اهمیت چاه ارت و تاثیر آن در ایمنی ساختمان

سیستم ارتینگ با تاثیر قابل توجهی بر امنیت ساختمان‌ها همراه است. داشتن اطلاعات جامع در زمینه چاه ارت و رعایت قوانین آن برای مهندسان برق ضروری است. نصب این سیستم در بناها و سازه‌ها به شدت از وقوع مشکلاتی نظیر حوادث الکتریکی جلوگیری می‌کند. این اقدام نه تنها باعث افزایش ایمنی محیط ساختمانی می‌شود، بلکه از پیشگیری از آسیب‌های جبران‌ناپذیر نیز مسئول است. توصیه ما به برقکاران ساختمانی این است که به هیچ عنوان از اهمیت چاه ارت و تاثیر آن در ایمنی ساختمان غافل نشوند.

چاه ارت چیست؟

قبل از بررسی اهمیت چاه ارت، بهتر است با تعریف این عنصر آشنا شویم. چاه ارت به‌عنوان یک سازه ویژه طراحی شده است و تجهیزات چاه ارت وظیفه دفع بارهای اضافی بدنه تجهیزات الکتریکی، انتقال انرژی ایجاد شده از تاثیر صاعقه و ایمن کردن جریان الکتریکی را به زمین بر عهده دارند.

این چاه معمولا در نزدیکی کنتور برق و در مکان‌هایی با دسترسی به رطوبت قرار می‌گیرد و در آن حفر می‌شود. انتخاب عمق چاه ارت به گونه‌ای است که به خاک مرطوب دسترسی داشته باشد. لازم به ذکر است که زمین مرطوب، به‌علت مقاومت کمتر در برابر بار الکتریکی، بهترین گزینه برای انتقال جریان الکتریکی اضافی است.

از این‌رو، نقش اساسی چاه ارت ساختمان در جلوگیری از برق گرفتگی کاربران و افزایش ایمنی محیط الکتریکی و ساختمانی است. توجه‌به جزئیات اجرایی این سیستم و آگاهی از قوانین مرتبط با آن برای مهندسان برق امری بسیار حیاتی است. اطلاعات دقیق در این زمینه به آن‌ها امکان می‌دهد تا با نصب صحیح این سازه، از مزایای حفاظتی و ایمنی الکتریکی بهره‌مند شوند.

سیستم ارتینگ ساختمان

این سیستم به‌عنوان مجموعه‌ای از هادی‌ها طراحی شده است که به‌صورت سری یا موازی به منظور انتقال سریع اختلاف پتانسیل الکتریکی ساختمان به زمین به یکدیگر متصل می‌شوند. چاه ارت به‌عنوان قسمتی از این سیستم در نزدیک‌ترین نقطه به زمین حفر می‌شود تا به سرعت به لایه مرطوب زمین دست یابد.

محیط‌هایی همچون زمین‌های چمن، باغچه و… برای احداث چاه ارت بسیار مناسب هستند. تمام قسمت‌های فلزی سیستم ارتینگ با استفاده از یک سیم مسی به الکترود درون چاه ارت متصل می‌شوند. در صورتی که به هر دلیلی مثل اصابت صاعقه و برق، بار الکتریکی در ساختمان افزایش یابد، سیستم ارتینگ به سرعت و به‌صورت ایمن انرژی الکتریسیته اضافی را به چاه ارت ساختمان منتقل می‌کند.

معرفی چاه ارت‌های پرکاربرد

چاه ارت و تاثیر آن در ایمنی ساختمان به‌گونه‌ای است که روش‌های مختلفی برای حفره آن پیشنهاد می‌شود. یکی از کارآمدترین و پرکاربردترین انواع آن، چاهی است که در آن از یک لوله فلزی گالوانیزه به قطر 38 میلی‌متر و طول دو متر استفاده می‌شود. این لوله به‌عنوان الکترود در سیستم ارت عمل می‌کند و جریان الکتریکی اضافی را به زمین انتقال می‌دهد.

این روش، یکی از ارزان‌ترین شیوه‌ها برای حفر چاه سیستم ارتینگ است. روش دیگر حفر چاه ارت، شامل دفن صفحه گسترده‌ای از مس یا آهن گالوانیزه در عمق سه متری زمین است. سیم ارت با استفاده از پیچ، مهره و واشر مسی به صفحه زیر زمین متصل می‌شود. صفحه دفن‌شده در زیر زمین دارای لایه‌هایی از مخلوط زغال و نمک در زیر و بالای خود است تا کارایی لازم را داشته باشد.

کاربرد بنتونیت در سیستم چاه ارت

بنتونیت یک ترکیب مخصوص است که توانایی جذب و نگه‌ داشتن آب را دارد و می‌تواند به مدت طولانی رطوبت خاک را حفظ کند. این ویژگی باعث کاهش مقاومت خاک می‌شود؛ زیرا با نگه‌داشتن رطوبت، خاک مقاومت کمتری پیدا می‌کند. افزودن بنتونیت و مواد کاهنده مقاومت زمین به ساختار چاه ارت می‌تواند موجب افزایش ماندگاری الکترودها و بهبود عملکرد سیستم ارتینگ شود.

ضروری است بیان شود که در ساخت چاه ارت ساختمان، عدم استفاده از بنتونیت احتمال دارد منجر به کاهش کارایی سیستم شود. زیرا در این ساختار از زغال سنگ نیز استفاده می‌شود و زغال سنگ با تاثیر حرارتی بالا به خاکستر تبدیل خواهد شد. اگر از بنتونیت در ساختار چاه ارت استفاده نشود، احتمالا کارایی سیستم ارتینگ به دلیل اثرات منفی زغال سنگ متاثر خواهد شد.

عوامل موثر در کارکرد بهتر چاه ارت

برای اطمینان از کارایی لازم در چاه ارت ساخته‌شده، رعایت استانداردها امری حیاتی است.

• انتخاب بهینه‌ترین و بهترین شیوه حفر چاه، استفاده از سیستم و مدار مناسب
• انتخاب فلز الکترود با در نظر گرفتن تمام جوانب
• نصب صحیح اتصالات در داخل چاه ارت و انتخاب مکان مناسب برای احداث چاه ارت از جمله عواملی هستند که به بهبود عملکرد چاه ارت کمک می‌کنند.

عواملی مانند مقاومت زمین، جنس خاک، میزان نمک و رطوبت خاک نیز تاثیر زیادی در کارآمدی چاه ارت دارند. در واقع، این مسائل تاثیر فوق‌العاده مهمی در بهبود عملکرد سیستم ارتینگ دارند. بنابراین، رعایت این نکات و انجام اقدامات لازم در مراحل اجرای چاه ارت، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است و به ساختار نهایی چاه ارت ساختمان کمک موثری خواهد کرد.

مزایای استفاده از سیستم ارتینگ در ساختمان

چاه ارت و تاثیر آن در ایمنی ساختمان غیرقابل انکار است. برق اضافی که در بدنه دستگاه‌ها تجمع می‌یابد، می‌تواند به افراد و دستگاه‌ها آسیب برساند. از سوی دیگر، برخورد صاعقه به آپارتمان‌های مرتفع یا دکل‌های کامپیوتری و موارد مشابه می‌تواند بسیار خطرناک باشد. اینجاست که مزایای سیستم ارتینگ نمایان می‌شوند.

اهداف استفاده از سیستم ارت را می‌توان به موارد زیر دسته‌بندی کرد:

• حفاظت از جان انسان‌ها
• حفظ امنیت دستگاه‌ها و تجهیزات الکتریکی
• پیشگیری از اثرات مخرب ولتاژ تماسی
• حذف ولتاژ اضافی از سطوح
• جلوگیری از صدمات ولتاژهای ناخواسته و صاعقه
• کاهش هزینه‌های نگهداری از تجهیزات الکتریکی
• جلوگیری از احتراق ناشی از اتصال برق

علت ایجاد ایمنی سیستم ارت در ساختمان

در اجرا و ایجاد سیستم ارتینگ، دو نوع ارت حفاظتی و ارت الکتریکی وجود دارد.

ارت حفاظتی

در ارت حفاظتی، هدف اصلی حفظ ایمنی افراد در حین کار با دستگاه‌های الکتریکی و ایمنی تجهیزات الکتریکی است. به‌عنوان مثال، در آشپزخانه منازل، هنگام دست‌زدن به بخش فلزی یخچال یا ماشین لباسشویی، ممکن است دچار الکتریسیته و برف‌گرفتگی ناچیز شوید. این موقعیت ناشی از نشتی جریان و خاصیت میدان مغناطیسی دستگاه است که بدنه فلزی دستگاه را باردار می‌کند.

هنگام تماس با بدنه فلزی دستگاه، جریان نشتی وارد بدن شما می‌شود و از محل تماس با بیرون خارج خواهد شد. در نتیجه، فرد دچار برق‌گرفتگی می‌شود و ایمنی او به خطر می‌افتد. نشتی جریان برای مدت طولانی احتمال دارد خاصیت عایقی و الکتریکی دستگاه را تخریب کند و ایمنی دستگاه را نیز به خطر بیندازد.

ارت الکتریکی

در ارت الکتریکی، هدف اصلی اتصال صحیح و درست دستگاه‌های الکتریکی به زمین است. به‌عنوان مثال، مراکز ستاره ترانسفورماتور و ژنراتور در پست‌ها و نیروگاه‌ها باید به زمین متصل شوند؛ زیرا در غیر این‌صورت استفاده‌کردن از سیم ارت به‌عنوان هادی برگشت ممکن نیست. به‌طور کلی، علت ایجاد چاه ارت ساختمان به منظور ایمنی افراد و دستگاه‌های الکتریکی است.

شیوه‌های اجرای سیستم ارت در ساختمان

شیوه‌های اجرای سیستم ارت در ساختمان، به دو بخش سطحی و عمقی انجام می‌شود. دستورالعمل اجرای سیستم ارت برای ساختمان‌ها دارای انواع مختلفی هستند. این انواع گوناگون به‌منظور کارایی بیشتر و سازگاری با محیط و شرایط مکانی مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. انواع حفر چاه ارت به روش سطحی عبارتند از:

• چاه ارت حلقه‌ای
• چاه ارت پنجه‌ای
• چاه ارت میله‌ای
• چاه ارت مختلط
• چاه ارت حلزونی
• چاه ارت الکتروشیمیایی
• چاه ارت شبکه‌ای

هر یک از این انواع چاه ارت به نحوی متفاوت اجرا می‌شوند و احتمالا بر اساس نوع ساختمان و شرایط محیطی مختلف مناسبی باشند. در کنار این موارد، اجرای چاه ارت به روش عمقی نیز شامل حدودا 19 مرحله است که نکات مهمی را برای اجرا در خود جای داده است و رعایت آن‌ها اهمیت بالایی دارد.

این نکات و مراحل اجرای چاه ارت ساختمان به روش عمقی، می‌توانند در افزایش کارایی و اطمینان از عملکرد بهینه سیستم ارتینگ در ساختمان‌ها نقش بسزایی ایفا کنند.

چگونگی نصب سیستم ارتینگ در ساختمان

در نصب سیستم ارتینگ در ساختمان، روش‌های زمین عمقی و زمین سطحی به‌کار می‌روند.

زمین عمقی

در روش زمین عمقی نصب سیم ارت، ابتدا باید محل مناسبی برای حفر چاه ارت ساختمان انتخاب شود. در زمین‌های دارای خاک رس با مقاومت کم، چاه‌های کم عمق‌تر حفر می‌شوند، در حالی‌که در زمین‌های سنگی و شنی، عمق چاه بیشتر خواهد بود. بهتر است چاه ارت را در نقاط با سطح پایین و در مجاورت آب و محیط مرطوب حفر کنید؛ مثل زمین‌های چمن، باغچه‌ها، و فضاهای سبز.

زمین سطحی

روش زمین سطحی نصب سیم ارت، معمولا در مناطقی که امکان حفاری زیاد ندارد و ارتفاع از سطح دریا کمتر است، مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش، یک چاه با عمق 80 سانتی‌متر حفر می‌شود و به‌دلیل محدودیت‌های حفاری، از صفحه فولادی با روکش مسی به جای صفحه مسی استفاده می‌شود. این روش در مواردی که حفاری سخت‌تر است، اجرا می‌شود تا به سیم ارت امکان انتقال جریان الکتریکی فراهم سازد.

جمع‌بندی

چاه ارت ساختمان یک نقطه حیاتی در سیستم ارتینگ است که به‌وسیله آن جریان الکتریکی اضافی به زمین انتقال می‌یابد. نصب صحیح این چاه باعث محافظت از افراد و دستگاه‌های الکتریکی در برابر خطرات ناشی از برق گرفتگی، صاعقه و ولتاژهای ناخواسته می‌شود. این چاه‌ها می‌توانند به صورت عمقی یا سطحی نصب شوند و با انتخاب محل مناسب، از کاهش مقاومت زمین و ایجاد اتصال به زمین مرطوب بهره‌وری بهتری داشته باشند.

سوالات متداول

چاه ارت چیست؟

چاه ارت یک اتصال الکتریکی به زمین است که برای ایمنی الکتریکی در ساختمان‌ها استفاده می‌شود.

چرا چاه ارت در ساختمان لازم است؟

چاه ارت برای افزایش ایمنی الکتریکی در برابر شوک الکتریکی و حفاظت از تجهیزات الکتریکی در برابر ضربه‌های الکتریکی ناشی از صاعقه یا اتصالات غیرمناسب استفاده می‌شود.

چگونه چاه ارت نصب می‌شود؟

چاه ارت با استفاده از الکترودهای خاص به زمین اتصال می‌یابد. این الکترودها از مواد هادی تشکیل شده‌اند و به سیستم الکتریکی ساختمان متصل می‌شوند تا جریان الکتریکی به زمین تخلیه شود.