مقدمه
یکی از مهم‌ترین چالش‌ها در طراحی و ساخت ساختمان‌ها، حفاظت در برابر صاعقه و رعد و برق است. در این راستا، استفاده از سیستم ارت مخصوص صاعقه‌گیر نقش حیاتی در ایمنی ساختمان‌ها و تأسیسات مختلف ایفا می‌کند. سیستم‌های ارت یا اتصال به زمین، به‌ویژه در کنار صاعقه‌گیرها، به‌طور مؤثر جریان‌های ناشی از ضربه رعد و برق را به زمین هدایت می‌کنند و از آسیب به ساختارهای فلزی، تجهیزات الکتریکی و افراد جلوگیری می‌کنند. در این مقاله، به بررسی سیستم ارت مخصوص صاعقه‌گیر در نظام مهندسی ساختمان می‌پردازیم و تمامی نکات ضروری در خصوص طراحی، نصب و نگهداری این سیستم‌ها را مورد بررسی قرار خواهیم داد. ضمنا کامل ترین پکیج آموزشی ویدیویی در این زمینه با عنوان دوره جامع حفاظت در برابر صاعقه در نظام مهندسی ساختمان با تدریس محسن انتظاری مهندس پایه ارشد برق نظام مهندسی ساختمان و مدرس دانشگاه در همین وب سایت ارایه می شود.
سیستم ارت مخصوص صاعقه‌گیر چیست؟
سیستم ارت مخصوص صاعقه‌گیر به مجموعه‌ای از تجهیزات و اتصالات گفته می‌شود که به‌منظور هدایت جریان ناشی از رعد و برق (صاعقه) به زمین طراحی شده است. این سیستم معمولاً شامل یک یا چند ترمینال هوایی برای جذب ضربه‌های رعد و برق، هادی‌های نزولی برای انتقال جریان، و الکترودهای زمین برای هدایت جریان به داخل زمین است. این سیستم‌ها به‌طور خاص برای حفاظت از ساختمان‌ها، تجهیزات حساس و افراد در برابر خطرات ناشی از صاعقه طراحی می‌شوند. برای اطلاعات بیشتر مقاله آشنایی با انواع اتصال زمین (ارت) در نظام مهندسی ساختمان را مشاهده کنید.
اهمیت سیستم ارت مخصوص صاعقه‌گیر
ضربه صاعقه می‌تواند آسیب‌های جدی به ساختمان‌ها، تجهیزات الکتریکی، تأسیسات صنعتی و حتی جان افراد وارد کند. به‌ویژه در مناطق با بارش رعد و برق زیاد، استفاده از سیستم‌های ارت و صاعقه‌گیر از اهمیت بالایی برخوردار است. این سیستم‌ها به‌عنوان یک لایه محافظتی عمل کرده و از آسیب‌های مالی و جانی ناشی از رعد و برق جلوگیری می‌کنند.
سیستم‌های ارت مخصوص صاعقه‌گیر به‌ویژه در موارد زیر اهمیت پیدا می‌کنند:
حفاظت از افراد: سیستم‌های ارت مخصوص صاعقه‌گیر به جلوگیری از برق‌گرفتگی افراد در اثر برخورد صاعقه به ساختمان‌ها یا تأسیسات کمک می‌کنند.
حفاظت از تجهیزات: این سیستم‌ها از آسیب به تجهیزات الکتریکی، دستگاه‌ها و سایر تجهیزات حساس در برابر جریان‌های بالای ناشی از صاعقه جلوگیری می‌کنند.
کاهش خسارات مالی: بدون سیستم ارت مناسب، خطر آتش‌سوزی ناشی از برخورد صاعقه افزایش می‌یابد. استفاده از این سیستم‌ها می‌تواند از بروز خسارات مالی جدی جلوگیری کند.
اجزای سیستم ارت مخصوص صاعقه‌گیر
سیستم ارت مخصوص صاعقه‌گیر از چندین بخش اصلی تشکیل می‌شود که هرکدام وظیفه خاص خود را دارند. این اجزا به شرح زیر هستند:
ترمینال هوایی صاعقه‌گیر (Lightning Rod)
ترمینال هوایی یا میله صاعقه‌گیر، بخش اصلی سیستم صاعقه‌گیر است که به‌منظور جذب جریان ناشی از صاعقه به‌کار می‌رود. این میله‌ها معمولاً از مواد رسانا مانند مس یا آلومینیوم ساخته می‌شوند و در بالاترین نقطه ساختمان یا تأسیسات نصب می‌شوند. این میله‌ها انرژی رعد و برق را جذب کرده و آن را به هادی‌های نزولی هدایت می‌کنند.
هادی‌های نزولی (Down Conductors)
هادی‌های نزولی، رشته‌های فلزی‌ای هستند که جریان صاعقه را از ترمینال هوایی به زمین هدایت می‌کنند. این هادی‌ها معمولاً از جنس مس یا آلومینیوم بوده و باید دارای مقاومت پایین باشند تا جریان اضافی به‌راحتی از آن‌ها عبور کند. هادی‌های نزولی باید به‌گونه‌ای نصب شوند که در معرض آسیب قرار نگیرند و از مسیرهای امن برای هدایت جریان عبور کنند.
الکترودهای زمین (Ground Electrodes)
الکترودهای زمین یا میله‌های ارت، به‌منظور هدایت جریان به داخل زمین استفاده می‌شوند. این الکترودها باید در عمق مناسبی از زمین نصب شوند تا جریان‌های بالای ناشی از صاعقه را به‌طور مؤثر به داخل زمین منتقل کنند. مواد به‌کار رفته در ساخت این الکترودها باید مقاوم به خوردگی و فرسایش باشند.
اتصالات و اتصالات مکانیکی (Connections and Mechanical Joints)
اتصالات و اتصالات مکانیکی وظیفه اتصال بخش‌های مختلف سیستم ارت را به‌صورت پایدار و ایمن بر عهده دارند. این اتصالات باید به‌گونه‌ای طراحی شوند که در برابر جریان‌های بالای صاعقه مقاومت کرده و دوام لازم را داشته باشند. علاوه بر این، این اتصالات باید در برابر شرایط جوی مختلف مقاوم باشند.
طراحی سیستم ارت مخصوص صاعقه‌گیر
طراحی سیستم ارت مخصوص صاعقه‌گیر نیاز به رعایت اصول خاصی دارد که در استانداردهای بین‌المللی و مقررات ملی ساختمان مشخص شده‌اند. در اینجا به برخی از نکات طراحی سیستم ارت صاعقه‌گیر اشاره می‌کنیم:
ارتفاع و موقعیت نصب ترمینال هوایی: ترمینال‌های هوایی باید در بالاترین نقطه ساختمان نصب شوند تا جریان صاعقه به‌راحتی جذب شود. این ترمینال‌ها باید به‌گونه‌ای نصب شوند که در معرض خطرات محیطی مانند باد و باران نباشند.
انتخاب هادی‌های نزولی مناسب: هادی‌های نزولی باید از مواد مقاوم در برابر خوردگی ساخته شوند و قابلیت انتقال جریان اضافی را داشته باشند. انتخاب اندازه و ضخامت مناسب برای هادی‌ها از اهمیت زیادی برخوردار است.
مقاومت سیستم ارت: مقاومت سیستم ارت باید به‌گونه‌ای طراحی شود که جریان ناشی از صاعقه به‌راحتی و بدون ایجاد خطر از آن عبور کند. برای این منظور، باید از الکترودهای با کیفیت بالا و نصب صحیح آن‌ها استفاده شود.
فاصله‌گذاری مناسب: فاصله‌گذاری بین هادی‌های نزولی و الکترودهای زمین باید به‌گونه‌ای باشد که هیچ‌گونه تداخلی در هدایت جریان ایجاد نشود. همچنین، هادی‌ها باید به‌گونه‌ای نصب شوند که از آسیب‌های محیطی مصون باشند.
آزمایش و تأسیسات نگهداری: پس از نصب سیستم ارت مخصوص صاعقه‌گیر، باید آزمایش‌های لازم برای اطمینان از عملکرد صحیح سیستم انجام شود. علاوه بر این، نگهداری دوره‌ای سیستم‌های ارت برای اطمینان از عملکرد بهینه آن‌ها ضروری است.
مقررات و استانداردهای مربوط به سیستم ارت مخصوص صاعقه‌گیر
برای طراحی و اجرای سیستم ارت مخصوص صاعقه‌گیر، رعایت استانداردها و مقررات مختلف ضروری است. در کشورهایی مانند ایران، مبحث 13 مقررات ملی ساختمان به‌طور خاص به ایمنی در برابر خطرات برق‌گرفتگی و سیستم‌های صاعقه‌گیر پرداخته است. طبق این مقررات، استفاده از سیستم‌های ارت مخصوص صاعقه‌گیر برای ساختمان‌هایی که در مناطق پرخطر و با بارش زیاد رعد و برق قرار دارند، الزامی است.
علاوه بر این، استانداردهای بین‌المللی مانند استانداردهای IEC (کمیته بین‌المللی الکتروتکنیک) و NFPA (آتش‌نشانی ملی آمریکا) نیز برای طراحی و نصب این سیستم‌ها توصیه‌هایی دارند که می‌توانند به طراحی بهینه و ایمن کمک کنند.
نکات اجرایی در نصب سیستم ارت مخصوص صاعقه‌گیر
برای نصب سیستم ارت مخصوص صاعقه‌گیر به‌صورت مؤثر و ایمن، نکات اجرایی زیر باید رعایت شوند:
انتخاب موقعیت مناسب برای نصب ترمینال‌ها و هادی‌ها
استفاده از تجهیزات مقاوم در برابر خوردگی و شرایط جوی مختلف
اتصالات ایمن و پایدار با استفاده از اتصالات مکانیکی و الکتریکی معتبر
بازرسی و آزمایش دوره‌ای سیستم پس از نصب
آموزش کارکنان و اپراتورها در خصوص نحوه عملکرد و نگهداری سیستم
نتیجه‌گیری
سیستم ارت مخصوص صاعقه‌گیر نقش حیاتی در ایمنی ساختمان‌ها و تأسیسات مختلف در برابر رعد و برق دارد. این سیستم با هدایت جریان‌های ناشی از صاعقه به زمین، از آسیب به تجهیزات و افراد جلوگیری می‌کند و همچنین خسارات مالی ناشی از رعد و برق را کاهش می‌دهد. برای طراحی و نصب این سیستم‌ها، رعایت استانداردهای بین‌المللی و مقررات ملی ساختمان از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. با طراحی صحیح، استفاده از تجهیزات مقاوم و انجام آزمایش‌های دوره‌ای، می‌توان از عملکرد بهینه سیستم‌های ارت مخصوص صاعقه‌گیر اطمینان حاصل کرد و ساختمان‌ها را در برابر خطرات ناشی از صاعقه محافظت نمود.
کامل ترین پکیج آموزشی ویدیویی در این زمینه با عنوان دوره جامع حفاظت در برابر صاعقه در نظام مهندسی ساختمان با تدریس محسن انتظاری مهندس پایه ارشد برق نظام مهندسی ساختمان و مدرس دانشگاه در همین وب سایت ارایه می شود.