Việc lắp đặt chống sét là rất cần thiết để giúp bảo vệ an toàn gia đình bạn. Vậy tiêu chuẩn thiết kế lắp đặt hệ thống chống sét nhà ở an toàn và hiệu quả cần thực hiện như thế nào?
Tại sao cần lắp đặt hệ thống chống sét cho nhà ở?
Sét hình thành từ đâu?
Sét là một hiện tượng trong tự nhiên, được tạo ra do sự phóng điện của các đám mây. Chúng mang điện tích trái dấu hoặc giữa các đám mây có một điểm trên mặt đất. Một lí do khác được đưa ra do trong nội bộ của đám mây tạo ra điện trường khí quyển đạt đến độ lớn nhất định.
Sét được hình thành từ các điện tích khối có các cực tính khác nhau ở trong những đám mây. Tuy nhiên, chúng lại có liên quan đến sự ngưng tụ làm lạnh của hơi nước. Luồng không khí nóng đi lên sẽ tạo ra những ion dương và âm.
Khi xảy ra quá trình tích lũy các điện tích có phân rõ các cực khác nhau. Tạo ra một loại điện trường lớn, liên tục được gia tăng và hình thành ở xung quanh đám mây. Sét sẽ gây ra nhiều tác hại điện từ, nhiệt, tĩnh điện, động lực đến các đồ vật xung quanh chúng ta: thiết bị điện tử, kỹ thuật điện, đường thông tin, tín hiệu và nhiều thiệt hại nguy hiểm hơn là tính mạng con người.
Sét có những loại nào, tác hại?
Theo đặc tính và vị trí của sét, người ra chia ra làm 3 loại như sau:
- Sét trực tiếp đánh: Loại sét này sẽ đánh trực tiếp vào các tòa nhà cao, nhà máy có mặt bằng bị co hơn so với xung quanh. Hậu quả sẽ nghiêm trọng khi bị sét này đánh phải, thậm chí có những trường hợp gây thiệt mạng gây tử vong chết người.
- Sét gián tiếp đánh: Cơ chế đánh của loại sét này sét đánh vào đường dây điện. Theo sau đó là lan truyền theo các đường dây vào trong công trình. Gây thiệt hại về cơ sở vật chất, cháy hỏng các thiết bị điện, công nghệ được kết nối với nhau. Ví dụ như cháy wifi, chập tivi đầu đài loa amply…
- Sét cảm ứng: Loại sét gồm có 2 cơ chế là cảm ứng điện từ và cảm ứng tích điện. Loại sét cảm ứng điện từ sẽ tạo ra những xung điện sóng gây thiệt hại các thiết bị điện tử. Còn đâu loại sét cảm ứng tích điện sẽ tạo ra những tia điện đỏ nhỏ dễ dàng bị chảy nổ khi tiếp xúc với môi trường dễ dàng cháy.
Vị trí cần lắp đặt hệ thống chống sét
Trên thực tế, nên lắp đặt hệ thống chống sét ở nhiều vị trí. Và để an toàn cho tính mạng và tài sản của gia đình bạn, hãy lưu ý đặt ở các vị trí sau:
- Đặt hệ thống chống sét ở những nơi tụ họp đông người như chợ, trường học, văn phòng…
- Nơi thường xuyên xảy ra hiện tượng sét đánh hoặc gần với vùng bị sét đánh nên có hệ thống chống sét tiêu chuẩn.
- Tại các tòa nhà cao tầng, tòa nhà dân dụng, nhà đứng đơn độc 1 mình 1 khu. Hay ở gần những nơi dễ xảy ra cháy nổ cần trang bị chống sét cho an toàn.
Tiêu chuẩn lắp đặt hệ thống chống sét cho nhà ở
Công nghệ chống sét tiêu chuẩn
Công nghệ kim cổ
Sử dụng công nghệ chống sét kim cổ tiêu chuẩn gồm có 3 bộ phận:
- Đầu kim thu sét: Thông thường phần này sẽ được làm từ thép và mạ đồng. Đồng có thể là đồng thau đúc hoặc bằng inox. Đầu kim thu sẽ có một chiều dài nhất định, phụ thuộc chủ yếu vào cấu trúc của công trình cần được bảo vệ.
- Dây dẫn sét: Dây dẫn là một thiết bị truyền đưa dòng sét từ đầu kim thu đi đến các hệ thống tiếp đất. Chất liệu sử dụng phổ biến cho dây dẫn là cấp đồng trần hay có thể thay bằng đồng lá.
- Hệ thống dây tiếp đất: tác dụng của bộ phận này sẽ tản dòng điện ở trong đất.
|
Cọc tiếp đất |
Dây tiếp đất |
Ốc siết cáp / Mối hàn hóa nhiệt Exoweld |
|
|
|
Công nghệ tán mây tiện ích
Hệ thống chống sét bằng công nghệ tiêu tán các đám mây được dùng rất ít cho nhà ở dân dụng. Chủ yếu dùng cho nhà ở cao tầng, văn phòng vì nó có giá thành lắp đặt cao. Để hoàn thiện công nghệ chống sét này, cũng cần có đủ 3 phần:
- Các đầu dây phát ra ion dương: Vật liệu để làm có thể bằng inox hoặc thép được mạ đồng. Đầu phát này sẽ được làm có nhiều quả cầu gai, có hình dạng chiếc ô hoặc hình cánh dơi có nhiều gai.
- Các dây dẫn sét: Thiết bị này sẽ có tác dụng dẫn các dòng ion dương từ mặt đất. Đưa lên các thiết bị phát ion dương. Dây dẫn sẽ được làm từ vật liệu đồng trần, có tiết diện dao động khoảng 50 đến 70 mm2.
- Hệ thống dây tiếp đất: Bộ phận sẽ có tác dụng tản dòng điện sét ở phía trong đất. Bộ phận này có cấu hình giống như hệ thống tiếp đất của hệ thống đánh thẳng ở bên trên.
Công nghệ phát tia tiên đạo sớm
Sử dụng công nghệ phát tia tiên đạo sớm để chống sét cần có đủ 3 phần sau:
- Đầu thu lôi: Bộ phận này sẽ phát ra tia tiền đạo đi lên và thu sét về phía nó. Vị trí đầu này sẽ gắn ở trên trụ đỡ, độ cao trung bình ở khoảng 5m so với đỉnh của công trình cần được bảo vệ.
- Dây dẫn sét: Luồng sét từ đầu thi lôi sẽ được truyền đưa qua hệ thống tiếp đất. Vật liệu để làm dây dẫn sẽ là cáp đồng trần hoặc là đồng lá. Dây dẫn sẽ có tiết diện khoảng từ 50 đến 75 mm2.
- Hệ thống tiếp địa: Chức năng tiếp địa và cấu tạo cũng không có gì khác so với hệ thống tiếp địa của 2 công nghệ trên. Vẫn để làm tản dòng điện sét ở trong đất.
Quy trình lắp đặt hệ thống chống sét tiêu chuẩn
Định vị vị trí cọc tiếp địa
Việc đầu tiên có vai trò quan trọng để lắp đặt hệ thống chống sét là xác định được vị trí đặt cọc tiếp địa phù hợp. Việc này ảnh hưởng đến khả năng thu sét sẽ đạt hiệu quả hay không. Ngoài ra, cần phải kiểm tra kỹ càng tính chất đất ở nơi sẽ đóng cọc.
Đào rãnh và đóng cọc tiếp đất
Sau khi đã cố định được vị trí đặt cọc, sẽ tiến hành đào hố hoặc khoan giếng tiếp đất. Hạn chế tình trạng đi qua các công trình ngầm như cáp ngầm, hệ thống ống nước. Thông thường, rãnh đào có tiêu chuẩn độ sâu từ 600 đến 80 mm, bề rộng từ 300 đến 500 mm. Với nơi có đất điện trở suất cao hoặc diện tích nhỏ bé bị hạn chế thì nên đào giếng khoan. Với tiêu chuẩn về đường kính là 50 đến 80 m, độ sâu từ 20 đến 40 m, tùy theo quy mô công trình.
Khi đóng cọc tiếp đất, khoảng cách giữa các cọc gấp 2 lần độ dài cọc đóng xuống đất. Cọc được đóng sâu đến khi đỉnh của cọc cách đáy rãnh khoảng 100 mm đến 150 mm. Nếu là cọc trung tâm sẽ được đóng nông hơn so với cọc khác, đỉnh cọc sẽ cách so với mặt đất từ 150 mm đến 250 mm. Cáp trần được rải dọc theo các rãnh đã đào để liên kết với những cọc đã được đóng.
Trước khi tiến hành đóng cọc hãy đổ hóa chất để làm giảm đi điện trở suất của đất. Sử dụng thêm hóa chất hút ẩm để hóa thành keo bao quanh lấy điện cực. Làm như vậy sẽ làm tăng về mặt tiếp xúc giữa đất và điện cực.
Lắp đặt kim thu sét
Tiến hành gia công trụ đỡ kim thu sét, lắp trụ đỡ và kim thu theo bản vẽ thi công hệ thống chống sét. Kim thu làm bằng kim loại có chiều dài khoảng 0,5 đến 1,5 m gắn ở trên nóc.
Sau khi đã đặt cột thu sẽ nối kim thu sét với dây dẫn sét. Chú ý rằng, khi nối nên luồn dây dẫn trọng ống cách điện từ điểm tiếp xúc với kim thu đến bãi tiếp địa. Làm như vậy sẽ giảm được sự lan truyền dòng điện đi vào trong kết cấu của công trình.
Lắp dây dẫn sét
Mỗi chiếc kim thu sét sẽ có 2 đường dẫn sét xuống để lắp đặt cho hệ thống chống sét cọc tiếp địa. Dây dẫn sét được mạ đồng 16, từ kim thu sét sẽ đi ngầm dưới dàn mái tới cốt thép lõi thang, được hàn với 1 thanh lõi thang 16. Thanh thép phải được kéo dài liên tục và kéo xuống tầng dưới cùng.
Lắp hệ thống nối đất
Để lắp đặt hệ thống nối đất chống sét, cọc thép được bọc đồng tiếp đất, băng đồng sẽ liên kết và phụ kiện đầu nối sẽ được bố trí theo hệ thống nối đất. Sẽ gồm có nhiều điện cực để tản năng lượng khi sét bị thu xuống đất an toàn, nhanh chóng và hạn chế gây nguy hiểm tối đa.
Cọc nối đất thép bọc đồng dài 2400mm, khoảng cách chôn cách nhau 6000mm. Chúng sẽ được liên kết với nhau quá băng đồng trần 25x3mm. Đầu trên của cọc sẽ đóng sâu xuống mặt đất 1000mm. Băng đồng trần đặt trong các rãnh rộng 500mm và có chiều sâu 1100mm.
Liên kết giữa cọc đồng, băng đồng và cáp đồng bằng cách hóa nhiệt hàn, tuân theo tiêu chuẩn TCXD 46 – 84 hiện hành của Bộ xây dựng và tiêu chuẩn H.S của Singapore. Làm như vậy sẽ tải dòng điện hiệu quả, đo được khả năng tiếp xúc giữa cọc, băng đồng và cáp thoát sét cao của hệ thống chống sét. Làm như vậy sẽ tăng độ bền và không cần sửa chữa định kỳ hệ thống chống sét như những hệ thống làm trước kia. Điện trở nối đất chống sét 10 sẽ được quy định theo TCXD 46 – 84 của Bộ xây dựng lắp đặt hệ thống chống sét.
Kiểm tra định kỳ
Sau khi đưa vào sử dụng hệ thống chống sét, nên tiến hành kiểm tra định kỳ. Để đảm bảo cho sự hoạt động hiệu quả tốt nhất của các thiết bị. Đồng thời sẽ phát hiện ra những lỗi kỹ thuật hay sự cố hỏng để có biện pháp sửa chữa kịp thời.
Thông thường, 1 năm sẽ kiểm tra 1 lần và cần có sự hỗ trợ của những người kỹ sư chuyên môn. Ở những vùng hay có giông gió sét hoạt động mạnh, thì việc kiểm tra và đo lường sẽ cần thực hiện với tần suất nhiều hơn.
Tiêu chuẩn chống sét cho nhà dân dụng mái tôn
Thu lôi chống sét
Sử dụng thu lôi chống sét được sử dụng khá phổ biến hiện nay bởi chi phí thực hiện thấp. Để thực hiện các chống sét này, cần có một thanh sắt nhọn, phía đầu mài nhọn sẽ được đặt hướng lên trời. Sau đó dùng dây nối đất liên kết với thanh sắt này, dây nối sẽ có đường kính khoảng 0,04.
Cột thu lôi sẽ có vùng bảo vệ bằng hình chiếc nón hay ô. Với bán kính tính bằng chiều cao của cột thu lôi. Dựa trên những cơ sở này, khi lắp đặt hệ thống chống sét thu lôi bạn sẽ tính toán được chính xác. Để đảm bảo khi hoàn thiện và sử dụng chống sét được an toàn và hiệu quả nhất.
Công nghệ tán làm tiêu mây
Dùng công nghệ tiên tán đám mây là một cách chống sét hiện đại đem lại hiệu quả hơn nhiều so với cách trên. Để tạo ra hệ thống này, sẽ có đầu phát ion dương được làm từ thép mạ đồng. Và thêm dây dẫn sét làm từ đồng có tiết diện tích từ 50 đến 70 mm2.
Để tính toán số lượng cột tiếp địa cần đặt, nó sẽ phụ thuộc vào diện tích khu nhà cầm bảo vệ. Với diện tích càng lớn thì số cột cần sẽ càng nhiều hơn. Khi đặt khoảng cách lắp giữa các cột cần đảm bảo tiêu chuẩn khoảng cách từ 80cm đến 1m.
Lưỡi liềm chống sét
Với những nhà làm mái là tôn, sử dụng lưỡi liềm chống sét có hiệu quả rất tốt. Nguyên lý hoạt động của cách này là theo dạng tích tụ lượng điện áp và sẽ giải phóng ra bằng lỗ thoát hồ quang. Phương pháp này có cấu tạo đơn giản nhưng lại sử dụng được trong phạm vi lớn. Nên có thể bảo vệ được cả nhà ở lẫn hệ thống dây điện.
Tiêu chuẩn chống sét cho nhà cao tầng
Đối với những tòa nhà cao tầng, nhà cao ốc hay chung cư thường có độ cao lớn. Do đó, không thể thiếu được thiết kế hệ thống chống sét an toàn, nhất là những tòa nhà cao chọc trời. Nếu không được lắp đặt các thiết bị chống sét chất lượng tốt, mức độ gây hư hại sẽ là rất lớn.
Hiện nay để xây dựng những tòa nhà có chiều cao mong muốn đều có thể được thực hiện. Bởi công nghệ xây dựng ngày càng phát triển, hỗ trợ cho việc thi công công trình được thuận lợi. Tuy nhiên, chiều cao cũng là một yếu tố ảnh hưởng đến việc tu sửa. Hay mỗi khi muốn bảo dưỡng và quá trình lắp đặt hệ thống chống sét cho tòa nhà sẽ gặp khó khăn và gây nguy hiểm cho người lao động.
Đối với những tòa cao ốc, nhà cao tầng sẽ có hệ thống chống sét đạt chất lượng cao. Được đầu tư kỹ lưỡng từ các khâu thiết kế, khảo sát, thi công. Giúp hạn chế gây hư hại khi bị sét đánh xuống. Việc kiểm soát chống sét tốt là điều vô cùng cần thiết cho các tòa nhà bởi nó sẽ đảm bảo duy trì cho toàn hệ thống tòa nhà. Kể cả hoạt động của thang máy sẽ bị gián đoạn hoặc hư hỏng nếu không được chống sét hiệu quả.
Quy định tiêu chuẩn chống sét đối với nhà cao tầng, không những phải bảo vệ mái nhà mà 20% chiều cao phía trên của các tòa nhà cao hơn 60m cũng cần phải được bảo vệ bằng hệ thống chống sét bên ngoài. Tất cả các bộ phận của các tòa nhà cao tầng có chiều cao trên 120m cần lắp đặt hệ thống này.
Các kim thu sét cho tòa nhà cần chủ động bảo vệ đặc biệt khi chúng ở những khu vực có phần trên không đồng đều. Mái nhà và phía trên là nơi sẽ thu hút khá nhiều sét. Chính vì thế, cần thiết lập hệ thống chống sét để tạo vùng bên trong. Khoảng cách giữa các cột thu lôi là 20m/1 chiếc, phải đảm bảo có ít nhất 4 dây dẫn xuống đất. Làm như vậy sẽ giúp cho dòng sét đi xuống được phân tán qua các dây dẫn đã được liên kết với nhau. Bởi vì khoảng cách giữa điểm bị sét đánh so với tiếp địa là rất lớn. Cho nên những tác động cơ học và các hiệu ứng điện cảm là rất đáng kể.
Hơn nữa, với các tòa nhà ở các địa điểm công cộng nên lắp và sử dụng hệ thống thiết bị cảnh báo sét. Giúp mọi người có thể nhận được thông báo sắp có điều nguy hiểm xảy ra. Từ đó sẽ chủ động được các biện pháp hạn chế bị hư hại do sét gây ra. Làm như vậy sẽ dễ dàng hơn trong việc phòng tránh gây tổn hại nặng nề về người và tài sản của chúng ta.
Nói tóm lại, tiêu chuẩn thiết kế lắp đặt hệ thống chống sét nhà ở an toàn và hiệu quả là một vấn đề luôn được quan tâm hiện nay. Mong rằng với những nội dung trên đây của chúng tôi sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về những tiêu chuẩn trong việc thiết kế, lắp đặt cho nhà ở, nhà cao tầng. Đảm bảo tốt các tiêu chí giúp bảo vệ an toàn tính mạng và thiết bị cơ sở vật chất.
