Bu rehberde bir yıldırımdan korunma projesinin çizim mantığını, hangi verinin hangi paftayı belirlediğini ve teslim edilecek doküman setinin nasıl olması gerektiğini adım adım ele alıyoruz.
İlginizi Çekebilir:IEC 62305-2 Yıldırım Risk Analizi
Çizime başlamadan önce toplanması gereken veri
Kalem oynatmadan önce elinizde şunlar olmalı:
- Mimari projeler: vaziyet planı, çatı planı, en az iki yönden kesit ve cephe görünüşleri. Ölçekli olmayan bir çatı planı üzerinde yuvarlanan küre uygulanamaz.
- Yapının geometrik verileri: toplam yükseklik, çatı formu (teras, beşik, kırma, kubbe), çevre uzunluğu, çatı üstü çıkıntıların kotları.
- Çatı üstü ekipman listesi: klima dış üniteleri, baca, havalandırma menfezleri, asansör makine dairesi, uydu ve anten direkleri, PV panelleri, çatı vinci. Bunların her biri ayrı değerlendirilmesi gereken birer temas noktasıdır.
- Yapısal veri: kolon donatı sürekliliği, çelik konstrüksiyon detayları, metal çatı kaplaması kalınlığı. Doğal bileşen kullanılabilecekse projenin maliyeti ve akım dağılımı ciddi biçimde değişir.
- Zemin verisi: toprak özdirenci ölçümü ve varsa mevcut temel topraklaması detayı.
- Tesisat verisi: ana pano konumu, enerji ve haberleşme girişleri, metal boru hatları, yükseltilmiş döşeme ve kablo tavası güzergâhları.
Bu listedeki bir kalem eksikse çizim yapılabilir ama proje yapılamaz. Aradaki fark, birkaç yıl sonra hasar raporu yazılırken ortaya çıkar.
Görsel 1 — Veri toplama akış şeması Mimari proje, zemin etüdü, çatı ekipman envanteri ve tesisat verisinin “risk analizi” kutusuna aktığı, oradan da “koruma düzeyi (LPL)” ve “pafta seti” çıktılarına ayrıldığı yalın bir akış diyagramı. Yılkomer turuncusu ve gri paletle, lacivert vurgu. Alt metin: Yıldırımdan korunma projesi hazırlık aşamasında toplanan verilerin akış şeması.
Koruma düzeyi çizimin bütün parametrelerini belirler
Projenin çıkış noktası TS EN IEC 62305-2 kapsamındaki risk analizidir. Bu analizde yapı için dört risk bileşeni hesaplanır: can kaybı (R1), kamu hizmetinin kesilmesi (R2), kültürel mirasın kaybı (R3) ve ekonomik kayıp (R4). Her biri, katlanılabilir risk sınırı R_T ile karşılaştırılır; can kaybı riski için bu sınır yılda 10⁻⁵ mertebesindedir. Hesaplanan risk sınırın üzerindeyse koruma zorunludur ve riski sınırın altına indiren en ekonomik koruma düzeyi seçilir.
Seçilen koruma düzeyi (LPL I–IV), sonrasında çizeceğiniz her şeyin ölçüsünü verir:
| Koruma düzeyi | Yuvarlanan küre yarıçapı | Ağ (kafes) aralığı | İniş iletkeni aralığı |
|---|---|---|---|
| I | 20 m | 5 × 5 m | 10 m |
| II | 30 m | 10 × 10 m | 10 m |
| III | 45 m | 15 × 15 m | 15 m |
| IV | 60 m | 20 × 20 m | 20 m |
Yuvarlanan küre yarıçapı keyfî bir sayı değildir; darbe akımı ile çarpma mesafesi arasındaki r = 10 × I^0,65 bağıntısından gelir. LPL I için 20 m yarıçap, 3 kA’lık düşük genlikli darbelerin bile yakalanmasını hedefler.
Uygulamada sık görülen kestirme, risk analizini atlayıp “nasılsa LPL III yeterlidir” demektir. Bu, yanıcı madde depolayan bir tesiste ya da sürekli işletme gerektiren bir veri merkezinde savunulabilir bir yaklaşım değildir.
Yakalama ucu sisteminin çizimi
TS EN IEC 62305-3 üç yöntem tanımlar ve bunlar birbirinin alternatifi olduğu kadar tamamlayıcısıdır:
Yuvarlanan küre yöntemi. Her durumda uygulanabilir olan tek yöntemdir. Ölçekli kesit üzerinde, seçilen yarıçapta bir daire, yapının çevresinde ve üzerinde döndürülür. Kürenin temas ettiği her nokta korumasızdır ve yakalama ucu ister. Kritik nokta şudur: küre aynı anda hem zemine hem çatı elemanına teğet olacak şekilde denetlenmelidir. Yüksekliği küre yarıçapını aşan yapılarda cephe köşeleri ve üst bölge ayrıca ele alınır.
Ağ (kafes) yöntemi. Düz ve geniş çatılarda en pratik çözümdür. Çatı planına tablodaki aralıkta bir iletken ızgara çizilir, çatı kenarları mutlaka iletkenle çevrilir ve ızgara en az iki iniş iletkenine bağlanır. Türkiye’de “Faraday kafesi” olarak anılan uygulama budur.
Koruma açısı yöntemi. Yalnızca basit geometrili ve sınırlı yükseklikteki yapılarda kullanılır. Koruma açısı sabit değildir; koruma düzeyine ve yakalama ucunun koruduğu yüzeyden yüksekliğine göre değişir. Bir bacayı ya da tek bir anteni korumak için idealdir, bir fabrika çatısının tamamı için değildir.
Çatı üstündeki her metal ekipman ya koruma hacmi içine alınır ya da doğrudan sisteme bağlanır. İkisinin arasında bir yer yoktur. Ayrıca radyoaktif yakalama uçlarının kullanımına mevzuatımızda izin verilmediğini, erken akım başlatmalı sistemlerin ise IEC 62305 serisinde tanınmayıp Fransız NFC 17-102 gibi ulusal dokümanlara dayandığını hatırlatmakta fayda var. Uluslararası standarda uygunluk beyan edilecek projelerde çizim, pasif yakalama uçları üzerinden kurgulanır.
Görsel 2 — Yuvarlanan küre uygulaması (kesit) Çok kotlu bir sanayi yapısının kesiti; üzerinde LPL II için 30 m yarıçaplı küre birkaç konumda gösterilmiş. Kürenin temas ettiği noktalar turuncu ile, korunan hacim gri tarama ile, yakalama uçları ve çatı iletkeni lacivert ile işaretli. Alt metin: Yuvarlanan küre yönteminin çok kotlu bir yapı kesiti üzerinde uygulanması.
İniş iletkenleri: en kısa yol, en az empedans
İniş iletkenleri yakalama ucu sistemini topraklamaya bağlar ve akımı paylaştırır. Çizerken üç kural belirleyicidir: sayı, güzergâh ve süreklilik.
Sayı, yapı çevresinin koruma düzeyine karşılık gelen aralığa bölünmesiyle bulunur. 60 m çevreli bir yapıda LPL III için en az dört iniş iletkeni gerekir. Standart, koşullar ne olursa olsun en az iki iniş iletkeni ister ve bunların çevreye olabildiğince düzgün dağıtılmasını, tercihen köşelerden inmesini bekler.
Güzergâh mümkün olan en kısa ve en doğrusal hat olmalıdır. Saçak, parapet ya da kornişte oluşan keskin dönüşler ve iletken ilmekleri, darbe akımının yüksek frekans bileşeni nedeniyle ciddi endüktif gerilim düşümü yaratır ve yan atlamaya davetiye çıkarır. Bir ilmek kaçınılmazsa, ilmeğin açıklığı ile ayırma mesafesi ilişkisi hesaplanmalı ve pafta üzerinde gösterilmelidir.
İletken kesitleri standardın malzeme tablolarına göre seçilir: bakır iletkenlerde tipik olarak 50 mm² (25 × 2 mm lama ya da 8 mm masif yuvarlak), alüminyumda daha büyük kesitler kullanılır. Her iniş iletkeninin üzerine, zeminden yaklaşık 0,5 m yükseklikte ölçüm (test) klemensi konur ve bu klemensler paftada numaralandırılır. Periyodik kontrolde ölçüm alınacak nokta, projeden okunabilir olmalıdır.
Topraklama sisteminin projelendirilmesi
Standart iki düzenleme tanımlar. A tipi, her iniş iletkeninin altına yerleştirilen ayrı yatay ya da düşey elektrotlardan oluşur; küçük yapılar için uygundur. B tipi ise yapıyı çevreleyen halka elektrot ya da temel topraklamasıdır ve yeni yapılarda tercih edilen çözümdür. Halka elektrot tipik olarak yapı duvarından yaklaşık 1 m mesafede ve en az 0,5 m derinlikte tesis edilir.
Temel topraklaması, betonarme yapılarda hem düşük dirençli hem de kalıcı bir çözüm sunar. Projede önemli olan, temel topraklamasından bina çevresine yeterli sayıda filiz bırakılması ve bu filizlerin iniş iletkenleriyle buluştuğu noktaların detay paftasında gösterilmesidir. Sonradan kırıp bağlantı arayan ekipler, bu detayın çizilmediği projelerin sonucudur.
Standart, uygulanabilir olduğu ölçüde 10 Ω’un altında bir topraklama direncini önerir; asıl amaç ise akımın toprağa yayılmasını sağlamak ve tehlikeli potansiyel farklarını sınırlamaktır. A tipi düzenlemede her elektrotun asgari uzunluğu, koruma düzeyine ve toprak özdirencine bağlı olarak belirlenir. Yüksek özdirençli zeminlerde elektrot sayısını artırmak, tek bir derin çubukla direnç kovalamaktan daha sağlıklıdır.
Yapının farklı topraklamaları (işletme, koruma, yıldırım) ayrı bırakılmaz; ana potansiyel dengeleme barasında birleştirilir. Bu bara ve ona gelen tüm bağlantılar projede ayrı bir şema olarak yer almalıdır.
Görsel 3 — İniş iletkeni ve topraklama detayı Cephe kesiti üzerinde iniş iletkeni güzergâhı, 0,5 m kotundaki test klemensi, duvardan 1 m mesafedeki halka topraklama ve temel topraklaması bağlantısı; yanında ana potansiyel dengeleme barası şeması. Ölçü çizgileri ve malzeme etiketleriyle. Alt metin: İniş iletkeni, test klemensi ve halka topraklama bağlantısının cephe kesiti detayı.
Ayırma mesafesi: paftada gösterilmesi gereken hesap
Dış koruma sistemi ile yapı içindeki metal tesisatlar arasında yeterli açıklık bırakılmazsa, darbe anında aralarında yan atlama oluşur. Gerekli ayırma mesafesi şu bağıntıyla hesaplanır:
s = k_i × (k_c / k_m) × l
Burada k_i koruma düzeyine bağlıdır (LPS I için 0,08; LPS II için 0,06; LPS III ve IV için 0,04), k_m yalıtım ortamına göre alınır (havada 1,0; betonda 0,5), k_c iniş iletkenleri arasındaki akım paylaşımını temsil eder ve l ilgili noktadan en yakın potansiyel dengeleme noktasına kadar olan iletken uzunluğudur.
İniş iletkeni sayısını artırmak k_c değerini düşürdüğü için gerekli ayırma mesafesini de küçültür. Bu, çatıdaki klima ünitesine ya da anten direğine yaklaşmak zorunda kalan projelerde en pratik çözümdür. Hesaplanan mesafe sağlanamıyorsa, ilgili metal parça doğrudan sisteme bağlanır ve bu tercih paftada not olarak belirtilir.
Teslim edilecek pafta seti
Eksiksiz bir yıldırımdan korunma projesi tipik olarak şunları içerir:
- Çatı yerleşim planı (1:50 veya 1:100): yakalama uçları, çatı iletkenleri, ağ aralıkları, çatı ekipmanlarının bağlantıları.
- Cephe/kesit paftası: iniş iletkeni güzergâhları, kotlar, yuvarlanan küre denetimi.
- Topraklama planı: elektrot tipi ve yerleşimi, halka güzergâhı, temel topraklama filizleri, ölçüm noktaları.
- Detay paftaları: kenetler, dilatasyon geçişleri, çatı kaplaması altından geçiş, test klemensi, elektrot bağlantısı.
- Ana potansiyel dengeleme şeması ve iç koruma katmanı: bölge (LPZ) sınırlarında koordineli aşırı gerilim koruma cihazlarının tek hat üzerinde gösterimi.
- Hesap föyü: risk analizi çıktısı, koruma düzeyi gerekçesi, iniş iletkeni sayısı ve ayırma mesafesi hesapları.
- Malzeme listesi, sembol lejantı, ölçek, revizyon ve imza bilgileri.
Dış koruma sistemini çizip iç korumayı boş bırakmak yaygın bir eksikliktir. Yapıya giren enerji ve haberleşme hatlarında koordineli aşırı gerilim koruması yoksa, yakalanan akım binaya bu hatlardan geri döner.
Görsel 4 — Örnek çatı yerleşim paftası Sanayi tipi bir teras çatının 1:100 ölçekli planı: ağ aralıkları ölçülendirilmiş, yakalama uçları numaralandırılmış, iniş iletkenleri çevreye eşit dağıtılmış, klima ve baca gruplarının bağlantıları gösterilmiş. Sağ altta lejant ve pafta antedi. Alt metin: Sanayi yapısı için hazırlanmış örnek yıldırımdan korunma çatı yerleşim paftası.
En sık karşılaşılan altı hata
- Risk analizi yapılmadan koruma düzeyi seçilmesi.
- Yuvarlanan kürenin yalnızca plan üzerinde, kesit denetimi olmadan uygulanması.
- Çatı üstü ekipmanların korumasız bırakılması ya da rastgele bağlanması.
- İniş iletkenlerinde gereksiz ilmek ve keskin dönüşler.
- Ayırma mesafesinin hiç hesaplanmaması.
- Ölçüm noktalarının projede tanımlanmaması; bu durumda periyodik kontrol de belgelenemez.
Periyodik kontrol aralıklarının koruma düzeyine göre belirlendiğini, patlayıcı ortam bulunan tesislerde bu sürenin altı aya kadar indiğini ekleyelim. Kontrol edilebilir bir sistem tasarlamak, projenin ilk günündeki bir tercih meselesidir.
İyi bir yıldırımdan korunma projesi, risk analiziyle başlayan ve saha uygulamasına kadar iz sürülebilen bir zincirdir. Çizim bu zincirin görünen halkasıdır; arkasındaki hesap doğru yapılmışsa montaj ekibi de denetim ekibi de aynı dili konuşur.
Yılkomer, TS EN IEC 62305 kapsamında risk analizi, proje tasarımı ve malzeme seçimi konularında mühendislik desteği sunar. Projelerinizin standarda uygunluğunu değerlendirmek için bizimle iletişime geçebilirsiniz.
