چاه ارت ساختمان و بررسی نحوه اجرای ان از سیر تا پیاز همراه با فیلم

چاه ارت ساختمان چیست ؟ اگر صاعقه به ساختمان بزند چگونه دفع می‌شود؟! تا به حال در مورد سیستم ارتینگ ساختمان شنیده‌اید؟! آیا می‌دانید اجرای چاه ارت به چه شکل بوده و چه کاربردی دارد؟!

اگر بدنه لوازم برقی خانه به طریقی به زمین متصل نباشند، اضافه ولتاژهای تولید شده در بدنه این وسایل باعث صدمه دیدن دستگاه‌ها و افراد می‌شوند. اما این اتصال به چه طریقی انجام می‌شود؟!

تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید تا در مورد کاربرد چاه ارت، نحوه اجرای آن با صفحه مسی، نکات حرفه‌ای و مزایای آن آگاهی کافی به دست آورده و با دست پر از آکادمی عمران خارج شوید.

 

 

فیلم اجرای چاه ارت ساختمان

پیشنهاد می‌کنیم قبل از خواندن ادامه مطلب، فیلم زیر را مشاهده کرده تا این مقاله را با دید بهتری بخوانید.

چاه ارت چیست 

ولتاژهای بسیار زیاد و خطرناک ناشی از برخورد صاعقه با ساختمان‌ها نیز باید به وسیله تجهیزاتی مستقیما در زمین خنثی شوند.

زمانی که دستگاه الکتریکی به چاه ارت متصل باشد و فرد به صورت اتفاقی در هنگام نشتی جریان به وجود آمده در سطح دستگاه الکتریکی با بدنه دستگاه در تماس قرار گیرد، جریان می‌تواند از بدن فرد یا از طریق چاه ارت مسیر خود را پیموده و به محل تولید خود (مسیر برگشت) بازگردد.

از آنجا که جریان الکتریکی تمایل دارد مسیری را بپیماید که مقاومت پایینی داشته باشد ترجیح می‌دهد به جای عبور از بدن فرد که دارای مقاومت 2500 الی 5000 اهم است، مسیر خود را عوض کرده و از چاه ارت که مقاومتی در حدود زیر دو اهم دارد عبور نماید و فرد در برابر خطر برق گرفتگی حفاظت می‌شود.

چاه ارت یکی از موارد ضروری هر ساختمان است که متاسفانه گاهی بعضی از سازندگان جهت صرفه‌جویی در هزینه‌ها یا نداشتن آگاهی کافی در مورد آن، اجرای چاه ارت را حذف می‌کنند.

در موارد زیادی عدم اجرای چاه ارت یا اجرای غیر اصولی آن سبب بروز برق گرفتگی‌هایی به طور مثال در آشپزخانه در اثر تماس با وسایل برقی و حوادث احتمالی در آسانسورها می‌شود.

چاه ارت چاله‌ای است که به صورت عمقی تا عمق مناسب، جایی که به رطوبت نسبی خاک رسیده باشد، حفر می‌گردد.

کاربرد چاه ارت ساختمان و سیستم ارتینگ

هدف اصلی و کاربرد سیستم ارتینگ ، تخلیه الکتریکی جریان‌های ناخواسته است.

به همین دلیل هر چه قدر مقاومت الکتریکی خا‌ک‌ کمتر باشد، عملکرد مناسب‌تری در تخلیه این جریان‌ها دارد.

مقاومت مخصوص خاک به عوامل متعددی بستگی دارد. این عوامل عبارتند از:

دما

املاح معدنی موجود در خاک

رطوبت

دانسیته

کاهش دما، رطوبت و املاح معدنی موجب افزایش مقاومت و کاهش دانسیته موجب کاهش مقاومت مخصوص خاک می‌شود.

عدم اجرای محل چاه ارت مخصوصا در فونداسیون یا پی گسترده یکی از اشتباهات رایج در پروژه‌های ساختمانی است.

شاید این سوال برایتان پیش بیاید که چه زمانی باید اقدام به اجرای چاه ارت کنیم؟!

باید قبل از آرماتوربندی و بتن ریزی فونداسیون گسترده نسبت به تعبیه محل چاه با کول گذاری و قرار دادن آرماتورهای تقویتی اطراف آن اقدام شود. در فونداسیون نواری می‌توان بعد از اجرای فونداسیون در گلدانی‌ها چاه را اجرا کرد. 

در ادامه مقاله نحوه اجرای چاه ارت و نکات حرفه‌ای مربوط به آن را برایتان توضیح می‌دهیم.

لوازم مورد نیاز برای اجرای چاه ارت

تجهیزات و لوازم چاه ارت عبارتند از:

صفحه مسی

این صفحه به صورت عمودی در انتهای چاه قرار گرفته و به کابل مسی جوش داده می‌شود که در نتیجه این اتصال جریان اضافی به زمین می‌رسد.

          

کابل مسی

جهت انتقال بار به صفحه مسی استفاده شده و به دلیل جنس مسی آن هادی بسیار قوی و سریع جریان است.

میله مسی

در شرایطی که کندن زمین مشکل است، به جای صفحه مسی استفاده می‌شود. یک میله گالوانیزه است که همانطور که در ادامه خواهیم گفت روش جایگزین چاه ارت به شمار می‌آید.

بنتونیت

مخلوط زغال و نمک است که جهت پر کردن چاه ارت استفاده می‌شود.

شینه ارت

هدایت جریان به قطعات مختلف تابلو را بر عهده دارد.

کابلشو

جهت اتصال کابل به قسمت های دیگر استفاده می‌شود.

نحوه اجرای چاه ارت با صفحه مسی

به طور کلی دو روش عمقی و سطحی جهت اجرای سیستم ارتینگ ساختمان وجود دارد.

روش سطحی برای مکان‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرد که به دلایل فنی امکان حفاری آن وجود ندارد، اما روش عمقی در کشور ما متداول‌تر است.

در روش عمقی پس از حفر چاه تا عمق مناسب، کف چاه با استفاده از آب یا ترجیحا محلول آب نمک مرطوب شده و سپس به ارتفاع حدود ۱۰ تا ۲۰ سانتی‌متر با خاک نرم و سرند شده یا مواد کاهنده مقاومت مخصوص خاک پر می‌شود.

یک کابل مسی به صفحه مسی جوش داده شده و به صورت عمودی در مرکز چاه قرار می‌گیرد.

سپس مخلوط ذغال و نمک یا دوغاب بنتونیت تا ارتفاع ۲۰ سانتی‌متر بالاتر از صفحه پر می‌شود.

یکی از نکاتی که در اجرای چاه ارت با بنتونیت باید بدانیم این است که دوغاب بنتونیت به صورت یکنواخت و غلیظ به آرامی تا تراز ۲۰ سانتی‌متر بالاتر از روی صفحه مسی داخل چاه ریخته می‌شود.

دقت کنید از پر کردن چاه با آب و سپس ریختن بنتونیت درون آن اجتناب شود.

همچنین قبل از گیرش بنتونیت از ریختن خاک درون چاه اجتناب شود. 

پس از قرار دادن صفحه مسی در داخل زغال، پنج لایه سنگ نمک خـرد و سـرند شده و پنج لایه پودر زغال، هر یک به ضخامت 15 سانتی‌متر، در داخل چاه ریخته و کوبیده می‌شود.

سپس خاک سرند شده به صورت لایه به لایه داخل چاه ریخته شده و کوبیده می‌شود.

پس از گذشت یک روز و گیرش دوغاب، یک لوله پلیکا به قطر ۸ تا ۱۰ سانتی‌متر در مرکز چاه جهت ریختن آب به داخل چاه و حفظ رطوبت خاک نصب می‌شود.

سپس کل میله با استفاده از خاک نرم و داخل لوله پلیکا نیز با شن تا سطح چاه پر می‌گردد.

نهایتا انتهای کابل خارج شده از چاه با کابلشو به شینه ارت تابلو متصل شده و کابل همبندی قسمت فلزی ساختمان و شاسی آسانسور به تابلو متصل می‌شود.

پس از حدود دو هفته باید نسبت به تست چاه ارت اقدام شود که در ادامه مقاله به شرح آن و جزئیات اجرایی هر مرحله می‎‌پردازیم.

نکات مهم کابل و صفحه مسی

ابعاد صفحه مسی باید با توجه به رطوبت طبیعی خاک تعیین شود.

صفحات کوچک‌تر برای مناطق مرطوب‌تر و صفحات بزرگ‌تر برای مناطق گرم و خشک مناسب‌تر هستند.

به عنوان مثال استفاده از صفحه مسی با ابعاد 5×500×500 میلی‌متر در ساختمان‌های معمولی تهران به عنوان منطقه نیمه خشک متداول است.

صفحه مسی باید به صورت عمودی در مرکز چاه قرار گیرد.

هر طرف آن باید حـداقل بـه ضخامت 20 سانتی‌متر، پودر زغال هیزم ریخته شده و کوبیده شده باشد.

به این نکته توجه داشته باشید که کابل مسی باید در وسـط چـاه قـرار گرفته و نباید کشیده شود.

این کابل مسی باید کاملا سالم بوده و عاری از هر گونه زدگی یا خوردگی باشد.

برای اتصال کابل مسی به صفحه باید از جوش برنج (کاربید) استفاده شود و پیچیدن کابل دور صفحه به تنهایی کفایت نمی‌کند.

کابل مسی باید از نوع غیر افشان با سطح مقطع حداقل ۲۵ میلی‌متر مربع انتخاب شود.

جهت استفاده کمتر از وصله، طول مورد نیاز کابل بین تابلو تا چاه ارت، چاهک آسانسور و نیز نزدیک‌ترین قسمت فلزی ساختمان به دقت محاسبه شود.

اتصال مستقیم (همبندی) قسمت‌های فلزی ساختمان به شینه ارت با استفاده از میلگرد متصل به قسمت فلزی ساختمان یا فونداسیون، توسط جوش یا بست مناسب تامین شود.

اتصال کابل به تابلو توسط کابلشو با قطر مناسب انجام شود. همچنین توصیه می‌شود به جای ضربه با چکش از آچار مخصوص جهت پرس کابلشو استفاده شود.

در تصویر زیر چند کابلشو جهت اتصال به تابلو دیده می‌شود.

طبق مقررات ملی ساختمان به جای استفاده از صفحه مسی، می‌توان از پنج حلقه‌ هادی اتصال زمین که قطر متوسط حلقه 0.5 متر است، استفاده کرد. در این روش باید آن‌ها را کنار هم پیچیده و در زمین تعبیه کرد.

بقیه مراحل اجرا مانند روشی است که از صفحه مسی استفاده می‌کنیم.

نحوه اجرای چاه ارت ساختمان 

تعداد و محل چاه‌های ارت مطابق با نقشه تاسیسات انجام شده و از کم کردن تعداد آن‌ها اجتناب شود، معمولا در ساختمان‌های متعارف یک عدد چاه ارت کفایت می‌کند.

چاهی که برای این امر کنده می‌شود فقط باید همین کاربری را داشته باشد و نباید استفاده از آن جهت کاربری‌های دیگر نیز باشد. بالعکس استفاده از چاه‌های فاضلاب و غیره به عنوان چاه ارت مجاز نیست.

یکی از این چاه‌ها چاه جذبی است که در مقاله ” چاه جذبی “ به طور کامل در مورد آن صحبت می‌کنیم.

تا جایی که ممکن است چاه در قسمت فضای سبز یا باغچه حفر شود تا بیشتر در معرض رطوبت طبیعی قرار گیرد.

در صورت حفر چاه درون باغچه، سطح لوله باید هم‌ سطح خاک اجرا شده تا آب به سهولت وارد آن شود.

همچنین بر روی جداره لوله نیز باید سوراخ‌های متعددی ایجاد شود.

اگر چاه ارت در محوطه مسقف باشد نیز حتما دریچه‌ای برای ریختن آب و ایجاد رطوبت قرار داده شود.

خاک‌های رسی، نباتی و کشاورزی غیرمتراکم دارای مقاومت مخصوص پایین‌تر و نیاز به حقاری با عمق کمتر دارند.

ولی خاک‌های ماسه‌ای و شنی متراکم دارای مقاومت مخصوص بالاتر و نیاز به حفاری عمیق‌تر دارند.

مقاومت مخصوص خاک‌ها در جدول زیر آمده است:

در زمین‌های سخت با مقاومت مخصوص زیاد باید از مواد کاهنده مقاومت خاک به صورت پودر یا ژل استفاده کرد.

درون چاه باید با خاک نرم و سرند شده پر شود.

قطر و طول شینه تابلو بستگی به تعداد انشعابات داخل ساختمان دارد. به این نکته باید توجه کرد که وسایل داخل ساختمان باید به صورت جدا به شینه تابلو متصل شوند.

در تصویر زیر شینه ارت و جعبه آن را مشاهده می‌کنید.

مقررات ملی ساختمان چاه ارت

طبق مبحث سیزدهم مقررات ملی ساختمان اتصال هادی زمین به صفحه مسی، به دو روش انجام می‌شود. این روش‌ها عبارتند از:

1) یک کابلشو مسی که به حداقل دو عدد پیچ با مهره‌های قفل‌کننـده مجهـز است، به انتهای اتصال نصب می‌شود. این کابلـشو به وسیله پیچ‌های مسی به صفحه مسی متصل می‌شود.

برای اینکه در مورد اتصالات پیچی بیشتر بدانید به مقاله ” اتصالات پیچی “ سر بزنید.

2) اتصالات را با استفاده از جوش اکسیژن یا لحیم سخت به جای استفاده از اتصالات پیچی انجام داد. به این نکته توجه شود که اتصال به کابلشو و کابلشو به صفحه مسی در تمامی سطوح تماس، جوشکاری شود.

در مقاله ” جوشکاری “ به طور کامل در مورد جوشکاری و روش‌های آن صحبت می‌کنیم.

در اجرای اتصالات نباید از لحیم نرم (سرب یا قلع) استفاده کرد.

مشخصات و ارتفاع چاه ارت برای ساختمان مسکونی

ارتفاع چاه ارت با توجه به مقاومت مخصوص زمین و نوع خاک بین ۴ تا ۸ متر با قطر حدود ۸۰ سانتی‌متر حفر می‌شود.

توصیه می‌شود عمق چاه تا رسیدن به زمین دارای رطوبت طبیعی ادامه یابد. در اصل عمق مناسب چاه عمقی است که نم دائمی خاک وجود داشته باشد.

تست سیستم ارت ساختمان

به اندازه‌گیری مقاومت اهمی چاه ارت، تست سیستم ارت می‌گویند.

در کارهای حساس باید پس از تکمیل کار با استفاده از دستگاه ارت سنج، مقاومت چاه کنترل شود.

همچنین به عنوان یک روش ساده با یک فیوز مینیاتوری ۱۰ آمپر می‌توان مقاومت چاه را بررسی کرد.

یک سیم برق به فیوز وصل شده و سیم خروجی چاه ارت نیز به فیوز وصل می‌شود. پریدن فیوز نشانه مقاومت مناسب چاه است.

همانطور که گفتیم با استفاده از دستگاه ارت‌سنج به دو روش سه سیمه و ارت مرده مقاومت اندازه‌‌گیری می‌شود، که در ادامه این دو روش را توضیح می‌دهیم.

روش سه سیمه

این روش، روش دقیق‌تری نسبت به ارت مرده است. در این روش ابتدا پراپ سبز ارت‌سنج را به چاه ارت وصل می‌کنیم. 

پراپ زرد به فاصله 5 الی 10 متری چاه در زمین قرار داده می‌شود. این پراپ نسبت به سیم سبز اختلاف پتانسیل (ولتاژ) ایجاد می‌کند.

سپس پراپ قرمز رنگ به فاصله 5 الی 10 متری پراپ اول و در یک راستا در زمین قرار داده می‌شود. این پراپ وظیفه ایجاد جریان در ارت‌سنج را دارد.

سپس با روشن کردن دستگاه، مقاومت چاه را مشخص می‌‌کنیم. بدین ترتیب که ابتدا مقدار ولتاژ (اختلاف پتانسیل) را اندازه‌گیری می‌کنیم.

این عدد باید زیر 10 ولت باشد. در اصل با این کار عملکرد و نحوه صحیح اتصالات صحت‌سنجی می‌شود.

سپس انتخاب کننده اهمی دستگاه تنظیم می‌شود.

ابتدا انتخاب کننده اهمی دستگاه را زیر 20 اهم قرار داده و عدد قرائت می‌شود.

اگر مقاومت چاه از 20 اهم بیشتر باشد، انتخاب کننده اهمی را کمتر از 200 اهم قرار داده و سپس اندازه قرائت شود.

به همین ترتیب اگر مقاومت چاه از 200 اهم بیشتر باشد، انتخاب کننده اهمی را کمتر از 2000 اهم قرار داده و عدد خوانده می‌شود.

روش ارت مرده

در مناطقی که امکان کوبیدن میله به داخل زمین وجود ندارد، از روش ارت مرده استفاده می‌شود. 

در این روش پراپ سبز به چاه ارت متصل می شود.

پراپ دوم به این شکل است که یک سر آن دو فیشی که به هم وصله شده دارد که به نقاط  P و C دستگاه وصل می‌شود.

انتهای پراپ دوم یک گیره دارد که به نزدیک‌ترین بدنه فلزی ساختمان نسبت به چاه ارت وصل می‌شود.

پراپ دوم جهت اندازه گیری ارت مرده است.

تمام مراحلی که در روش سه سیمه توضیح دادیم، تکرار شده و میزان مقاومت خوانده می‌شود.

روش جایگزین چاه ارت

در مواقعی ممکن است اجرای چاه ارت برای همه پروژه‌های کوچک قابل اجرا و اقتصادی نبوده یا مثلا کندن زمین مشکل باشد. در این شرایط می‌توان از میله مسی که یک میله گالوانیزه است، استفاده کرد. 

از این روش فقط برای اتصال به هادی خنثی فشار ضعیف استفاده می‌شود.

در مبحث سیزدهم مقررات ملی ساختمان بیان شده که در این روش یک میله گالوانیزه (میله مسی) به قطر حداقل 1 اینچ یا 2.54 سانتی‌متر یا یک میله فولادی مخصوص در زمین در جهت عمود کوبیده می‌شود.

حداقل طول این میله 2 متر است. این میله‌ها باید سالم و عاری از هر گونه زنگ‌دگی، خوردگی و ضربه باشند.

همانطور که در عکس زیر مشاهده می‌کنید جهت کوبیدن راحت‌تر این میله‌ها نوک آن با زوایای 45 درجه برش خورده است.

در روش دیگر مانند روشی که در صفحه مسی گفتیم، می‌توانند چاهی به عمق دو متر بکنند و این میله را در وسط آن قرار دهند.

سپس به صورت لایه لایه (پنج لایه زغال، پنج لایه سنگ نمک خرد و سرند شده) چاه را پر کرده و بکوبند.

در قسمت خروج لوله از زمین، یک چاهک با ابعاد 30×30×30 سانتی‌متر که از جنس بتن یا آجر است سر لوله در بر می‌گیرد.

به این نکته توجه داشته باشید که سر لوله باید 20 سانتی‌متر از کف چاهک بالاتر باشد. هیچ گونه مصالحی نباید کف این چاهک وجود داشته باشد تا آب به بالای میله بتواند نفوذ کند.

سپس این چاهک با یک دریچه مجهز به چهـارچوب و در فلـزی بسته شده و جسم دیگری (غیر از سر میله، بست و انتهای هادی زمین) در داخل آن نباشد.

بست‌ها با پیچ محکم به دور میله بسته می‌شوند. این بست‌ها نباید از جنس آلومینیوم یا آلیاژهای آن باشنـد.

اتصال هادی زمین باید با پیچ و مهره به بست متصل شود.

همچنین باید بتوان هادی اتصال زمین را، در طـول عبـور از محل اتصال به میله‌ها تا کنتور، مشاهده کرد. 

در مواقعی باید جهت حفاظت از اتصال هادی زمین، آن را درون یک لوله غیر فلزی محفوظ کنیم.

به این نکته توجه داشته باشید که به دلیل لزوم آبیاری میله‌ها، آن‌ها را باید در محلی قرار داد که این رطوبت به ساختمان آسیبی نرساند.

مزایای چاه ارت چاه ارت برای ساختمان مسکونی

  مهم‌ترین مزیت آن حفظ جان ساکنین ساختمان در برابر برق‌گرفتگی است.

 حفاظت وسایل برقی خانه در برابر تغییرات ناگهانی ولتاژ، رعد و برق، اضافه بار و غیره از دیگر مزیت‌های چاه ارت است.

  باعث حذف ولتاژ اضافی و جلوگیری از افزایش ناگهانی ولتاژ (در هنگام قطع و وصل برق ساختمان) می‌شود.

 باعث حذف noise شده و همچنین عملکرد تجهیزات الکتریکی را بهبود می‌بخشد.

 از دیگر مزایای چاه ارت منحرف کردن امواج مزاحم RF از سیستم‌ و گیرنده‌ رادیویی و مخابراتی است.

در انتهای این مقاله توصیه می‌کنیم‌ برای این که مسیر موفقیت خود را کوتاه کرده و هر چه سریع‌تر به یک مهندس عمران خبره تبدیل شوید، حتما به صفحه آموزش اجرای ساختمان آکادمی عمران سر بزنید.