Chống sét cho công trình công cộng nên được triển khai thế nào

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng phức tạp, các hiện tượng thời tiết cực đoan như giông sét xảy ra với tần suất và cường độ ngày một gia tăng. Đối với các quốc gia nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa như Việt Nam, việc chủ động phòng chống sét là yêu cầu cấp thiết, đặc biệt là triển khai hệ thống chống sét cho công trình công cộng. Đây không chỉ là một giải pháp kỹ thuật nhằm bảo vệ tài sản, cơ sở hạ tầng mà còn là một yêu cầu bắt buộc để đảm bảo an toàn tuyệt đối cho tính mạng con người và duy trì sự ổn định của các dịch vụ thiết yếu.

Một hệ thống chống sét cho công trình công cộng được thiết kế và thi công đúng tiêu chuẩn sẽ tạo ra một lá chắn an toàn, thu và triệt tiêu năng lượng khổng lồ từ tia sét một cách có kiểm soát, ngăn ngừa các thảm họa cháy nổ và hư hỏng thiết bị điện tử có giá trị. Bài viết này, với sự tư vấn chuyên môn từ Công ty TNHH XUẤT NHẬP KHẨU GOLDEN STAR Việt Nam, sẽ đi sâu vào các khía cạnh kỹ thuật và quy trình triển khai một hệ thống chống sét toàn diện, hiệu quả và bền vững cho các công trình phục vụ cộng đồng.

Tầm quan trọng không thể xem nhẹ của việc chống sét cho công trình công cộng

Các công trình công cộng như bệnh viện, trường học, nhà ga, sân bay, trung tâm thương mại, và các tòa nhà hành chính là nơi tập trung đông người và chứa đựng nhiều tài sản quan trọng của xã hội. Do đó, hậu quả của một sự cố sét đánh có thể vô cùng nghiêm trọng. Việc lắp đặt hệ thống chống sét cho công trình công cộng là một hạng mục đầu tư mang tính chiến lược, có vai trò:

Bảo vệ tính mạng con người:

Đây là ưu tiên hàng đầu. Một hệ thống chống sét hiệu quả sẽ giảm thiểu nguy cơ tai nạn lao động và bảo vệ an toàn cho hàng ngàn người dân đang sinh hoạt, làm việc và sử dụng dịch vụ tại các công trình này mỗi ngày.

Bảo vệ tài sản và cơ sở hạ tầng:

Sét đánh trực tiếp có thể gây ra cháy nổ, phá hủy kết cấu xây dựng. Ngoài ra, sét lan truyền theo đường dây điện, đường truyền dữ liệu có thể làm hư hỏng toàn bộ hệ thống máy móc, thiết bị điện tử nhạy cảm, gây thiệt hại kinh tế nặng nề. Việc chống sét cho công trình công cộng giúp ngăn chặn những rủi ro này.

Đảm bảo hoạt động liên tục:

Đối với các công trình trọng yếu như bệnh viện, trạm biến áp, trung tâm dữ liệu, việc gián đoạn hoạt động dù chỉ trong vài phút cũng có thể gây ra những hậu quả khôn lường. Hệ thống chống sét cho công trình công cộng đảm bảo các dịch vụ này được vận hành ổn định ngay cả trong điều kiện thời tiết xấu nhất. Theo quy định xây dựng hiện hành, việc lắp đặt hệ thống chống sét là yêu cầu bắt buộc đối với các tòa nhà cao tầng và hầu hết công trình công cộng.

Các thành phần cốt lõi của một hệ thống chống sét chuyên nghiệp

Một hệ thống chống sét hoàn chỉnh được cấu thành từ ba bộ phận chính, hoạt động phối hợp nhịp nhàng để tạo thành một lộ trình an toàn cho dòng sét đi từ điểm bị đánh trúng xuống lòng đất.

Hệ thống thu sét (Air Termination System)

Đây là bộ phận được lắp đặt tại vị trí cao nhất của công trình, có nhiệm vụ chủ động thu hút và “bắt giữ” tia sét. Thành phần chính của hệ thống này là kim thu sét. Có hai loại kim thu sét phổ biến:

Kim thu sét cổ điển (Franklin):

Hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện, có cấu tạo đơn giản là một hoặc nhiều thanh kim loại nhọn bằng đồng hoặc thép không gỉ, phù hợp cho các công trình có quy mô vừa và nhỏ.

Kim thu sét phát tia tiên đạo sớm (E.S.E):

Là công nghệ hiện đại, có khả năng chủ động phát ra một dòng ion sớm hơn so với các điểm khác trên công trình, tạo ra một đường dẫn ưu tiên để thu hút tia sét từ khoảng cách xa hơn, giúp mở rộng bán kính bảo vệ và thường được ứng dụng cho các công trình lớn.

Việc lựa chọn loại kim thu sét nào phụ thuộc vào việc phân tích rủi ro, đặc điểm kiến trúc và phạm vi cần bảo vệ của công trình.

Hệ thống dây dẫn sét (Down Conductor System)

Hệ thống này bao gồm các dây dẫn kim loại (thường là đồng hoặc nhôm có tiết diện lớn) có nhiệm vụ tạo ra một đường dẫn liên tục, an toàn và có trở kháng thấp để truyền dòng điện sét từ kim thu sét xuống hệ thống tiếp địa. Quy cách lắp đặt dây dẫn sét cực kỳ quan trọng: phải đi theo con đường ngắn nhất, thẳng nhất, hạn chế tối đa các góc uốn cong đột ngột và các mối nối để tránh nguy cơ phát sinh tia lửa điện thứ cấp. Đối với các công trình có chiều cao trên 28m, tiêu chuẩn yêu cầu phải có ít nhất hai đường dây dẫn sét để đảm bảo an toàn.

Hệ thống tiếp địa (Earthing System)

Đây được xem là “trái tim” của toàn bộ hệ thống chống sét, quyết định đến hiệu quả và sự an toàn của công trình. Nhiệm vụ của nó là phân tán năng lượng khổng lồ của dòng sét vào trong lòng đất một cách nhanh chóng và an toàn. Một hệ thống tiếp địa hiệu quả phải có giá trị điện trở tiếp đất càng thấp càng tốt, theo tiêu chuẩn TCVN 9385:2012, giá trị này phải nhỏ hơn 10 Ohm. Cấu tạo của hệ thống này bao gồm:

• Cọc tiếp địa: Là các thanh kim loại dài, làm từ thép mạ đồng, thép mạ kẽm nhúng nóng hoặc đồng đặc, được đóng sâu vào lòng đất. Số lượng, chiều dài và cách bố trí cọc phụ thuộc vào tính chất đất đai tại khu vực thi công. Đây là bộ phận cốt lõi tạo ra sự liên kết điện hiệu quả giữa hệ thống chống sét cho công trình công cộng và đất mẹ.

• Dây liên kết các cọc tiếp địa: Thường là cáp đồng trần hoặc thép mạ kẽm, có nhiệm vụ kết nối tất cả các cọc tiếp địa lại với nhau tạo thành một mạng lưới tiếp địa thống nhất.

• Hóa chất giảm điện trở: Đây là một hợp chất đặc biệt bao gồm các thành phần như than chì, bột bentonite và các muối khoáng, có khả năng giữ ẩm và cải thiện độ dẫn điện của đất. Nó được sử dụng để bao bọc xung quanh các cọc và dây tiếp địa, đặc biệt hiệu quả ở những vùng có địa chất khô cằn, đất đồi, đất đá hoặc diện tích thi công hạn hẹp, giúp giảm điện trở suất của đất lên đến 92%.

Quy trình triển khai và thi công chống sét cho công trình công cộng

Việc triển khai hệ thống chống sét cho công trình công cộng đòi hỏi sự chuyên nghiệp, tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn kỹ thuật và phải được thực hiện bởi đội ngũ kỹ sư có chuyên môn cao. Quá trình thi công chống sét tiêu chuẩn thường bao gồm các bước sau:

Bước 1: Khảo sát, phân tích rủi ro và thiết kế hệ thống

Đây là bước đầu tiên và quan trọng nhất. Đội ngũ kỹ thuật sẽ tiến hành khảo sát thực địa để thu thập các thông tin về vị trí địa lý, đặc điểm kiến trúc, chiều cao công trình, vật liệu xây dựng và môi trường xung quanh. Một yếu tố cực kỳ quan trọng là phải kiểm tra kỹ lưỡng cơ sở hạ tầng ngầm như đường ống nước, cáp điện, bể ngầm để tránh va chạm khi thi công bãi tiếp địa. Dựa trên các dữ liệu thu thập và áp dụng các tiêu chuẩn như TCVN 9385:2012, các kỹ sư sẽ tiến hành phân tích mức độ rủi ro do sét và thiết kế một hệ thống chống sét cho công trình công cộng phù hợp nhất, bao gồm việc lựa chọn loại kim thu sét, xác định vị trí lắp đặt, sơ đồ đi dây dẫn và cấu hình hệ thống tiếp địa.

Bước 2: Thi công hệ thống tiếp địa

Đây thường là công việc được ưu tiên thực hiện trước để đảm bảo tính khả thi. Quá trình này bao gồm:

• Đào rãnh hoặc khoan giếng tiếp địa theo đúng bản vẽ thiết kế.

• Đóng các cọc tiếp địa xuống độ sâu quy định, đảm bảo sự tiếp xúc tốt nhất với đất.

• Rải cáp đồng trần để liên kết các cọc tiếp địa với nhau bằng các mối hàn hóa nhiệt hoặc kẹp chuyên dụng, đảm bảo sự kết nối chắc chắn và bền vững về mặt cơ học lẫn điện học.

• Rải hóa chất giảm điện trở vào các rãnh và hố cọc trước khi lấp đất để tối ưu hóa khả năng tản sét của hệ thống, đặc biệt tại các khu vực có điện trở suất đất cao.

Bước 3: Lắp đặt kim thu sét và dây dẫn sét

Sau khi hệ thống tiếp địa hoàn thành, đội ngũ thi công sẽ tiến hành lắp đặt cột đỡ và kim thu sét tại vị trí cao nhất, vững chắc nhất trên mái công trình. Dây dẫn sét sẽ được triển khai từ kim thu sét xuống điểm chờ của hệ thống tiếp địa. Quá trình này đòi hỏi dây phải được cố định chắc chắn vào kết cấu tòa nhà bằng các kẹp chuyên dụng, đi theo lộ trình thẳng nhất có thể và được luồn trong ống bảo vệ PVC khi cần thiết.

Bước 4: Lắp đặt hộp kiểm tra điện trở

Hộp kiểm tra điện trở thường được lắp đặt ở vị trí thuận tiện, cách mặt đất khoảng 1.2m đến 1.5m. Đây là điểm nối giữa dây dẫn sét và hệ thống tiếp địa, cho phép ngắt kết nối tạm thời để thực hiện công tác đo đạc, kiểm tra định kỳ giá trị điện trở của bãi tiếp địa mà không cần phải đào đất lên.

Bước 5: Đo đạc, kiểm tra và nghiệm thu

Sau khi hoàn tất lắp đặt, bước cuối cùng là sử dụng máy đo điện trở đất chuyên dụng để kiểm tra lại toàn bộ hệ thống. Giá trị điện trở tiếp đất phải đạt yêu cầu theo thiết kế và tiêu chuẩn (<10 Ω). Nếu điện trở chưa đạt, cần phải thực hiện các biện pháp gia cố như đóng thêm cọc hoặc bổ sung hóa chất giảm điện trở. Việc chống sét cho công trình công cộng chỉ được xem là hoàn thành khi mọi thông số kỹ thuật đều đạt chuẩn.

Lưu ý đặc thù cho các loại hình công trình công cộng khác nhau

Mỗi loại công trình công cộng có những yêu cầu bảo vệ riêng biệt.

Chống sét cho trạm biến áp:

Đây là hạng mục cực kỳ quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến an ninh năng lượng. Ngoài hệ thống chống sét đánh thẳng với kim thu sét và tiếp địa, chống sét cho trạm biến áp còn phải trang bị hệ thống chống sét van (Surge Arrester) để bảo vệ các thiết bị nhạy cảm như máy biến áp, tụ điện khỏi các xung quá áp lan truyền trên đường dây. Hệ thống tiếp địa cho trạm biến áp yêu cầu điện trở cực thấp, đôi khi phải dưới 1 Ohm.

Bệnh viện, trường học:

Ưu tiên hàng đầu là sự an toàn tuyệt đối cho con người và các thiết bị y tế, giảng dạy đắt tiền. Hệ thống chống sét cho công trình công cộng dạng này cần được thiết kế tỉ mỉ để bảo vệ toàn diện, bao gồm cả chống sét lan truyền cho hệ thống điện và dữ liệu.

Tòa nhà cao tầng, di tích lịch sử:

Thách thức nằm ở việc lắp đặt hệ thống chống sét sao cho vừa đảm bảo hiệu quả kỹ thuật, vừa không ảnh hưởng đến mỹ quan kiến trúc của công trình.

Tóm lại, chống sét cho công trình công cộng là một hạng mục kỹ thuật phức tạp, đòi hỏi kiến thức chuyên sâu, kinh nghiệm thực tiễn và sự tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn an toàn. Đây không phải là một chi phí, mà là một khoản đầu tư thiết yếu để bảo vệ sinh mạng, tài sản và đảm bảo sự phát triển bền vững của xã hội. Việc lựa chọn một nhà thầu uy tín và chuyên nghiệp chính là chìa khóa để xây dựng nên một lá chắn vững chắc, bảo vệ các công trình của chúng ta trước sức mạnh của thiên nhiên.

CÔNG TY TNHH XUẤT NHẬP KHẨU GOLDEN STAR VIỆT NAM

Địa chỉ: Lô 70, khu dịch vụ 2 Xa La, Phúc La, Hà Đông, Hà Nội

Văn phòng giao dịch: Số 133, Khu dịch vụ 4 Xa La, Phúc La, Hà Đông, Hà Nội

Điện thoại: 0975.008.163

Email: congtygoldenstarvietnam@gmail.com 

Website: https://ambvietnam.vn/ 

Fanpage: https://www.facebook.com/profile.php?id=100062996541079ref=embed_page