, helyben képződött talaj fajlagos ellenállása még akkor sem feltétlenül meghatározó, ha azt a talajmunkák megkezdése előtt méréssel, nem pedig a táblázat alapján állapítottuk meg. Mondhatjuk persze erre, hogy fölösleges ez a szőrszálhasogatás, de a táblázatban egy adott talajtípushoz (pl. „kavicsos talaj”-hoz) tartozó értékek között tízszeres különbség is lehet, és ez a földelő ellenállására vonatkozó határértékben is ugyanígy jelenik meg – ami érdemben befolyásolhatja a felülvizsgálat eredményét is.

A 9/2008. ÖTM rendeletben láthatóan akad szép számmal olyan követelmény, amely megkérdőjelezhető vagy vitatható, a legfurcsább részekkel azonban mégiscsak a belső villámvédelemre vonatkozó követelményeknél szembesülhetünk. A B2e–B4e fokozatok leírásánál azt találjuk, hogy a villamos rendszerek „elektromágneses villámimpulzus elleni védelméről” gondoskodni kell, és annak méretezése során „a III–IV. [illetve értelemszerűen II. vagy I.] védelmi szintnek megfelelő villámparamétereket kell számításba venni”. A kevésbé tájékozottak hiába is próbálják a 9/2008. ÖTM rendeletből megtudni, hogy ezek vajon mit jelenthetnek, ugyanis nincs utalás arra, hogy az itt leírtak bizony az MSZ EN 62305-4 szerinti villámimpulzus elleni védelmi intézkedések (SPM) alkalmazását követelik meg, az MSZ EN 62305-1-ben ismertetett LPL I–IV. védelmi szinteknek megfelelő villámparaméterekkel. Kissé talán különös, hogy miközben itt a „nem norma szerinti” villámvédelmet elemezzük, ismét azzal szembesülünk, hogy bizony a „norma szerinti” villámvédelem követelményrendszerének egyes részei fel-felbukkannak. Azok számára, akik ismerik az MSZ 274 szabvány múltját, ez nem meglepő. A villámimpulzus elleni védelmet (és annak részeként a ma már közismert fogalommal villámvédelmi zónakoncepciónak nevezett elvet) a Magyarországon 1997-ben bevezetett MSZ IEC 1312 szabvány tárgyalta először, és az erre való hivatkozásokat láthatjuk az MSZ 274 2001-es módosításában is. Ha ehhez hozzátesszük, hogy az MSZ IEC 1312-t 2006-tól az MSZ EN 62305-4 váltotta le, rögtön érthetővé válnak a B2e–B4e fokozatoknál leírtak. Egyúttal pedig kezdjük bizonytalanul érezni magunkat, hogy akkor itt most lehet-e még élesen elkülönülő „norma szerinti” és „nem norma szerinti” villámvédelemről beszélni…

A nem norma szerinti villámvédelem követelményrendszerének értelmezési problémái a felújításoknál, sőt – épületek bővítése esetén – új építkezéseknél is megjelennek. Attól valószínűleg nem égne le több épület, ha a nem norma szerinti villámvédelmet úgy módosítanánk, hogy a levezetők helyzetfokozatát az MSZ EN 62305-höz hasonlóan lehessen megállapítani.

A leírtak talán már elegendőek annak meggyőző szemléltetésére, hogy a 9/2008. ÖTM rendelet villámvédelmi követelményrendszere, azaz lényegében a „nem norma szerinti” villámvédelem nem tökéletes és nem változatlan – és akkor még nem is foglalkoztunk azokkal a részekkel, amelyek a rendeletből hiányoznak (ld. keretes írás). Ebben a helyzetben adódik a kérdés, hogy mihez kezdjünk a „nem norma szerinti” villámvédelem láthatólag egyre ingatagabb rendszerével.

Hogyan tovább?

Azt már megállapítottuk, hogy a „nem norma szerinti” villámvédelem közel sem egy olyan változatlan rendszer, mint amilyennek sokan gondolják. Az MSZ 274 megalkotói folyamatosan törekedtek a technika fejlődésének követésére, a szabvány korszerűsítésére, és ennek eredményeként a ’90-es évek közepétől a ma MSZ EN 62305-ként ismert szabványsorozat egyes részei is beépültek a szabványba, annak utolsó változataként pedig a 9/2008. ÖTM rendeletbe is. Időközben azonban a 9/2008. ÖTM rendeletben leírtak – az épületek tűzveszélyességi osztályba sorolásának megszűnése miatt – is kiegészítésre szorultak. Ezek azonban csak a követelményrendszer szövegében kimutatható változások, amelyek csupán kisebb részét teszik ki a lényegi változásoknak: aki ma olvassa az MSZ 274 valamely kiadását, a 2/2002. BM vagy a 9/2008. ÖTM rendeletet, az óhatatlanul összehasonlítja az MSZ EN 62305-tel, és ebből a nézőpontból bizony élesen kirajzolódnak olyan problémák, amelyek az új szabvány megjelenése előtt lényegében nem léteztek. Senkit nem zavart a felfogó V2 fokozatának értelmezési problémája. Senkit nem ejtett gondolkodóba, hogy tényleg kell-e a levezető és az éghető anyagú fal között távolságot tartani. A cikkben leírtak elsősorban arra kívántak rámutatni, hogy nemcsak a követelményrendszer változott, hanem mi is.

A nem norma szerinti villámvédelmi terveken és a felülvizsgálati jegyzőkönyveken egyre gyakrabban érhető tetten a bizonytalanság: a szakemberek tapasztalhatóan nem képesek követni, hogy az MSZ 274 vagy a 2/2002. BM vagy a 9/2008. ÖTM melyikét kellene munkájukhoz alapul venni, és ahhoz – a tényleges alkalmazhatóság érdekében – hogyan kellene a Felülvizsgálati vagy éppen a Villamos TvMI-t, netán az MSZ EN 62305-öt, vagy az MSZ 50164 szabványsorozat utódját, az MSZ EN 62561-et felhasználni. Ráadásul a „norma szerinti” és a „nem norma szerinti” villámvédelem egyes látványos ellentmondásai (pl. hogy az egyiknél megengedett a levezető éghető anyagba ágyazása, a másiknál nem) nemcsak elbizonytalanítják a szakembereket, de a társszakmák képviselőinek és a laikusoknak a szemében is aláássa a szakterület komolyságába vetett hitet. Ez rendkívül kedvezőtlen a villamos szakma egészének megítélése szempontjából.
A „nem norma szerinti” villámvédelem megszüntetésére egyelőre nem érett a helyzet. Kétségtelenül vannak olyan szituációk – jellemzően a meglévő építmények „nem norma szerinti” villámvédelmének átalakítása –, amelyek a „norma szerinti” villámvédelem követelményeinek vaskalapos értelmezésével kezelhetetlenek, és ilyenkor jól jön a „nem norma szerinti” villámvédelem alkalmazásának lehetősége. Az azonban elvárható lenne, hogy a „nem norma szerinti” villámvédelmet egyetlen, áttekinthető és egységes szerkezetű anyag ismertesse, amely lehetőség szerint mentes a szövegszerkesztési hibáktól. És amely esetleg tehetne egy lépést abba az irányba, hogy távlatilag megszüntessük a „norma szerinti” és a „nem norma szerinti” villámvédelem kettősségét…

JogszabályokVillámvédelem

---