Plechové střechy versus účinky blesku

Od zákazníků často slyšíme: „Proč vlastně dochází ke škodám na majetku, když projektová dokumentace a instalace hromosvodu odpovídá českým normám?“

Je to velice jednoduché:

• Bleskový výboj je reprezentován vzájemným působením extrémních proudů a vysokých napětí přenášejících značné energie, které se často v zasaženém objektu mění na teplo.
• Soubor českých technických norem ČSN EN 62305-1 až 4, ed. 2, který představuje minimální požadavky pro ochranu objektu před bleskovým výbojem, se vůbec nezabývá účinky vysokých napětí.
• Někteří projektanti, montážní firmy a revizní technici často nedodržují ani toto minimum, tj. nedodrží minimální dostatečnou vzdálenost mezi plechovou krytinou a první kovovou konstrukcí / metalickým vedením.

U plechových krytin převládá z elektrotechnické podstaty kapacitní vazba mezi samotnou střechou a vnitřní instalací, respektive jakýmikoliv vodivými částmi objektu, a tedy hrozí možnost vzniku parazitních kapacitních proudů (obr. 1) vlivem vzájemných vysokých napětí. Tyto proudy pak mohou vytvářet ionizovanou dráhu usnadňující průchod bleskových proudů (obr. 2).
Pro praktické vyhodnocení účinků kapacitních proudů na plechové krytině byla provedena zkouška napěťovou vlnou 1,2/50 µs v laboratoři VUT v Brně. Z obrázku 1 je zřejmé, že kapacitní proudy způsobily po povrchu minerální vaty přeskok na uzemněné části laboratoře.

Příčinou vzniku požáru u plechových krytin je ve většině případů stejnosměrný proud, který je na obrázku 2 prezentovaný stejnosměrným proudem (dlouhý výboj) o hodnotě až 400 A trvajícím po dobu 0,5 s. Plocha, která je ohraničena tvarem této vlny, představuje elektrickou energii schopnou zapálit jakýkoli hořlavý povrch.
Pokud jde o stavební výrobky a konstrukce staveb, pak tyto se zkouší podle ČSN EN 13501-1 ed. 1 – Požární klasifikace stavebních výrobků a konstrukcí staveb – Část 1: Klasifikace podle výsledků zkoušek reakce na oheň.
V této technické normě však nejsou zohledněny žádné hodnoty bleskového proudu – podle ČSN EN 62305-1 ed. 2, tab. 3, až do 200 kA vlny 10/350 nebo hodnoty dlouhého výboje až 200 C po dobu 0,5 s.
Proto také izolace, jako např. minerální vaty, polystyreny a další stavební materiály (PVC atd.), jsou z pohledu blesku i z pohledu pojišťoven brány jako hořlavé.

Hlášení HZS

K požáru střechy rodinného domu v Ostravě - Vítkovicích vyjíždělo dne 23. 3. 2025 večer pět hasičských jednotek. Požár byl způsoben úderem blesku během bouřky a jen díky včasnému zásahu nedošlo k závažnějším následkům. „Operační středisko hasičů obdrželo informaci o požáru v neděli deset minut po osmé hodině večerní. V oznámení bylo uvedeno, že do domu udeřil blesk a že je
v jeho vnitřních prostorách cítit kouř,“ popsala krajská mluvčí hasičů Kamila Langerová. Požár byl lokalizován během půl hodiny, další téměř hodinu zabrala jeho samotná likvidace. Požár se obešel bez zranění, obyvatelé domu opustili jeho prostory ještě před příjezdem jednotek. „Předběžná škoda způsobená požárem byla vyčíslena na půl milionu korun, hasiči svým rychlým zásahem uchránili hodnoty za tři miliony,“ doplnila mluvčí.

Stávající instalace hromosvodu

Vnější ochrana před bleskem na rodinném domě byla provedena jako neoddálená a neizolovaná soustava. To znamená, že jímací soustava byla spojena s uzemňovací soustavou holými vodiči, které byly uchyceny a vodivě spojeny s kovovou krytinou. Mimořádná událost, která vznikla od přímého úderu do anténního stožáru a následným přeskokem ze svodu přes plechovou krytinu na vnitřní konstrukce rodinného domu, byla způsobena bleskovým proudem o hodnotě pouze 4,4 kA (obr. 4). Tomu odpovídá hodnota dostatečné vzdálenosti s = 0,03 m.
Přitom norma ČSN EN 62305-3 ed. 2, čl. 6.3 požaduje dodržet pro bleskový proud 100 kA dostatečnou vzdálenost s = 0,57 m (obr. 5). Reálně je vzdálenost mezi svodem potažmo plechovou krytinou a první kovovou součástí (hliníková fólie) cca 0,1 m.
Z výše uvedených výsledků vyplývá, že u plechových střech nerozhoduje dostatečná vzdálenost, ale účinky vysokých napětí. Jedinou smysluplnou variantou pro tyto střechy je instalace izolovaného hromosvodu.

Izolovaný hromosvod

Celkové řešení plechových střech se může ubírat dvěma směry:

• První variantou je správný návrh a instalace izolovaného hromosvodu, která zaručí, že nevznikne mimořádná událost v důsledku vysokých napětí.
• Druhou variantou je návrh podle českých norem ČSN EN 62305-1 až 4 ed. 2, který nezaručí vznik mimořádné události v důsledku úderu blesku. Tato varianta je popsána v bodě 3 – mimořádná událost. Jedná se o klasickou variantu holého drátu, který je vodivě spojen s plechovou krytinou.
  Nejbezpečnější návrh izolovaného hromosvodu pomocí vysokonapěťových vodičů HVI musí obsahovat tyto požadavky:
• Technické specifikace IEC TS 62561-8, Součásti systémů ochrany před bleskem (LPSC) – Část 8: Požadavky na součásti pro izolovaný LPS.
  Nedodržení požadavků této technické specifikace je zobrazeno na obrázku 6, kdy došlo ke vzniku klouzavého (kapacitního) výboje po povrchu vysokonapěťového vodiče při zkoušce vysokým napětím o tvaru vlny 1,2/50 µs.
• Zákon č. 102/2001 Sb., o obecné bezpečnosti výrobků, ve znění pozdějších předpisů § 3, odst. 1, písm. a) návod výrobce k montáži.
  V praxi to především znamená nepřekročit dostatečnou vzdálenost v nejvyšším bodě napojení svodu k jímači a délku oblasti koncovky pro daný typ vodiče:
  - HVI light plus: s = 0,6 m pro vzduch, délku oblasti koncovky 1,2 m,
  - HVI long: s = 0,75 m pro vzduch, délku oblasti koncovky 1,5 m,
  - HVI power: s = 0,9 m pro vzduch, délku oblasti koncovky 1,8 m.

Systém ochrany před bleskem
U tohoto objektu (obr. 7) bylo použito izolované provedení vnější ochrany před bleskem, a to z důvodu instalace měděné střešní krytiny, a tak možného přeskoku bleskového proudu na kovové prvky střechy a metalická vedení vnější i vnitřní instalace. Ochrana před bleskem byla navržena podle ČSN EN 62305-2 ed. 2 – Řízení rizika a má tyto parametry

• Hladina ochrany: LPS III.
• Návrh jímací soustavy stanoven metodou valící se koule.
• Poloměr valící se bleskové koule: r = 45 m.
• Dostatečná vzdálenost „s“ pro vzduch < 75 cm.
• Soustava svodů provedena vodiči s vysokonapěťovou izolací HVI long.
  Izolovaný LPS by měl být instalován na stavbě s rozsáhlými vzájemně spojenými vodivými částmi, kdy je požadováno, aby bleskový proud netekl přes zdi stavby do uvnitř instalovaných zařízení.
  Použití izolovaného (oddáleného) LPS může být výhodné, je-li předpoklad, že změny stavby, jejího obsahu a využití povedou ke změnám na LPS.
  Použitím vysokonapěťového vodiče HVI se splní podmínky dostatečné vzdálenosti a díky jeho izolačním vlastnostem je vhodný pro venkovní použití např. na střechách, ve/ na stěnách, pod omítkou, v betonu (příp. mechanické ochraně) nebo ve/na fasádách/fasádních konstrukcích. Šedé vodiče HVI splňují také izolační ochranu před dotykovým a krokovým napětím.

Shrnutí

Objekty s plechovými střechami jsou stavby s vysokým rizikem vzniku požáru z hlediska blesku.
Při úderu bleskového výboje u nich převládá vliv vysokých napětí, která mohou dosahovat až 900 000 V.
Přitom soubor českých technických bezpečnostních norem neklade na tyto účinky žádný důraz.
Proto je velice důležité použít vysokonapěťové vodiče HVI, které chrání uvedený typ objektu nejen před bleskovými proudy, ale především před vysokými napětími až do hodnoty 900 000 V.
Další výhodou tohoto řešení je možnost umístění fotovoltaických systémů do ochranných prostorů jímací soustavy bez nutnosti dodržení dostatečné vzdálenosti.

DEHN s.r.o.
Pod Višňovkou 1661/33, 140 00 Praha
Tel: +420 222 998 880
E-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
www.dehn.cz