اجرای هم بندی

بر اساس استاندارد IEC60364 افراد و حیوانات باید در برابر خطرات اختمالی ناشی از تماس با قسمت های برقدار تاسیسات الکتریکی محافظت گردند. در تاسیسات الکتریکی معمولا دو عامل عمده سبب بروز خطر برق گرفتگی می شوند:

1. جریان های عبوری از بدن که سبب برق گرفتگی می شوند. به عبارت دیگر هنگامی که اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه از بدن ایجاد گردد، جریان برق از یک نقطه از بدن وارد و از نقطه دیگری خارج می شود.

2. بالا رفتن دمای بیش از حد مجاز هادی ها، سبب ایجاد خسارت و صدماتی نظیر شکست عایقی و آتش سوزی و غیره در تجهیزات می شود. از این دو عامل، اولی طبیعتا اهمیت بیشتری دارد. مهم ترین علت ایجاد جریان، اختلاف پتانسیل است که با اجرای سیستم همبندی اجزایی که ممکن است و به وسیله یک نفر به طور همزمان لمس شوند، را هم ولتاژ و نهایتا از جاری شدن جریان های خطرناک جلوگیری می کند. پس اگر، اسکلت هادی ساختمان و بدنه های هادی بیگانه و بدنه های هادی تجهیزات الکتریکی حفاظتی و هادی اصلی زمین به هم وصل شوند، اختلاف پتانسیل قابل ملاحظه ای که سبب برق گرفتگی شود بین آن ها ایجاد نخواهد شد. در اصل همبندی، ساختاری هم ولتاژ در حجم ساختمان به وجود می آورد که بزرگی آن بستگی به وسعت ساختمان دارد.

مفاهیم هم بندی اصلی و اضافی

همبندی الکتریکی

منظور از همبندی الکتریکی وصل هر ترکیبی از اجزای هادی، بدنه ها، قسمت های فلزی در دسترس و کلیه ی اجزای فلزی ساختمان ها، انواع لوله کشی ها، زره کابل ها و کلیه پوشش های هادی و غیره به یکدیگر جهت از بین بردن اختلاف پتانسیل احتمالی بین آن ها در حالت عادی و یا در صورت وجود هرگونه اتصال کوتاه یا اضافه ولتاژ است.

هادی برقدار: مظور از هادی برقدار، اتصال هادی به منبعی با اختلاف سطح الکتریکی و یا سطح دارای بار الکتریسیته ساکن است که دارای اختلاف پتانسیل محسوسی نسبت به زمین باشد. لازم به تاکید است که هادی های خنثی و قطعات متصل به آن نیز برقدار تلقی میگردند.

هادی بیگانه: منظور از هادی های بیگانه، قسمت هادی بخشی از تاسیسات الکتریکی، نظیر اسکلت ساختمان ها، تجهیزات و بدنه های هادی های سیستم های غیر برقی است که هرچند ذاتا دارای ولتاژی نیستند، اما می توانند در اثر اتصالی و یا وجود بارهای الکتریکی، دارای ولتاژ شده و در صورت انجام همبندی، ولتاژی را که معمولا ولتاژ زمین است داشته باشند.

الکترود زمین رسانا: یا گروهی از رساناهای متصل به هم هستند که با قرار گرفتن داخل زمین، اتصال الکتریکی سیستم به زمین را فراهم می کنند. هادی زمین یا هادی اتصال زمین هادی است که از آن جهت وصل تجهیزات یا سیم کشی ها به یک هادی زمین شده یا الکترود زمین استفاده می شود.

هم بندی اصلی

در هر ساختمان، همبندی اصلی باید کلیه قسمت های زیر را از نظر الکتریکی به کدیگر وصل کند:

1. هادی حفاظتی اصلی

2. هادی خنثی

3. لوله های اصلی فاضلاب

4. لوله های اصلی گاز

5. رایزرها

6. قسمت های اصلی فلزی ساختمان

7. الکترودهای اصلی و فرعی

همبندی اضافی

برای هم ولتاژ کردن باید کلیه قسمت های فلزی، که به طور هم زمان در دسترس اند را در برگیرد که عبارتند از:

1. کلیه بدنه هادی های دستگاه ها و لوازمی که ثابت هستند.

2. قسمت های هادی های بیگانه از هر نوع

3. قسمت های اصلی فلزی ساختمان ها، آرماتورها اگر همبندی اصلی یا کمکی درست انجام شده باشد، حتی اگر شدت جریان های بزرگی در هادی های همبندی یا دیگر اجزای تاسیسات برقرار شوند، از برق گرفتگی جلوگیری خواهد شد. لزوم اجرای همبندی از دید مقررات ملی ساختمان بر اساس مقررات ملی ساختمان، علاوه بر سیستم اتصال زمین، اجرای همبندی اصلی در تمامی ساختمان ها، همچنین اجرای همبندی اضافی در محیط های مربوط و کلیه مکان های که از عملکرد وسایل حفاظتی آن ها در زمان مجاز، اطمینان کافی وجود ندارد، الزام است. هم بندی علاوه بر ایمنی در برابر برق گرفتگی، سیستم های الکترونیکی را در برابر تداخل امواج الکترومغناطیسی حفاظت می نماید.

همبندی و سیستم اتصال زمین همبندی، اتصال بین تجهیزات و لوازم بی برق به یکدیگر است و سیستم اتصال زمین بین تجهیزات و لوازم فلزی برقدار یا بدون برق به زمین است. همبندی بدون اتصال زمین، حفاظتی در برابر جریان های سرگردان ندارد و فقط در برابر الکتریسیته ساکن حفاظت را انجام می دهد. لذا برای دفن جریان های اتصالی حتما باید مسیری در دل خاک داشته باشد. همبندی در موارد زیر تاثر گذار است:

1. کاهش خطرات آتش سوزی ناشی از برق

2. سال ماندن عایق بندی کابل ها

3. کاهش اثرات الکتریسیته ساکن

4. کاهش مقاومت زمینو افزایش سرعت عملکرد وسایل حفاظتی

5. کاهش امپدانس شبکه زمین اشکالات و نحوه برطرف کردن همبندی غیر صحیح اجرا شده

لزوم اجرای همبندی از دید مقررات ملی ساختمان

بر اساس مقررات ملی ساختمان، علاوه بر سیستم اتصال زمین، اجرای همبندی اصلی در تمامی ساختمان ها، همچنین اجرای همبندی اضافی در محیط های مرطوب از جمله آشپزخانه و کلیه ی مکانهایی که از عملکرد وسایل حفاظتی آن ها در زمان مجاز، اطمینان کافی وجود ندارد، الزام است. 

همبندی علاوه بر ایمنی در برابر برق گرفتگی، سیستم های الکترونیکی را در برابر تداخل امواج الکترومغناطیسی حفاظت می نماید. درسیستم TN هادی حفاظتی PE  را باید به همه الکترودهای در دسترس زمین وصل نمود. با انجام این کار مخصوصا اگر این نقاط یکنواخت پخش شده باشند، در صورت وقوع اصتال کوتاه، پتانسیل هادی حفاظتی در حد امکان به پتامسیل زمین نزدیک باقی خواهد ماند. برای مدارهای نهایی که فقط تجهیزات نصب ثابت را تغذیه می کنند، زمان قطع نباید از 5 ثانیه تجاوز کند.

هم بندی و سیستم اتصال زمین 

هم بندی اتصال و تجهیزات و لوازم بی برق یه یکدیگر است و سیستم اتصال زمین بین تجیهزات و لوازمی فلزی برقدار یا بدون برق  به زمین است. همبندی بدون اتصال زمین، حفاظتی در برابر جریانهای سرگردان ندارد و فقط در برابر الکتریسیته ساکن حفاظت را انجام می دهد. لذابرای دفن جریانهای اتصالی و سرگردان حتما باید مسیری در دل خاک وجود داشته باشد. درست است که همبندی در قسمت فوندانسیون با زمین درگیر است، زمان قطع اتصالی بسیار مهم است به طوری که زمان تشخیص و قطع اتصالی، برای تجهیزات سیار 0.4 ثانیه و برای تجهیزات ثابت 5 ثانیه است. هم بندی در موارد زیر تاثیر گذار است: 

1. مطمئن ترین روش برای جلوگیری از برق گرفتگی ناشی از تماس غیر مستقیم به کمک هم ولتاژ کردن نقاط در دسترس 
2. کاهش خطر آتش سوزی های ناشی از برق 
3. حفاظت از آسیب دیدن تجهیزات الکترونیکی، مخابراتی و اتوماسیون 
4. کاهش امگدانس شبکه زمین ساختمان
5. سالم ماندن عایق بندی کابل ها در هنگام عبور جریان های خطا و ... 

جهت اجرای هم بندی اصلی، باید هادی حفاظتی، هادی خنثی، لوله های اصلی فلزی آب، لوله های اصلی گاز، لوله ها و کانال های فلزی اصلی سایر تاسیسات، الکترود اصلی و فرعی اتصال و تمامی قسمت ها ی اصلی فلزی ساختمان ها مانند اسکلت فلزی و آرماتورهای بنم مسلح را به وسیله هادی های جداگانه برر روی شینه اصلی اتصال زمین ساختمان به یکدیگر متصل نمود. لذا با توجه به وجود مقاومت الکتریکی در اتصالات عادی بین میلگردهای بتن مسلح و اتصالات پیچی تیرها و ستونهای اسکلت فلزی، بایستی پیش ازهر مرحله بتن ریزی و یا پوشاندن اسکلت فلزی به ترتیبی که شرح داده می شود، اتصالات الکتریکی مطمئنی را به وجود آورد و سپس شبکه ایجاد شده را به اتصال زمین ساختمان متصل نمود.

اجرای هم بندی در ساختمان ای بتن آرمه 

هادی هم بندی، یک رشته سیم مسی، یک عدد میلگرد، یک تیر یا ستون فلزی است که بر اساس طرح هم بندی در سقف ها وستونهای ساختمان قرار می گیرد. توصیه می شود به منظور سهولت و سرعت در اجرا اطمینان بیشتر از اجرای درست و تداخل کمتر با عملیات سازه ای، از مس به عنوانهادی همبند کننده استفاده شود. میلگرد همبندی، می تواند یکی از میلگردهای موجود در شناژها یا ستونهای سازه و یا یک میلگرد اضافی باشد که به میلگردهای موجود سازه اضافه می شود.

توجه: 

به کار گیری میلگردهای موجود سازه به عنوان میلگرد همبندی، منوط به کسب اجازه از مهندس ناظر سازه است. ولی استفاده از آن به دلیل شکنندگی در نقطه جوش توصیه نمی شود.

در اجرای اتصال میلگردهاف چون جوشکاری یک بحث تخصصی است و تایید کیفیت آن از حیطه اختیارات ناظر برق خارج است و توسط جوشکار انجام می شود. اطمینان از اجرای صحیح آن توسط ناظر برق، قابل قبول است.

1- انتخاب نوع  سایز میلگرد همبندی

قطر میلگرد همبندی، نباید کمتر از 8 میلی متر باشد و اگر سطح مقطع هادی اصلی فاز ساختمان از 95 میلی متر مربع بیشتر بود قطع میلگرد به 10 میلی متر افزایش می یابد. در صورت موافقت ناظر سازه می توان از میلگردهای سازه استفاده کرد ولی به دلیل این که مهندسین عمران از میلگردهای A-1V , A-III استفاده می کنند، جوشکاری روی میلگردهای سازه توصیه نمی شود. میلگرد سازه ای که قراراست برای همبندی استفاده  شود، باید تا خرپشته امتداد یابد. برای مشخص کردن آن، در هر مرحله قبل از بتن ریزی، سر آماتور را به صورت L خم می کنند تا تشخیص آن ساده باشد. بعضی مجریان از رنگ برای مشخص کردن آرماتور همبندی استفاده می کنند که در صورت وود رنگ زمان بتن ریزی، خاصیت چسبندگی بتن به میلگرد کم می شود.

2- سطح مقطع هادی همبندی اصلی 

سطح مقطع هادی همبندی نباید از 6 میلیمتر مربع کوچکتر باشد. از طرف دیگر، سطع مقطع هادی های حفظتی در تاسیسات هرچه باشد لزومی نخواهد داشت سطح مقطع هادی همبندی از 25 میلی متر مربع بزرگتر باشد. بین این دو حد سطع مقط هادی همبندی اصلی نباید از نصف سطح مقطع بزرگترین هادی حفاظتی در تاسیسات کوچکتر باشد. حداقل سطح مقطع برای مس 6 میلی متر مربع و برای آلومینیوم 16 میلی متر مربع و برای استیل 50 میلی متر است.

3-ترسیم نقشه های همبندی

نقشه های همبندی اصلی و اضافی باید بر روی پلان شالوده و پلان های تیرریزی و مقاطع ستون های ساختمان و در صورت لزوم سایر نقشه های سازه ترسیم و جزئیات لازم به آن ها افزوده شود.

4- تشکیل شبکه همبند 

همبندی در میلگردها، ستونها و تیرهای فلزی ساختمان، با ایجاد شبکه ای از یک هادی در شالوده و همه طبقات ساختمان انجام می شود. این شبکه تمامی بخش های زیر را در بر می گیرد.

1. در شالوده: تمامی شناژهای ارتباطی
2. در صقف بام: تمامی شناژها و تیرهای فلزی
3. در سایر سقف ها

الف)شناژها یا تیرهای فلزی پیرامونی سقف

ب)شناژها یا تیرها فلزی پیرامونی چهارچوب راه پله و آسانسور

ج)شناژها یا تیرها فلزی در طول و عرض ساختمان، حداقل در 20 متر

د)یکی از شناژها یا تیرهای فلزی در هر حمام، دسشویی، آشپزخانه و سایر فضاهایی که به طور معمول در کف آن ها آبریزی می شود.

5- نحوه اتصال میلگرد همبندی به سازه اصلی

میلگردهای اضافی همبندی باید با سیم آرماتور بندی معمولی یا سیم مسی مفتولی به میلگردهای اصلی سازه بسته شود. نحوه بستن سیم به میلگرد در ایران در اکثر مناطق با دست انجام می شود که این نوع بستن تنها برای EMC تاثرگذاراست و برای حفاظت از صاعقه مناسب نمی باشد سیم ها یا تسمه های همبندی مسی، باید به میلگردها ی موجود سازه متصل شوند.

6-نحوه اتصال قطعات میلگرد همبندی به همدیگر با استفاده از جوش 

بایستی تمامی قطعات شبکه همبند، از طریق اتصالات الکتریکی مطمئنف به یکدیگر وصل شوند به نحوی که مقاومت الکتریکی بین اجزا این شبکه به حداقل ممکن کاهش یابد. این اتصالات باید در همه نقاط زیر برقرار شود:

1. در تمامی نقاطی که قطعات شبکه همبند دو تکه اند.
2. در تمامی گوشه های شاختمان که قطعات شبکه همبند از دو طرف به هم برسند.
3. درتمامی انشعاباتی که از یک قطعه، از شبکه همبند گرفته می شود.
4. درتمامی نقاطی که قطعات طولی و عرشی شبکه همبند از روی هم عبور کنند.
5. درهرجا که شبکه لفقی یک طبقه، به یک ستون متصل می شود.

اتصال الکتریکی مطمئن بین قطعات میلگرد همبندی به وسیله جوشکاری انجام می شود. استفاده از جوشکاری با قوس الکتریکی برای به هم بستن میلگردهای متقاطع فقط برای فولادهای جوش پذیر و با تایید دستگاه نظارت مجاز می باشد. در این صورت جوش نباید باعث کاهش سطخ مقطع میلگرد و ایجاد زدگی در آن شود. 

برگرفته از کتاب دستیار ناظر برق ساختمان نوشته ی مهندس رابعه عرفان منش