Część z naszych konstrukcji otrzymuje za dopłatą osprzęt nierdzewny. Zastanawialiście się Państwo co to oznacza w praktyce?

Otóż handlowo wyróżniamy 2 „poziomy” nierdzewności. Oto jak należy to rozumieć (cytujemy za portalem marmech.eu)

Stal nierdzewna – jest to powszechne określenie grupy stali odpornych na korozję, nieco bardziej szczegółowo możemy podzielić je na stale odporne na korozję i stale kwasoodporne. Nierdzewność, czyli odporność na korozję osiąga się przez dodanie do podstawowego stopu żelaza odpowiednich dodatków, najczęściej chromu i niklu.

Najbardziej popularne gatunki stali nierdzewnych to: 18/10 (18% chromu i 10% niklu), 304 – wykorzystywane w przemyśle spożywczym (sztućce, naczynia), chemicznym (instalacje, rurociągi) i medycznym (narzędzia, implanty), oraz stale A2 i A4 – z których najczęściej wykonuje się elementy złączne.

„Nierdzewne” śruby wykonuje się z dwóch gatunków stali – A2 i A4, przy czym należy zaznaczyć, że:

• stal A2 – jest stalą o podwyższonej odporności na korozję, ale nieodporną na działanie stężonych kwasów; w praktyce przekłada się to na fakt, że śruba wykonana z tego rodzaju stali poddana działaniu warunków zewnętrznych (np. deszcz, wilgoć) nie pokryje się rdzą, natomiast może ulec korozji chemicznej po oblaniu kwasem (np.po wycieku elektrolitu z akumulatora);
• stal A4 – jest stalą kwasoodporną, opierającą się działaniu stężonych kwasów takich jak siarkowy, fosforowy, octowy, itp. – stąd powszechne jej wykorzystanie w przemyśle chemicznym.

W biznesie masztowym połączenia kołnierzowe są w zasadzie standardem. Kołnierze zaś wiążą się z wytrzymałością całej struktury która zależna jest od łączących je śrub. Każdy z nas wie że śruby występują w konkretnych „klasach” wytrzymałości. Dla zwykłych ludzi klasy różnicują cenę tej samej śruby, ale co dostajemy w zamian? Przyglądnijmy się technikaliom (cytujemy za portalem marmech.eu)

Wytrzymałość śruby określa się dwucyfrowym symbolem, np 5.6, 8.8, 12.9 i podobne.

Jak czytać oznaczenia na łbach śrub:

Dla przykładu klasa 5.6:

• pierwsza cyfra to wartość granicy wytrzymałości na rozciąganie Rm – tutaj 5 x 100 MPa = 500 MPa
• druga cyfra to wartość granicy plastyczności Re ujęta w stosunku procentowym względem wytrzymałości na rozciąganie Rm – tutaj: 6 x 0,1 x 500 MPa = 300 MPa

Na tym przykładzie możemy klasę własności mechanicznych śruby rozszyfrować w następujący sposób: wytrzymałość na rozciąganie Rm = 500 MPa oraz granica plastyczności Re = 300 MPa.

Oczywiście im wyższe cyfry w oznaczeniach tym większa wytrzymałość śruby.

Co to znaczy?

Granica plastyczności Re to taka wartość naprężeń, po przekroczeniu których śruba zacznie nam się plastycznie rozciągać – inaczej: jeśli obciążenie jest mniejsze od tej wartości to śruba będzie się elastycznie rozciągać, po czym po zdjęciu obciążenia powróci do swojej długości pierwotnej.

Granica wytrzymałości Rm – to naprężenie jakie może przenieść śruba odkształcając się plastycznie aż do całkowitego zerwania.

Ile wytrzyma tak śruba?

Dla wyobraźni lepiej przemawia pojęcie „ile możemy powiesić na takiej śrubie” niż wartości naprężeń. Musimy pamiętać, że 1 MPa = 1 N/mm² = 0,1 kg/mm², stąd śruba klasy 5.6 będzie miała parametry: Rm = 500 MPa = 50 kg/mm² oraz Re = 300 MPa = 30 kg/mm². To oznacza, że na każdym 1 mm² przekroju śruby możemy powiesić 30 kg zanim śruba zacznie się wydłużać, a maksymalnie możemy powiesić 50 kg zanim się całkowicie zerwie.

Przykładowo śruba M6 ma około 20 mm² pola przekroju, więc na śrubie klasy 5.6 „bezpiecznie” możemy powiesić 30 kg/mm² x 20 mm² = 600 kg a maksymalnie taka śruba może nam przenieść 50 kg/mm² x 20 mm² = 1000 kg zanim się urwie.

Stale nierdzewne typu A2 oznacza się następującymi symbolami:

• A2-70 – A2 stal nierdzewna, Rm 700 Mpa, Re 450 MPa;

natomiast stale kwasoodporne typu A4:

• A4-80 – A4 stal kwasoodporna, RM 800 Mpa, Re 600 Mpa

Klienci często pytają nas czemu mocowanie masztu bywa droższe od samej kratownicy. Podejrzliwie patrzą gdy mówimy, że standardowa nakrętka z uchem nie nadaje się jako uchwyt odciągowy, zaś komin lub ogniomurek to najgorsze miejsca do kotwienia lin. Przyjrzyjmy się siłom jakie maszt wprowadza w budynek.

Zasadniczo liny działają na wyrywanie (tym większe im większa powierzchnia anten na maszcie i sama nawietrzność konstrukcji). Siły te wraz ze wstępnym napięciem lin działają na trzon masztu wbijając/dociskając go do powierzchni dachu. Popatrzmy na kilka przykładów wyjętych z obliczeń statycznych sporządzonych dla naszych Klientów:

Jest kilka ciekawych wniosków lub pytań płynących z przytoczonych wartości:

1. Już dla niewielkiego i w sumie standardowego masztu, często instalowanego na leciwych budynkach tj. M500-16 – siła wyrywająca kotwę dochodzi do 500 kg… standardowa odlewana nakrętka z uchem M12 może przenieść maksymalnie  340 kg siły ale tylko w osi, co w przypadku kotwienia masztów w zasadzie nie występuje. Obciążenie pod kątem 45 stopni spada już do 240 kg. Widzimy więc, że nie mamy żadnego zapasu wytrzymałościowego, a raczej ryzyko zerwania ucha przy poważniejszej wichurze.  Kolejne pytanie  – czy pół tony obciążenia może wywrócić komin – często stanowiący kupę zawilgoconych i zerodowanych cegieł z kruszącą się zaprawą? Nasze doświadczenie wskazuje, że może się to stać bez trudu.
2. Czy bezpiecznie stawiać jest M500-16 np. na niewypartej krokwi, lub bezpośrednio na płycie warstwowej na dachu hali, w losowym miejscu jeśli uświadomimy sobie że nasz maszt wprowadzi punktowe obciążenie ponad tony w miejsce jego usytuowania? Widzieliśmy takie przypadki i widzieliśmy maszty które „wpadły do środka”.
3. Na przykładzie przywołanych masztów M1000 widać jak szybko siły rosną wraz z wysokością i nawietrznością konstrukcji, oraz jak różnicuje je dodatkowe obciążenie od anten (28-metrowy był projektowany na 1m2 pow. anten więcej niż 24-metrowy). Różnica w wyrywaniu… prawie trzykrotna. Poza tym same wartości robią wrażenie… blisko 4 (!) tony wyrywania. Wyobraźmy sobie że na planowanej kotwie mamy w planie powiesić 2 samochody terenowe – to daje wyobrażenie o skali sił.
4. Widać czemu prawie nigdy nie pytamy o masę anten które macie państwo w planie zainstalować na maszcie, za to często męczymy Was o ich powierzchnię. Wobec siły pionowej w trzonie masztu liczonej w tonach  – kilkadziesiąt dodatkowych kilogramów w masie anten nie ma praktycznie znaczenia, natomiast dodatkowa powierzchnia szybko zwiększa siły, i różnice te liczy się w tonach a nie w pojedynczych kilogramach.

Przytoczone wartości dają do myślenia – widać teraz czemu z taką pieczołowitością dobieramy miejsce ustawienia masztu na budynku, i czemu nie może być to losowy punkt dachu. Obciążenia o których mówimy bez trudu zarywają cienkie szlichty na stropodachach, łamią kilkudziesięcioletnie belki stropowe, burzą ogniomurki. Często przystosowanie budynku do przyjęcia planowanych obciążeń oznacza wpuszczenie na 2 piętra w gmach stalowych konstrukcji kotwiących, zastosowanie kotew chemicznych i generalnie poważne prace budowlane. W innych przypadkach gdy mamy do czynienia z lanym stropem, punktem dachu wspartym na ścianie nośnej i łatwym dostępem do wieńca – nawet duży maszt można zainstalować umiarkowanym nakładem sił. Ta różnorodność sytuacji generuje potężny rozrzut cen przygotowania kotwienia na dachu budynku, i nie pozwala nam bez wizji lokalnej i/lub projektu odpowiedzieć prosto na pytanie ile będzie kosztowała instalacja.

Podstawowym pytaniem przy budowie wieży jest kwestia sposobu jej zafundamentowania. Jest to ważne dla inwestora ze względów kosztowych, ale również czasu wykonania danego typu fundamentu. Decyzja często pozostaje w rękach projektanta, niemniej czasami jest możliwość w danych warunkach wyboru sposobu fundamentowania. Warto więc znać podstawowe opcje.

Sposób fundamentowania zależy od:

1. Typu gleby
2. Głębokości wód gruntowych
3. Wielkości / ciężaru konstrukcji która ma powstać na fundamencie

Główne opcje wyboru zaś to:

1. Fundament lany – płyta fundamentowa
2. Fundamenty prefabrykowane betonowe
3. Fundamenty prefabrykowane  – kotwy gruntowe
4. Fundamenty prefabrykowane – śruby gruntowe

Zasadniczo reguła mówi, że fundament nie powinien sięgać poniżej poziomu wody gruntowej. Jeśli woda jest płytko lub bardzo płytko – wtedy najczęściej stosuje się płytę fundamentową dociążoną nasypem ziemnym (lub płytko zakopane „grzybki” tj. fundamenty prefabrykowane serii F np. produkowane przez Elbud Gdańsk).

Płyty lane stosuje się często również gdy tuż pod powierzchnią ziemi w rejonach górzystych znajdują się skały i koszt ich kruszenia byłby nieadekwatny do ceny alternatywy.

Wielką zaletą fundamentów prefabrykowanych jest ich atrakcyjny koszt w porównaniu z płytami żelbetowymi, relatywnie niska pracochłonność instalacji w terenie i znaczne przyspieszenie prowadzenia inwestycji. Wielką wadą fundamentów lanych jest czas konieczny na uzyskanie wytrzymałości pozwalającej na sfinalizowanie inwestycji. W zależności od termiki – jest to około miesiąca od wylania betonu. Ekipa budowlana lub instalacyjna musi zatem rozbić proces stawiania wieży na kilka wyjazdów. W przypadku prefabrykatów jeśli wszystko zostało poprawnie do instalacji przygotowane – wystarczy jedno (choć czasami kilkudniowe) podejście.

Grunty gliniaste, plastyczne zawsze wymagają wymiany – niezależnie od sposobu fundamentowania. Pod fundamenty prefabrykowane – grzybki – należy dać wylewkę z suchego betonu, wypoziomowaną pod poziomnicę (często techniką jaką stosuje się układając wylewki we wnętrzach mieszkalnych).

Śruby gruntowe to nowatorskie podejście do fundamentowania. Sprawdza się przy mniejszych obiektach – szczególnie przy wieżach do kilkunastu metrów wysokości na gruntach spoistych. Ich zastosowanie pozwala wyeliminować użycie koparki (zaleta szczególnie w obszarach trudno dostępnych np. górskich). Jest bardzo szybkie w instalacji (śrubę dwumetrową instaluje się około 30 minut) i dobrze przetestowane  – choć trzeba przyznać, że większość doświadczeń pochodzi spoza Polski.

Są trzy główne zagadnienia w przypadku odgromienia masztów telekomunikacyjnych które należy wziąć pod uwagę.

1. Sposób odprowadzenia ładunku z masztu po uderzeniu pioruna
2. Sposób odprowadzenia ładunku indukującego się w konstrukcji masztu wskutek różnicy potencjałów między szczytem konstrukcji a jej podstawą
3. Sposób rozproszenia ładunku w ziemi

Ładunek elektryczny najlepiej i najtaniej naszym zdaniem odprowadzić konstrukcją masztu lub wieży kratownicowej. Rozwiązania alupro wyposażone są w specjalne ucho w najniższym segmencie które pozwala na przyłączenie całości do instalacji odgromowej budynku. W przypadku konstrukcji malowanych należy pamiętać o usunięciu powłoki lakierniczej w kołnierzy segmentów tak by zachować połączenie elektryczne między nimi.

Inna wersja zakłada poprowadzenie na szczyt konstrukcji pręta odgromowego fi 8mm który następnie łączy się z iglicą odgromową (standardowe wyposażenie wszystkich masztów AluPro). Naszym zdaniem uchwyty pręta odgromowego powinny być odizolowane w takim układzie od konstrukcji kratownicowej, niemniej często spotyka się mocowania metalowe przytwierdzone bezpośrednio do masztu.

Radiowcy często wymagają zainstalowania kabla zerującego (najczęściej LY50) jego rolą jest miejscowe (co kilka metrów) wyrównanie potencjałów indukujących się na kablu feederowym do poziomu potencjału kratownicy na tej samej wysokości. Odszczep kabla zerującego mocuje się uchem pod śrubę kołnierza segmentu. Fotografia powyżej pokazuje sposób poprowadzenia kabla LY50 drabiną kablową AluPro.

Ładunek do gleby odprowadza się zasadniczo dwoma technikami – poprzez „bednarkę” czyli stalowy ocynkowany płaskownik o różnych wymiarach przeważnie 30×4 położony w wykopie o głębokości około 1,5 metra. Jeśli dla jakiś przyczyn nie jest możliwe wykonanie wykopu ciągłego (kostka, ulica, mur) można zastosować pręty stalowe gwintowane górą i dołem zabijane pionowo i łączone razem za pomocą również gwintowanych stalowych muf (długich nakrętek). Ustrój taki potocznie zwany jest „galmarem” od dość popularnej firmy – producenta tego rozwiązania. Pręty występują w odcinkach 3 metrowych, skręca się je na dlugość wg. potrzeb – najczęściej po 3 sztuki, tak że jeden wspólnie zabity pręt sięga ok. 9 metrów wgłąb. Doświadczenie wskazuje że w zależności od warunków wodnych i typu gleby należy zabić od 3 do 18 glamarów by uzyskać normową rezystancję instalacji (max 10 ohm).

Technika zabijania galmarów wykorzystywana jest też jako uzupełnienie do wykonanego już odgromienia otokowego bednarką. Jeśli wstępny pomiar bednarki wykazuje zbyt wysoką oporność – uzupełniamy system prętami.

Poprawny sposób od gromienia regulują normy:

• seria norm PN-EN 62305 (cz. 1 – 4) Ochrona odgromowa,
• norma PN-IEC 60364–4–443:1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych – Ochrona przed przepięciami – Ochrona przed przepięciami atmosferycznymi lub łączeniowymi,
• seria norm PN-EN 62561 (cz. 1- 7) Elementy urządzenia piorunochronnego (LPSC),
• Ustawa o Normalizacji, z dnia 12 września 2002 r.,
• oraz Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie „Warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie” z kolejnymi zmianami.

Temat można pogłębić dzięki lekturze tekstu Pana Anrzeja Sowy z Politechniki Białostockiej

Ochrona odgromowa w przemyśle budowlanym

Niezależnie od umiejscowienia masztu (ziemia, czy budynek) konstrukcje poniżej 50 m wysokości nie wymagają zgłoszenia do właściwego organu nadzoru nad lotnictwem wojskowym (100 metrów dla lotnictwa cywilnego). Podstawą prawną jest tu rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 25 czerwca 2003 roku w sprawie sposobu zgłaszania oraz oznakowania przeszkód lotniczych ( Dz. U. nr 130 poz. 1193 ). Warto pamiętać jednak że zgodnie z § 26 ust. 1 w/w rozporządzenia maszt (powyżej 10 metrów wysokości) należy oznakować na najwyższym poziomie światłami przeszkodowymi niskiej intensywności oznaczonymi w załączniku nr 2 do w/w rozporządzenia jako typ A.

Sytuacja ma się inaczej gdy planowana inwestycja graniczy z obiektami lotniczymi, lub znajduje się  w pasie podejścia do lądowania (korytarz powietrzny). W takim układzie uzgodnienie jest konieczne niezależnie od wysokości planowanego masztu. Gminy dysponują stosownymi mapami które określają zasięg stref okołolotniskowych objętych szczególnymi wymaganiami. Uzgodnienie wskazuje detale obowiązku malowania i oznakowania świetlnego jakim należy się poddać.

Teoretycznie jest to możliwe. Można spróbować wystąpić do urzędu ze zgłoszeniem zastępując słowo maszt nazwą:  instalacja radiokomunikacyjna wraz z konstrukcją wsporczą do wysokości  5m. Jest to określenie masztu z ustawy o WRUIST Art.2 ust.1 pkt.4 (infrastruktura telekomunikacyjna o nieznacznym oddziaływaniu na środowisko).

Dwa ograniczenia tej drogi: wysokość masztu maksymalnie  5m, oraz maszt nie może być ingerować w konstrukcję budynku (dość luźny zapis  który można zinterpretować na różne sposoby)

To zależy od jego wysokości oraz miejsca posadowienia. Obecnie obowiązujące przepisy zwalniają z konieczności ubiegania się o pozwolenie na budowę i zgłoszenia konstrukcji masztowych poniżej H=3 metry. W przypadku masztów wyższych – jeśli planowany obiekt jest umiejscowiony na ziemi – jest obiektem budowlanym, podlega więc pod prawo budowlane „Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane (Dz. U. nr 243 poz. 1623 z 2010 r. ze zmianami)” konieczna więc jest procedura uzyskania pozwolenia na budowę.

Inaczej rzecz się ma w sytuacji gdy planowany maszt kratownicowy (lub inny telekomunikacyjny) ma stanąć na już istniejącym obiekcie budowlanym.  Nowelizacja Prawa Budowlanego art. 29 ust. 2 pkt 15  określa że obiekt o wysokości ponad 3 metry umiejscowiony na obiekcie budowlanym sam w sobie nie jest budowlą, zatem nie podlega procedurze uzyskania pozwolenia na budowę. Ocenę tą podzielił  Wojewódzki Sąd Administracyjny w Poznaniu w wyroku z dnia 22 sierpnia 2012 r. (II SA/Po 528/12). Finalnie – maszty i wieże na budynkach podlegają zgłoszeniu.

Od reguły zgłoszenia istnieją jednak odstępstwa. Gmina lub Starostwo może nałożyć na Inwestora obowiązek uzyskania pozwolenia na budowę, w oparciu o przepis art. 29 ust. 7 Prawa budowlanego i na postawie decyzji administracyjnej jeśli uzna to za konieczne. Przesłankami takiej konieczności jest możliwość:

1. powstania zagrożenie bezpieczeństwa ludzi lub mienia;
2. pogorszenia stanu środowiska lub stanu zachowania zabytków;
3. pogorszenie warunków zdrowotno-sanitarnych;
4. wprowadzenia, utrwalenie bądź zwiększenie ograniczeń lub uciążliwości dla terenów sąsiednich.

Jak widać katalog opcji jest określony dość luźno, co w praktyce oznacza dowolność jednostki administracyjnej na danym terenie co do trybu uzyskania prawa do posadowienia masztu na budynku. Warto zatem zweryfikować plany inwestycyjne bezpośrednio u właściwego urzędnika w celu określenia dominującej na danym terenie interpretacji prawa. Doświadczenia AluPro wskazują, że Gminy preferują drogę pozwolenia na budowę, które daje im większą swobodę we wpływaniu na formę proponowanej inwestycji.