Külső villámvédelem

A közvetlen villámcsapás elleni védelem berendezéseit több szempont szerint csoportosíthatjuk. Elhelyezése szerint épületre szerelt – ilyennel bárhol találkozhatunk – illetve az építménytől független védelemről beszélhetünk – ez utóbbi inkább az ipari területekre jellemző. A villámhárító lehet természetes, melynél az épület különben is meglévő szerkezeteit használjuk fel, vagy mesterséges, melynél a villámhárító berendezés részei csakis a villámhárítás célját szolgálják. A külső villámvédelmi berendezés legfontosabb részei a felfogó, a levezető és a földelő. A felfogó legfontosabb szerepe a villámcsapás felfogása. A földelő a villámáram szétterjesztését szolgálja a földben. A levezető köti össze a két részt.

Felfogó

A felfogó feladata, hogy megóvja a védett épületet a villám hő- és mechanikai hatásától. A villámcsapások felfogásával csökkentse a villámáram épületbe hatolásának valószínűségét. Ha a tetőn rendeltetésszerű személyi jelenléttel kell számolni (pl. tetőterasz), akkor biztosítsa az ott tartózkodók közvetlen villámcsapás elleni védelmét.

A felfogó általában az épület tetején helyezkedik el, de magas épületek esetén az oldalirányú villámcsapások elleni védekezés érdekében homlokzati elhelyezés is szükséges lehet. Elhelyezése szerint a felfogó lehet az épületre szerelt, vagy építménytől független. Felfogó lehet olyan fémszerkezet is, amely eredetileg nem villámvédelmi célokat szolgál, de alkalmas a felfogó szerepének ellátására is. Az épület különben is meglévő szerkezeteit használjuk fel hozzá. És lehet mesterséges fémszerkezet, amelyet kifejezetten abból a célból létesítenek, hogy ellássa a villámvédelmi felfogó feladatát. Az épület felfogóját mesterséges és természetes felfogók kombinációja is alkothatja.

A felfogó általában az épület tetején kerül elhelyezésre, de az épület oldalán kialakított felfogó esetén a felfogórúd helyzete vízszintes is lehet. A felfogót alkotó felfogórudak és felfogóvezetők elhelyezése olyan legyen, amellyel biztosítható, hogy az épület a védett térbe essen. Magas – 60 méternél nagyobb – épületeknél az oldalfalon is szükséges felfogót kialakítani.

Ha a tető nem éghető anyagú, akkor a felfogók közvetlenül a felületén helyezhetők el. Éghető anyagú tetőnél 10 cm távolság tartása szükséges, nádtetőnél viszont 15 cm. A villámáram eloszlatásának érdekében a védendő épületen rögzített felfogó részeit össze kell kötni a tetőn. A felfogó rögzítése olyan legyen, hogy ellenálljon a szél- és hóterhelésnek, valamint a villámáram levezetésekor fellépő erőhatásoknak.

Természetes felfogóként használhatók az épület részét képező vezetőképes anyagok. Ilyenek pl. a fém tetőburkolatok, szellőző kürtők, csővezetékek. Az épületet fedő fémlemez akkor lehet természetes felfogó, ha a folytonossága tartósan biztosított (pl. keményforrasztással, hegesztéssel, csavarozással vagy szegecseléssel), és a villámcsapás hatására átlyukadás vagy veszélyes felmelegedés nem következik be. Ezt anyagtól függően 4-7 mm vastag lemez már biztosítani tudja.

A nem fémből készült kéményeknek a védett térrészben kell lenniük. Az antennák a tartó-szerkezetükkel és csatlakozó vezetékükkel együtt szintén a védett térrészben legyenek, és a villámhárító elemeitől mért távolságuk nagyobb legyen a veszélyes megközelítési távolságnál.

Levezető

A levezető vezeti le a villámáramot a felfogótól a földelőhöz. Feladata a felfogó és a földelő összekötése, és ezzel a villámáram biztonságos levezetése, a villámáram eloszlatása, illetve a másodlagos kisülések elleni védelem a veszélyes megközelítés távolságának betartásával. Úgy kell kialakítani, hogy a villámáram számára a lehető legkisebb impedanciájú utat biztosítsa a föld felé. Ezt a gyakorlatban rövid, párhuzamos és lehetőleg függőleges áramutak kialakításával érik el. Az épület kerülete mentén pedig szimmetrikusan és egyenletesen helyezik el a levezetőket, lehetőleg az épült sarkain.

A levezetőnek el kell viselnie a villámáram dinamikus hatását (rossz kialakítás esetén a villám le is tépheti a helyéről), a villámáram hőhatását úgy, hogyne okozhasson tüzet, és az időjárási igénybevételeket; pl. szélnyomás, hó. A dilatációs hely a hőtágulás okozta hossz-változás káros hatásának kiküszöbölését szolgálja. A levezetők száma épületenként nem lehet kevesebb kettőnél. Ha a felfogó hálószerűen elrendezett vezetőkből kerül kialakításra, akkor a felfogóháló minden felfüggesztési pontján legalább egy levezető kialakítása szükséges. A mesterséges levezető olyan fémszerkezet, amelyet kifejezetten abból a célból alakítanak ki, hogy ellássa a villámvédelmi levezető feladatát. Készülhet rézből, alumíniumból, valamint horganyzott vagy rozsdamentes acélból.

Ha a fal nem éghető anyagú, akkor a levezetők közvetlenül annak felületén is elhelyezhetők. Ha a fal éghető anyagú, és a levezető hőmérsékletnövekedése veszélyes mértékű lehet, akkor 10 cm távolságot kell tartani köztük, de a vezetéktartók közvetlenül érintkezhetnek a fallal.

Földelő

A földelő a villámhárítónak az a része, amely közvetlen érintkezésben van a talajjal, és amelynek feladata, hogy a villámhárító által felfogott és levezetett villámáramot anélkül oszlassa szét a talajban, hogy az a környezetre (személyekre, tárgyakra) veszélyt jelentene. A földelő feladatai, hogy a villámáramot levezesse a földbe, segítse a potenciálkiegyenlítést a levezetők közt, és előzze meg a veszélyes lépésfeszültség kialakulását. Villámvédelmi szempontból az érintésvédelmi földelővel közös földelő kialakítása célszerű.

A földelő helyét az épületek be- és kijáratától biztonságos távolságban kell megválasztani. A szabadon megközelíthető földelési helyeken gondoskodni kell a veszélyes érintési és lépésfeszültség elleni védekezésről. Ügyelni kell a földelő és a talajszint alatti közművek és nagyobb fémtárgyak közötti megfelelő távolságra.

A földelőt olyan módon kell kiépíteni, hogy kivitelezés közben ellenőrizhető legyen. A később eltakarásra kerülő részek felülvizsgálatát az eltakarás előtt el kell végezni. Lehetőleg természetes földelőt alkalmazzunk (pl. a betonalap vasalatát, ha megfelel a célnak). A betonalap-földelő a védendő építmény alatti betonalap megfelelően kialakított vasalata, amelyet minden oldalról legalább 5 cm betonréteg fed. A betonalap-földelőnek mindenképpen a vízszigetelés alatt kell elhelyezkednie.

Forrás: Zalavári András (villámvédelem)