Változások az MSZ EN 62305-2:2012 szabványban Ahogy a bevezetőben már említettük, az IEC / EN 62305 szabványsorozatot az utóbbi években átdolgozták. A gyakorlati tapasztalatokra és tudományos kutatás során szerzett eredményekre alapozva az alábbi módosítások jelentek meg a szabványban: 1. Az építményhez csatlakozó vezetékek kockázatelemzése kikerült az alkalmazási területek közül. 2. Élőlények sérülését villamos áramütés következtében figyelembe kell venni az építmény belsejében is (RA kockázati összetevő definíciója, S1 kárforrás). -3 3. A pótolhatatlan kulturális örökség elvesztésénél a tolerálható kockázat értéke 10 értékről -4 10 -re csökkent. 4. Az építmény környezetében lévő építmények és a környezet károsodására új kiegészítő veszteség került meghatározásra. 5. Módosított összefüggések az alábbiak számítására: • a veszélyes események várható évenkénti számára és az építményt érő közvetlen villámcsapás gyűjtőterületére (S1), • csatlakozóvezeték illetve annak környezetét érő villámcsapás gyűjtőterületére, • károsodás valószínűségének (Px) meghatározására építmény esetén, • veszteség számítására az építmény övezeteiben, • veszteségi tényezők megadására robbanásveszélyes létesítmények esetében, • veszteség költségére. 6. Táblázatok a veszteség fajlagos értékeinek becslésére. 7. Készülékek lökőfeszültség-állóság osztályai kiterjesztésre kerültek egészen 1 kV-ig. Részletesebben a fenti felsorolás 5. pontjával kívánunk foglalkozni. Az Rx kockázati összetevő az alábbi tényezők szorzataként számítható ki: Nx (veszélyes események várható évenkénti száma), a Px (építményt érő károsodás valószínűsége) és az Lx (átlagos veszteség az építményen kívül, illetve belül). Rx = Nx x Px x Lx Az előbbi három tényező megváltozása nagy jelentőséggel bír, hiszen ezen tényezők nagyban meghatározzák a villámvédelmi kockázatelemzés eredményét és a szükséges védelmi intézkedéseket. Nx, veszélyes események várható évenkénti száma A következő alapképlettel számítható ki a veszélyes események várható évenkénti száma az építményt érő közvetlen villámcsapás (S1) esetében (pirossal jelöljük a képletekben az új vagy megváltozott tényezőket): -6
ND = NG • AD • CD • 10
Az MSZ EN 62305-2:2012 szabvány 2. kiadásánál az építmény környezethez viszonyított elhelyezkedésének (A2.3 pont) meghatározásánál egy fontos definícióváltoztatást eszközöltek a CD = 1 elhelyezkedési tényező esetében. Az elhelyezkedési tényező értékeit az 1. táblázat tartalmazza. Az építmény környezethez viszonyított elhelyezkedése Az objektum nagyobb objektumokkal vagy fákkal van körülvéve Az objektum legfeljebb azonos magasságú objektumokkal vagy fákkal van körülvéve
CD 0,25 0,5
Magában álló objektum: nincs más objektum a közelben 1 Hegytetőn vagy kiemelkedésen magában álló objektum 2 1. táblázat: A CD elhelyezkedési tényező (A1. táblázat az MSZ EN 62305-2:2012 szabvány szerint)
1
Az elhelyezkedési tényező nagy jelentőséggel bír a vizsgálat során, hiszen például a 0,5 vagy az 1 értékek választása szignifikáns változást hoz a védelem nélküli állapotnál. A szomszédos építmények befolyásoló hatását az új definíció alapján pontosabban határozhatjuk meg az új szabvány esetében. Eszerint a védendő építmény relatív magasságát (H) vesszük figyelembe és eszerint vizsgáljuk meg az építménytől 3H távolságon belül lévő környező építményeket. Abban az esetben, ha a vizsgálandó területen (3H) kívül esik/esnek a környező építmény(ek), akkor az elhelyezkedési tényezőre CD = 1 értéket kell felvenni. (lásd 1. ábra). További fontos kérdés, hogy hány oldalról kell a vizsgált építményt a 3H környezetben más azonos magasságú építményeknek körbe venni ahhoz, hogy a CD = 0,5 értéket fel lehessen venni. Ebben a kérdésben sajnos a szabvány továbbra sem ad támpontot ezért, ilyen esetben a gyakorlat alapján azt tudjuk tanácsolni, hogy a vizsgált objektumot legalább három oldalon kell, hogy azonos magasságú objektumok körbevegyék.
1. ábra: Magában álló objektum meghatározása építményt érő közvetlen villámcsapás esetében Veszélyes események várható évenkénti számának számítása a csatlakozóvezetéket érő villámcsapás következtében (NL) megváltozott. Különösen érvényes ez az AL gyűjtőterület számítására. A szabvány 2. kiadása szerint az AL gyűjtőterület esetében a vizsgált vezetéktől jobbra és balra 20-20 métert kell figyelembe venni (2. ábra).
2. ábra: AL gyűjtőterület meghatározása csatlakozóvezetéket érő villámcsapás esetében Ezen felül az ún. típus tényező kiválasztásánál (transzformátor tényező) a CT értékhez bekerült a „telekommunikáció és adatvezeték” paraméter kiegészítés is. Szintén kiegészítették a CI installációs tényezőt. Így mostantól a szabvány figyelembe veszi a „Földkábel hálószerű földelőrendszer alatt (az MSZ EN 62305-2:2012 A.4 pontja)” paramétert (2. táblázat). Installációs tényező Szabadvezeték Földkábel Földkábel hálószerű földelőrendszer alatt (az EN 62305-4:2011 5.2 pontja 2. táblázat: A CI installációs tényező
CI 1 0,5 0,01
Amellett, hogy az NL paraméter megváltozott, új meghatározás került be az NI paraméter esetében is. NI = NG • AI • Cl • CE • CT • 10-6 Az NI definiálja a veszélyes események várható évenkénti számát a csatlakozóvezeték környezetét érő villámcsapás következtében (S4). A szabvány ezen pontja szintén tartalmazza a CI elhelyezkedési tényező módosításait. Az AL gyűjtőterület számításában a továbbiakban nem kell figyelembe venni a szabadvezeték magasságát vagy földkábel esetében a fajlagos földelési ellenállás értékét. Ennek következtében a gyűjtőterület szélességénél 4000 m-t kell figyelembe venni (3. ábra).
2
3. ábra: Ni tényező A 4. ábra mutatja az építményt, az építmény környezetét, a csatlakozóvezetéket, a csatlakozóvezeték környezetét érő villámcsapás és a csatlakozóvezeték végén található építmény gyűjtőterületét.
4. ábra: Gyűjtőterület az MSZ EN 62305-2:2012 szabvány 2. kiadása szerint Károsodás valószínűségének (Px) meghatározása építmény esetén A károsodás valószínűség (Px) számításához szükséges megadni az építmény vagy objektum tulajdonságait, beleértve az övezetben lévő javakat, a belső rendszereket és az installációt jellemző paramétereket. Példaként említhető az RA kockázati összetevő. Az RA meghatározza az érintés- és lépésfeszültség veszélyének mértékét a külső levezető környezetében tartózkodó élőlények vonatkozásában. Az RA kockázati összetevő a következő képlettel számolható ki: RA = ND • PA • LA Az építményt érő villámcsapás következtében létrejövő érintési- és lépésfeszültség miatt az élőlények áramütésének (PA) valószínűségi értéke két tényezőből áll: PTA-ból és a PB-ből. A PTA értéke függ az érintési- és lépésfeszültség elleni védelmi intézkedésektől. A 3. táblázatból az alábbi kiegészítő védelmi intézkedések választhatók ki a szabvány szerint: Kiegészítő védelmi intézkedés Nincs védelmi intézkedés Figyelmeztető jelölések A hozzáférhető levezetők villamos szigetelése (pl.: legalább 3 mm vastag térhálós polietilénnel) A talaj hatásos potenciálvezérlése Fizikai korlátozások vagy az épületszerkezet alkalmazása levezetőként 3. táblázat: A károsodás valószínűségénél a kiegészítő védelmi intézkedések táblázat az MSZ EN 62305-2:2010 szabvány 2. kiadása szerint)
PTA 1 10-1 10-2 10-2 0 (PTA) értékei (B1.
3
Az építményt érő villámcsapás következtében keletkező fizikai károsodást a PB által meghatározott védelmi intézkedésekkel lehet csökkenteni. A norma szerinti villámvédelem rendszer ([NVR] esetében, az MSZ EN 62305-2 szabvány 2. kiadás) értelmében a villámvédelmi rendszer alkalmazása (LPS, angolul: Lightning Protection System) csökkenti az érintési- és lépésfeszültség kockázatát (PA = PTA • PB). Ez újdonság a szabvány második kiadásában, mert az első kiadásban a külső villámvédelem fokozata nem befolyásolta az RA kockázati összetevőt. A 2. kiadás újítása összhangban van a gyakorlattal, hiszen ha megfelelő számú levezetőt használunk, a szabvány 2. kiadása szerint (legalább 10 levezető esetében), akkor az érintési és lépésfeszültséggel kapcsolatos problémák elhanyagolhatók. Változik a belső rendszerek meghibásodása valószínűségének (PM) számítása az építmény közelébe csapó villám esetén (S2). Régebben az árnyékolás és a koordinált túlfeszültség-védelem függvényében kellett táblázat alapján egy ún. interpolált PM értéket kiválasztani. Az MSZ EN 623052:2012 szabvány 2. kiadásában a PM érték két tényező szorzataként számítható: PM =PSPD • PMS. A PMS adja meg az építmény vagy installáció árnyékolási tulajdonságait, a PSPD meghatározására szolgáló táblázat (4. táblázat) pedig a korábbi kiadáshoz képest kismértékben változott (pl. LPL III-IVhez tartozó PSPD érték). LPL (Villámvédelmi szint) PSPD Nincs koordinált túlfeszültség-védelem 1 III–IV 0,05 II 0,02 I 0,01 2. MEGJEGYZÉS 0,005 – 0,001 4. táblázat: A PSPD értékei az MSZ EN 62305-2:2012 szabvány szerint A 4. táblázatban a 2. megjegyzésnél szereplő PSPD értékek akkor használhatók, ha az alkalmazott túlfeszültség-védelmi készülékek műszaki paraméterei jobbak, mint az LPL I fokozathoz tartozó villámparaméterek által a beépítés helyére számított értékek (pl. nagyobb villámáramlevezetőképesség, alacsonyabb védelmi szint UP, stb.). Ilyen esetekben lehet kiválasztani pl. az LPL Inél 1,5x jobb; 2x jobb; 3x jobb követelményeket. Veszteség számítása (Lx tényező) Az Lx veszteség egy, a villámcsapás által esetlegesen okozott adott típusú károsodás relatív nagyságának középértéke. A veszteségi értéket (Lx) különböző tényezők határozzák meg. Például az építményt vagy a csatlakozóvezetéket érő villámcsapás esetében keletkező tűz okozta veszteség valószínűsége, mely a következő képlet segítségével számolható ki: LB = LV = rp • rf • hz • LF • nz/nt • tz/8760 Az rp csökkentő és a hz növelő tényezők értékei változatlanok maradtak. Az rf csökkentő tényezőnél a robbanásveszélyes térségek figyelembevétele megváltozott (5. táblázat). Az egyes Ex-es zónákhoz pl. Zóna 0 (20), Zóna 1(21) és Zóna 2(22) rendelt egyedi rf csökkentő tényezők, az egyes Ex-es zónák sokkal reálisabb figyelembe vételét teszi lehetővé a villámvédelmi kockázatelemzés során. Ez arra is lehetőséget ad, hogy a kockázatelemzés során az övezetekre való felosztást az Ex-es zónabesorolás alapján készítsük el, ami azt eredményezheti, hogy a teljes építmény számított kockázatai nem lesznek túlzottan magasak, és a számított kockázatok a védelmi intézkedések révén a tolerálható kockázatok alá csökkenthetők. Kockázat Robbanás
Tűz Robbanás vagy tűz
A kockázat kiterjedése Zóna 0, 20 ill. szilárd robbanóanyagok Zóna 1, 21 Zóna 2, 21 Nagy Közepes Kicsi Nincs
rf 1 10-1 10-3 10-1 10-2 10-3 0
4
5. táblázat: rf csökkentő tényező értékei az építmény vagy objektum tűz kockázatának függvényében (C5. táblázat az MSZ EN 62305-2:2012 szabvány szerint) Az építmény felhasználási jellegétől függő LF tipikus veszteség alapvetően határozza meg a számított veszteség értékékét. A szabvány 2. kiadásában két, a gyakorlatban is gyakran előforduló épülettípus értéke felcserélődött. Nyilvános szórakozóhelynél, templomnál, múzeumnál 5 x 10-2 értékkel kell számolni, míg az ipari létesítménynél a tipikus veszteség értéke 5 x 10-2 – ről 2 x 10-2 értékre csökkent (6. táblázat). Az érték változásának hátterében a létesítményben tartozódók száma állhat (nyilvános szórakozóhelyen több ember tartózkodik, mint egy ipari létesítményben). A tipikus értékeket úgy kell -2 értelmezni, hogy például az ipari létesítményre megadott 2 x 10 érték azt jelenti, hogy 100 emberből átlagosan 2 sérülhet, illetve rossz esetben halhat meg az építményt érő villámcsapást követően az építmény fizikai károsodása, pl. tűz következtében. Tipikus veszteség érték 10-1 10-1 LF 5 x 10-2 2 x 10-2 10-2
Építmény típusa Robbanás kockázata Kórházak, szállodák, nyilvános épületek Nyilvános szórakozóhely, templomok, múzeum Ipari, kereskedelmi építmény, iskola Egyéb
6. táblázat: L1 veszteség, LF tipikus átlagértéke (Kivonat a C5. táblázatból az MSZ EN 62305-2:2012 szabvány szerint) Az LF tipikus veszteségi érték mellett az Lx veszteség számítási képlete is változott: tartalmazza az nz, nt, tz tényezőket. Elsősorban azon kockázatelemzéseknél fontos, ahol az építményt övezetekre osztjuk fel. Az nz, nt és tz tényezőknek a definíciója a következő: - nz lehetséges veszélyeztetett személyek (áldozatok) száma az övezetben - nt az összes személy száma, akik az építményben tartózkodnak - tz az az időtartam, amíg a személyek az övezetben tartózkodnak Az nz, nt, tz tényezők megadása a villámvédelmi kockázatelemzés során nagyon fontos, hiszen ha ezen értékek nem állnak rendelkezésre, akkor az nz,/nt valamint a tz/8760 hányadosok értékére =1-et kell felvenni. Ilyen esetekben, különösen magas tűzkockázat vagy robbanásveszély esetén az emberi élet elvesztésére igen magas kockázatok jönnek ki, amelyek csökkentése a tolerálható kockázati érték alá védelmi intézkedések felhasználásával problémákba ütközhet. Előfordulhat olyan eset, hogy az összes lehetséges védelmi intézkedés felhasználásával sem lehet a kockázatokat a tolerálható érték alá csökkenteni. Végezetül az R4 gazdasági veszteség kockázatszámítása is változott. Az új szabványban a kockázatok számításakor a vizsgált védendő övezet költségeit az alábbi kategóriákba osztották fel: - állatok értéke az övezetben [€]: ca - az övezet értéke [€]: cb - az övezetben lévő javak értéke [€]: cc - az övezetben lévő belső rendszerek értéke (ide értve a funkciójukat is) [€]: cs Annak érdekében, hogy a lehetséges veszteségek költségbecslését el lehessen végezni olyan esetekben is, amikor a költségadatok nem állnak rendelkezésre, a szabvány új kiadása tartalmaz javasolt veszteség értékeket (7. és 8. táblázat).
Építmény típusa nem ipari létesítmény
Referencia értékek Teljes helyreállítási költség (nem tartalmazza a tevékenységekkel kapcsolatos bevételkiesést) ipari létesítmény Építmény teljes értéke, beleértve az építmény, belső rendszerek és beltartalom költségét (beleértve a tevékenység kiesésének költségét) 7. táblázat: Értékek a ct, teljes értékének becsléséhez
alacsony átlagos magas alacsony átlagos magas
ct teljes értéke ct / térfogat (€ / m3) ct / alkalmazott (ezer € / alkalmazott)
300 400 500 100 300 500
5
Feltétel
Állatok aránya ca / ct
Építmény aránya cb / ct
Beltartalom aránya cc / ct
Állatok 0 75 % 10 % nélkül Állatokkal 10 % 70 % 5% 8. táblázat: Arányok a ca, cb, cc, cs értékeinek becsléséhez
Belső rendszerek aránya cs / ct 15 %
Teljes érték (ca+cb+cc+cs)/ ct 100 %
15 %
100 %
6
