Tác hại của tia sét với các tòa nhà cao tầng

Nhà cao tầng là một công trình có giá trị lớn, là nơi ở, sinh hoạt và làm việc của rất nhiều người. Mặt khác, Việt Nam nằm ở tâm giống của Châu Á- Một trong ba tâm giống có hoạt động giống, sét mạnh. Hơn nữa theo nguyên lý di chuyển của các ion điện tích thì những nơi cao hơn sẽ có nguy cơ bị sét đánh cao hơn và mạnh hơn. Vì vậy, việc thiết kế chống sét tại các tòa nhà cao tầng là rất cần thiết và cần được đặc biệt chú ý.

Việc thiết kế chống sét đúng tiêu chuẩn không chỉ giúp hạn chế các thương vong, rủi ro không đáng có cho những cư dân sinh sống và làm việc tại các tòa nhà cao tầng mà còn giúp bảo vệ kết cấu, độ bền cơ học và tuổi thọ của công trình. Đối với các công trình nhà cao tầng cao hơn 60 mét, ngoài yêu cầu bảo vệ mái nhà thì còn cần bảo vệ thêm 20% chiều cao của tòa nhà, tất cả các thành phần của tòa nhà cao tầng có độ cao từ 120 mét trở lên đều cần được trang bị hệ thống chống sét.

Các tòa nhà cao tầng như chung cư thường xuyên bị hứng chịu bởi những tia sét là một điều khá dễ hiểu. Nguyên nhân chủ yếu vì đây là những vị trí cao và có nhiều thiết bị điện tử. Sét khi tác động tới các công trình chắc chắn sẽ gây ra nhiều thiệt hại nặng nề. Điển hình như có thể phá hủy cấu trúc, làm ảnh hưởng đến độ bền cơ học của công trình toàn nhà.

Không những thế, nhiều trường hợp hệ thống điện của tòa nhà chung cư bị ảnh hưởng gây ra các vụ chập cháy, nổ điện rất nguy hiểm. Đặc biệt, khi bị sét đánh trúng, con người có thể bị thiệt mạng bởi dòng điện cao áp là rất mạnh gây ra từ sét đánh. Chính vì tác hại nghiêm trọng như vây, do đó việc lắp đặt hệ thống chống sét là điều bắt buộc và rất cần thiết hiện nay.

Tiêu chuẩn thiết kế chống sét tòa nhà cao tầng

Theo tiêu chuẩn chống sét được quy định, ngoài việc bảo vệ mái nhà thì còn cần bảo vệ 20% chiều cao phía trên của các tòa nhà cao hơn 60m. Đối với các tòa nhà cao tầng, tất cả các thành phần của tòa nhà trên 120m cũng cần được lắp đặt hệ thống này.

Thông thường mức bảo vệ ở cấp độ IV nhưng ngay cả với cấp độ này thì việc hạn chế về kỹ thuật, chi phí và tính thẩm mỹ cũng là vấn đề. Đặc biệt với các trường hợp được bảo vệ bằng kim thu sét cổ điển và dây dẫn. Sử dụng kim thu sét chủ động

Sử dụng hệ thống kim thu sét hiện đại đối với các tòa nhà cao tầng là việc cần thiết. Hệ thống kim thu sét chủ động phát tia tiên đạo được khuyến khích sử dụng để tăng hiệu quả bảo vệ. Ngoài ra việc thi công mạng tiếp địa cũng cần được chú trọng. Đây là một trong nhiều thành phần quan trọng giúp tiêu hao năng lượng sét.

Đối với các tòa nhà công cộng cao tầng thì việc lắp đặt sử dụng hệ thống thiết bị cảnh báo sét để thông báo cho người dân khi nguy hiêm sắp xảy ra là việc cần thiết.

Các kim thu sét cho tòa nhà cần chủ động bảo vệ đặc biệt là khi khu vực phía 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. Như vậy sẽ giúp cho dòng sét đi xuống được phân tán qua dây dẫn và 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.

Quy trình lắp đặt hệ thống chống sét nhà cao tầng tiêu chuẩn

Định vị vị trí tiếp đất( bãi tiếp địa)

Việc đầu tiên và có vai trò quan trọng để lắp đặt hệ thống chống sét chính là xác định vị trí tiếp địa sao cho phù hợp. Việc này có ảnh hưởng đến khả năng thu sét sẽ đạt hiệu quả hay không. Bên cạnh đó cũng cần kiểm tra tính chất đất nơi sẽ đóng cọc tiếp địa.

Đào rãnh và đóng cọc tiếp đất

Sau khi đã xác định được vị trí tiếp địa, tiến hành đào hố hoặc khoan giếng tiếp đất. Cần hạn chế tình trạng hố 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 800 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 8 m, độ sâu từ 20 đến 40m, 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 100mm đến 150mm. Cọc trung tâm sẽ được đóng nông hơn so với các cọc khác, đỉnh cọc sẽ cách mặt đất từ 150mm đến 250mm. Cáp trần được rải dọc theo các rãnh đã đào để liên kết với những cọc đã được đóng.

Đóng cọc tiếp đia: Cọc tiếp địa thường dùng là loại cọc thép mạ đồng theo công nghệ cao, với kích thước là D16mm, dài 2,4m, lớp mạ đồng tối thiểu là 20 micrones. Cọc tiếp địa được đóng theo phương thẳng đứng, khoảng cách giữa các cọc tối thiểu bằng chiều chài của 1 cọc. Ta cũng có thể khoan giếng thả cọc ở những nơi có địa hình nhỏ hẹp, không đủ diện tích đào bãi tiếp địa. Tùy theo từng công trình mà số lượng cọc sử dụng khác nhau.

Sử dựng cáp đồng trần có kích thước tối thiểu 50mm2 đẻ nối các đầu cọc thông qua mối hàn hóa nhiệt, sử dụng phương pháp hàn hóa nhiệt sẽ giúp bề mặt dẫn điện tốt, dảm bảo độ bền dẹp vĩnh cửu cho mối hàn.

Đổ hợp chất giảm điện trở đất

Mục đích làm giảm điện trở của hệ thống tiếp địa và ổn định điện trở tiếp địa theo thời gian. Theo tiêu chuẩn IEC 62561-7, Hợp chất giảm điện trở đạt tiêu chuẩn khi giảm 50-90 điện trở suất của đất. Hợp chất trộn với nước tạo thành lớp keo gắn liền với đất điện cực. Đặc biệt phải lựa chọn loại hợp chất đáng tin cậy, thân thiện với con người và môi trường, không ảnh hưởng tới mạch nước ngầm.

Kiểm tra điện trở bãi tiếp địa bằng đồng hồ đo điện trở đất

Sử dụng đồng hồ đo điện trở đất để kiểm tra hệ thống tiếp địa, kiểm tra định kì hằng năm để cải tọa kịp thời, bảo đảm độ an toàn cho công trình

Giá trị điện trở của hệ thống tiếp địa cho công trình chống sét trực tiếp phải nhỏ hơn 10 Ω, trong trường hợp lớn hơn 10Ω thì tiến hành quy trình sau:

Đo, tính toán lại giá trị điện trở suất của đất tại công trình

Tăng số lượng cọc và hợp chất giảm điện trở đất

Xây dựng bản vẽ thi công tiếp theo để trình phê duyệt

Thi công theo phương án đã được phê duyệt

Đi dây thoát sét

Dây thoát sét thường dùng là loại dây cáp đồng có kích thước tối thiểu là 50mm2, bọc PVC được luồn trong ống gen. Dây thoát sét được nối từ kim thu sét đi bên trong của cột đỡ kim, chạy gắn cố định vào tường bằng kẹp cố định inox hoặc kẹp đồng xuống bộ đếm sét và đi qua hộp kiểm tra điện trở lắp ở độ cao 1,2m so với mặt đất

Chú ý: khi đi dây thoát sét không gấp khúc dây 90 độ

Dựng cột đỡ kim thu sét và lựa chọn kim thu sét đạt chuẩn

Công trình sử dụng kim thu sét phát tia tiên đạo công nghệ mới có khớp nối nhựa cách điện giữa cột và kim. Tùy thuộc vào từng công trình lựa chọn kim có bán kính bảo vệ phù hợp. Kim được lắp trên cột đỡ bằng inox D42-48, cao 3-5m. Cột inox được gắn chắc chắn vào mái nhà nhờ hệ thống chân đế

Với hệ thống chống sét trực tiếp theo tiêu chuẩn Pháp NFC 17-102, IEC 62561-2 công trình của bạn sẽ được bảo vệ hoàn toàn, tránh nguy cơ bị sét đánh và đừng quên kiểm tra điện trở định kỳ hàng năm.

Kiểm tra định kỳ

Sau khi lắp đặt và đưa vào sử dụng, hệ thống chống sét nên được 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.