Jak zrobić uziemienie?

Większość elektryków uziemienie wykonuje wbijając szpilkę lub robiąc otok, mierzy rezystancję i robi protokół.

Niektórzy wynik pomiaru korygują o tabelkę współczynników, która zdaniem wielu ekspertów już nie obowiązuje. Zagadnienie dotyczące pomiarów omówię na końcu.

W dalszej części poradnika będę koncentrował się głównie na uziemieniu odgromowym, które jest najczęściej wykorzystywane w budownictwie jednorodzinnym. Ponieważ wielu elektryków prace wykonuje na obiektach przemysłowych w artykule omówię również inne rodzaje uziemień. Ilość zagadnień teoretycznych postaram się ograniczyć do niezbędnego minimum 😉 

W tym artykule znajdziesz:

• Uziemienie
• Budowa uziemienia
• Podział uziomów
• Uziemienia w praktyce
  • Rezystancja uziemienia mniejsza niż 10 Ω
• Rodzaje uziomów
  • Uziomy fundamentowe
  • Uziom parafundamentowy
• Wymogi i zalecenia
  • Dla producenta
  • Dla wykonawcy
• Układy uziemień
  • Układ uziemienia typu A
  • Układ uziemienia typu B
• Na co zwrócić uwagę wykonując uziemienie?
  • Zapamiętaj
  • Układ uziemienia typu A (szpilka)
    • W jaki sposób pogrążać uziom?
    • Jaki młot do pogrążania uziomów?
  • Układ uziemienia typu B
    • Metoda kopania
    • Jak kopać na trawie aby nie było śladu?
    • Wykonanie uziomu
  • Szyna wyrównania potencjałów
  • Połączenie z zewnętrznym LPS
• Z czego wykonać uziemienie?
• Z życia praktyka 
  • Zasada CCC
  • Programy wspomagające
• Pomiary … uziemienia – kilka zagadnień
  • Tabelka współczynników…
  • Skąd biorą się wątpliwości wielu ekspertów?
  • Powstaje pytanie jak mierzyć?

Uziemienie

Elektryczne połączenie z ziemią nazywane jest uziemieniem. W przypadku budownictwa jednorodzinnego lub wielorodzinnego pisząc o uziemieniu mam na myśli:

• uziemienie ochronne,
• uziemienie odgromowe.

Uziemienie ochronne, czyli połączenie z ziemią jednego lub wielu punktów sieci, instalacji lub urządzenia dla zabezpieczenia przed porażeniem prądem elektrycznym.

Uziemienie odgromowe, czyli część lub grupa układu uziomów, która zapewnia bezpośredni kontakt z ziemią i służy rozproszeniu prądu pioruna w ziemi.

W przypadku gdy na budynku występuje zewnętrzne urządzenie piorunochronne LPS (instalacja odgromowa) uziemienie ochronne może być połączone z uziemieniem odgromowym.

Zadaniem układów uziemień jest:

• odprowadzenie i rozproszenie prądu pioruna w ziemi,
• połączenie wyrównawcze między przewodami odprowadzającymi,
• obniżenie napięć dotykowych i krokowych do poziomu napięć rażeniowych długotrwale dopuszczalnych.

Źródło: Ile za elektryka?

Ciekawostka

„Uziomy fundamentowe i otokowe typu B spełniają wszystkie te wymagania. Uziomy promieniowe lub pionowe głębokie typu A nie spełniają tych wymagań w zakresie połączenia wyrównawczego i wysterowania potencjału”

Źródło: EN 62305-3:2011 E.5.4.3.1 Postanowienia ogólne

 Uziomy powinny być instalowane w sposób pozwalający na ich sprawdzanie podczas budowy. Zalecana jest mała rezystancja uziemienia, w miarę możliwości mniejsza niż 10 Ω.

 Uziemienie można też wykonać z trwalszych ale droższych materiałów takich jak:

• stal miedziowana,
• stal nierdzewna,
• miedź.  

Źródło: Ile za elektryka?

Budowa uziemienia

Uziemienie w większości przypadków składa się z: uziomu, przewodu uziemiającego, zacisku probierczego, szyny uziemiającej.

Warto przytoczyć kilka definicji:

Uziom – część lub zespół części przewodzących, umieszczonych w środowisku przewodzącym
(ziemi lub betonie), które zapewniają bezpośredni kontakt z ziemią i tworzą z nią elektryczne połączenie.

Przewód uziemiający – element łączący określony punkt instalacji lub urządzenia z uziomem.

Zacisk probierczy – element (złączka) ułatwiający poddawanie elementów urządzenia uziemiającego próbie elektrycznej i pomiarowi.

Szyna uziemiająca – element łączący części przewodzące obiektu instalacji i urządzeń (z wyjątkiem przewodów czynnych) z urządzeniami uziemiającymi.

Instalacja uziemiająca – lokalnie ograniczony układ połączonych elektrycznie uziomów lub metalowych części wykorzystywanych dla celów uziemienia (metalowe konstrukcje, zbrojenia fundamentów, metalowe powłoki kabli itp.), przewodów uziemiających i przewodów wyrównawczych.

Podział uziomów

Uziomy naturalne – elementy metalowe znajdujące się w ziemi, których podstawowe przeznaczenie jest inne niż dla celów uziemienia.

Uziomy sztuczne – elementy przewodzące zainstalowane specjalnie do celów uziemienia.

Do uziomów naturalnych zaliczamy metalowe elementy umieszczone w ziemi np. rury, pręty, taśmy, płyty. Mogą to być również elementy podziemne np. spawane zbrojenie betonu, metalowe elementy i inne metalowe elementy umieszczone w ziemi.

Uziomy sztuczne są projektowane a następnie wykonywane dla konkretnych potrzeb. Mają zapewnić wymagane parametry techniczne i ekonomiczne.

W dalszej części omówię uziomy sztuczne.

Uziemienia w praktyce

Bardzo mało jest budów (budownictwo jednorodzinne) gdzie byłby robiony projekt uziemienia. Najczęściej instalator wykonujący instalacje elektryczną we własnym zakresie pogrąża uziom, i dokonuje pomiarów rezystancji uziemienia.  

Pytanie, czy uziemienie wykonane w taki sposób spełnia jedno z swoich podstawowych zadań?

Obniżenie napięć dotykowych i krokowych do poziomu napięć rażeniowych długotrwale dopuszczalnych.

Niektórzy w tym miejscu mogą stwierdzić, że nie ma się nad czym zastanawiać? Przypomnę, że do uziemienia poza instalacją odgromową (w którą może nastąpić wyładowanie atmosferyczne w momencie gdy koło budynku będą przebywali ludzie), najczęściej podłączona jest szyna wyrównania potencjałów, która łączy instalacje elektryczną z uziemieniem.

Instalacja elektryczna, więc w dużym uproszczeniu ograniczniki przepięć, przeróżne elektronarzędzia, sprzęt AGD itd. które są poprzez przewód PE połączone do uziemienia…

Rezystancja uziemienia mniejsza niż 10 Ω

Uziemienie odgromowe należy wykonać w taki sposób, aby rezystancja uziemienia była mniejsza niż 10 Ω.

Jak uziemienia są wykonywane w praktyce?

Część elektryków wykonuje uziemienie nie mając pojęcia jakich wartości rezystancji się spodziewać. Nie potrafią określić ile materiału należy użyć oraz ile pracy muszą wykonać aby uzyskać wymagany poziom rezystancji. Cenę za wykonanie uziemienia praktycznie podają „z głowy”.

Jak robią?

Po wykonaniu uziemienia wykonują pomiary. Gdy pomiar nie wychodzi (rezystancja jest zbyt duża) rozbudowują uziemienie o kolejne elementy, i tak do czasu gdy uzyskają wymagany poziom rezystancji.

Przy takim podejściu, uda się lub nie.

Jeśli nie, to wzrastają koszty robocizny i materiałów – ktoś za to zapłaci, albo klient (nie będzie zadowolony), albo zysk wykonawcy będzie niższy…

Można inaczej.

Przed wyceną wykonania uziemienia, można dokonać pomiarów rezystywności gruntu.

Pomiary rezystywności gruntu pozwalają na optymalne określenie głębokości na jaką powinno się pogrążyć pionowe elementy uziomu. Pozwala to na oszczędność zarówno czasu jak i materiałów z których budowane są systemy uziemiające.
…
Projektowanie nowych systemów uziemień powinno uwzględniać warunki lokalne, związane z rodzajem gruntu. Najważniejszym jego parametrem jest rezystywność gruntu. Mniejsza rezystywność gruntu oznacza łatwiejszy sposób wykonania uziemienia, spełniającego zakładane wymagania. Grunty skaliste, piaszczyste wymagają rozbudowanych systemów uziemiających i znacznie większych nakładów aby osiągnąć odpowiednią wartość rezystancji.
Model rezystywności przedstawia się jako sześcian o wymiarach 1m x 1m x 1m, wypełniony gruntem, z przeciwległych stron umieszczone są elektrody. Do takiego sześcianu podłączone jest napięcie. Stosunek napięcia do płynącego prądu określa rezystywność.

Źródło: Przewodnik po normie PN-EN 62305 Miernik rezystancji uziemień.
Autor mgr inż. Eligiusz Skrzynecki

Na bazie wyników pomiarów rezystywności gruntu, można wycenić ilość niezbędnych materiałów oraz oszacować ilość pracy jaką należy wykonać.

Orientacyjne wartości rezystywności gruntu

Rodzaj gruntu	Rezystywność ρ [Ωm]
Muliste grunty rolne, wilgotny zagęszczony nasyp	50 ρ
Słaby grunt rolny, żwir, twardy nasyp	500 ρ
Grunt kamienisty odsłonięty, suchy piasek, skały nieprzepuszczalne	3 000 ρ

Przeanalizuj poniższy wykres:

Najmniejsza dopuszczalna długość l1 [m] uziomu poziomego przyłączonego do każdego z przewodów odprowadzających w zależności od rezystywności gruntu ρ [Ωm] i poziomu ochrony odgromowej (najmniejsza dopuszczalna długość uziomu pionowego wynosi 0,5- l1 )

Źródło: Kontrola stanu technicznego urządzeń ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej

Autor: Edward Musiał Oddział Gdański SEP

Sprawdź, może funkcje pomiaru rezystywności gruntu ma Twój miernik?

Na przykładzie Sonel, pomiary rezystywności gruntu można dokonać przyrządami pomiarowymi: MRU-100; MRU-101; MRU-105; MRU-30; MRU-120; MRU-200; MRU-200-GPS; MPI-530; MPI-530-IT.

Ciekawostka

W 2008 r. zostały wprowadzone normy PN-EN 62305-1 Ochrona odgromowa. Część 1: Zasady ogólne oraz PN-EN 62305-2 Ochrona odgromowa. Część 2: Zarządzanie ryzykiem. W normach tych zawarto opis uszkodzeń i strat powodowanych przez piorun, klasyfikację poziomów ochrony odgromowej oraz parametry pioruna. Zdefiniowane zostało również pojęcie impedancji uziemienia.
…
Opisane w ww. normach wymagania wskazujące na konieczność pomiarów impedancji uziemienia odpowiadają funkcjonalności mierników firmy Sonel S.A. – MRU-200-GPS oraz MRU-200. Przyrządy te umożliwiają wykonanie pomiarów rezystancji uziemienia nie tylko metodą techniczną (niskoczęstotliwościową), ale również udarową, zgodną z definicją w normie PN-EN 62305.

Źródło: Przewodnik po normach PN-EN 60364-6 i PN-EN 62305
Autor mgr. inż. Eligiusz Skrzynecki

Więcej w o pomiarach znajdziesz na końcu artykułu.

Rodzaje uziomów

Uziom, uziomowi nie równy. Są różne rodzaje uziomów, które ze względu na sposób wykonania możemy podzielić na:

• Uziomy pionowe (ukośne)
• Uziomy poziome
  • Uziom otokowy
  • Uziom kratowy (oczkowy)
  • Uziom płytowy
  • Uziom promieniowy
  • Uziom fundamentowy
  • Uziom kablowy
• Uziomy kombinowane

W dalszej części omówię tylko niektóre rodzaje uziomów.

Uziomy fundamentowe

Możemy podzielić na:

• Naturalny
• Sztuczny
• Uziom w fundamencie nieizolowanym
  • Płytkim
  • Ławowym
  • Stopowym
  • Płytowym
  • Głębokim

Czy wykonując uziom fundamentowy powinno się spawać zbrojenia?

Uziom fundamentowy… jaki? Naturalny, czy sztuczny?

Uziom fundamentowy NATURALNY

Tworzy samo zbrojenie żelbetowego fundamentu. Jeśli zbrojenie ma służyć również jako uziom musi spełniać szereg wymogów np. minimalna średnica prętów zbrojeniowych. W takim wypadku pręty zbrojenia muszą być połączone ze są w sposób, który zapewni małą rezystancję połączenia. Można do tego użyć odpowiednich atestowanych zacisków śrubowych, ale najlepiej pospawać. Takie połączenia (wybór miejsc połączeń i wykonanie) wymagają uzgodnień z projektantem konstrukcji i z inspektorem nadzoru. Spawanie prętów zbrojeniowych odbywać się powinno na zakładkę o długości minimum 50 mm.

Każde połączenie (zaciskiem śrubowym lub spawane), przed zalaniem betonem powinno być sprawdzone przez elektryka. Zalecana jest dokumentacja w postaci zdjęć z oznaczeniem miejsca w jakim jest połączenie wykonane na obiekcie.

Uziom fundamentowy SZTUCZNY

To stalowy pręt lub płaskownik (bednarka) odpowiedniej średnicy umieszczony w fundamencie celowo. Połączeń należy dokonać w sposób właściwy dla przewodów elektroenergetycznych (spawanie lub atestowane zaciski śrubowe).
Pręt lub bednarkę (płaskownik) mocuje się do zbrojenia. W takim wypadku zbrojenie pełni tylko role pomocniczą.

Elementy stalowe powinny być zalane betonem o grubości minimum 50 mm z każdej strony. Ważne aby beton dobrze do nich przylegał. Z tego powodu zaleca się:

• w fundamencie zbrojonym ułożenie bednarki pionowo (wąskim bokiem do góry – na sztorc). Można to osiągnąć poprzez przymocowanie bednarki do boku zbrojenia. Dopuszcza się jednak mocowanie bednarki na płasko na górze zbrojenia (co obrazuje poniższa grafika).

• W fundamencie niezbrojonym mocuje się bednarkę na specjalnych wspornikach dystansowych, które należy wbić w podłoże. Wsporniki mają w tym układzie bardzo ważną rolę. Podczas wyładowania atmosferycznego ich zadaniem jest bezpieczne wyprowadzenie prądu piorunowego (łuku elektrycznego) poza fundament i wprowadzenie go bezpośrednio do ziemi. 

Elementy metalowe umieszczone w fundamencie do celów uziemienia celowo (pręt lub bednarka), powinny być zamocowane w sposób, który uniemożliwi zmianę położenia podczas zalewania betonem.

Podsumowując

Wykonując uziom fundamentowy:

• nie wolno łączyć prętów zbrojeniowych lub bednarki za pomocą drutu wiązałkowego, tradycyjnie używanego przez budowlańców.
• Połączenia należy spawać na długości minimum 50 mm, lub łączyć atestowanymi zaciskami śrubowymi.
• Uziom fundamentowy powinien mieć kształt otoku o maksymalnym wymiarze jednego boku nie przekraczającym 20 m. Przy większych wymiarach należy zagęścić oka tworzonej kraty dodatkowymi połączeniami.
• Wystarczy używać prętów lub płaskowników z gołej stali węglowej (bez warstwy cynku).  Dotyczy elementów całkowicie zalanych w betonie.

Ciekawostka

Jeśli w wilgotnym betonie fundamentu użyjemy np. bednarki ocynkowanej oraz czarnej stali, z której są wykonane zbrojenia fundamentu, dojdzie do korozji galwanicznej (powstanie ogniwo galwaniczne będące źródłem prądu). Spowoduje to uszkodzenie powłoki cynku, po zniszczeniu której ogniwo przestanie funkcjonować i proces korozji nie powinien dalej postępować.   

Bednarkę lub pręt, które wyprowadzamy z betonu i wykorzystujemy jako przewody przyłączeniowe do głównej szyny wyrównania potencjałów, przewodów odprowadzających piorunochronu (zewnętrznego LPS) musimy zabezpieczyć antykorozyjnie. Zalecane jest użycie do tego stali pokrytej warstwą cynku lub stali nierdzewnej. 

Tajemnica poliszynela 😉 

Naturalny uziom fundamentowy:

Niejasny jest rozdział kompetencji między budowlanym a elektrykiem. Budowlani, nawykli do łączenia prętów zbrojeniowych drutem wiązałkowym, na wielu budowach sabotują postulaty i zabiegi elektryka.

Sztuczny uziom fundamentowy

Dla budowlanych jest to „ciało obce”, przed którym czują respekt i w trakcie robót fundamentowych akceptują ingerencje elektryka, bo to jego przewód.

…

Trwałość poprawnie wykonanego uziomu fundamentowego sztucznego jest nie mniejsza niż trwałość budynku.

Źródło: Kontrola stanu technicznego urządzeń ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej

Autor: Edward Musiał Oddział Gdański SEP

Uziom parafundamentowy

Czyli uziom otokowy ułożony po obwodzie budynku, tuż przy nim lub pod nim. Może być wykonany również w formie uziomu kratowego umieszczonego pod budynkiem.

Elektryk i budowlaniec – konflikt interesów…

Od niepamiętnych czasów pomiędzy elektrykiem a budowlańcem istnieje konflikt interesów. Wykonując uziom w fundamencie, elektryk jest zainteresowany aby w fundamencie było jak najwięcej wilgoci, natomiast budowlaniec przeciwnie. Stara się aby fundament był jak najbardziej suchy…

Ze względu na izolację (od wody) rozróżniamy:

Uziomy w fundamencie z izolacją przeciwwilgociową:

• Poziomą
• Pionową
• Z matami pęcherzykowatymi

Uziomy w fundamencie mającym izolację przeciwwodną

• Fundament wannowy:
  • Czarna wanna
  • Biała wanna
  • Brązowa wanna

Chyba nie spodziewałeś się, że temat uziemień może być aż tak skomplikowany? Omówiłem tylko wybrane zagadnienia i staram się w skrócie omówić najważniejsze tematy, których i tak jest bardzo dużo.

Wymogi i zalecenia

Przypominam, że w tym artykule omawiam głównie uziemienie odgromowe 😉

Dla producenta

Elementy użyte do wykonania układu uziemień muszą spełniać wymogi określone w różnych normach i innych aktach prawnych. Ponieważ obowiązek spełnienia tych wymogów spoczywa na producentach, nie będę omawiał tych zagadnień.

Dobrze jeśli informacje podane przez producentów są potwierdzone badaniami przeprowadzonymi przez niezależne instytucje. Niestety koszty niezależnych badań są dość spore, co przekłada się na końcową cenę produktu. Rzeczą normalną jest, że większość osób chce kupić produkty tanie, dobre i bezpieczne (czyli przebadane – bo skąd wiedzieć, że produkt jest bezpieczny).

Tu koło się zamyka bezpieczeństwo kosztuje, więc produkty najtańsze nie będą bezpieczne, bo kto to bezpieczeństwo sprawdził i potwierdził?

Z jakich materiałów mogą być wykonane elementy uziemienia?

Dostępne są elementy:

• Ocynkowane galwanicznie
• Ocynkowane ogniowo
• Miedziane
• Miedziowane
• Nierdzewne

Ocynkowane galwanicznie

Charakteryzują się ładną, błyszczącą powierzchnią. Są to elementy stalowe, zabezpieczone przed korozją warstwą ocynku nakładanego galwanicznie. Grubość powłoki około 2,5 – 10 µm. 

Ocynkowane ogniowo

Powłoka cynkowa jest matowa. Są to elementy stalowe, zabezpieczone przed korozją warstwą ocynku nakładanego metodą ogniowo-zanurzeniową. Grubość powłoki około 40 – 60 µm.  

Miedziane

Są to elementy wykonane z miedzi z mosiężnymi śrubami, odporne na warunki atmosferyczne, lecz stosunkowo drogie.

Miedziowane

Są to elementy stalowe, zabezpieczone przed korozją warstwą miedzi z śrubami mosiężnymi. Grubość powłoki może się wahać od 0,02 – 30 µm. Elementy są zdecydowanie tańsze w porównaniu z elementami miedzianymi, natomiast zaletą jest zdecydowanie większa twardość. Wadą jest konieczność dbania aby powłoka miedzi nie została uszkodzona, ponieważ w tym miejscu element pozbawiony jest ochrony przed korozją.

Nierdzewne

Są to elementy wykonane z stali nierdzewnej. Warto się na chwilę zastanowić, co kryje się pod tym pojęciem?

Jeśli mam porównać dwa elementy różnych producentów wykonane ze stali nierdzewnej, zaczynam od sprawdzenia jaki rodzaj stali według producenta został użyty do wykonania elementu.

Stal nierdzewna dzieli się na cztery główne rodzaje, każdy rodzaj składa się z kilku gatunków… Jak mówi stare przysłowie „diabeł tkwi w szczegółach” …

Ciekawostka

Elementów miedzianych i miedziowanych NIE WOLNO łączyć bezpośrednio z elementami ocynkowanymi, ani aluminiowymi ponieważ powstaje zjawisko korozji kontaktowej. Jeśli zachodzi konieczność połączenia np. miedziowanego drutu odgromowego z bednarką ocynkowaną, należy używać specjalnych złącz wyposażonych w mosiężną przekładkę oraz mosiężne śruby.

Korozja kontaktowa

Podstawy teoretyczne.

Korozja metali jest najbardziej niebezpieczna, gdy ma charakter elektrochemiczny. Oznacza to, że na powierzchni metalu kontaktującego się z roztworem wodnym powstaje ogniwo i zaczyna przepływać prąd. Powoduje to, że cząstki metalu zyskują ładunek i przez to odrywają się od powierzchni – efektem tego jest jej uszkadzanie.

…

Można łatwo określić, które połączenia będą powodowały powstawanie ognisk korozji kontaktowej. Korozja kontaktowa spowoduje zniszczenie metali mniej szlachetnych, tzn. o niższym potencjale elektrycznym. Na metalu bardziej szlachetnym wytworzy się warstewka metalu nieszlachetnego.

Źródło: http://www.e-instalacje.pl/a/korozja-kontaktowa-3280.html

Reguła przepływu wskazuje, że woda np. deszczowa (zawierająca minerały, sole, różne zanieczyszczenia) powinna przepływać tylko w jednym kierunku. Od metalu mniej szlachetnego do bardziej szlachetnego, czyli od elementu stalowego do elementu miedzianego lub miedziowanego.

Stosowanie tej reguły nie zabezpiecza przed korozją miejscową w kontakcie z wodą, która jest korozyjna wobec stali ocynkowanej. Produkty korozji żelaza, płynąc zgodnie z regułą przepływu do elementów miedzianych, lub miedziowanych mogą spowodować ich miejscową korozję…

Co na to normy?

Norma EN 62305-3:2011 porusza zagadnienia związane z korozją:

„Jeśli umieszczone w gruncie uziomy mają połączenie ze stalą w betonie, powinny być wykonane z miedzi, ze stali pokrytej miedzią lub ze stali nierdzewnej.”

Źródło: EN 62305-3:2011 E.5.4.3.2 Uziomy fundamentowe

Jak widzisz nawet w normach zagadnienie korozji elektrochemicznej jest dość dokładnie opisane. Zwróć uwagę, że przytoczony fragment dotyczy stali umieszczonej w betonie.

Czym to jest podyktowane?

„Stal w betonie ma w przybliżeniu taki sam potencjał galwaniczny szeregu elektrochemicznego jak miedź w gruncie. A zatem, gdy stal w betonie jest połączona ze stalą w ziemi, to czynne napięcie galwaniczne, równe w przybliżeniu 1 V, powoduje przepływ prądu korozji w gruncie oraz mokrym betonie i rozpuszcza stal w gruncie.”

Źródło: EN 62305-3:2011 E.5.4.3.2 Uziomy fundamentowe

Czy trzeba więcej pisać o tym zjawisku? Zastanów się, czy osoba dokonująca kontroli może mieć zastrzeżenia gdy użyjesz bednarki OC w betonie?

Dla wykonawcy

• Uziomy powinny być instalowane w sposób pozwalający na ich sprawdzanie podczas budowy.
• Głębokość osadzenia i typ uziomów powinny być tak dobrane, aby minimalizowały skutki korozji oraz wysychania i zamarzania gruntu, a przez to ustabilizowały klasyczną rezystancję uziemienia.
• Zaleca się, aby górna część uziomu pionowego do głębokości zamarzania gruntu nie była uznawana za użyteczną w warunkach zamarzania.
• Jeżeli jako uziom odgromowy jest wykorzystywane metalowe zbrojenie w betonie, to szczególnie należy zadbać o wzajemne połączenia, aby zapobiec mechanicznemu rozłupywaniu betonu.

Źródło: Ochrona odgromowa budynków
Autor: mgr inż. Andrzej Boczkowski
Stowarzyszenie Elektryków Polskich
Sekcja Instalacji i Urządzeń Elektrycznych

Układy uziemień

Znów trochę definicji 😉
Wykonując sztuczne uziomy odgromowe rozróżniamy:

Układ uziemienia typu A

Układ typu A zawiera uziomy poziome i pionowe instalowane na zewnątrz obiektu poddawanego ochronie i przyłączane do każdego przewodu odprowadzającego.

W układach typu A całkowita liczba uziomów nie powinna być mniejsza niż dwa.

Źródło: www.szkolenia.tim.pl

Układ uziemienia typu B

Układ typu B zawiera – uziom otokowy, ułożony na zewnątrz obiektu poddawanego ochronie i pozostający w kontakcie z ziemią na długości równej przynajmniej 80 % jego długości, albo uziom fundamentowy, albo uziom kratowy.

Źródło: www.szkolenia.tim.pl

Podsumowanie

Stosunkowo rzadko zdarza się, aby w budownictwie jednorodzinnym instalator wykonał tylko układ uziomów typu A lub typu B. Najczęściej instalatorzy łączą uziomy typu A i typu B, w jeden układ kombinowany.

 

Na co zwrócić uwagę wykonując uziemienie?

Zanim zaczniesz kopać, sprawdź czy w ziemi nie natrafisz na kable, rury: wody, gazu, kanalizacji lub inne „niespodzianki”, typu internet, gruntowa pompa ciepła… Tego typu „niespodzianki” czasami znajdują się w miejscach, w których się ich najmniej spodziewasz i rzadko są dobrze oznaczone.

Zapamiętaj

Układ uziomowy powinien również zapewnić zredukowanie do bezpiecznych wartości różnice potencjałów pomiędzy poszczególnymi punktami uziomu oraz podłączonymi do niego instalacjami i urządzeniami. Spełnienie tego ostatniego warunku wymaga stosowania połączeń o możliwie najmniejszych wartościach impedancji pomiędzy uziomem a:

• szyną lub pierścieniem wyrównywania potencjałów,
• urządzeniami, jeśli są połączone bezpośrednio z uziomem.

Uziomy sztuczne powinny spełniać następujące wymagania:

• Należy je wykonać jako uziomy poziome otokowe, promieniowe lub pionowe. Zalecane jest stosowanie uziomów otokowych.
• Uziomy poziome należy układać na głębokości nie mniejszej niż 0,6m. i w odległości nie mniejszej niż 1 m. od zewnętrznej krawędzi budynku.
• Uziomy pionowe należy pogrążać w gruncie w taki sposób, aby ich najniższa część była umieszczona na głębokości nie mniejszej niż 3m., a najwyższa nie mniej niż 0,5m. pod powierzchnią ziemi.

…

• Odległość pogrążonych w gruncie uziomów poziomych lub pionowych powinna być nie mniejsza od 1,5m. od wejść do budynków, przejść dla pieszych lub metalowych ogrodzeń używanych przy drogach publicznych. W przypadku wejść używanych sporadycznie dopuszcza się zmniejszenie tej odległości.
• Kable powinny być układane, aby w miejscach zbliżeń odległości pomiędzy nimi a elementami uziomu piorunochronnego były większe od 1m.
• Jeżeli rezystancja uziemienia piorunochronnego jest mniejsza niż 10Ω dopuszcza się zmniejszenie odległości pomiędzy kablami a elementami uziomu piorunochronnego do:
  • 0,75 m dla kabli elektroenergetycznych o napięciu znamionowym do 1 kV i kabli telekomunikacyjnych,
  • 0,5 m dla kabli elektroenergetycznych o napięciu znamionowym powyżej 1 kV.
• Podziemne metalowe elementy obiektów i urządzeń technologicznych, znajdujące się w odległości nie większej niż 2 m. od uziomu piorunochronnego, a nie wykorzystywane jako uziomy naturalne, zaleca się łączyć z tymi uziomami bezpośrednio lub za pomocą iskierników.

Źródło: OCHRONA ODGROMOWA OBIEKTÓW BUDOWLANYCH
Uziomy w ochronie odgromowej
Autor: dr hab. inż. Andrzej Sowa – prof. Politechniki Białostockiej

Układ uziemienia typu A (szpilka)

Ciekawostka

Jeśli podczas pogrążania uziomu pionowego pomiary rezystancji wychodzą poniżej 10 Ω, to można założyć, że głębokość pogrążenia uziomu jest odpowiednia (minimum 3 m).

Jeśli nie, można dołożyć kolejne elementy i próbować wydłużyć uziom.

Zmniejszenie rezystancji uziemienia przez wydłużenie uziomów jest praktycznie możliwe do 60 m.

Źródło: Ochrona odgromowa budynków
mgr inż. Andrzej Boczkowski Stowarzyszenie Elektryków Polskich Sekcja Instalacji i Urządzeń Elektrycznych

Pomiarów rezystancji uziemienia powinno dokonywać się regularnie po pogrążeniu każdego dołożonego odcinka.

Jeżeli przy wzrastającej głębokości uziomu rezystancja uziemienia nie zmniejsza się, lub zmiany są minimalne, warto zaprzestać dalszego pogrążania uziomu, wykonać kolejny i połączyć je razem.

Czy wiesz, w jakiej odległości od pogrążonego już uziomu wbijać kolejny?

Są zasady wynikające z zjawisk fizycznych, których przestrzeganie zapewnia uzyskanie maksymalnie dużego spadku rezystancji przy minimalnych kosztach.

Jeśli kolejny uziom (szpilkę) pogrążymy zbyt blisko obecnego, zmniejszenie rezystancji nie będzie tak duże jak być powinno. Optymalna odległość pomiędzy pionowymi uziomami pogrążonymi równolegle musi być większa niż długość pogrążonego uziomu.

Przykład

Jeśli pogrążony został uziom pionowy na głębokość 3 m (na grafice odległość oznaczona x), to kolejny uziom pionowy należy pogrążyć w odległości minimum 3 m. Następnie uziomy należy połączyć bednarką i dokonać pomiaru. Jeśli pomiar nie wychodzi, to z pogrążaniem kolejnego uziomu pionowego należy odsunąć się minimum 3 m od obydwu wcześniej pogrążonych uziomów.

W jaki sposób pogrążać uziom?

Uziom można pogrążać wbijając zwykłym kilkukilogramowym młotem. Jest to męczące i niebezpieczne ponieważ łatwo o wypadek.

Proponuję pogrążać uziomy za pomocą elektronarzędzi, które można podzielić na:

• Młoty udarowo obrotowe SDS-max 
• Młoty udarowe SDS-max
• Młoty wyburzeniowe
• AKUMULATOROWE Młoty udarowo obrotowe SDS-max

Aby móc pogrążyć uziom do młota, należy założyć specjalną końcówkę:

• Dłuto do uziomów SDS-max
• Dłuto z chwytem sześciokątnym do młotów wyburzeniowych

Jaki młot do pogrążania uziomów?

Wszystko zależy od tego, jak dużo i na jakie głębokości chcesz pogrążać uziomy? Jeśli uziomy pogrążasz często i chcesz uzyskiwać duże głębokości np. 12 m lub więcej zdecydowanie najlepszym wyborem będą młoty wyburzeniowe. Charakteryzują się bardzo dużą energią udaru i sporą wagą.

Który młot najlepszy?

Nie wiem. Sam musisz dobrać młot, który dla Ciebie będzie najlepszy. Zobacz porównanie kilku młotów. Pod uwagę brałem trzy parametry: wagę, energie udaru i moc znamionową. W poniższych tabelach młoty posortowane są według energii udaru podawanej w dżulach oznaczanych J.

Energia udaru. Czy wiesz, jak w przybliżeniu określić ile to jest 10 J?

W dużym uproszczeniu:

1 kg puszczony z wysokości 1 m uderzy w ziemię z siłą około 10 J.

Młoty udarowo-obrotowe
		Energia udaru od 6,1 do 27 J Waga od 5,0 do 12,1 kg Sprawdź ceny młotów >>
Młoty udarowe
		Energia udaru od 7,6 do 27 J Waga od 5,1 do 12,3 kg Sprawdź ceny młotów >>
Młoty wyburzeniowe
		Energia udaru od 22,5 do 71,4 J Waga od 12,3 do 32,3 kg Sprawdź ceny młotów >>
AKUMULATOROWE młoty udarowo-obrotowe
		Energia udaru od 6,1 do 8,0 J Waga od 6,6 do 8,1 kg Sprawdź ceny młotów >>

Przedstawione w tabeli dane, dotyczą wybranych modeli młotów. Źródło: www.industria24.pl z dnia 2018 10 29.

Wybierając młot, zwróć uwagę na wagę młota. Mam na myśli transport i obsługę młota. Musisz mieć siłę przenieść młot do samochodu a następnie na miejsce pracy. To nie koniec 🙂 młot musisz podnieść i nałożyć na pogrążany uziom. Wiele osób na etapie wyboru młota o tym zapomina.

Jeśli używasz uziomów, które składają się z 1,5 m odcinków, młot będziesz musiał nałożyć na uziom, który znajduje się na wysokości około 1 m nad powierzchnią gruntu (uziom powinien być minimum 50 cm pod powierzchnią ziemi) do tego dodaj wysokość młota i długość dłuta do uziomów, które z młota będzie wystawać (dane te, znajdziesz w katalogach producentów).

Przykład 

	Młot wyburzeniowy GSH 27 VC	Młot udarowy GSH 5 CE
Długość młota	760 mm	480 mm
Waga młota (bez dłut do uziomów)	29,5 kg	6,2 kg
Dłuto do uziomów wystaje z młota około:	155 mm	145 mm
Łączna długość młota wraz z dłutem:	915 mm (91,5 cm)	625 mm (62,5 cm)

Jak widzisz na przedstawionym i uproszczonym przykładzie, młot wyburzeniowy na podstawie wagi i energii udaru zdecydowanie lepiej nadaje się do pogrążania uziomów. Jednak biorąc pod uwagę Twój wzrost, siłę i wymiary młota, oraz zakładając, że najczęściej pogrążasz uziomy o długości pręta 1,5 m, więc będziesz musiał nałożyć dłuto do pogrążenia uziomów na wysokości 1 m nad powierzchnią gruntu, może okazać się, że dla Ciebie lepszym rozwiązaniem będzie młot o mniejszych gabarytach. Sam musisz przemyśleć tą kwestię.

Porównaj również ilość udarów na minutę.

Dla przykładu:

• młot udarowy GSH 5 CE Professional maksymalnie może wykonać około 2 900 udarów o energii do 13 J
• młot wyburzeniowy Bosch GSH 27 VC maksymalnie może wykonać około 1 000 udarów o energii 62 J

Nim zacznę omawiać uziomy otokowe, zachęcam do obejrzenia krótkiego filmu.

Układ uziemienia typu B (otok)

Pamiętasz? Otok robimy minimum 1 m od budynku.

Co dalej? Wszystko zależy na jakim etapie jest zagospodarowanie terenu.

Metoda kopania

Dobór właściwej metody, czy myślałeś o tym? Przeanalizujmy możliwości.

Można kopać ręcznie, lub koparką.

• Ręcznie – teoretycznie taniej, tylko jak policzy się łączny czas, nie koniecznie wyjdzie taniej…
• Koparką – jaką?
  • Koparko ładowarka – zrobi szeroki rów, sporo zasypywania i ziemia osiadać będzie na sporej powierzchni. Potrzeba sporo miejsca aby taka koparka przejechała dookoła budynku.
  • Minikoparka – przydatna szczególnie jak ma wąską łyżkę, do kopania pod kable…
  • Koparka łańcuchowa.

Ponieważ koparko ładowarka i minikoparka są znane większości czytelników, skupię się na szczególnie przydatnej i mało znanej koparce łańcuchowej.

Koparka łańcuchowa

Jako przykład pokażę koparkę łańcuchową TR 60/13 HC produkcji Laski. Wybrałem tą koparkę ponieważ jak pamiętasz uziom typu B należy układać na głębokości minimum 60 cm czyli 600 mm 😉

 

Niezależnie od wybranej metody kopania, jeśli teren dookoła jest zagospodarowany np. rośnie trawa, należy dokonać jak najmniej zniszczeń. Warto zadbać o zadowolenie inwestora – jego dobra opinia na temat wykonawcy i ewentualne polecenia są nieocenione.

Jak kopać na trawie aby nie było śladu?

Większość inwestorów najbardziej obawia się bałaganu jaki będzie koło domu po zakończeniu prac. Uziemienie kojarzą z wykopami, zrujnowanym terenem i błotem. Takie obawy na już zagospodarowanym terenie mogą być przyczyną odkładania przez inwestora decyzji – czy robić…

Czy to prawda?

Dużo zależy od tego, kto i jak kopie.

Osiadanie gruntu

Jeśli teren na którym ma być wykonany uziom jest „terenem budowy”, nie jest zasiana trawa, nie ma utwardzonego terenu itd. nie ma większych kłopotów z wykopami. Chyba jedyny kłopot to rowek, który tworzy się na wskutek osiadania ziemi wsypanej do wykopu lub uporządkowanie terenu na tyle aby można było wykopać rów.

Osiadanie ziemi w zasypanym rowie dotyczy każdego etapu budowy bez względu czy teren jest zagospodarowany czy nie. Tego zjawiska nie da się wyeliminować bez zagęszczania.

Jeśli zdecydowałeś się na zagęszczanie wykopu, pamiętaj aby zagęszczać warstwami nie większymi niż 20 – 30 cm. Zasypanie i zagęszczanie od razu całości wykopu spowoduje, że dolna część wykopu nie będzie dobrze ubita. Z biegiem czasu, pod wpływem wody ziemia zacznie osiadać co spowoduje zapadanie się.

Zatarcie śladów

Jeśli koło domu jest trawnik, to w jaki sposób wykonać i zasypać wykop aby nie zostawić śladów?

Całkowicie zatrzeć śladów się nie da, lub jest to bardzo trudne, ale można stosunkowo niewielkim nakładem pracy prawie całkowicie zlikwidować ślady po wykopie. Tak, aby w ciągu kilku dni zniknęły ślady naszej ingerencji. W tym celu trzeba zaplanować pracę.

Zacząć należy od wytyczenia trasy kopania. Przydatny może okazać się sznurek oraz kilka prętów lub zaostrzonych palików. Następnie wzdłuż wyznaczonej trasy wycinamy i zdejmujemy darń. Z boków odcinamy darń poprzez pionowe wbicie szpadla. Nacięć dokonujemy z obydwu stron na szerokość wykopu. Następnie poprzez poprzeczne odcięcia dzielimy darń na kawałki, które z pewnym zapasem ziemi odcinamy szpadlem od podłoża poprzez podważanie.

Wyciętą w ten sposób darń odkładać należy w kolejności jakiej została wyciągnięta, na wcześniej rozłożoną grubą folię lub agrotkaninę ułożoną wzdłuż wykopu w odległości około 2 m od wykopu. Ważne aby nie przesuszyć odłożonej darni. Jeśli jest ciepło warto co pewien czas dodatkowo zwilżać darń wodą.

Po wykonaniu tej czynności, teren na którym będzie robiony wykop jest pozbawiony darni, co znacznie ułatwia kopanie.

Teraz należy wzdłuż wykopu rozłożyć grubą folię, lub agrotkaninę, na którą będzie wysypywana ziemia. W zależności od szerokości i głębokości kopanego rowu należy rozłożyć odpowiednio szeroki pas.

Po zakończeniu prac ziemnych wykop należy zasypywać warstwami, dobrze ubijając każdą warstwę. Jeśli nie dysponujesz mechanicznymi zagęszczarkami, rozwiązaniem może być udeptanie ziemi w wykopie. W takiej sytuacji, jeśli ziemia ma być na tyle dobrze ubita aby zbytnio nie osiadać, należy udeptywać cieńsze warstwy (około 5 cm).

Dzięki wcześniej rozłożonej folii lub agrotkaninie, cała wykopana ziemia trafi do wykopu.

Ostatnią rzeczą jaką należy wykonać, to ułożenie darni na swoim miejscu w odwrotnej kolejności niż była wyciągana.

Pozostało dobrze podlać ułożoną darń, można przydeptać. Nie zapomnij posprzątać folie lub agrotkaninę 🙂

Podsumowanie

Jeśli prace wykonasz starannie, to po kilku dniach od zakończenia prac po wykopie nie powinno być śladu.

Tego typu zatarcie śladów jest możliwe jeśli wykop był robiony ręcznie, minikoparką lub koparką łańcuchową. Koparko-ładowarka raczej pozostawi ślady, które będą trudne do usunięcia opisanym sposobem.

Wykonanie uziomu

Wykonując uziemienie, należy zrobić zgodnie z wytycznymi zawartymi w projekcie oraz w normach, z użyciem elementów dostępnych w sprzedaży wykonanych według obowiązujących norm i zaleceń. 

W sprzedaży dostępne są elementy wykonane z różnych materiałów. W tym zakresie większość producentów ma podobną ofertę. Porównanie i przytoczenie wszystkich dostępnych wariantów jest bardzo trudne. W dalszej części artykułu omówię zagadnienia na przykładzie oferty polskiego producenta Elko-Bis.

W wykonanym wykopie należy rozłożyć bednarkę. Praca ta jest znacznie ułatwiona jeśli dysponujesz dwoma urządzeniami

• rozwijak do bednarki
• prościarka do bednarki

Rozwijaki do bednarki przeważnie są autorskimi urządzeniami. Przejrzyj dostępne modele lub zastanów się nad własnym urządzeniem.

Prościarka

można dużo pisać, lecz proponuje obejrzyj poniższy film.

Prościarki ze względu na rodzaj napędu możemy podzielić na ręczne i elektryczne. Występują jako prościarki do drutu, bednarki oraz uniwersalne do drutu i bednarki.

Ręczna prościarka do bednarki	Ręczna prościarka do drutu i bednarki
Prościarka z napędem elektrycznym	Napęd elektryczny do prościarki

Przed użyciem, prościarkę należy dobrze przykręcić do podłoża np. do palety dostępnej chyba na każdej budowie.

Jeśli posiadasz prościarkę z napędem ręcznym, możesz dokupić sam napęd elektryczny i odwrotnie. Jeśli posiadasz prościarkę z napędem elektrycznym, możesz zdemontować napęd i używać prościarki napędzając korbą 🙂

Warto zauważyć, że nie trzeba od razu kupować prościarki, producent Elko-Bis umożliwia wypożyczenie prościarki 🙂 

Co jeszcze się przyda?

Proste odcinki bednarki, należy wyginać w zależności od potrzeb. W tym celu nieocenione usługi oddadzą dość proste a bardzo pomocne uchwyty do prostowania potocznie zwane KANKANKI. Warto zaopatrzyć się w dwie sztuki 😉 

Znajdziesz je pod numerem katalogowym 98600101 lub 86.1

Bednarki można łączyć ze sobą za pomocą spawania lub za pomocą specjalnych złącz (omówionych w dalszej części poradnika).

Miejsce spawów należy oczyścić i zabezpieczyć przed korozją. Można do tego użyć specjalnych taśm:

Taśma typu DENSO w rolkach po 10 m występuje w dwóch szerokościach 10 i 20 cm	Taśma antykorozyjna do połączeń ziemnych w rolkach po 10 m występuje w szerokościach 3; 5; 10 cm

Skręcane elementy należy zabezpieczyć wazeliną techniczną nakładaną np. za pomocą pędzla.

 

Ważne choć mało znane

Połączenia bednarka – bednarka, bednarka – drut lub drut – drut.

Początkowo były do tych celów dopuszczone również zaciski zakleszczające klinowe (rys. 7), ale od kilku lat są zakazane w betonie zagęszczanym maszynowo, za pomocą wibratorów. Nie są też one dozwolone w gruncie.

Źródło: Ochrona przeciwporażeniowa UZIOMY FUNDAMENTOWE I PARAFUNDAMENTOWE
Autor: Edward Musiał Politechnika Gdańska

Ciekawostka – niezależnie od układu uziemień

Jeśli w obszarze przyległym do analizowanego obiektu gromadzi się często znaczna liczba ludzi to może zajść konieczność sterowania rozkładem potencjałów uziomów zastosowania dodatkowych uziomów otokowych. Uziomy te umieszczanych w odległości ok. 3m jeden od drugiego. Otoki, w miarę oddalania się od obiektu, powinny być układane coraz głębiej w gruncie. Przykładowy układ rozbudowanego systemu otoków przedstawiono na rys.

Źródło: OCHRONA ODGROMOWA OBIEKTÓW BUDOWLANYCH
Uziomy w ochronie odgromowej
Autor: dr hab. inż. Andrzej Sowa – prof. Politechniki Białostockiej

Szyna wyrównania potencjałów

Szynę wyrównania potencjałów zwaną również szyną ekwipotencjalną należy podłączyć do uziemienia…

Główna Szyna wyrównawcza zwana również szyną ekwipotencjalną

Nie znalazłem aktów prawnych, które w Polsce regulują kwestię miejsca połączenia. Bardzo ciężko znaleźć wiarygodne informacje w tym zakresie.

W kilku opracowaniach autorzy podają, że połączenia do uziemienia należy starać się wykonywać mniej więcej w połowie odległości pomiędzy dwoma przewodami odprowadzającymi instalacji odgromowej (jeśli istnieje), powołują się przy tym na prawo Kirchhoffa. Pytanie, czy ich twierdzenie jest uzasadnienie?

Osoby szczególnie zainteresowane odsyłam do publikacji prof. Wołkowińskiego.

Za to, wszystkie opracowania są zgodne w zakresie:

• najważniejsza jest rezystancja poniżej 10 Ω (czym mniej, tym lepiej).
• Połączenia dokonujemy z UZIEMIENIEM, a nie z przewodami odprowadzającymi.

W przypadku gdy obiekt ma zewnętrzną instalacje odgromową, to minimalne wymiary przewodów do łączenia różnych szyn wyrównawczych, lub do łączenia szyn wyrównawczych z uziomem są następujące:

Klasa LPS	Materiał	Przekrój poprzeczny
I do IV	Miedź	14 mm2
	Aluminium	22 mm2
	Stal	50 mm2

Na podstawie: EN 62305-3:2006

Połączenie z zewnętrznym LPS

Uziemienie z zewnętrznym LPS, czyli zewnętrzną instalacją odgromową wykonujemy w sposób umożliwiający dokonanie pomiarów. Najczęściej do tego wykorzystywane jest złącze kontrolne, które możemy umieścić nad ziemią jak również w ziemi (w dedykowanej obudowie).

Złącze kontrolne 4-otworowe 90400101	Złącze kontrolne 2-otworowe 90500101
Złącze kontrolne 4-otworowe 90400106	Złącze kontrolne 2-otworowe 90400106
Złącze kontrolne 4-otworowe 90400107	Złącze kontrolne 2-otworowe 90400107
Złącze kontrolne drut-drut 90600101	Złącze kontrolne AL. 95600109

Złącza dwu i czterootworowe łączy się z bednarką poprzez przewiercenie bednarki i skręcenie złącza z bednarką za pomocą śrub.

Ciekawostka

• Złącze kontrolne 2-otworowe jest tańszą (ekonomiczną) wersją złącza 4-otworowego.
• Złącze 4-otworowe 90400106 lub 2-otworowe 90400106 przeznaczone jest do połączenia miedzianego lub miedziowanego drutu z ocynkowana bednarką.
• Złącze kontrolne 4-otworowe 90400107 lub 2-otworowe 90400107 na odwrót. Przeznaczone jest do połączenia ocynkowanego drutu z miedzianą lub miedziowaną bednarką.
• Złącze kontrolne AL. 95600109 umożliwia połączenie drut – drut oraz drut – bednarka. Nie nadaje się do połączeń z elementami miedzianymi lub miedziowanymi.

Z czego wykonać uziemienie?

Uziomy typu A

Opisanie każdej wersji uziomu, różnych producentów nie ma sensu. Zwrócę uwagę na kilka najważniejszych elementów, dzięki czemu wybierając lub porównując ceny uziomów, wykonanych z tego samego materiału np. OC będziesz wiedział na co zwracać uwagę:

• średnica pręta.

Najczęściej uziomy występują w wersji: ∅16; ∅20; ∅25 mm.

• Długość kompletnego uziomu.

Najczęściej są to uziomy o długości całkowitej 3 m czasami spotyka się wersje 2 m. Zwróć uwagę na długość logistyczną – czyli w jakiem odcinku możesz transportować uziom.

• Uziomy występują w odcinkach: 1 m; 1,5 m; 2 m; 3 m.

Czym krótszy jest odcinek tym łatwiej go transportować i pogrążać, lecz wymaga dodatkowych elementów łączeniowych co przekłada się na cenę.

• Powłoka antykorozyjna.

Czy jest to ocynk ogniowy, czy ocynk galwaniczny?

• Czy uziom posiada szpic zwany również  grotem?

Ten element ma większą średnicę niż pręt i podczas pogrążania ma za zadanie torować drogę by powłoka chroniąca pręt przed korozją nie została uszkodzona. Grot ułatwia również pogrążanie uziomów na większe głębokości. I jak pewnie się domyślasz jest to element dodatkowy, który ma wpływ na cenę.

• Sposób łączenia elementów uziomu.

Elementy często występują w wersji skręcanej lub wbijanej. Wersja skręcana podczas pogrążania wymaga stałego dokręcania. Producenci dbający o jakość swoich uziomów robią specjalne miejsca przeznaczone na dokręcanie kluczem płaskim. Elementy wbijane nie wymagają dokręcania, dodatkowo w razie konieczności skrócenia elementu można odciąć nadmiar pręta i bez problemu zabić element do podłączenia bednarki (uwaga na podstawie systemu połączeń uziomu terra-grom).

• Dostępność w sprzedaży pojedynczych elementów uziomu np. dodatkowe pręty, łączniki, groty…

Praktyka

Ze względu na cenę najbardziej popularne są uziomu w wersji ocynkowanej. Uziomy miedziowane są stosowane zdecydowanie rzadziej. Najtrudniej kupić uziomy wykonane ze stali nierdzewnej.

W swojej pracy zawodowej, co jakiś czas spotykam się z pytaniem o pionowe uziomy MIEDZIANE do pogrążania w ziemi.

Wykonanie tradycyjnych uziomów (do pogrążania) w wersji miedzianej jest praktycznie niemożliwe ze względu na twardość miedzi. Podczas pogrążania uziom miedziany będzie się giął. Osoby, które mimo wszystko chcą kupić uziom miedziany pocieszę 🙂 takie uziomy występują na rynku, i można je kupić, jednak technika ich wykonania jest dość skomplikowana. Cena również skutecznie odstrasza większość zainteresowanych osób ograniczając miejsca użycia do specjalistycznych obiektów.

Dość już tej teorii – co dostępne jest w praktyce?

Uziomy

W praktyce z oferty Elko-Bis można kupić 16 rodzajów uziomów w różnych długościach oraz wersjach materiałowych. Uziomy możemy podzielić na pięć grup:

Uziom kompletny 3-metrowy np. 94113001 Łączony poprzez skręcanie, występuje w odcinkach 1 m i 1,5 m. Każda z długości o średnicach pręta 16 lub 20 mm. Elementy składowe uziomu można osobno dokupić jako akcesoria. Występuje w wersjach materiałowych: ocynk galwaniczny; stal miedziowana.
	Uziom kompletny „terra-grom®’’ np. 94143002 Łączony poprzez wbijanie, występuje w odcinkach 1,5 m o średnicy pręta 25 mm. Elementy składowe uziomu można osobno dokupić jako akcesoria. Występuje w wersjach materiałowych: ocynk ogniowy; stal miedziowana.
Uziom kompletny „elkonomic’’ np. 94173002 Łączony poprzez wbijanie, występuje w odcinkach 1,5 m o średnicy pręta 16 i 20 mm. Elementy składowe uziomu można osobno dokupić jako akcesoria. Występuje w wersji materiałowej: ocynk ogniowy.
	Uziom prętowy 94000102 Jednoczęściowy 2 m, średnica pręta 16 mm Występuje w wersji materiałowej: ocynk ogniowy.
Uziom profilowy np. 94000302 Jednoczęściowy o kształcie T-ownika 2 m lub 3 m Występuje w wersji materiałowej: ocynk ogniowy.

Czy zwróciłeś uwagę, że niektóre uziomy łączy się ze sobą poprzez skręcanie a inne za pomocą mosiężnej złączki?

Dzięki mosiężnej złączce istnieje możliwość tworzenia nierozerwalnych połączeń między kolejnymi prętami (znacznie przyspiesza to pogrążanie uziomów). Używając dodatkowych elementów, takich jak pręt i łącznik, zyskujesz możliwość przedłużenia uziomu, co wpływa na większą skuteczność uziemienia. Ze względu na brak gwintu można przeciąć pręt w dowolnym miejscu i wykorzystać odciętą część w kolejnym uziomie. Zabijana mosiężna złączka zabezpiecza miejsce cięcia przed korozją.

Zobacz wizualną różnicę pomiędzy ocynkiem ogniowym a galwanicznym.

Do pogrążania uziomów Elko-Bis proponuje specjalny pobijak nr. katalogowy 94209901

Złącza

Najczęściej służą do połączenia bednarki z bednarką, bednarki z drutem (prętem), lub pręta z prętem. 

	Złącze ziemne
Złącze uniwersalne odgałęźne
	Złącze uniwersalne odgałęźne z przetłoczeniem
Złącze oznacznikowe
	Złącze pręt-bednarka

Uchwyty

Najczęściej służą do prowadzenia bednarki, prętów lub drutów po ścianach.

Uchwyt z kołkiem (wkręcany) do bednarki
	Uchwyt dystansowy wbijany
Uchwyt dystansowy gwintowany
	Uchwyt dystansowy przykręcany. Polecany do stosowania na wykonanych z blachy ścianach obiektów przemysłowych.
Uchwyt z kołkiem (wkręcany)
	Uchwyt do bednarki

Uchwyty występują w różnych długościach. W przypadku gdy bednarka jest prowadzona po ocieplonej elewacji długość uchwytów należy dobrać w zależności od grubości ocieplenia.

Złącza kontrolne w gruncie

Najczęściej służą do montażu złącz kontrolnych w gruncie. 

	Obudowa na złącze kontrolne do gruntu.  Nie stosować w miejscach najazdowych lub w ciągach komunikacyjnych ze względu na mniejszą wytrzymałość obciążeniową. Szczególną uwagę należy zwrócić na osadzenie obudowy w gruncie, aby nie zapadała się pod wpływem obciążenia.
Obudowa najazdowa na złącze kontrolne do gruntu. Ze względu na dużą odporność (obciążenie najazdowe do 3,5 tony) można stosować np. na podjazdach lub w ciągach komunikacyjnych. Szczególną uwagę należy zwrócić na osadzenie obudowy w gruncie, aby nie zapadała się pod wpływem obciążenia. W razie potrzeby istnieje możliwość przedłużenia obudowy poprzez dołożenie kolejnego elementu obudowy.

Skrzynki kontrolne w elewacji

Stosowane przy prowadzeniu bednarki lub przewodów po ścianie w lub pod warstwą termoizolacyjną.  Służy do montażu złącz kontrolnych w elewacji budynku.

	Skrzynka kontrolna do elewacji
Skrzynka kontrolna do elewacji. Dzięki większym rozmiarom jest duże pole manewru podczas skręcania złącza. Istnieje możliwość dopasowania głębokości skrzynki do grubości ocieplenia.
	Drzwiczki rewizyjne

Rura instalacyjna do bednarki fi 40 mm

System rur i kształtek wykonanych z materiału nierozprzestrzeniającego płomienia, umożliwia prowadzenie bednarek o maksymalnym przekroju 30 x 4 mm

Rura odcinek 3 m
	Złączka prosta
Kolano

Bednarka

Płaskownik stalowy ocynkowany, miedziowany miedziany lub wykonany z stali nierdzewnej. Służy do wykonania uziemień.

Materiał	Wymiar	Waga 1 mb (kg)
Ocynkowana OC	25 x 3	0,600
	25 x 4	0,800
	30 x 4	0,961
	40 x 4	1,185
	50 x 5	1,601
Miedziana CU	25 x 3	0,670
	25 x 4	0,890
	30 x 4	1,070
	40 x 4	1,424
Miedziowana	25 x 4	0,820
	30 x 4	0,980
Nierdzewna gat. V4A	30 x 3,5	0,833

Zobacz porównanie cen bednarek >>

Pozostałe elementy

​Elementy dodatkowe służące do prowadzenia bednarki, osłony przewodów uziemiających lub do wyprowadzania połączeń wyrównawczych.

Wspornik uziomowy do bednarki
	Połączenie uziemiające
Osłona przewodu uziemiającego

Z życia praktyka

Na budowie o wypadek nie trudno. Lepiej zapobiegać, niż tłumaczyć się organom kontrolującym, lub sporządzającym dokumentację powypadkową. Pręty lub bednarki należy zabezpieczyć np. nasadką ochronną ProtectionBall 5018014.

Co robić, jeśli poziom wód gruntowych jest wysoki, a wprowadzenie bednarki lub drutu do budynku ze względów konstrukcyjnych wypada na granicy lub poniżej poziomu wód gruntowych?

W takich przypadkach należy zastosować specjalną wodoszczelną i ciśnieniową „uszczelkę” dostępną w ofercie firm specjalizujących się w uszczelnianiu połączeń np: PSI Mauerkragen Rund- & Flachleiter  

Zasada CCC

CCC czyli: Cena, Czyni, Cuda. Porównaj przykładowe złącza kontrolne 4-otworowe. Zwróć uwagę na detale, które decydują o cenie, szybkości montażu i …

Złącze kontrolne KM31L	Złącze kontrolne 4-otworowe 4.1 OC /90400101/

• Śruby

Czy zwróciłeś uwagę, że jedno złącze ma komplet śrub, a do drugiego dwie śruby musisz dokupić we własnym zakresie?

• Ostre krawędzie

Czy zauważyłeś, że jedno złącze ma wszystkie krawędzie zaokrąglone, natomiast drugie ma kąty proste? Niby drobiazg, tylko gdzie przeważnie nosisz złącza? Jeśli w kieszeni to nie dziw się, że ostre krawędzie złącza łatwiej uszkodzą Twoją odzież roboczą. Również zdecydowanie łatwiej na ostrej krawędzi skaleczyć rękę…

Programy wspomagające

Jak widzisz temat uziomów jest dość skomplikowany. Skorzystaj z gotowych kalkulatorów, które ułatwiają wykonawcy obliczanie wymiarów uziomów i mogą okazać się bardzo przydatne przy wycenie zakresu prac związanych z wykonaniem uziemienia.

Arkusz kalkulacyjny do wyznaczania minimalnych wymiarów uziomów wg PN 62305-3-2008.

Pobierz >> 2,8 MB

Arkusz kalkulacyjny do przeliczeń elementów ochrony odgromowej. W przypadku uziemień ułatwia przeliczanie długości na ciężar, i odwrotnie dla bednarek ocynkowanych i miedzianych.

Pobierz >> 1,4 MB

Pomiary … uziemienia – kilka zagadnień

Napisano bardzo wiele na temat pomiarów rezystancji uziemienia, niestety zagadnienia związane z pomiarami impedancji uziemienia są mało znane. Jeśli szukasz sprawdzonych i wiarygodnych informacji w tym zakresie mogę polecić opracowania robione przez Sonel, polskiego producenta mierników. 

Chciałbym zwrócić uwagę na kilka drobnych szczegółów, które są problematyczne i często pomijane przez wielu ekspertów.

4.8 Pomiary uziemień odgromowych

Projektowanie i wykonawstwo uziemień dla ochrony odgromowej różni się od uziemień roboczych, stosowanych np. dla ochrony przeciwporażeniowej. Szczegółowe informacje zawiera norma
PN-EN 62305 – dotycząca ochrony odgromowej. Norma ta wprowadza pojęcie impedancji uziemienia.

Impedancja uziemienia jest definiowana jako stosunek wartości szczytowej napięcia na uziomie do szczytowej wartości przepływającego w nim prądu, które na ogół nie występują jednocześnie. Tak zdefiniowana w normie impedancja uziemienia jest mierzona przez miernik MRU-200-GPS/MRU-200.

Uziemienie (np. bednarka zakopana w ziemi) dla częstotliwości sieciowej (50 Hz) może być zamodelowana jako rezystancja. Impedancja w tym przypadku równa jest rezystancji (Rys.16)

Zupełnie inaczej wygląda model tego samego przewodnika w ziemi, dla udaru piorunowego. Dla wysokich częstotliwości, odpowiadających wyładowaniu piorunowemu, przewodnik powinien być rozpatrywany jako linia długa. Wówczas indukcyjności przewodnika i pojemności do ziemi zaczynają odgrywać znaczącą rolę.

Rozpatrywanie przewodnika jako czystej rezystancji jest w tym przypadku błędem. Taki układ charakteryzuje się impedancją, uzależnioną nie tylko od rezystancji przewodnika, ale również od jego ułożenia w ziemi. Model elektryczny dla uderzenia piorunowego przedstawiono na Rys. 17.

Jak wynika z modelu, największy udział w odprowadzaniu prądu piorunowego bierze początkowa cześć uziomu. Reaktancja indukcyjna przewodu powoduje, że dalsze części uziemienia mają mniejszy wpływ na odprowadzanie prądu pioruna.

Sposób umieszczenia zwodów, prowadzenia przewodów odprowadzających i wykonania uziomu jest bardzo ważny dla skutecznej ochrony odgromowej i dlatego powinien być wykonany zgodnie z wymogami normy PN-EN 62305.

Źródło: Przewodnik po normach PN-EN 60364-6 i PN-EN 62305
Autor mgr. inż. Eligiusz Skrzynecki

Tabelka współczynników…

Bardzo duży wpływ na wynik pomiaru rezystancji uziemienia ma stopień nawilgocenia gruntu. Pomiary wykonane po deszczu wskażą znacznie niższą wartość rezystancji uziemienia. Jeśli nie ma możliwości wykonania pomiarów w okresie w warunkach normalnego nawilgocenia, należy zastosować współczynniki korekcyjne. W zależności od aktualnego nawilgocenia gruntu oraz sposobu wykonania uziomu, wyniki pomiaru należy pomnożyć przez podany w tabeli 1 współczynnik Kp = 1,1 do 3. Współczynniki podane w tabeli umożliwiają korygowanie sezonowych zmian rezystancji uziemień.

Rodzaj uziomu	Współczynnik korekcyjny poprawkowy Kp w zależności od nawilgocenia gruntu
	suchy	wilgotny	b. wilgotny
Uziom głęboki pionowy pod powierzchnią ziemi ponad 5m	1,1	1,2	1,3
j.w. lecz pod powierzchnią ziemi 2,5 – 5m	1,2	1,6	2,0
Uziom poziomy w ziemi na głębokości ok. 1m	1,4	2,2	3,0

Tabela 1. Wartość współczynnika korekcyjnego poprawkowego Kp

Można przyjąć zasadę, że:

• dla pomiarów wykonywanych w okresie 2 do 3 dni po opadach,
• dla pomiarów wykonywanych od września do października (największe rezystancje uziomów w ciągu roku), nie trzeba stosować współczynników korekcyjnych.

Źródło: Sonel Przewodnik po normach autor mgr. inż. Eligiusz Skrzynecki

Skąd biorą się wątpliwości wielu ekspertów?

Wątpliwości wynikają z dosłownego cytowania Polskiej Normy PN-EN 62305-3:2011 w której zapisano:

„mierzyć w różnych okresach pogodowych”

 

Oraz z faktu, że tabelka współczynnika korekcyjnego pojawia się w latach sześćdziesiątych, w publikacjach prof. Wołkowińskiego. Nie udało mi się ustalić aktu prawnego, który kiedykolwiek wprowadził omawianą tabelę jako obowiązującą.

W tym miejscu należało by wyjaśnić, czy Polskie Normy są obowiązkowe?
Zainteresowanych odsyłam do oficjalnego stanowiska PKN. Zobacz >>

W ramach krótkiego przypomnienia. Obecnie wykonując uziemienie odgromowe należy przestrzegać zapisów z Polskiej Normy PN-EN 62305-3:2011, która odnośnie rezystancji uziemień określa:

Rezystancja uziemień lokalnych musi być mniejsza niż 10 Ω.

Wyjątkiem jest grunt skalisty, w którym rezystancja może być większa niż 10 Ω, ALE MUSI być spełniony warunek dodatkowy, czyli napięcie dotykowe i napięcie krokowe musi być niższe od maksymalnej dopuszczalnej wartości napięcia dotykowego.

(Ru > 10 Ω) + (U_d i U_k < U_L)

U_d – napięcie dotykowe

U_k – napięcie krokowe

U_L – maksymalna dopuszczalna wartość napięcia dotykowego

Powstaje pytanie jak mierzyć?

Pomiaru należy dokonywać zgodnie z zasadami wybranej metody np. technicznej, według instrukcji podanych przez producenta przyrządu pomiarowego z uwzględnieniem błędów pomiarowych (zwróć na to uwagę) i zasadami wiedzy technicznej.

I tu pojawia się drobny kłopot. Nie znam aktu prawnego, który precyzyjnie wyjaśnia pojęcie „zasady wiedzy technicznej”… W tym zakresie znajdziesz wiele dyskusji, szczególnie osób, które zostały z różnych powodów skontrolowane… 

Należy uczciwie przyznać, że w artykule zostały omówione w ograniczonym zakresie tylko wybrane fragmenty zagadnień związanych z uziemieniem. Temat pomiarów został tylko zasygnalizowany.

Uziemienia zostały przedstawione z punktu widzenia wykonawcy. Osoby zainteresowane szczegółową wiedzą odsyłam do odpowiednich norm, oraz do ekspertów specjalizujących się w zagadnieniach związanych z uziemieniami. 

A Ty co sądzisz w tym temacie? Zamieść swój komentarz.

Udostępniaj LEGALNIE! Czyli jak? Zobacz >>