Приложение С (справочное). Заземляющие электроды железобетонных фундаментов

Приложение С
(справочное)

Заземляющие электроды железобетонных фундаментов

С.1 Общие требования

У бетона, применяемого для сооружения фундаментов зданий, есть определенная проводимость и, как правило, хороший контакт с окружающим грунтом. Поэтому электроды из черного металла полностью встроенные в бетон можно применять как заземлители, при условии, что бетон не изолируют от грунта с помощью специальной теплоизоляции или другими способами. Из-за химических и физических эффектов, черный металл, сталь горячего цинкования и другие металлы, встроенные в бетон на глубину больше 5 см надежно защищены от коррозии, практически на все время существования здания. Также, где это возможно, следует применять проводящие конструкции зданий.

Замоноличивание в бетон фундаментных заземляющих электродов во время монтажа здания является экономичным решением позволяющим получить хороший заземлитель с большим сроком службы поскольку:

- это не требует дополнительных земляных работ,

- заземлитель устанавливают на глубине, где нет отрицательных влияний, связанных с сезонными погодными условиями,

- обеспечивается хороший контакт с грунтом,

- охватывается фактически вся поверхность фундамента здания, что приводит к минимизации импеданса заземлителя,

- обеспечивается оптимальное расположение заземления для системы молниезащиты, и

- с начала монтажа здания заземлитель можно использовать в качестве заземлителя для электрической установки стройплощадки.

Помимо эффекта заземления, замоноличенные в бетон фундаментные заземляющие электроды обеспечивают хорошую базу для основной системы уравнивания потенциалов.

При монтаже замоноличенных в бетон фундаментных заземляющих электродов предлагается выполнять следующие указания и рекомендации.

С.2 Пример применения замоноличенных в бетон фундаментных заземляющих электродов

Если фундамент здания должен быть полностью защищен от потери тепловой энергии с помощью изоляции из непроводящих материалов, или если фундамент должен иметь гидроизоляцию, например, применяют пластмассовые листы толщиной больше 0,5 мм, использование бетонного фундамента в качестве заземлителя не эффективно. В этих случаях, металлическую арматуру можно применять для защитного уравнивания потенциалов, а в целях заземления следует применять другой заземлитель, например, замоноличенные в бетон фундаментные заземляющие электроды, расположенные ниже изолированного фундамента, или размещение заземления вокруг здания или заглубленные в грунт фундаментные заземляющие электроды.

С.3 Конструкция замоноличенных в бетон фундаментных заземляющих электродов

С.3.1 Для конкретных фундаментов без металлической арматуры, конструкция замоноличенных в бетон фундаментных заземляющих электродов должна соответствовать типу и размерам фундамента. Предпочтение следует отдавать замкнутым кольцевым конструкциям, состоящим из одного или нескольких колец или прямоугольным конструкциям с линейными размерами до 20 м.

С.3.2 Чтобы избежать снижения (менее 5 см) расстояния до грунта, замоноличенных в бетон проволочных электродов, следует применять специальные средства. Если в качестве электродов используют полосу, то она должна быть зафиксирована относительно края, таким образом, чтобы избежать образования полостей без бетона под полосой. Если присутствует арматура, проволочные электроды должны быть скреплены с ней с промежутками не более 2 м. Соединения должны быть выполнены в соответствии с 542.3.2. Применение клиновых соединителей следует избегать.

С.3.3 У замоноличенных в бетон проволочных электродов должен быть выполнен, по крайней мере, один вывод (терминал) для каждого бетонного элемента здания, для соединения с электрической системой здания, с соответствующей точкой контакта (например, с главной заземляющей шиной) или должно быть окончание в специальном закладном элементе, заложенном в поверхность бетона для соединения. В точке соединения вывод должен быть доступен для обслуживания и измерений.

Для системы молниезащиты и для зданий со специальными требованиями относительно оборудования информационных технологий, требуется более одной точки подключения к заземлителю, например, для токоотвода системы молниезащиты.

Для соединений в фундаменте проложенных в грунте вне бетонного фундамента должна быть учтена возможность коррозии стальных проводников (см. раздел С.4). Для таких соединений, рекомендуется, чтобы они входили в бетон в пределах здания или снаружи, на соответствующей высоте над уровнем земли.

С.3.4 Минимальную площадь поперечного сечения электродов, включая вывод для соединения, выбирают в соответствии с таблицей 54.1. Соединения должны быть надежными и с соответствующими электрическими характеристиками (см. 542.3.2).

С.3.5 Металлическую арматуру фундамента можно использовать в качестве электрода, при условии, что соединения удовлетворяют требованиям 542.3.2. Паяные соединения допускаются только с разрешения главного инженера (архитектора) проекта на основании анализа конструкции здания. Соединения, с применением проволочной стальной брони не используют в качестве защиты, но могут подходить для обеспечения электромагнитной совместимости информационных технологий. Напряженную арматуру не следует использовать в качестве заземлителя.

Если сваренные сетки, сделанные из проводов меньшего диаметра, применяют для армирования, то их можно использовать в качестве электродов, если они надежно соединяются больше чем в одной точке с выводом или другими частями заземлителя, чтобы обеспечить, по крайней мере, ту же самую площадь поперечного сечения как это указано в таблице 54.1. Минимальный диаметр отдельных проводников таких сеток должен быть не менее 5 мм с четырьмя соединениями между выводом и сеткой в различных точках каждой сетки.

С.3.6 Соединение электродов не должно выполняться транзитом между различными частями протяженных фундаментов. В этом случае, для обеспечения необходимых электрических соединений, соединители должны быть установлены вне бетонного основания.

С.3.7 Замоноличенные в бетон фундаментные заземляющие электроды отдельных опор (например, при строительстве больших помещений), должны быть соединены с замоноличенными в бетон фундаментными заземляющими электродами других опор, с применением соответствующих заземляющих проводников (см. раздел С.4).

С.4 Возможные проблемы коррозии для других заземленных установок, расположенных снаружи замоноличенных в бетон фундаментных заземляющих электродов

Следует учитывать, что обычная сталь (без покрытия или горячего цинкования) замоноличенная в бетон обладает электрохимическим потенциалом, равным меди, заглубленной в грунт. Следовательно, есть опасность электрохимической коррозии, с другим заземлителем, выполненном из стали и заглубленным в грунт вблизи фундамента и соединенным с замоноличенным в бетон фундаментным заземляющим электродом. Этот эффект можно также наблюдать для армированных фундаментов больших зданий.

Никакой стальной электрод не следует устанавливать в грунте вблизи бетонного фундамента кроме электродов, изготовленных из нержавеющей стали или изготовленных другим способом с хорошей защитой от влаги. Горячее цинкование, окраска или другие подобные покрытия не достаточны для этих целей. Дополнительные заземлители вокруг и около таких зданий не следует изготавливать из стали горячего цинкования для обеспечения достаточного срока службы этой части заземлителя.

С.5 Окончание работ по установке замоноличенных в бетон фундаментных заземляющих электродов

С.5.1 После подготовки электродов и/или соединенной арматуры, перед заливкой бетона, следует подготовить соответствующие документы. Документы должны содержать описание, планы и фотографии и быть включены в состав основного комплекта документов электрической установки (см. [7]).

С.5.2 Бетон, применяемый для фундамента, должен содержать не менее 240 кг цемента на 1 бетона. У бетона должна быть соответствующая полужидкая консистенция, чтобы заполнить все полости, расположенные ниже электродов.