Koja je razlika između zgrade s gromobranom i bez, u trenutku udara munje?

Istražili smo koja je svrha gromobrana, koja je razlika pri udaru groma ovisno o tome ima li građevina gromobran, na koji način gromobran funkcionira te koje je mu je podrijetlo. Neki dijelovi Hrvatske se nalaze na mjestima većeg rizika od udara munje.

Grmljavina | Unsplash

Iako grmljavina na našim područjima nije česta pojava, i dalje ima dijelova zemlje u kojima je učestalija. Na područjima Slavonije, Zagorja i Zagreba, prosječno je 20 do 35 grmljavinskih dana godišnje, dok se na području Istre, Kvarnera i Dalmacije, te brojke mogu popeti i do 45 dana godišnje. Sukladno grmljavinskim danima ovisi nužnost postavljanja gromobranskih sustava na građevine. Razlog je što veći broj grmljavinskih dana povećava rizik od udara groma, a zakoni za postavljanje gromobranskih sustava su centrirani oko procjene rizika od udara groma za rizike gubitaka ljudskih života.

Koji je zakon o postavljanju gromobrana na građevine?

Trenutno važeći zakoni o gromobranima ili sustavima zaštite od djelovanja munje na građevinama, vrijede još od 2008. godine kada ih je donijelo tadašnje ministarstvo zaštite okoliša, prostornog uređenja i graditeljstva. Taj zakon nalaže da sustav nije potreban za građevine za koje je procjenom rizika od udara munje dokazano da je rizik manji od 0,00001 posto za rizik gubitka ljudskih života i 0,001 posto za ostale rizike. To je kriterij važeći za obaveznost postavljana gromobrana. Također, postavljanje gromobrana nije obavezno za privremene građevine i građevine u građenju, željezničke sustave izvan važećih zaštićenih građevina, vozila, brodove, zrakoplove, morske platforme, podzemne visokotlačne cjevovode, cjevovode, elektro magnetske i telekomunikacijske vodove.

Izdvojeni članak

Thompson uklonio gromobran i protupožarni pristup s krova zgrade za koji tvrdi da je njegova terasa

Udar groma i funkcioniranje gromobrana

Gromobran štiti kuću od udara munje te zaustavlja bilo kakvu moguću štetu ili, još gore, stradanje. Na vrh građevine se stavlja metalni štap ili traku koji brani građevinu od bilo kakvog električnog naboja. Gromobran se sastoji od tri dijela, prvi dio je sam gromobran ili prihvatni vod koji je metalne konstrukcije (najčešće od bakra ili čelika zbog odličnog svojstva provodljivosti), zatim se na prihvatni vod nastavljaju vertikalni vodovi koji vode struju od prihvatnog dijela do uzemljivača. Uzemljivač je posljednji dio gromobrana koji električnu energiju koju dobije proslijedi u tlo. Tijekom nevremena u oblacima se stvara negativan električni naboj pri dnu oblaka, dok se pozitivni skuplja pri vrhu oblaka. Gromobran, za ovaj primjer ćemo reći da je štap s vrhom koji ide u špic, nakuplja ione pozitivnog naboja u najoštriji dio štapa, u sam vrh, a negativne elektrone guraju kroz vodič prema uzemljenju. U trenutku kada se oblak želi riješiti viška negativnog naboja, pozitivno navijene čestice će krenuti prema oblaku kako bi se donji dio oblaka neutralizirao, a ostatak negativno nabijenih čestica u gromobranu će otići u drugom smjeru prema uzemljenju. Tako će se i gromobran i oblak uskladiti pri izjednačavanju naboja. Po nazivu gromobran, mogli bi pomisliti da grom doslovno brani građevinu od munje, a on je zapravo najlakši način preko kojeg se oblak može neutralizirati.

Munja tražeći najbrži put do zemlje, prilikom neutraliziranja naboja oblaka, često pogađa i najviše točke nebodera. Na vrhovima nebodera je rizik od udara sigurno veći nego od okolnih kuća i zgrada. Najviša građevina na svijetu, Burj Khalifa ima potpuno novi princip vertikalnog voda prema uzemljenju. Naime, ona električnu energiju provodi s vanjske strane nebodera jer je vanjština građena od materijala koji odlično provode struju. Uzrokovano takvim provođenjem struje stvara se Faradayev kavez te su stanovnici unutar nebodera u potpunosti sigurni. Jačina udara gromova najviše se iskazuje u tome da postoji mogućnost zadržavanja i skladištenja energije munje, jedan udar bi napajao Burj Khalifu godinu dana. Osim toga, najviša građevina na svijetu ima novu tehnologiju predviđanja grmljavinskih oluja po naboju oblaka. Čim prepozna mogućnost grmljavine, elekrizira gromobran pozitivnim nabojem.

Burj Khalifa – Faradeyev kavez | DiscoveryUK – Screenshot/Youtube

Što se dogodi ako nemate gromobran pri udaru

Uzrok udara munje u građevinu koja nema gromobran je isti kao s gromobranom. Razlika je samo što je oblaku puno teže neutralizirati negativno donji dio jer nema na raspolaganju pozitivno nabijene čestice metalnog gromobrana. Naime, u takvim situacijama oblak razdvaja čestice zraka na pozitivno i negativno nabijeni dio, zatim pozitivno nabijene čestice krenu prema oblaku, a negativne u suprotnom smjeru i dolazi do stvaranja munje. Pri udaru u građevinu koja nema gromobran stvari su puno kompliciranije. Čak i nije toliki problem što će biti sa strujom, već je problem toplina koju električna energija munje generira. Ta toplina radi štetu građevini, moguća su rastapanja krova ili fasade, urušavanja dijela koji je pogođen. Električna energija koja dođe do površine građevina nema kako proći kroz nju, već se sva energija generira na jednoj točki površine i razara ju.

Prvi gromobran

Prvi gromobran je bio slučajan. Zgrada izgrađena na području današnje Rusije zvana Toranj Nevyansk imala je vrh nebodera špičastog oblika te na samom vrhu metalnu konstrukciju u obliku sfere koja je imala produžetke koji su vodili sve do zemlje. Taj gromobran je bio isključivo dekorativne svrhe. Prvi legitimni gromobran u Europi izmislio je Čeh Diviš koji je bio svećenik. Kako su crkve u Europi bile najviše građevine, često ih je pogađao grom, pa je to Čeha natjeralo na razmišljanje. Njegov izum nije gromobran kakav znamo danas, to je bila dugačka metalna šipka koja je stajala pored crkve. Namjena joj je bila smanjivanje elektriciteta zraka, no funkcija u praksi je bila kao gromobrana danas. Prvi gromobran koji je sličan onima danas, izmislio je Benjamin Franklin 1752. godine. Njegov gromobran imao je sličnu funkciju i sistem kao gromobrani danas. Iako mu prvi gromobrani nisu bili u potpunosti funkcionalni, prvi je imao ideju testiranja gromobrana i povezao pojmove naboja, groma, provodljivosti i uzemljenja. Ubrzo je gromobran bio izum koji je počelo koristiti šire stanovništvo te su počele i estetske modifikacije na šiljatim vrhovima metalnih vodova na kućama.

Kišobran gromobran | Screenshot/Youtube

Cijeli tekst zakona o sustavima zaštite od djelovanja munje na građevinama pročitajte ovdje.