اجرای چاه ارت برای ساختمان مسکونی + فیلم آموزشی

چاه ارت (به انگلیسی earth pit)، چاله یا چاهی است که به منظور تخلیه فوری جریان‌های الکتریسیته در ساختمان‌های مسکونی و سازه‌ها حفر می‌شود. به‌طور کلی، بار اضافی یا نشتی جریان برق در وسایل الکتریکی و همچنین جریان‌هایی که توسط برخورد صاعقه با ساختمان‌ها تولید می‌شوند، باید به وسیله سیستم ارتینگ مستقیما در زمین خنثی شوند.

در موارد بی‌شماری عدم اجرای چاه ارت یا اجرای غیر اصولی آن سبب بروز برق گرفتگی‌های ساکنین در اثر تماس با وسایل برقی و حوادث ناگوار در آسانسورها شده است. به همین علت، سیستم همبندی و چاه ارت برای حفاظت جان افراد و دستگاه‌ها در برابر اضافه ولتاژهای تولید شده در بدنه تجهیزات الکتریکی در ساختمان تعبیه می‌شود.

ما در این مقاله به بررسی جزئیات اجرای چاه ارت در ساختمان از جمله ارتفاع چاه ارت، محل حفر چاه، تجهیزات و سایر موارد پرداخته‌ایم؛ پس تا انتهای مقاله با آکادمی عمران همراه باشید.

فیلم اجرای چاه ارت ساختمان

جهت آشنایی بیشتر با آموزش چاه ارت فیلم زیر را مشاهده کنید. فیلم اجرای چاه ارت ساختمان بخشی از آموزش صفر تا صد نظارت و اجرای ساختمان است که در آن تمام مراحل ساختمان سازی را توضیح داده‌ایم.

چاه ارت چیست؟

چاه ارت چاله‌ای است که به صورت عمقی یا سطحی تا عمق مناسب، جایی که به رطوبت نسبی خاک رسیده باشد، به منظور تخلیه ناگهانی جریان‌های الکتریکی حفر می‌شود. زمانی که دستگاه الکتریکی به این چاه 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 تغییر داده و از چاه ارت که مقاومتی در حدود زیر دو اهم دارد، عبور نماید. در نتیجه عبور جریان الکتریکی از سیستم ارتینگ، فرد در برابر خطر برق گرفتگی حفاظت می‌شود.

کاربرد چاه ارت برای ساختمان مسکونی

هدف اصلی و کاربرد سیستم ارتینگ، تخلیه الکتریکی جریان‌های ناخواسته و حفظ جان ساکنین ساختمان در برابر برق‌گرفتگی است. از دیگر مزایای حفر چاه ارت عبارت‌اند از:

• حفاظت وسایل برقی خانه در برابر تغییرات ناگهانی ولتاژ، رعد و برق، اضافه بار و غیره
• حذف ولتاژ اضافی و جلوگیری از افزایش ناگهانی ولتاژ در هنگام قطع و وصل برق ساختمان
• منحرف کردن امواج مزاحم RF از سیستم‌ و گیرنده‌ رادیویی و مخابراتی
• حذف noise و بهبود عملکرد تجهیزات الکتریکی

عوامل موثر در عملکرد چاه ارت

به‌طورکلی، شرایط خاک، محل حفر چاه و شرایط آب و هوایی از مهمترین عوامل موثر در کارایی این چاه است. از آنجایی که سیستم ارتینگ ساختمان برای تخلیه جریان‌های ناگهانی الکتریکی تعبیه می‌شود، لذا هر چه مقاومت الکتریکی خا‌ک‌ کمتر باشد، عملکرد مناسب‌تری در تخلیه این جریان‌ها دارد.

مقاومت مخصوص خاک به عوامل متعددی بستگی دارد که عبارت‌اند از:

• دما
• رطوبت
• چگالی یا دانسیته
• املاح معدنی موجود در خاک

کاهش دما، رطوبت و املاح معدنی موجب افزایش مقاومت و کاهش چگالی موجب کمتر شدن مقاومت مخصوص خاک می‌شود. توجه داشته باشید که اجرای ارت ساختمان بسیار ضروری است، اما متاسفانه عدم در نظر گرفتن محل چاه ارت مخصوصا در فونداسیون یا پی گسترده یکی از اشتباهات رایج در پروژه‌های ساختمانی به شمار می‌رود.

زمان اجرای چاه ارت

بهترین زمان برای اجرای چاه ارت، قبل از آرماتوربندی و بتن ریزی فونداسیون گسترده است. به همین منظور قبل از بتن ریزی پی گسترده نسبت به تعبیه محل چاه با کول گذاری و قرار دادن آرماتورهای تقویتی اطراف آن اقدام کنید. لازم به ذکر است در فونداسیون نواری می‌توان بعد از اجرای فونداسیون در گلدانی‌ها چاه ارت را اجرا کرد.

روش اجرای چاه ارت

به‌طور کلی دو روش عمقی و سطحی جهت اجرای سیستم ارتینگ ساختمان وجود دارد که با توجه به عمق چاه، مقاومت زمین، رطوبت و فشردگی خاک انتخاب می‌شود. روش چاه ارت سطحی برای مکان‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرد که به دلایل فنی امکان حفاری آن وجود ندارد، اما روش عمقی در کشور ما متداول‌تر است.

علاوه بر روش عمقی و سطحی، اجرای چاه ارت بر اساس شکل استفاده از سیم مسی به انواع زیر طبقه بندی می‌شود:

اجرای چاه ارت حلقه ای

برای اجرای چاه ارت حلقه ای سیم مسی یا فولاد گالوانیزه به قطر حداقل ۶ میلی‌متر حول یک محور با فاصله‌های کوتاه پیچیده می‌شود. سپس، این حلقه‌ها را که معمولا به قطر ۳ تا ۵ متر هستند در عمق ۸۰ تا ۱۰۰ سانتی‌متری زمین نصب می‌کنند.

اجرای چاه ارت سبدی

در روش اجرای چاه ارت سبدی، سیم مسی به شکل سبد بافته شده و در درون چاه قرار می‌گیرند. این روش به منظور استفاده نکردن از جوش و ارتباط بیشتر سیم مسی با خاک، محبوبیت دارد.

اجرای چاه ارت میله ای

در این روش میله‌هایی در عمق چاه قرار گرفته و کابل مسی توسط جوش کدولد (CAD WELD) به این میله‌های ارت متصل شده و شینه ارت متصل می‌شود.

اجرای چاه ارت با صفحه مسی

این روش که با نام اجرای چاه ارت صفحه ای نیز شناخته می‌شود، متداول‌ترین سیستم اجرای ارتینگ در ساختمان‌ها است. این سیستم چاه ارت ساده با حفر چاه و جوش سیم‌های همبندی به صفحه مسی انجام می‌شود. در ادامه مقاله، نحوه اجرای این سیستم ارتینگ را بررسی خواهیم کرد.

بیش از ۳۰ ساعت آموزش حرفه‌ای ولی رایگان دفترفنی و ساختمان سازی

دریافت

لوازم چاه ارت چیست؟

تجهیزات و لوازم مورد نیاز برای اجرای چاه ارت به شرح زیر است:

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 و همانطور که در ادامه خواهیم گفت روش جایگزین چاه ارت به شمار می‌آید.

بنتونیت

بنتونیت یا گل حفاری، مخلوط ذغال 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.

ارتفاع چاه ارت

ارتفاع چاه ارت با توجه به مقاومت مخصوص زمین و نوع خاک، بین ۴ تا ۸ متر عمق با قطر حدود ۸۰ سانتی‌متر حفر می‌شود. توصیه می‌شود عمق چاه تا رسیدن به زمین با رطوبت طبیعی ادامه پیدا کند. در حقیقت عمق و ارتفاع مناسب برای چاه ارت، عمقی است که رطوبت و نم دائمی خاک در آن وجود داشته باشد.

راهنمای انتخاب محل چاه ارت

جهت انتخاب بهترین محل احداث چاه ارت برای ساختمان مسکونی باید به نکاتی از جمله محل چاه، میزان رطوبت و نوع خاک توجه شود. مهمترین مواردی که بایستی هنگام اجرا چاه ارت در نظر گرفته شود، عبارت‌اند:

• تعداد و محل چاه‌های ارت باید مطابق با نقشه تاسیسات حفر شده و از کاهش یا تغییر محل حفر چاه اجتناب کنید. در ساختمان‌های متعارف معمولا حفر یک چاه ارت کافی است.
• استفاده از چاه‌های فاضلاب و سایر چاه جذبی حفر شده در ساختمان نظیر چاه آب باران به عنوان چاه ارت مجاز نیست. همچنین، از این چاه تنها به منظور تخلیه بار الکتریکی ناگهانی کاربرد داشته و کارایی دیگری ندارد.
• توصیه می‌شود چاه در قسمت فضای سبز یا باغچه حفر شود تا در معرض رطوبت طبیعی بیشتری 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.
• چنانچه محل حفر چاه ارت در محوطه مسقف باشد، باید دریچه‌ای برای ریختن آب و ایجاد رطوبت در نظر گرفته شود.

بهترین خاک برای حفر چاه ارت

به‌طور کلی، خاک‌های رسی، نباتی و کشاورزی غیرمتراکم به دلیل خاصیت مقاومت پایین و نیاز به حفاری به عمق کمتر، بهترین محل برای ساخت چاه ارت محسوب می‌شوند. در حالی که خاک‌های ماسه‌ای و شنی متراکم دارای مقاومت مخصوص بالاتری بوده و نیاز به حفاری عمیق‌تر دارند.

در جدول زیر می‌توانید مقاومت مخصوص خاک‌ها را مشاهده کنید.

شایان ذکر است که در زمین‌های سخت با مقاومت مخصوص بالا باید از مواد کاهنده مقاومت خاک به صورت پودر یا ژل استفاده شود.

چاه ارت چگونه اجرا می شود؟

نحوه اجرا چاه ارت در ساختمان‌های مسکونی اکثرا از نوع عمقی به روش صفحه ای انجام می‌شود. در این روش پس از انتخاب محل مناسب برای ساخت چاه ارت کف چاه با استفاده از آب یا ترجیحا محلول آب نمک مرطوب شده و با خاک نرم پر می‌شود. در ادامه کابل‌ها به صفحه مسی جوش داده شده و به صورت عمودی در مرکز چاه قرار می‌گیرد. در ادامه برای سهولت بیشتر می‌توانید طریقه اجرای چاه ارت را مرحله به مرحله و با تصویر مشاهده کنید.

مراحل اجرای چاه ارت

در روش عمقی پس از حفر چاه تا عمق مناسب مراحل نصب چاه ارت در ساختمان به ترتیب زیر انجام می‌شود:

• کف چاه بایستی توسط آب یا محلول آب نمک مرطوب شود. سپس حدود ۱۰ تا ۲۰ سانتی‌متر با خاک نرم و سرند شده یا مواد کاهنده مقاومت مخصوص خاک پر می‌شود.
• پس از زیرسازی خاک، یک کابل مسی به صفحه مسی جوش داده می‌شود. 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.

• در این مرحله، صفحه مسی همراه با کابل جوش شده 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. همچنین، می‌توان پس از قرار دادن صفحه مسی در داخل بنتونیت اکتیو یا پودر رسانا، پنج لایه سنگ نمک خـرد و سـرند شده و پنج لایه پودر ذغال، هر یک به ضخامت 15 سانتی‌متر، در داخل چاه ریخته و کوبیده شود.

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

• پس از نصب لوله پلیکا خاک سرند شده به صورت لایه به لایه داخل چاه ریخته شده و کوبیده می‌شود. همچنین، داخل لوله پلیکا را بایستی با شن تا سطح چاه پر کنید.
• نهایتا انتهای کابل مسی 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.

نکات اجرای چاه ارت ساختمان

توصیه می‌شود به منظور بهبود عملکرد و کارایی سیستم ارتینگ ساختمان، نکات زیر را به هنگام نصب چاه ارت رعایت کنید:

• در نحوه اجرای چاه ارت با بنتونیت باید دقت لازم را داشته و از پودر رسانا یا دوغاب بنتونیت به صورت یکنواخت و غلیظ استفاده کنید.
• قبل از گیرش بنتونیت از ریختن خاک درون چاه اجتناب شود.
• دقت کنید از پر کردن چاه با آب و سپس ریختن بنتونیت درون آن اجتناب کنید.
• توجه داشته باشید که کابل مسی باید در وسـط چـاه قرار گرفته و نباید کشیده شود.

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

• 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.

• 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.
• 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.

• 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 نحوه اجرای چاه ارت با صفحه مسی است.

مقررات ملی ساختمان چاه ارت

طبق مبحث سیزدهم مقررات ملی ساختمان اتصال هادی زمین به صفحه مسی، به دو روش انجام می‌شود:

1. یک کابلشو مسی مجهز به حداقل دو عدد پیچ با مهره‌های قفل‌کننـده، به انتهای اتصال نصب می‌شود. این کابلـشو به وسیله پیچ‌های مسی به صفحه مسی متصل خواهد شد.
2. به جای اتصالات پیچی، اتصالات با استفاده از جوش اکسیژن یا لحیم سخت قابل اجرا است. توجه داشته باشید که اتصال به کابلشو و کابلشو به صفحه مسی در تمامی سطوح تماس باید جوشکاری شود. همچنین، در اجرای اتصالات نباید از لحیم نرم (سرب یا قلع) استفاده کرد.

روش جایگزین چاه ارت

در مواقعی ممکن است اجرای چاه ارت برای همه پروژه‌های کوچک قابل اجرا و اقتصادی نبوده یا مثلا کندن زمین دشوار 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 جهت عمود بر زمین کوبیده می‌شود.

حداقل طول این میله 2 متر است و باید سالم و عاری از هر گونه زنگ‌دگی، خوردگی و ضربه باشد. همانطور که در عکس زیر مشاهده می‌کنید جهت کوبیدن راحت‌تر این میله‌ها، نوک آن را با زوایای 45 درجه برش می‌زنند.

در دیگر روش جایگزین چاه ارت، همانند روش صفحه مسی می‌توانند چاهی به عمق دو متر بکنند و این میله را در وسط آن قرار دهند. سپس به صورت لایه لایه (پنج لایه ذغال، 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 قرار گیرد.

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 چهار چوب و درب فلزی بسته شده و جسم دیگری (غیر از سر میله، بست و انتهای هادی زمین) نباید در داخل آن قرار داشته باشد.

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

تست چاه ارت

یکی از مهمترین اقداماتی که پس از اجرای سیستم ارتینگ باید به آن توجه شود، آزمایش چاه ارت است. به طور کلی، به اندازه‌گیری مقاومت اهمی چاه ارت، تست سیستم ارت می‌گویند.

تست چاه ارت حدود دو هفته پس از نصب آن به منظور بررسی عملکرد سیستم ارتینگ ساختمان انجام می‌شود. البته در پروژه‌های حساس باید پس از تکمیل کار با استفاده از دستگاه ارت سنج، مقاومت چاه کنترل شود.

همچنین به عنوان یک روش ساده به کمک یک فیوز مینیاتوری ۱۰ آمپر می‌توان مقاومت چاه را بررسی کرد. بدین منظور یک سیم برق به فیوز وصل شده و سیم خروجی چاه ارت نیز به فیوز وصل می‌شود. پریدن فیوز نشانه مقاومت مناسب چاه است.

اندازه‌‌گیری مقاومت و تست چاه ارت با استفاده از دستگاه ارت‌سنج به دو روش زیر انجام می‌شود:

تست سه سیم چاه ارت

این روش به مراتب دقیق‌تر از روش ارت مرده است. در آزمایش سه سیم، ابتدا پراپ سبز ارت‌سنج را به چاه ارت وصل کرده و 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 که وظیفه ایجاد جریان در ارت‌سنج را دارد، به فاصله 5 الی 10 متری پراپ اول و در یک راستا در زمین قرار داده می‌شود. سپس با روشن کردن دستگاه، مقاومت چاه را مشخص می‌‌کنیم. بدین ترتیب که ابتدا مقدار ولتاژ (اختلاف پتانسیل) را اندازه‌گیری می‌کنیم. مقدار ولتاژ باید زیر 10 ولت باشد.

پس از صحت سنجی عملکرد و نحوه صحیح اتصالات با اندازه‌گیری ولتاژ، انتخاب کننده اهمی دستگاه تنظیم می‌شود. چنانچه مقاومت چاه از 20 اهم بیشتر باشد، انتخاب کننده اهمی را کمتر از 200 اهم قرار داده و سپس اندازه قرائت می‌شود. 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 تست ارت مرده برای چاه ارت استفاده می‌شود. در این روش پراپ سبز به چاه متصل شده و دو فیش پراپ دوم که به هم وصله شده‌اند به نقاط P و C دستگاه وصل می‌شود. در مرحله بعد، گیره انتهای پراپ دوم به نزدیک‌ترین بدنه فلزی ساختمان نسبت به چاه ارت متصل می‌شود. روش قرائت میزان مقاومت نیز همانند روش سه سیم صورت می‌گیرد.

جمع‌بندی

Earth Pit یک سیستم ارتینگ جهت تخلیه ناگهانی جریان‌های الکتریسیته در ساختمان‌ها است که نقش حفاظت از افراد و تجهیزات در برابر خطرات الکتریکی را بر عهده دارد. با اتصال دستگاه‌های الکتریکی به چاه ارت، خطرات برق گرفتگی کاهش یافته و ولتاژهای ناخواسته کنترل می‌شود. ما در این مقاله به‌طور کامل نحوه ساخت چاه ارت و روش‌های جایگزین و نحوه تست آن را بررسی کردیم.

در انتهای این مقاله امیدواریم اطلاعات خوبی درباره اجرای چاه ارت کسب کرده باشید. در صورتی که در این مورد سوالی دارید می‌توانید آن را در بخش دیدگاه با ما به اشتراک بگذارید.

مسیر پیشنهادی مطالعه مقالات آکادمی عمران

مشاهده مسیر یادگیری