سیستم ارتینگ بر اساس ارت فونداسیون – Foundation Earth Electrode
ارت فونداسیون؛ راهکاری مطمئن و اقتصادی برای ارتینگ ساختمانها
طراحی و پیادهسازی سیستم ارتینگ از الزامات اساسی در هر نوع سازه، چه در حال ساخت و چه موجود، به شمار میرود. در حقیقت، سیستم زمین مجموعهای از الکترودهای رسانا است که بر اساس محاسبات دقیق و با جانمایی استاندارد در محل نصب میشوند. وظیفه اصلی این الکترودها انتقال جریانهای ناخواسته و سرگردان ناشی از صاعقه، تخلیه بارهای الکترواستاتیکی، تداخلات الکترومغناطیسی و خطاهای احتمالی شبکه تغذیه به جرم کلی زمین است.
این فرآیند باید به گونهای انجام گیرد که اختلاف پتانسیل خطرناک ایجاد نشود و در نتیجه، امنیت جانی انسانها و حیوانات، حفاظت تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی و همچنین ایمنی تاسیسات و ساختمانها تضمین گردد.
سیستم ارت فونداسیون؛ نمای کلی
در این روش، سیم ارت به شبکه میلگردهای آرماتور فونداسیون متصل میشود و کل سازه نقش یک الکترود گسترده را ایفا میکند. ارت فونداسیون به عنوان یکی از مطمئنترین و مقرونبهصرفهترین شیوههای ارتینگ در ساختمانسازی شناخته میشود. استفاده از این سیستم علاوه بر افزایش سطح ایمنی، موجب کاهش مقاومت زمین و بهبود عملکرد کلی حفاظت الکتریکی ساختمان خواهد شد.
اهداف اجرای سیستم ارتینگ فونداسیون
اجرای ارت فونداسیون یکی از مهمترین اقدامات در طراحی و ساخت ساختمانهاست که نقش حیاتی در ایمنی و عملکرد صحیح تجهیزات و تاسیسات ایفا میکند. این سیستم با ایجاد اتصال مطمئن میان سازه و زمین، شرایطی فراهم میسازد که جریانهای ناخواسته و خطرناک بهطور ایمن تخلیه شوند. مهمترین اهداف آن عبارتاند از:
عملکرد ایمن سیستمهای الکتریکال و منابع تغذیه: جلوگیری از بروز خطاهای الکتریکی و کاهش خطرات ناشی از اتصال کوتاه یا نشتی جریان.
حفاظت از تجهیزات دیتا، مخابرات و سامانههای الکترونیکی حساس: کاهش آسیبپذیری در برابر نویز، تداخلات و اضافه ولتاژها.
اطمینان از عملکرد سیستم حفاظت در برابر صاعقه و سرج (Surge): فراهمسازی مسیر تخلیه مطمئن برای جریانهای ناشی از صاعقه و اضافه ولتاژهای گذرا.
سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) و کاهش نویز: ارت فونداسیون با ایجاد شرایط پایدار الکترومغناطیسی، مانع بروز تداخل و نویز در تجهیزات میشود.
استانداردهای مرتبط با ارت فونداسیون
بر اساس استانداردهای معتبر ملی و بینالمللی از جمله EN 50522، EN 50310، EN 60364-5-54، IEC 62305 و DIN 18015-1، استفاده از ارت فونداسیون بهعنوان یکی از مطمئنترین و اقتصادیترین روشهای اجرای سیستم زمین توصیه میشود. اجرای این سیستم در مراحل اولیه ساختوساز، علاوه بر کاهش هزینههای اجرایی، موجب افزایش طول عمر شبکه زمین و کاهش ریسکهای ایمنی در ساختمان خواهد شد.
مزایای ارت فونداسیون
عدم نیاز به حفاری اضافی: نیازی به حفر چاه یا نصب الکترودهای عمقی وجود ندارد.
ایمنی بیشتر در برابر سرقت: به دلیل دفن شدن هادیها در بتن، امکان دسترسی و سرقت کاهش مییابد.
کاهش نیاز به نگهداری: این سیستم نیازمند آبیاری یا سرویس دورهای نیست و تنها بازرسیهای زمانبندیشده کفایت میکند.
نحوه اجرای ارت فونداسیون
در روش ارت فونداسیون، شبکه آرماتورهای موجود در فونداسیون بهعنوان الکترودهای طبیعی سیستم زمین عمل میکنند. برای افزایش کارایی، یک شبکه مشبندی از هادیهای مناسب مانند میلگرد یا تسمه فولادی نیز بهعنوان الکترود ارت در نظر گرفته میشود تا جریانهای ناخواسته بهطور ایمن به زمین منتقل شوند.
ویژگیهای اصلی اجرای ارت فونداسیون
ابعاد شبکه مشبندی: حداکثر 20×20 متر؛ در صورت وجود سیستم حفاظت صاعقه خارجی، این ابعاد به 10×10 متر کاهش مییابد.
نوع هادیها: استفاده از میلگرد با قطر حداقل 10 میلیمتر یا تسمه فولادی با ابعاد 30×3.3 میلیمتر.
پوشش بتنی: حداقل ضخامت بتن روی شبکه باید 5 سانتیمتر باشد تا از ایجاد ولتاژهای تماس و گام جلوگیری شود.
مزایای بتن در ارت فونداسیون
استفاده از بتن در سیستم ارت فونداسیون نقش مهمی در بهبود عملکرد و افزایش دوام شبکه زمین دارد. ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی بتن باعث میشود این ماده بهعنوان یک محیط رسانا و محافظ طبیعی عمل کند.
مهمترین مزایا:
رطوبتپذیری و رسانایی مناسب: بتن به دلیل جذب رطوبت، مقاومت الکتریکی سیستم زمین را کاهش داده و تخلیه جریانهای ناخواسته را آسانتر میکند.
افزایش طول عمر سیستم زمین: وجود بتن باعث پایداری بیشتر عملکرد ارتینگ و کاهش نیاز به تعمیرات یا نگهداری مکرر میشود.
محافظت در برابر خوردگی: بتن مانند یک لایه محافظ طبیعی عمل کرده و مانع تماس مستقیم الکترودها با خاک میشود، در نتیجه احتمال خوردگی و آسیبدیدگی کاهش مییابد.
پایداری عملکرد ارتینگ: با ایجاد شرایط یکنواخت و پایدار، بتن موجب میشود سیستم ارتینگ در طول زمان عملکرد مطمئنتری داشته باشد.
نکات طراحی و تکمیلی در ارت فونداسیون
استفاده از مصالح کمرسانا یا بتن ضدآب: در صورتی که در فونداسیون از بتن ضد آب، عایقهای حرارتی یا مصالح با رسانایی پایین استفاده شود، لازم است یک رینگ هادی در بیرون از فونداسیون اجرا گردد تا کارایی سیستم زمین حفظ شود.
مشخصات رینگ بیرونی: این رینگ باید از هادیهای مقاوم در برابر خوردگی ساخته شود؛ مانند استنلس استیل با ابعاد 30×3.5 میلیمتر یا هادی مسی با سطح مقطع حداقل 50 میلیمتر مربع.
پروژههای بزرگ و چندساختمانی: در مجموعههایی که شامل چندین ساختمان هستند، هر ساختمان باید سیستم ارت مستقل خود را داشته باشد. در نهایت، تمامی این شبکهها باید به یکدیگر متصل شوند تا اختلاف پتانسیل بین سازهها از بین برود و ایمنی کلی مجموعه تضمین گردد.
ترمینالها و دسترسی برای تست ارت فونداسیون
پس از بتنریزی امکان دسترسی مستقیم به شبکه ارت وجود ندارد، بنابراین باید انشعاباتی برای ترمینالهای تست و همبندی پیشبینی شود. این ترمینالها حدود ۱.۵ متر بیرون از بتن قرار گرفته و با علامتگذاری مشخص میشوند تا در مراحل بازرسی و اندازهگیری مقاومت زمین بهراحتی قابل استفاده باشند.
تست و مستندسازی ارت فونداسیون
برای اطمینان از عملکرد صحیح سیستم زمین، تهیه مدارک و مستندسازی باید پیش از بتنریزی انجام شود. این مدارک شامل نقشه جانمایی الکترودها، تصاویر مراحل اجرا و نتایج تست مقاومت زمین است. همچنین لازم است ترمینالها و پلیتهای تست پیشبینی شوند تا امکان اندازهگیریهای دورهای و اتصال به مصرفکننده فراهم گردد. در صورت مشاهده عدم انطباق، استفاده از فلوچارت تست ارتینگ روند اصلاح و تصمیمگیری را مشخص میکند.
پلیت و ترمینال تست ارت فونداسیون:
قطعهای فلزی است که برای اتصال سیم ارت به شبکه زمین و انجام اندازهگیریهای دورهای مقاومت زمین مورد استفاده قرار میگیرد.
فلوچارت تست ارتینگ:
نمودار جریان تصمیمگیری برای بررسی و اصلاح سیستم در صورت عدم انطباق.
