Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 12/2016 vyšlo tiskem
7. 12. 2016. V elektronické verzi na webu od 6. 1. 2017. 

Téma: Měření, měřicí přístroje a měřicí technika; Zkušebnictví a diagnostika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu (2. část – dokončení)

Aktuality

Svítící fasáda FEL ČVUT nabídne veřejnosti interaktivní program s názvem Creative Colours of FEL Dne 13. prosince v 16.30 hodin se v pražských Dejvicích veřejnosti představí interaktivní…

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Více aktualit

Ochrana před bleskem a přepětím katedrály sv. Petra a Pavla v Brně

Ing. Jiří Kutáč, znalec v oboru elektrotechnika, specializace ochrana před bleskem a přepětím
Mgr. Josef Múčka, vedoucí provozně-technického odboru
 

Úvod – historie katedrály

 
Katedrála svatého Petra a Pavla (zkráceně Petrov – obr. 1) se nachází v Brně na vrchu Petrov v městské části Brno-střed v jihozápad­ní části katastrálního území statutárního měs­ta Brno. Je národní kulturní památkou, patří k nejvýznamnějším architektonickým skvos­tům jižní Moravy a také mezi nejvýraznější br­něnské dominanty. Její věže jsou vysoké 81 m.
 
Počátky současné katedrály sahají do 11. až 12. století, kdy byla na tomto místě zbudová­na románská kaple. Na konci 12. století zde za vlády markraběte Konráda II. Oty vznikl kostelík, který měl vlastní apsidu i kryptu. Na konci 13. století došlo k další přestavbě prav­děpodobně na románskou baziliku, jejíž pozů­statky byly nedávno objeveny během archeo­logického výzkumu katedrály a jsou nyní pří­stupné i veřejnosti. V roce 1777 byla bazilika po založení brněnského biskupství papežem Piem IV. povýšena na katedrálu. V průběhu staletí došlo k několika přestavbám, naposledy koncem 19. a začátkem 20. století, kdy kated­rála dostala současnou novogotickou podobu s dvojvěžím, bez kterého si lze moravskou me­tropoli jen těžko představit. Dominanta Brna tak dostala originální podobu známou i ze současné desetikoruny. Ke každému kostelu samozřejmě patří zvony. Ty petrovské vyzvá­nějí poledne už v jedenáct hodin, a tak připo­mínají úspěšnou obranu Brna před Švédy bě­hem třicetileté války.
 

Riziko úrazu a škody způsobené bleskem

 
Většina kostelů a katedrál se nachází na ná­vrších nebo vyvýšeninách, které přesahují výš­kově své okolí. Z hlediska možného rizika úderu blesku představuje toto umístění kulturních pa­mátek značné ohrožení ve srovnání s městskou zástavbou. Z praxe jsou známy případy, kdy do­šlo po úderu blesku do kostelů nejen k poško­zení elektronických součástí, např. rozhlasové či telefonní ústředny, elektronického zabezpe­čení budov, ovládání zvonů a varhan, ale také ke zničení vnitřní části elektroinstalace kostela.
 
Je třeba si uvědomit, že blesk je přírodní elektrický jev, který se řídí jasnými přírod­ními zákony. Může mít tyto ničivé účinky:
  • tepelné,
  • mechanické,
  • elektrodynamické,
  • kombinované,
  • jiskření,
  • elektromagnetické,
  • vysokonapěťové.
 S ohledem na tyto skutečnosti byla shrnu­ta ochranná opatření před bleskem a přepě­tím do souboru norem ČSN EN 62305-1 až -4 ed. 1 [1] až [4]. Podle vyhlášky č. 268/2009 Sb., o technických požadavcích na stavby [5], je nutné provést pro kulturní památky nebo stavby, kde se shromažďují osoby, výpočet analýzy rizika škod. Česká technická norma ČSN EN 62305-2 [2] stanoví míru tolerova­telného rizika RT pro tyto typy staveb:
  • se shromažďováním osob RT = 10–5 (rok–1),
  • kulturní památky RT = 10–3 (rok–1).
Pozn.:
Hodnota tolerovatelného rizika RT= 10–5znamená, že se učiní taková opatření, že do­jde k úrazu osoby nebo ke škodě jednou za 100 000 roků, resp. RT= 10–3jednou za 1 000 roků. Hodnota tolerovatelného rizika nesmí být překročena.
 

Hromosvod

 
Hromosvod je vnější ochrana před bles­kem (LPS – Lightning Protection System), která chrání kulturní památku před vznikem požáru.
 
Vnější LPS se skládá z:
  • jímací soustavy,
  • soustavy svodů,
  • uzemňovací soustavy,
  • svodičů bleskových proudů SPD typu 1 pro metalická vstupující vedení.
Jímací soustava by měla být umístěna tak, aby jímací tyče nebo drát uchycený na hře­benu chrámové lodě skryl střechu kostela do ochranného prostoru podle ČSN EN 62305-3 [3]. Přitom se musí vzít v úvahu jen fyzické rozměry jímací soustavy podle metod valící se koule nebo ochranného úhlu.
 
Jímací soustava katedrály sv. Petra a Pavla v Brně navržená podle ČSN 34 1390 [6] se nijak neliší od návrhu podle ČSN EN 62305-3 [3]. Z jednotlivých věží vedou vždy dva svody na chrámovou loď, na které je umístěno hřebenové vedení. Toto vedení je spojeno s uzemňovací soustavou přes sousta­vu svodů. Svody jsou rozmístěny rovnoměrně po obvodu katedrály a jejich trasy jsou přímé bez zbytečných ohybů – obr. 2. Pro upozor­nění kolemjdoucích návštěvníků jsou na svo­dech upevněny výstražné tabulky informující o nebezpečí zranění osob při přímém úderu blesku do hromosvodu katedrály. Jednotlivé zemniče jsou spolu spojeny obvodovým ve­dením, které je vyvedeno do hlavního rozvá­děče katedrály.
 
V hlavním rozváděči je instalován svodič bleskových proudů SPD typu 1, jako např. DEHNventil (jiskřiště – obr. 3). Tento přístroj vyrovnává rozdíl potenciálů mezi živými vo­diči sítě nn a ochranným vodičem PEN/PE. Svodič bleskových proudů je velmi důležitý, protože chrání stavbu před účinky bleskových proudů nejen při přímém úderu do objektu, ale také při úderech do okolních staveb, a to až do vzdálenosti 2 km od místa úderu bles­ku. Přitom příčiny poškození úderem blesku do vzdálených objektů jsou mnohem častější.
 

Vnitřní ochrana před bleskem a přepětím

 
Systém vnitřní ochrany před bleskem a přepětím je založen především na vyrov­nání potenciálů u citlivých přístrojů a zaří­zení, tj. na instalaci svodičů SPD typu 2 a 3.
 
Svodiče přepětí SPD typu 2, např. přístroje DEHNguard, jsou umístěny v rozváděči var­han a zvonů (obr. 4 a obr. 5) a svodiče SPD typu 3, např. DEHNprotector, před rozhlasovou ústřednou a DEHNflex u ústředny elektronic­kého zabezpečení katedrály. Telefonní ústřed­na je chráněna svodiči bleskových proudů SDP typu 1 – přístrojem DEHNrapid LSA DRL [7].
 
Pro dodržení energetické koordinace mezi přepěťovými ochranami SPD typu 1, 2 a 3 je důležité, aby svodiče byly od jed­noho výrobce. Instalaci přepěťových ochran firmy Dehn + Söhne, včetně jejich revi­ze zde realizovali Ing. Stanislav Vitouch a Mgr. Jiří Božek.
 
Pozn.:
DEHNventil má do 5 m od koncového zaří­zení ochranný účinek svodiče SPD typu 1, 2 a 3.
DEHNguard – svodič SPD typu 2 má úči­nek do 10 m od koncového zařízení.
DEHNflex nebo DEHNprotector – svodič SPD typu 3 má ochrannou úroveň 5 m na jed­nu stranu a 5 m na stranu druhou.
 

Shrnutí

 
  • Pro kategorii kulturních památek nebo bu­dov pro shromažďování osob je třeba na zá­kladě analýzy stanovit rizika škod.
  • Hromosvod je protipožární zabezpečení staveb.
  • Pro návrh jímací soustavy je nutné vzít v úvahu jen metodu valící se koule nebo metodu ochranného úhlu, včetně fyzických rozměrů jímačů.
  • Je třeba správně instalovat svodič blesko­vých proudů SPD typu 1.
  • Před každé citlivé zařízení se musí umístit svodiče přepětí SPD typu 2 a 3 podle mon­tážního návodu výrobce.
  • Je třeba maximálně vyu­žít ochranný účinek pře­pěťových ochran SPD typu 2 a 3.
  •  
 
Literatura:
[1] ČSN EN 62305-1:2006-11 Ochrana před bleskem – Část 1: Obecné principy.
[2] ČSN EN 62305-2:2006-11 Ochrana před bleskem – Část 2: Řízení rizika.
[3] ČSN EN 62305-3:2006-11 Ochrana před bleskem – Část 3: Hmotné škody na stavbách a nebezpečí života.
[4] ČSN EN 62305-4:2006-11 Ochrana před bles­kem – Část 4: Elektrické a elektronické systémy ve stavbách.
[5] Vyhláška č. 268/2009 Sb., o technických poža­davcích na stavby.
[6] ČSN 34 1390:1969 Předpisy pro ochranu před bleskem.
[7] KUTÁČ J. – MERAVÝ J.: Ochrana před bles­kem a přepětím z pohledu soudních znalců. SPBI Ostrava, 2010.
 
Obr. 1. Katedrála sv. Petra a Pavla v Brně
Obr. 2. Svod hromosvodu
Obr. 3. Hlavní rozváděč – svodič SPD typu 1
Obr. 4. Podružný rozváděč varhan – svodič přepětí SPD typu 2
Obr. 5. Podružný rozváděč zvonů – svodič přepětí SPD typu 2