Hromosvod, nebo také bleskosvod, je základním bezpečnostním prvkem každé budovy, který chrání objekt, jeho vybavení i osoby před účinky přímého úderu blesku. Přímý úder blesku může způsobit značné škody, od požárů až po zničení elektronických zařízení. Způsob instalace se vždy odvíjí od typu střechy a použitého materiálu - jiné řešení je vhodné pro střechu plechovou, jiné pro taškovou či plochou. Hromosvod tak chrání nejen stavbu samotnou, ale i elektrické spotřebiče a citlivou elektroniku v domě. Na první pohled je hromosvod obyčejný drát, který se tyčí nad střechou a směřuje kamsi do země. Ve skutečnosti jde však o propracovaný systém složený ze tří základních prvků - jímače, svodu a uzemnění.
Historie a význam hromosvodu
V dřívějších dobách bylo poměrně běžné, že během bouřky udeřil blesk do budovy, která pak začala hořet. První hromosvod v Českých zemích umístil český kněz a vědec Prokop Diviš v Příměticích u Znojma, kde ho instaloval ve své farní zahradě. Jeho experimentální aparát předcházel známějším experimentům od Benjamina Franklina. Divišův návrh zahrnoval svislou železnou tyč zakončenou uzemněným drátem, který měl přitahovat blesky a bezpečně je odvádět do země. První hromosvod oficiálně umístěný na stavbu v Českých zemích byl nainstalován na zámku v Měšicích.
Ve světě je za prvního vynálezce hromosvodu považován Benjamin Franklin, který ve stejné době prováděl podobné experimenty. Franklin, neznalý Divišovy práce, nezávisle vyvinul a popularizoval svůj vlastní návrh hromosvodu, který se stal široce používaným v Evropě a Severní Americe. V tom, co se později stalo Spojenými státy, byl špičatý hromosvod (neuzemněný), také nazývaný přitahovač blesků nebo Franklinova tyč (lightning attractor), vynalezen Benjaminem Franklinem v roce 1752 jako součást jeho průkopnického zkoumání elektřiny. Ačkoli Franklin nebyl první, kdo naznačil souvislost mezi elektřinou a bleskem, byl první, kdo navrhl funkční systém pro testování své hypotézy. Spory o první vynález hromosvodu se stále vedou.
Ve 19. století se hromosvod stal dekorativním motivem. Hromosvody byly zdobeny ozdobnými skleněnými koulemi, které jsou dnes ceněné zejména mezi sběrateli. Hlavním účelem těchto koulí bylo poskytnout důkaz o úderu blesku tím, že se rozbijí nebo spadnou. Koule z pevného skla byly občas používány jako metoda k zabránění úderu blesku do lodí a dalších objektů, s myšlenkou, že skleněné objekty jsou nevodivé a zřídka zasaženy bleskem.
Proč se říká hromosvod a ne bleskosvod?
Když blesk rozčísne oblohu, je doprovázen hromem, silným dunivým zvukem. A jelikož je zvuk pomalejší než světlo, hrom následuje až po blesku. Výrazem hrom přitom nazýváme jak silný dunivý zvuk doprovázející blesk, tak úder blesku. A při tvorbě slova hromosvod se tedy zřejmě uplatnil druhý význam. Lidé totiž rozlišovali mezi blýskáním se na obloze, které je neohrožovalo a úderem hromu, který zapaloval, ničil i zabíjel. Hromosvod je tedy správné technické a jazykové pojmenování pro zařízení chránící objekt a lidi v něm před úderem a účinky hromu. Slovo hromosvod je správně i česky, což dokládá slovník spisovné češtiny.
Čtěte také: Průvodce uzemněním betonových sloupů
Systém ochrany před bleskem
Systém ochrany před bleskem je navržen tak, aby chránil konstrukci před poškozením způsobeným úderem blesku tím, že zachytí tento úder a bezpečně odvede extrémně vysoký proud do země. Systémy ochrany před bleskem zmírňují nebezpečí požáru, které úder blesku představuje pro konstrukce, a zajišťují nízkoimpedanční cestu pro bleskový proud, aby se snížil zahřívací účinek proudu protékajícího hořlavými konstrukčními materiály. Pokud blesk prochází porézními a vodou nasycenými materiály, mohou tyto materiály doslova explodovat, pokud se jejich obsah vody vlivem tepla vznikajícího při působení vysokého proudu rozplyne na páru.
Vzhledem k vysoké energii a proudům spojeným s bleskem (proudy mohou přesahovat 150 000 A) a velmi rychlé době vzniku úderu blesku nemůže žádný ochranný systém zaručit absolutní bezpečnost před bleskem. Bleskový proud se rozdělí tak, aby sledoval každou vodivou cestu k zemi, a i rozdělený proud může způsobit škody. Sekundární „boční záblesky“ mohou stačit k zažehnutí požáru, rozmetání cihel, kamene nebo betonu nebo ke zranění osob nacházejících se v konstrukci nebo budově. Laboratorní měření účinků se nedají škálovat na aplikace zahrnující přirozené blesky.
Komponenty hromosvodu
Systém ochrany před bleskem se skládá ze vzdušných terminálů (tyčí), vodičů (drátů), kovových spojů a uzemnění (částí uložených v zemi).
- Jímací soustava: Základní konstrukční částí bleskosvodu je jímač, tedy prvek (resp. sestava) zajišťující samotné zachycování bleskového výboje. Tato soustava může zahrnovat tyče, mříže nebo jiné vodiče umístěné na nejvyšších bodech objektu. Jímací soustava funguje jako první linie obrany, která přitahuje bleskový výboj. Jímače hromosvodů mohou mít různé podoby a jsou klíčovou součástí ochrany budov před údery blesků. Mohou být rozděleny na strojené a náhodné jímače. Kromě toho mohou být jako jímače využity vhodné vodivé konstrukční prvky objektu, například plechová krytina, a ty se označují jako náhodné jímače.
- Jímací vedení: Jímací vedení je tvořeno ocelovým v ohni pozinkovaným drátem o průměru 8 nebo 10 mm, nebo páskovou ocelí s průřezem 100 mm² a minimální tloušťkou 3 mm. Ochranné pásmo jímacího vedení má tvar trojúhelníku se sklonem 45° na obě strany a vrcholem 90° na jímacím vedení. Pokud je jímací vedení taženo po hřebenu sedlové střechy se sklonem větším nebo rovným 45°, je jako ochrana před bleskem dostačující. Pokud je sklon střechy menší než 45°, musí být jímací vedení na hřebenu doplněno v určitých vzdálenostech příčnými vedeními, čímž se vytvoří mřížová jímací soustava. Rozteč mezi dvěma příčnými dráty nesmí překročit 20 m a rozteč mezi dvěma podélnými dráty nesmí překročit 60 m (u zesíleného hromosvodu 15 m).
- Svodová soustava: Jímač je s uzemněním spojený pomocí svodů, které jsou obvykle zhotoveny z ocelových lan. Najdete je na vnějších stěnách objektů. Svodová soustava odvádí bleskový proud z jímací soustavy do země - tzn. svod spojuje jímací soustavu s uzemněním (zemniči). Jako svod je využit elektrický vodič, který spojuje jímač s uzemněním. Nejčastěji se používá ocelové lano, které je vedeno svisle po vnější stěně objektu. Umístění svodů (svislých vodičů) se volí podle členitosti objektu tak, aby byla zachována bezpečná vzdálenost od oken, dveří a kovových částí fasády.
- Uzemňovací soustava: Uzemňovací soustava rozptyluje bleskový proud do země. Skládá se z elektrod zaražených do země, které zajistí, že se proud bezpečně rozptýlí do okolí. Uzemnění může být realizováno pomocí zemnicích tyčí, desek, drátů či pásků, které jsou uloženy v zemi nebo v základovém betonu. Přívod do základového zemniče musí být na přechodu z betonu na povrch chráněn proti korozi. Instalace hromosvodu se řeší až jako poslední. Je ale potřeba mít předem vyřešené uzemnění.
Typy hromosvodů
Kromě tradičních hromosvodů (Franklinova typu - hřebenové, mřížové, tyčové, oddálené, stožárové, závěsové, klecové) existují také tzv. aktivní hromosvody, známé jako zařízení se včasnou emisí výboje (PDA). Tyto systémy se skládají z aktivního jímače a svodu, podobně jako klasické Franklinovy hromosvody. Aktivní jímač vytváří elektrický potenciál, který při včasné emisi stáhne výboj bouřkového mraku do jímače na základě ochranného poloměru jímače. Různé typy aktivních jímačů umožňují ochranu objektů různých velikostí. PDA systémy byly testovány v různých laboratořích, které potvrdily jejich účinnost. Všechny funkční aktivní hromosvody jsou testovány a certifikovány.
Kritici PDA považují aktivní jímače za úspěšný komerční trik, případně podvod. Jedním z problémů při používání aktivních jímačů je jejich návrh a instalace podle norem platných v jiných státech, především podle francouzské normy NF C 17-102. Je obtížné zjistit, zda je tato norma stále platná a kde se její platnost ověřuje. Navíc neexistuje žádný oficiální překlad této normy z francouzštiny do češtiny.
Čtěte také: Jak vyspádovat podlahu pro sprchový žlab
Hromosvod je povinný?
Možná si kladete otázku, zda je hromosvod povinný, zejména pokud vlastníte chatu nebo dřevostavbu. I když vyhláška nemusí vždy mluvit jasně, faktem je, že bez hromosvodu neprojde stavba kolaudací. Nainstalovaný hromosvod slouží především k vaší ochraně a pocitu bezpečí. Chrání nejen váš majetek, ale také životy lidí uvnitř budovy. Každý stavebník musí respektovat stavební zákon 183/2006 Sb. a prováděcí vyhlášku 268/2009 Sb. o technických požadavcích na stavby. Vyhláška 268/2009 Sb. byla aktualizována a její definice povinnosti hromosvodu je formulována tak, že bývá předmětem diskuzí. Vyhláška stanoví, že ochrana před bleskem se musí zřizovat tam, kde by blesk mohl způsobit ohrožení života a zdraví osob, zejména ve stavbě pro bydlení. Stavba pro bydlení však není dále specifikována, což umožňuje různé výklady. Nejednotný bývá i přístup stavebních úřadů.
Podle souboru norem ČSN EN 62305 - Ochrana před bleskem, platného v ČR od 1. 12. 2006, je hromosvod jiný název pro vnější systém ochrany před bleskem. Hromosvody se podle normy ČSN 62 305 platné od roku 2006 rozdělují do různých zón ochrany před bleskem LPZ (lightning protection zone). Tato norma stanovuje čtyři hladiny ochrany před bleskem (I až IV).
Objekty není nutné zřizovat ochranu před bleskem, pokud se nachází v ochranném prostoru vyšších budov.
Povinnosti a doporučení
Je povinné provést výpočet rizika dle souboru ČSN EN 62305, který musí být součástí projektu a předkládá se stavebnímu úřadu při kolaudaci stavby. Tento výpočet provede elektro projektant s odpovídající kvalifikací dle Nařízení vlády č. 194/2022 Sb., který vyhodnotí, zda je hromosvod nutné nainstalovat, a zároveň určí konkrétní parametry hromosvodu (počet svodů, oddálení jímače od anténního stožáru ve vzdálenosti s, atd.). Potřebný materiál se určí z výkazu výměr stavby, který by měl být součástí projektové dokumentace.
Montér hromosvodu musí mít pro vykonávání činnosti platné osvědčení dle Nařízení vlády č. 194/2022 Sb. Zásadně důležité přitom je, aby byl hromosvod a jeho všechny části instalován kvalifikovaným odborníkem a aby byly všechny použité materiály a metody v souladu s místními stavebními předpisy. Na odbornou montáž hromosvodu je nakonec vždy vystaven certifikát o provedení. Elektrikář odpovědný za montáž hromosvodu přitom rozhoduje, kudy bude hromosvod veden a kde bude uchycen, aby vydržel nejen zásah bleskem, ale i všechny další přírodní extrémy.
Čtěte také: Plechová střecha Satjam: Co byste měli vědět
Pravidelné revize
Součástí instalace je vždy revizní zpráva, která potvrzuje, že hromosvod odpovídá normám a je plně funkční. Špatně nainstalovaný nebo poškozený hromosvod je mnohdy horší, než kdybyste hromosvod neměli vůbec. Pravidelnou revizi hromosvodů byste si měli sjednávat po dvou letech u LPZ I a II a po čtyřech letech u LPZ III a IV. Pokud však blesk do hromosvodů udeří, je potřeba novou revizi provést bez odkladu. Na vizuální kontrolu hromosvodu byste si však měli odborníka pozvat každoročně. U pojišťoven platí pravidlo, že pokud máte uzavřenou pojistku a nemáte platnou revizi, nemusí vám v případě škody vyplatit peníze. Toto pravidlo se u hromosvodů uplatňuje ještě přísněji.
Cena a instalace hromosvodu
Náklady na instalaci nového standardního hromosvodu pro rodinný dům se obvykle pohybují mezi 15 000 a 25 000 Kč, v závislosti na typu použitého systému, složitosti instalace a dalších faktorech. Konečná cena se vždy odvíjí od více proměnných - na typu použitého systému, složitosti instalace a dalších faktorech, jako je velikost domu a dostupnost materiálů, samotné složitosti provedení/náročnosti práce.
Montáž hromosvodu je ideální plánovat již ve fázi projektu. Jednotlivé části hromosvodu musí být na střeše přichycené pevně do záklopu. Nesmí je poškodit vítr, nesmí je utrhnout a zároveň poškodit střechu. Používají se proto různé úponky a příchytky, liší se přitom přichycení hromosvodu do ploché střechy, šikmé střechy a do fasády. Na střechách se úchytky montují nejčastěji při pokládce střešní krytiny a až nakonec je k nim připevněno lanko. Zemnící systém (pásky a tyče) je pro změnu ideální montovat již při realizaci základů domu. Nemusíme později znova kopat. Pokud zhotovení základů čeká, nezapomeňte, že vývod zemnicího pásku musíte umístit i do vnitřní části domu na hlavní uzemňovací svorku (HUS). Na ni následně připojíte i uzemňovací vodiče a další části vnitřní elektroinstalace.
Pokud žijete ve starším domě bez bleskosvodu, můžete jej na budovu nainstalovat i dodatečně. Dodatečná montáž jímačů a svodů bývá bezproblémová, kritickým bodem může být uzemnění. Protože v základech není u starých domů nainstalovaný zemnicí pásek, musí se uzemnění zhotovit dodatečně v podobě zakopaných tyčí, drátů či desek.
Od všech vodivých prvků budovy, jako jsou např. kabelové rozvody, anténní stožáry, apod., je nutné zachovat izolační vzdálenost, která by měla zajistit, že v případě úderu blesku výboj nepřeskočí na tyto prvky a nezpůsobí škody uvnitř objektu. Vzdálenost elektrické izolace (s) je vypočítána projektem, obvykle se pohybuje mezi 400-1 000 mm a pro její zajištění lze s výhodou použít podpěry na tyčích z izolačního materiálu.
Specifika pro fotovoltaické systémy a plechové střechy
Hromosvody a uzemnění fotovoltaických panelů hrají klíčovou roli v bezpečnosti. Fotovoltaika je technologie s dlouhou životností, která na střeše i na zemi dlouhodobě odolává povětrnostním vlivům a změnám počasí. Tyto změny sebou přinášejí období s bouřkovou aktivitou, kdy hrozí úder blesku. Správně provedená hromosvodová soustava a následné uzemnění konstrukce fotovoltaických panelů je klíčové. Toto je důvod, proč by již od prvotního návrhu FVE mělo být počítáno s projektem hromosvodu.
Projekt hromosvodu zpracováváme v souladu s ČSN EN 62 305. Tato norma je závazná. Celým svým obsahem primárně řeší oddálení hromosvodu. Proto vždy provádíme výpočet, jehož výsledkem je vypočtená dostatečná vzdálenost S. Informace, že dostačující vzdálenost je 60cm je matoucí. Tato vzdálenost může být menší, ale i větší. Nejčastější chybou při projektování ale i při instalaci FVE je nedodržení vzdálenosti „S“. Pokud nelze dodržet vzdálenost „S“ lze fotovoltaické konstrukce spojit s hromosvodem. V takovém případě je nutné opatřit instalaci na straně DC svodiči přepětí SPD TYP I+II. Vzdálenost „S“ nelze dodržet především na kovových vodivých střechách.
Správné uzemnění fotovoltaických panelů je nezbytné pro bezpečný a efektivní provoz solárních systémů. Uzemnění chrání nejen před nepříznivými účinky elektrických poruch, ale také před možným poškozením způsobeným blesky či přepětím. Konstrukce fotovoltaických panelů a celé instalace včetně střídače i baterií, se uzemňuje ve společném bodě pro celou elektroinstalaci. K tomuto účelu služí svorkovnice MET (dříve HOP). Bez správného uzemnění solárních panelů by mohlo docházet k jejich poškození vlivem indukovaného napětí. Toto napětí by se dále šířilo do celého elektrického vedení a docházelo by k poškození střídače i baterií, včetně zavlečení do distribuční sítě.
Možné případy instalací fotovoltaiky s hromosvodem
1. Objekt je vybaven stávajícím hromosvodem
Je dodržená bezpečná přeskoková vzdálenost S, a nevodivá střešní krytina: Řádný stav systému ochrany před bleskem a přepětím lze ověřit z výchozí nebo pravidelné revize. Při instalaci FV panelů by mělo být přihlíženo k aktuálnímu stavu hromosvodu. FV panely musí být umístěny do ochranného prostoru vnější jímací soustavy. Hliníková konstrukce a FV panely nesmí tvořit součást jímací soustavy, do které by mohl přímo udeřit blesk. Toho lze dosáhnout dodatečnou instalací pomocných jímačů. Při instalaci FV panelů na střechu musí být dodržena dostatečná vzdálenost mezi prvky spojenými s jímací soustavou (svody, okapy, jímací prvky, oplechování) a nosné konstrukce s FV panely. Stávající zemnící svody jsou před realizací proměřeny a odpor uzemnění musí být max. 2-5 Ω. Propojit fotovoltaické panely a hliníkovou nosnou konstrukci s hlavní ochrannou přípojnici MET vodičem CY(A)16zž.
2. Objekt je bez hromosvodu
Instalace na nevodivé střešní krytině i instalace na vodivé střeše: V tomto případě je nutné opět propojit fotovoltaické panely a hliníkovou nosnou konstrukci s hlavní ochrannou přípojnici MET vodičem CY(A)16zž. V tomto případě nejsou FV panely chráněny před přímým úderem blesku. Je nutné vytvořit novou hromosvodnou soustavu tak, aby budoucí instalace s FV panely byla umístěna v ochranném úhlu jímačů.
3. Objekt má kovovou střechu a uzemnění FVE k hromosvodu je možné
Je instalován stávající hromosvod, instalace na vodivé střešní krytině, a není nedodržena bezpečná vzdálenost S: Fotovoltaické panely musí být umístěny pod ochranný úhel vnější jímací soustavy, aby se zamezilo přímému úderu blesku do FV panelů. FV panely a hliníková konstrukce jsou umístěny na vodivé střeše v blízkosti stávajícího jímacího vedení, takže není dodržena bezpečná přeskoková vzdálenost s. Nosné rámy FV panelů se pečlivě propojí s jímací soustavou na několika místech (co nejvíce). Nesmí vzniknout tzv. slepé konce svodů - bleskový proud by v těchto místech mohl nekontrolovaně přeskočit na nejbližší uzemněný kovový předmět (tím může být i napájecí vedení uložené v patře pod střechou). Dále je třeba zajistit, aby FV panely netvořily část jímací soustavy, do které by mohl přímo udeřit blesk. Toho lze dosáhnout instalací pomocných jímačů. V tomto případě nejsou ochráněny fotovoltaické panely před účinky atmosférického přepětí. Nicméně citlivá elektronika měniče a budova zůstanou v ideálních podmínkách nepoškozeny.
Plechové střechy a rizika
Rodinné domy s plechovou střechou jsou při úderu blesku ohrožené kapacitními proudy mezi střechou a vnitřními kovovými konstrukcemi. Tyto proudy mohou způsobit přeskok, vznik ionizované dráhy a následný požár. Platné normy (ČSN EN 62305) tuto situaci dostatečně neřeší. V běžné praxi se často nedodrží potřebné vzdálenosti mezi vnějšími a vnitřními kovovými částmi. Plechová střecha a na ní FVE... Bez hromosvodu, bez všeho! Problém s plechovými krytinami je všeobecně a dlouhodobě známý. Aby mohla být plechová krytina využita coby "jímací vedení", musí splňovat určité přesně deklarované vlastnosti. Pokud se budeme bavit o běžných plechových krytinách, tyto požadavky prostě nesplňují. Pokud zákazník akceptuje riziko propálení a tedy zatečení vody do střechy, je to jeho volba.
Vnitřní ochrana
Hromosvod poskytuje základní ochranu, ale neochrání před úderem blesku do vzdálenějšího objektu nebo elektrického vedení. Přepěťový impuls z blesku, který neuhodí přímo do vašeho domu, se může přenést na elektrické vedení a způsobit poškození vnitřní instalace. Doporučujeme proto vybavit domovní rozvaděč přepěťovou ochranou (neboli svodičem přepětí), která omezí napěťové a proudové vlny. U rozvodů elektřiny v novostavbách je instalace přepěťové ochrany samozřejmostí, ve starších rozvaděčích ji ale zpravidla nenajdete. Tuto ochranu umísťujeme v souladu s ČSN 33 2000-7-712. Při instalaci FVE se tato ochrana doplňuje do fotovoltaických rozvaděčů. Smyslem této ochrany je minimalizace šíření přepětí ve vaší a nebo distribuční síti. Tuto ochranu zajistí svodič přepětí, který se „otevře“ až v případě že dojde k přepětí. Při správném zapojení dojde ke svedení přepětí do země.
Uzemnění a údržba
Uzemnění fotovoltaických systémů je bohužel často opomíjeným aspektem, a to zvláště u menších instalací. Je ale nutné si uvědomit, že fotovoltaická elektrárna na střeše je během celého roku vystavena nepříznivým povětrnostním vlivům, včetně bouřek. Blesk může udeřit kdekoli a bez ohledu na výšku či typ kovové konstrukce. Pokud váš systém není uzemněn, riziko poškození bleskem je extrémně vysoké. V nejhorším případě může dojít i k požáru s následnými materiálními škodami. Správně navržený a provedený systém uzemnění je tedy klíčovým prvkem pro zajištění bezpečnosti, spolehlivosti a dlouhodobé funkčnosti fotovoltaického systému.
Uzemňovací vodiče jsou vitální pro jakýkoli uzemňovací systém. Pro fotovoltaické panely se doporučují materiály, které odolávají korozním procesům a mají vysokou elektrickou vodivost. Uzemňovací elektródy jsou klíčovou složkou, která fyzicky propojuje systém s zemí. Spojovací materiál musí zajistit trvalý a stabilní kontakt mezi jednotlivými komponentami uzemňovacího systému. Uzemnění solárních panelů začíná identifikací uzemnění konstrukce a rámu panelů. Správná údržba a kontrola jsou nezbytné pro bezpečný a efektivní provoz fotovoltaických systémů. Doporučená četnost údržby se může lišit v závislosti na typu systému, jeho umístění a provozních podmínkách.
Důležité body
- Bez hromosvodu neprojde stavba kolaudací.
- Projekty hromosvodů musí být v souladu s ČSN EN 62305.
- Pravidelné revize jsou klíčové pro udržení funkčnosti a platnosti pojištění.
- U fotovoltaických systémů je nutné zajistit dostatečnou vzdálenost „S“ nebo provést pospojování s přepěťovou ochranou.
- Uzemnění je základem ochrany proti blesku a přepětí, a to i u starších staveb formou dodatečné instalace.
Instalační firmy si mnohdy situaci zjednodušují. Může nastat případ, že vaše instalace neprojde revizí, nebo vás odmítne pojistit pojišťovna. Proto svěřte svůj projekt zkušenému projektantovi, který vše vyřeší. Vhodné uzemnění fotovoltaických panelů je klíčovým prvkem pro bezpečný provoz a dlouhou životnost fotovoltaiky. Dodržování norem a doporučení výrobců je nezbytné pro minimalizaci rizik spojených s blesky a přepětím. Neponechejte nic náhodě.
tags: #bleskosvod #uzemnění #polovalbová #střecha #informace