Kritika současných metod ochrany před bleskem

Současné metody doporučovaných způsobů ochrany před bleskem, ať už jde o:
- tyčové jímače (tzv. Franklinovy jímače) nebo jímací vedení, u nichž se stanovuje ochranný prostor metodou ochranného úhlu
- mřížové jímací soustavy, tzv. Faradayovy klece, kde rozhodují rozměry ok, které se u vyšších budov doporučují zvláště i na bočních stěnách budovy
- tzv. aktivních hromosvodů (v zahraničí označovaných zkratkou ESE (Early Streamer Emission = urychlené vyvolání vstřícného výboje), mají řadu kritiků, jejich argumentem je často toto tvrzení:
„Ochranný účinek“ byl odvozen matematickými prostředky nebo byl ověřován pouze laboratorně, ve skutečnosti tyto podmínky nesouhlasí s podmínkami, které se vyskytují v přírodě, tzn. při vzniku kanálu blesku, jeho postupu mezi mrakem a zemí. Skutečnost je úplně jiná.

Skutečně, tyto pochybnosti jsou na místě, i když v posledních přibližně 50 letech pokročil výzkum v této oblasti neobyčejně kupředu, takže současné mezinárodní evropské EN (CENELEC) nebo mezinárodní normy vypracované Mezinárodní elektrotechnickou komisí (IEC) se opírají o výsledky získané skutečně vědeckým výzkumem) jsou věrohodné.
V evropských klimatických podmínkách, charakterizovaných tzv. keraunickou úrovní 5 – 50 bouřkových dnů v roce (v ČR průměrnou hodnotou D = 20 – 25 bouřkových dní v roce) musíme čekat na úder blesku např. do rodinného domku v průměru 50 – 500 let, takže výrobci „zázračných“, „stoprocentních“, „dokonalých“ hromosvodů nebo autoři přesného určení pravděpodobnosti pro určitou ochrannou metodu (zbytkového rizika) se zatím nemusejí příliš obávat, že by došlo k brzkému odhalení jejich omylů.
Jsou však země, kde je bouřková činnost podstatně vyšší. Jednou z nich je Malajsie, kde je bouřková činnost charakterizována keraunickou úrovní D  200 bouřkových dní v roce, tedy zhruba desetkrát vyšší než v ČR. Tam znamená desetiletý výzkum účinnosti ochrany totéž, co sto let trvající výzkum v našich podmínkách.
Shrňme zde stručně výsledky výzkumu v Kuala Lumpur, v podmínkách intenzivní bouřkové činnosti, publikované na 25. Mezinárodní konferenci o ochraně před bleskem (ICLP) /1/ .

1. Sledování na budovách chráněných jímači ESE. V Kuala Lumpur byly v několika posledních letech instalovány desítky těchto hromosvodů. Bylo zjištěno, že k prvnímu úderu blesku do chráněné budovy došlo za několik měsíců nebo několik málo let. Hodně těchto budov vykázalo postupně více zasažených míst během let sledování, které ukazovaly na selhání ochrany těchto budov před přímým úderem blesku, přičemž v několika případech došlo k tomu, že byly zasaženy několikrát během pár měsíců po instalaci ESE, i když podle výpočtů měly být zasaženy jednou nebo dvakrát. Odhaduje se, že 80 % budov vyšších než 60 m bylo zasaženo bleskem jednou za 3 roky po instalaci ESE. V Malajsii se užívá více než tucet různých modelů ESE. Případy byly studovány i fotograficky (fotografie před úderem a po něm) a článek uvádí dva typické případy: budovu 20 m vysokou s půdorysem 20 x 45 m a budovu vysokou 110 m s půdorysem 20 x 40 m. V obou případech došlo k poškození úderem blesku. Z výzkumu bylo zřejmé, že technologie ESE je nespolehlivá, poněvadž nedokázala ochránit budovy před přímým úderem blesku mimo jímače.

2. Místa úderů blesku do sledovaných budov. Ukázalo se, že místa úderů nejsou zcela náhodná, ale že lze nalézt výraznou zákonitost. Na základě analýzy dospěli autoři k tomu, že je možné navrhnout jednoduché jímací zařízení vhodné pro rizikové části stavby a tak vylepšit ochranu budovy.
A. U štíhlých vysokých budov (jakými jsou minarety, věže a pod.) byly zaznamenány údery i mimo nejvyšší bod, což ukázalo, že s ochranou musí být počítáno i proti úderům mimo vrchol.
B. Místa úderů na fasádách. Údery zpravidla zasáhly vrchol fasády, tj. přechod svislé fasády do střešní části. U řadové zástavby pak byly zasaženy většinou fasády krajních domů.
C. Blesk „preferoval“ ostré přechody fasád do střešních části.

3. Návrh kovových krytek na fasády jako jímačů. Poněvadž většina míst úderů se zřejmě soustřeďuje do rohů hran domů nebo v jejich těsné blízkosti, může být budova ekonomicky a účinně chráněna pomocí krytek umístěných do rohů nebo na parapety (atiky) budov.

V závěru příspěvku jsou doporučena provedení podle obrázků. Tato informace má podle autorů sloužit jako pomůcka pro inženýry – odborníky na ochranu před bleskem při projektování a zřizování ochrany budov.

Literatura:
/1/ Hartono, Z. A., Robiah, I., Lightning Research Malaysia: A study of non-conventional air terminals and stricken points in a high thunderstorm region. 25th International conference on lightning protection, paper 4.2, pp. 357 – 361.

a – Provedení jímačů na rohy a hrany budov pro nízké budovy do 60 m výšky
 

b – Provedení jímačů na rohy a hrany budov pro štíhlé budovy vyšší než 60 m
 

c – Provedení jímačů na rohy a hrany budov „L“ jímač pro ochranu parapetů/hran střech
 

d – Provedení jímačů na rohy a hrany budov příklad provedení hromosvodu na parapetu.

Ing. Zdeněk Rous CSc.

Pokud máte zájem o naši filozofii, zašlete nám formulářem kontakt, budeme vás informovat o seminářích týkající se této problematiky v místě vašeho bydliště.