Non si scherza sui temporali, perché rappresentano un pericolo enorme. Ogni tanto sentiamo parlare di eventi drammatici legati ai fulmini. Il più delle volte, questi si verificano in spazi aperti, dove è difficile trovare riparo, ma spesso le scariche colpiscono gli edifici, distruggendoli, rappresentando un rischio enorme per le abitazioni. Per prevenire questo problema, vengono installati sistemi di protezione contro i fulmini.
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I sistemi di protezione contro i fulmini non proteggono solo dalle fulminazioni dirette, ma anche dalle sovratensioni atmosferiche che possono causare danni costosi agli impianti elettrici e ai dispositivi elettronici. L'argomento è molto serio, quindi gli dedicheremo un articolo approfondito, evidenziandone gli aspetti più importanti. In primo luogo, considereremo quali edifici richiedono un sistema di protezione contro i fulmini e perché la progettazione del sistema di protezione contro i fulmini è così importante in un determinato luogo. Successivamente, passeremo ad altri concetti importanti: il calcolo dell'indice di pericolosità da fulmine secondo la norma PN-EN 62305-2, la messa in sicurezza di un edificio con un LPS esterno e un'installazione interna, il livello di protezione LPL e la classe LPS nel contesto delle norme di legge, il calcolo del luogo di installazione dei terminali d'aria e le normative e gli standard vigenti per i sistemi di protezione contro i fulmini. Vi invitiamo a leggere!
In quali edifici è obbligatoria l'installazione di una protezione contro i fulmini?
I sistemi di protezione contro i fulmini , comunemente noti come parafulmini, sono installati su molti edifici, soprattutto dove tale obbligo è previsto. Dipende da molti fattori, come il tipo di edificio, la sua altezza, la sua destinazione d'uso e la sua ubicazione. Pertanto, quando si installa un sistema di protezione contro i fulmini, è fondamentale tenerne conto. La legge polacca (Regolamento del Ministro delle Infrastrutture del 12 aprile 2002 sui requisiti tecnici che gli edifici e la loro ubicazione devono soddisfare) stabilisce che un sistema di protezione contro i fulmini è obbligatorio per gli edifici particolarmente esposti ai fulmini, che potrebbero di conseguenza causare conseguenze tragiche per la salute umana, l'ambiente e i beni materiali. L'installazione di un sistema di protezione contro i fulmini deve quindi tenere conto di queste linee guida, pertanto è fondamentale rispettare i requisiti tecnici che deve soddisfare.
Tenendo conto di ciò, intendiamo strutture industriali e di stoccaggio, in particolare quelle in cui vengono stoccati materiali infiammabili. Si tratta anche di edifici con ampie superfici di copertura esposte ai fulmini. Questo vale anche per gli edifici residenziali alti oltre i 20 metri, gli edifici di pubblica utilità (scuole, ospedali, uffici, ecc.) e gli edifici storici e di pregio che, per il loro valore, richiedono una protezione speciale.
Come calcolare correttamente l'indice di pericolosità dei fulmini per la norma PN-EN 62305-2?
Affinché la protezione contro i fulmini sia efficace, non solo deve essere installata correttamente, ma anche selezionata in base al rischio di fulminazione. A tal fine, è necessario calcolare correttamente l'indice di pericolosità da fulmine (LRI) previsto dalla norma PN-EN 62305-2. L'indice di pericolosità da fulmine (LRI) è il parametro più importante che consente di determinare se un determinato edificio necessita di un sistema di protezione contro i fulmini e, in tal caso, quale livello di protezione debba essere utilizzato. La norma PN-EN 62305-2 descrive in dettaglio la metodologia per il calcolo di questo indice. A tal fine, è necessario tenere conto di diversi fattori chiave. Uno di questi è, naturalmente, il tipo e l'altezza dell'edificio. Più sono alti, maggiore è il rischio di fulminazione. Lo stesso vale per la superficie. Più è grande, maggiore è il rischio di fulminazione pericolosa.
Un altro parametro è l'ubicazione degli edifici, poiché quelli situati in aree ad alta densità di scariche elettriche sono più vulnerabili alle scariche elettriche. Ad esempio, stiamo parlando di edifici situati in posizione elevata. Anche la destinazione d'uso dell'edificio è un fattore estremamente importante, poiché quelli in cui vivono molte persone o sono immagazzinati materiali pericolosi richiedono un livello di protezione più elevato. Anche gli elementi strutturali e i materiali utilizzati per costruire l'edificio sono altrettanto importanti, poiché possono influire sul rischio maggiore durante un temporale. Gli oggetti metallici sono particolarmente esposti a questo rischio.
La norma PN-EN 62305-2 contiene numerose tabelle e formule dettagliate. Queste possono essere utilizzate per calcolare l'indice di pericolosità da fulmini. Considerando fattori quali posizione, altezza e superficie del tetto, è possibile calcolare la probabilità che un fulmine colpisca un edificio (N). Un altro valore è la valutazione del danno potenziale (L), che tiene conto della destinazione d'uso dell'edificio e del tipo di materiali in esso contenuti. Su questa base, l'indice di pericolosità (R) può essere calcolato utilizzando la formula: R = N x L, dove R è il livello di rischio, che consente di adattare il grado di protezione contro i fulmini.
Protezione adeguata dell'edificio con LPS esterno e installazione interna
Per proteggere efficacemente un edificio dagli effetti di un fulmine, è necessario utilizzare un sistema di protezione dai fulmini completo, composto da un sistema esterno (LPS - Lightning Protection System) e da un sistema interno. Il primo di questi, il sistema di protezione dai fulmini esterno (LPS), è costituito dai seguenti elementi:
- Terminatori d'aria: intercettano le scariche dei fulmini; possono essere costituiti da uno schema di spire verticali, orizzontali o combinate;
- Conduttori di discesa - convogliano la corrente di fulmine dai terminali aerei agli elettrodi di messa a terra. Il ruolo dei conduttori di discesa è quindi estremamente importante in questo caso;
- Dispersori di terra parafulmini : conducono la corrente del fulmine a terra. Si distinguono dispersori verticali, che sono barre conficcate nel terreno, e dispersori orizzontali, che sono strisce di rame interrate.
L'installazione esterna è estremamente importante, in quanto è esposta in prima linea nella lotta contro i fulmini. Tuttavia, non funzionerà correttamente senza l'installazione interna, che include:
- Scaricatori di sovratensione: proteggono le reti elettriche e gli impianti elettronici dalle sovratensioni causate dai fulmini;
- Schermatura e messa a terra: questi elementi riducono il rischio di danni agli impianti elettrici. La questione della messa a terra è quindi altrettanto importante quanto i limitatori menzionati in precedenza. La messa a terra è quindi la base di ogni installazione.
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Livelli di protezione LPL e LPS e standard legali per gli impianti di protezione contro i fulmini
Il livello di protezione contro i fulmini (LPL) e la classe del sistema di protezione contro i fulmini (LPS - Lightning Protection System) definiscono i requisiti relativi al sistema di protezione contro i fulmini secondo la norma PN-EN 62305. Per quanto riguarda l'LPL, possiamo definire quattro livelli di protezione contro i fulmini, da LPL I a LPL IV.
Il primo - LPL I - indica il livello di protezione più elevato, raccomandato per edifici con fulmini molto elevati. Seguendo questa linea, LPL II si applica agli edifici ad alto rischio, LPL III a rischio moderato e LPL IV a rischio basso.
La classe del sistema di protezione contro i fulmini LPS specifica requisiti tecnici dettagliati per i componenti del sistema. Elenchiamo la classe I, che richiede requisiti elevati e l'impiego delle tecnologie e dei materiali più avanzati, e le classi inferiori - II, III e IV - che richiedono requisiti tecnici inferiori. Tuttavia, devono sempre essere adattate al livello di protezione.
Come calcolare la posizione di installazione dei terminal aerei?
La posizione dei terminal è di fondamentale importanza per l'intero impianto, quindi deve essere calcolata correttamente. A tal fine, è necessario tenere conto di fattori quali il tipo di edificio, il tipo di terminal e la distanza tra i terminal.
Nel caso del primo parametro - la tipologia di edificio - si tratta di posizionare correttamente i terminali d'aria, ovvero in modo tale da coprire l'intera superficie dell'edificio, garantendo così la protezione della struttura. Nel contesto del successivo aspetto - la tipologia di terminale d'aria - è importante sapere che possono essere verticali, ad esempio a palo, o orizzontali, come un parafulmine . Il problema è la loro selezione, che dipende dalla forma del tetto e dalle specifiche dell'edificio. Altrettanto importante è la questione della distanza tra i terminali d'aria. Secondo la norma PN-EN 62305, le distanze devono essere selezionate con precisione, in modo che nessun punto del tetto si trovi al di fuori della zona di protezione. Ciò significa di fatto che i terminali d'aria devono essere posizionati a distanze appropriate. Quando si tratta di edifici con un basso livello di rischio (come LPL IV), non possono essere superiori a 10-15 m. Nel caso di un livello di rischio più elevato, queste distanze devono ovviamente essere ancora inferiori.
Vale la pena mostrare alcuni calcoli di esempio, che approfondiranno ulteriormente questo argomento. Consideriamo un edificio di 30x40 metri con tetto piano. Il livello di protezione LPL III in questo caso richiede che la distanza tra i terminali di atterraggio sia di 10 metri. Pertanto, devono esserci 4 terminali di atterraggio sul lato più lungo del tetto per coprire l'intera lunghezza. I calcoli sono quindi i seguenti: 30 m/10 m = 3. Sul lato più corto, dobbiamo posizionare 5 terminali di atterraggio, quindi 40 m/10 m = 4. Questo dà un totale di almeno 20 terminali di atterraggio.
Norme e regolamenti vigenti per gli impianti di protezione contro i fulmini PN-EN 62305
Per un quadro completo dell'argomento, è opportuno conoscere nel dettaglio anche le attuali normative e norme relative al sistema di protezione contro i fulmini PN-EN 62305. Questa norma si compone di quattro parti: PN-EN 62305-1 (Principi generali di protezione contro i fulmini), PN-EN 62305-2 (Gestione del rischio e calcolo dell'indice di pericolosità da fulmini), PN-EN 62305-3 (Protezione fisica di edifici e impianti), PN-EN 62305-4 (Protezione dei dispositivi elettronici negli edifici).
Conoscendo queste norme, è importante conoscere anche i requisiti chiave per la progettazione e l'installazione dell'impianto, non solo in conformità alla norma PN-EN 62305, ma anche alle normative edilizie applicabili. Ciò vale anche per materiali e componenti, come terminali d'aria, calate e messa a terra. Tutti questi elementi devono soddisfare specifici requisiti di qualità e dimostrare un'impeccabile resistenza alla corrosione. È inoltre importante ricordare le ispezioni e la manutenzione regolari per garantire l'efficacia e l'affidabilità a lungo termine dell'impianto di protezione contro i fulmini.
Va inoltre ricordato che il Regolamento del Ministro delle Infrastrutture del 12 aprile 2002 sui requisiti tecnici che gli edifici e la loro ubicazione devono soddisfare è stato leggermente modificato. Questo aggiornamento è stato effettuato in risposta alle modifiche degli standard tecnici in materia di protezione contro i fulmini. Le disposizioni che modificano il regolamento riguardano l'uso di materiali e tecnologie moderni, come nastri e fili di terra, che devono essere realizzati con materiali ad alta conduttività. Il regolamento contiene anche informazioni sull'aumento della frequenza delle ispezioni e della manutenzione.
Ci auguriamo che abbiate appreso le nozioni più importanti sulla sicurezza e sui requisiti legali per gli impianti di protezione contro i fulmini. L'argomento è estremamente importante, quindi vale la pena conoscerlo a fondo.
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