میلگرد همبندی یا پیوند متساوی چیست

تعریف میلگرد همبندی

از گذشته تا کنون همواره خطر آتش سوزی در اثر اتصال جریان الکتریکی و برق گرفتگی در سازه های مختلف وجود دارد. به همین دلیل مهندسان روش های گوناگونی را برای مقابله با این چالش طرح کرده اند.

یک روش بسیار اصولی و کاربردی که امروزه برای پیشگیری از اتصالات الکتریکی درون ساختمان ها به کار گرفته می شود, روش همبندی است. (جهت مطالعه بیشتر به خواص مکانیکی میلگردهای بافق مراجعه نمایید)

ساختمان های آپارتمانی مدرن مجهز به انواع سیستم های مهندسی و بسیاری از لوازم خانگی هستند که عناصر فلزی آنها به عنوان رسانا عمل می کنند و پتانسیل خاص خود را دارند. در شرایط عملیاتی عادی این پتانسیل نزدیک به صفر است و با پتانسیل سطح و سایر اجسام اطراف تفاوتی ندارد. در صورت بروز حادثه,‌ مانند شکستن عایق یا ورود پتانسیل از طریق لوله ها,‌ پتانسیل قطعات رسانا ممکن است تا چند صد ولت افزایش یابد. اگر انسان به طور همزمان دو جسم با پتانسیل متفاوت را لمس کند,‌ خطر برق گرفتگی وجود دارد. نه تنها عایق آسیب دیده,‌ بلکه الکتریسیته ساکن و جریان زمین نیز می تواند باعث ایجاد ولتاژ در قطعات فلزیی رسانا شود. اگر جریان الکتریکی از طریق دستگاه اتصال به زمین عبور کند آن نیز تحت ولتاژ قرار می گیرد و سطح ایمنی کافی را تضمین نمی کند.

(جهت مطالعه بیشتر به علل شکستن میلگرد مراجعه نمایید)

سیستم های پیوند برابر پتانسیل که با اتصال بخش های رسانای ساختمان باز به هادی محافظ پلی اتیلن,‌ حفاظت قابل اعتمادی را فراهم می کنند. در این صورت عناصر فلزی بالقوه خطرناک پتانسیل یکسانی خواهند داشت که احتمال برق گرفتگی در هنگام دست زدن به آنها را کاهش می دهد. (جهت مطالعه بیشتر به لیستوفر میلگرد یا خمش میلگرد BBS‌ مراجعه نمایید)

سیم مسی, تسمه, تیر فلزی,‌ ستون و میلگرد همبندی مهمترین تجهیزات مورد استفاده در این روش محسوب می شوند.

همبند می تواند از نوع میلگرد های ساده یا آجدار,‌ آرماتور,‌ سیم و تسمه می توان برای همبندی استفاده کرد برای همبندی فنداسیون استفاده از سیم مسی ترجیح داده می شود. (جهت مطالعه بیشتر به نحوه کاشت میلگرد در بتن مراجعه نمایید)

استانداردهای سیستم پیوند پتانسیل همسان

پیوند هم پتانسیل,‌ اتصال الکتریکی قطعات رسانا به منظور دستیابی به برابری پتانسیل های آنها به منظور ایمنی الکتریکی است.

سیستم های پیوند هم پتانسیل برای حذف تفاوت بین ولتاژ تمام عناصر رسانا و سازه های ساختمان و همچنین شبکه های مهندسی و ارتباطات مرتبط با یکدیگر و دستگاه اتصال به زمین با ترکیب آنها در یک حلقه واحد با استفاده از هادی محافظ استفاده می شوند. چنین هادی محافظ ممکن است در خطوط برق ساختمان ها گنجانده شوند یا به طور جداگانه نصب شوند. لازم است هر عنصر رسانا را با سیم جداگانه با استفاده از اتصالات پیچ, گیره یا جوش متصل کرد و از دسترسی برای بازرسی و آزمایش و همچنین محافظت در برابر آسیب مکانیکی و خوردگی اطمینان حاصل کرد. اتصالات نباید با لحیم کاری انجام شود. (جهت مطالعه بیشتر به فورجینگ میلگرد مراجعه نمایید)

سیستم اتصال پتانسیل برابر در یک خانه مسکونی

طبق نمودار MEBS عناصر زیر را تشکیل می دهد. (جهت مطالعه بیشتر به میلگرد حرارتی مراجعه نمایید)

1. حلقه زمین (سیستم الکترود زمین)
2. هادی محافظ خنثی
3. رساناهای پیوند برابر پتانسیل

قطعات رسانای تاسیسات الکتریکی تا ۱ کیلوولت برای اتصال به MEBS در بند ذکر شده است. (جهت مطالعه بیشتر به میلگرد ارزان در بازار مراجعه نمایید)
اتصال اصلی زمین را می توان در داخل تابلوی توزیع برق یا جداگانه نصب کرد. مشروط به شرایط زیر:

• باید در نزدیکی تاسیسات برای محافظت قرار گیرد.
• باید برای نگهداری دسترسی داشته باشد.
• محافظت در برابر تماس احتمالی انسانی الزامی است.

باس (ترمینال) رسانای محافظ پلی اتیلن خنثی به عنوان EBS در داخل تابلوی توزیع برق استفاده می شود که نه تنها اتصال بین خنثی محافظ یک خط تغذیه ورودی با هادی خنثی شبکه توزیع ساختمان را تضمین می کند. بلکه عملکرد اتصال قطعات رسانای جداگانه را نیز انجام می دهد. و دستگاه های اتصال به زمین یک گذر جداگانه فقط ساختارهای رسانا و سیستم های الکترود زمین موجود در MEBS‌ را به هم متصل می کند. سطح مقطع MEBS نباید کمتر از مقطع هادی محافظ خنثی فیدر ورودی باشد.

باس (ترمینال) اصلی زمین از مس ساخته شده است اما استفاده از فولاد نیز امکان پذیر است.

(جهت مطالعه بیشتر به شناژ چیست مراجعه نمایید)

حلقه زمین و هادی های محافظ خنثی PEN یا PE‌ بسته به سیستم اتصال زمین انتخاب شده به باس (ترمینال) متصل می شوند. قطعات و سازه های فلزی ساختمان و همچنین ارتباطات مربوطه و سیستم تهویه به صورت شعاعی به MEBS‌ متصل می شود. هر عنصر رسانا توسط یک هادی پیوند هم پتانسیل جداگانه متصل می شود. (جهت خرید و بررسی به قیمت میلگرد مراجعه نمایید)

امکان قطع هر یک از آنها باید فراهم شود. قسمت های رسانای ارتباطاتی که از بیرون به داخل ساختمان می آیند باید تا حد امکان به MEBS‌ نزدیک به نقطه ورودی خود متصل شوند. الزامات سختگیرانه ای برای سیم های اتصال MEBS‌ اعمال می شود و شرط اصلی یکپارچگی آنها است. بنابراین نصب دستگاه های مختلف سوئیچینگ در مدارها به شدت ممنوع است. هادی ها دارای علامت سبز و زرد هستند و باید برچسبی با نام قطعه ای که به آن متصل می شود داشته باشند. آنها با مجموعه های پیچ و مهره ای ثابت می شوند. برای اتصال آنها به سازه های رسانا می توان از جوشکاری استفاده کرد. برای اتصال به لوله ها از گیره استفاده می شود.

(جهت مطالعه بیشتر به چگونه می توان مانع خوردگی میلگردهای فولادی شد مراجعه نمایید)

سطح مقطع اتصال هم پتانسیل باید حداقل ۶ میلی متر مربع برای هادی های مسی و ۱۶ میلی متر مربع برای هادی های آلومینیومی و ۵۰ میلی مترمربع برای هادی های فولادی باشد. (جهت مطالعه بیشتر به خرید میلگرد با پروانه ساختمان مراجعه نمایید)

سیستم پیوند برابر پتانسیل اضافی

در مناطقی که خطر برق گرفتگی بیشتری را برای افراد به همراه دارد مانند: حمام, سونا, آشپزخانه و دوش باید یک سیستم همسان پتانسیل اضافی AEBS‌ نصب شود تا سطح ایمنی کافی را در مواقع اضطراری فراهم کند. سیستم پیوند برابر پتانسیل اضافی,‌ تمام قسمت های رسانا باز برای لمس و قطعات رسانای خارجی,‌ هادی های زمین خنثی و محافظ تمام تجهیزات (بسته به نوع سیستم) از جمله هادی های محافظ پریزهای دیواری را به هم متصل می کند. (جهت مطالعه بیشتر به خرید و فروش آهن آلات اعتباری به روش LC مراجعه نمایید)

تمام سازه های رسانای بالقوه خطرناک به جعبه ترمینال (باس) پیوند هم پتانسیل متصل هستند. بنابراین AEBS‌ را می توان بدون گذاشتن هادی های محافظ از هر جزء به تابلو توزیع آپارتمان مرتب کرد.

AEBS‌ از مس با سطح مقطع حداقل ۱۰ میلی متر مربع با اتصال شش یا چند کانکتور به آن ساخته شده است.

EBS‌ با استفاده از یک هادی PE محافظ مسی با سطح مقطع ۶ میلی متر مربع به گذرگاه اتصال به زمین تابلو توزیع ورودی متصل می شود.

بنابراین تمام قطعات فلزی محل را زمین می کند. اجزای رسانای خارجی که فراتر از محل قرار می گیرند مشمول اتصال اجباری به AEBS‌ هستند. (جهت مطالعه بیشتر به اسکلت بتنی مراجعه نمایید)

اجرای میلگرد همبندی بعد از بتن ریزی

اجرا در فنداسیون و سقف ها:

چنانچه مهندسین سازه و پیمانکار قبل از اجرای بتن ریزی از شبکه میلگرد همبند استفاده نکرده باشند باید با استفاده از یک سیم مسی بدون روکش با مقدار سطح مقطع مناسب بر روی سطح بتن در فنداسیون و سقف ها اجرا شود و به نزدیک ترین شبکه همبند متصل شود.

(جهت مطالعه بیشتر به افزایش قیمت میلگرد در میان رشد تقاضا مراجعه نمایید)

اجرا در ستون:

اجرای میلگرد همبند در ستون های طبقات سازه,‌ خرپشته و سقف موتورخانه آسانسور قبل از بتن ریزی انجام نشده باشد اجرا می شود. در غیر این صورت ارتباط بین شبکه همبند بین طبقات بالاتر و پایین تر با یکدیگر قطع می شود. (جهت مطالعه بیشتر به سازه بتنی مراجعه نمایید)

نکته اینجاست که استفاده از میلگرد همبندی در اسکلت های فلزی و بتنی به شیوه های مختلف انجام می شود. یک سازه با اسکلت فلزی نیازی به ایجاد همبندی در تمامی طبقات ندارد اما ایجاد شبکه میلگرد همبندی در کف پایین ترین طبقه یا سطح رویی فونداسیون به منظور هدایت کردن جریان الکتریکی لازم و ضروری است. (جهت مطالعه بیشتر به میلگرد چیست مراجعه نمایید)

محدودیت در پیوند هم پتانسیل

نصب EBS‌ در ساختمان در مرحله ساخت آن انجام می شود. با این حال محدودیتی برای استفاده از آن در ساختمان های موجود وجود دارد. در خانه هایی با سیستم زمین TN-C‌ با هادی PEN‌ ترکیبی انجام اتصال همسان پتانسیل اضافی به شدت ممنوع است. در غیر اینصورت اگر هادی خنثی خراب شود, خطر برق گرفتگی برای سایر ساکنینی که AEBS را نصب نکرده اند وجود دارد. به طور معمول این محدودیت برای ساختمان های چند طبقه از سهام مسکن قدیمی اعمال می شود. (جهت مطالعه بیشتر به تفاوت میلگرد سبک و سنگین مراجعه نمایید)

اگر به جای آن سیستم اتصال به زمین TN-C-S نصب شود مشکل را می توان حل کرد. برای انجام این کار هادی PEN‌ در ترمینال اصلی اتصال به زمین در تابلوی ورودی ساختمان به هادی PE ,N تقسیم می شود و یک حلقه اتصال به زمین با سیم مسی به ترمینال اصلی زمین متصل می شود. (جهت مطالعه بیشتر به اهمیت کنترل کیفیت در تولید آهن مراجعه نمایید)

روند فعلی این است که ارتباطات (سیستم های آب و فاضلاب) با استفاده از لوله های پلاستیکی ایجاد شود. این نیازی به اتصال آنها به سیستم پیوند همسان پتانسیل ندارد. جایگزینی لوله های فولادی با لوله های پلاستیکی نارسانا در AEBS موجود منجر به اختلال در اتصال الکتریکی با گذرگاه اتصال زمین سایر اجزای فلزی موجود در ساختمان (رادیاتور, ریل, حوله گرم و غیره) می شود و آنها را به طور بالقوه برای انسان (رویداد لمس همزمان) خطرناک می کند.

ولتاژ لمسی بالقوه بین استارت موتور و فولاد کاری که هیچ اتصال محافظتی ندارد.

فولاد سازه ای که به عنوان هادی اتصال محافظ عمل می کند.

ابزار اتصال یک هادی محافظ به فولاد سازه

بررسی تداوم الکتریکی هادی های اتصال محافظ

ویژگی های آرماتورهای همبند

برای انتخاب همبند محدودیت زیادی وجود ندارد. به این صورت که شما می توانید این مقطع را از میان میلگردهای اصلی تعیین کرده یا از میلگردهای اضافی استفاده کنید.

به عبارت دیگر می توانید از میلگردهای اصلی به کار رفته در شناژها یا ستون های سازه به عنوان میلگرد همبند استفاده کنید. در غیر این صورت باید میلگردی به میلگردهای اصلی ساختمان اضافه و به صورت اختصاصی وظیفه همبندی را اجرا کند.

در هر دو صورت آرماتورهای همبند باید یک سری ویژگی ها داشته باشند. این ویژگی ها عبارتند از:

قطر آرماتورها نباید از ۸ میلیمتر کمتر باشد. اگر برخی میلگردهای اصلی با سایز کمتر از ۸ میل استفاده شود. دیگر امکان بکارگیری آنها به عنوان میلگرد همبند وجود ندارد.

تمام قطعات شبکه همبند با استفاده از اتصال الکتریکی مطمئن باید به گونه ای به یکدیگر متصل شوند که مقاومت الکتریکی در محل اتصال به کمترین میزان خود برسد.

بهترین راه اتصال آرماتورهای همبند و سایر تجهیزات و جوشکاری است.

در زمان جوشکاری باید حداقل ۱۰ سانتی متر انتهای همبندها را روی هم قرار دهید.

در این صورت هم اتصال محکم می شود و هم انتقال جریان الکتریکی بین میلگردها به خوبی انجام می گیرد.

انواع همبندی

همبندی جهت یکسان سازی پتانسیل بخش های مختلف ساختمان به دو روش صورت می گیرد:

• همبندی اصلی
• همبندی تکمیلی یا اضافی

برای هر بخش از ساختمان با توجه به موقعیت مکانی و اهمیت از نظر رسانایی,‌ یکی از روش های نامبرده استفاده می شود.

اگر برای اتصال میلگرد همبندی به سازه اصلی از جوشکاری استفاده شود باید حدودا هر ۶ متر یک بار میلگردهای همبند به میلگردهای اصلی جوش داده شوند.

همبندی اصلی

روش همبندی اصلی به معنی اتصال تمامی تاسیسات فلزی ساختمان,‌ اسکلت فلزی,‌ آرماتورهای موجود در اسکلت بتنی و موارد این چنینی به زمین است. اتصال همبند به زمین باعث می شود تا اختلاف پتانسیل موجود به سادگی منتقل گردد. و تمامی بخش ها و تجهیزات فلزی سازه هم پتانسیل شوند.

اجزای تشکیل دهنده همبندی اصلی:

• تمامی تاسیسات فلزی موجود در ساختمان اعم از لوله های آب, گاز و فاضلاب
• کابل های برق و تلفن
• آرماتورهای موجود در اسکلت بتنی
• تیرآهن و ستون های فلزی موجود در سازه های اسکلت فلزی یا بتنی

همبندی تکمیلی یا اضافی

از جمله جاهایی که احتمال اتصالات الکتریکی و برق گرفتگی در آنها بالا است محیط های مرطوب است. از این رو استفاده از تجهیزات همبندی برای ایمن سازی دستگاه های ثابت موجود در این مکان ها لازم است و با عنوان همبندی تکمیلی یا اضافی شناخته می شود. مهمترین اجزای تشکیل دهنده همبندی تکمیلی در ساختمان ها به صورت زیر است.

• بدنه هادی وسایل آشپزخانه مانند: یخچال,‌ ظرفشویی,‌ لباس شویی و غیره
• وان فلزی در حمام و سایر تجهیزات در سرویس های بهداشتی
• تمامی پریزها و روشنایی های موجود در ساختمان
• وسایل فلزی رسانای نصب شده در آشپزخانه مانند: اجاق گاز,‌ سینک ظرفشویی, قفسه فلزی ظروف و کابینت های فلزی
• تجهیزات فلزی استفاده شده در استخر و سونا
• وسایل فلزی موجود در دامداری و اسطبل ها
• تجهیزات فلزی به کار رفته در اتاق عمل بیمارستان

مزایای میلگرد همبندی

• کاهش الکتریسیته ساکن در کف ساختمان
• جلوگیری از برق گرفتگی های غیر مستقیم
• جلوگیری از آسیب وارد کردن به وسایل الکتریکی ساختمان
• قرار دادن تعداد مسیر موازی که با کمک آن جریان صاعقه به سمت زمین هدایت می شود و از آسیب های وارده ناشی از آن جلوگیری می کند.
• به حداقل رساندن خطرات آتش سوزی و محافظت از جان ساکنین ساختمان
• در مجموع باید گفت که همبندی میلگردها بهترین راه برای جلوگیری از آتش سوزی و اختلافات برق در یک سازه به شمار می رود.

معایب میلگرد همبندی

اکثر استانداردهای اجرای همبندی,‌ استفاده از انواع میلگرد فولادی به عنوان جایگزین هادی جهت همبندی مجاز دانسته اند با این حال میلگرد همبندی نسبت به سایر هادی معایبی دارد که به آن می پردازیم:

طول محدود میلگرد

میلگرد طول محدودی دارد و برش و فرم دهی آن برای برخی نقاط فونداسیون,‌ مخصوصا در فواصل کوتاه و دشوار خواهد بود. این امر موجب کاهش کیفیت اتصال می شود. چون میلگردهای ساختمانی معمولا در طول ۳ و ۶ متر در ساختمان سازی اجرا می شوند. استفاده از آنها باعث افزایش قابل توجه اتصالات در مسیر هادی می شود. اما هادی الکتریکی این مشکل را نداشته و در طول های ۱۰۰ متر یا بیشتر در دسترس هستند. (جهت مطالعه بیشتر به تفاوت میلگرد سبک و سنگین مراجعه نمایید)

عدم وجود پوشش برای میلگرد

از آنجایی که میلگرد پوششی ندارد ریسک خوردگی آن بالاست مخصوصا برای میلگردهای فولادی که به سطح تماس فونداسیون با خاک نزدیک هستند.

شبکه همبندی ممکن است با خوردگی در چند نقطه و پیوستگی الکتریکی خود را از دست داده و غیر قابل استفاده شود.

هدایت الکتریکی کمتر

میلگرد استقامت مکانیکی بالایی دارد. اما ممکن است هدایت الکتریکی مناسبی نداشته باشد.

توجه ویژه ای توسط استانداردهای مدرن و مقررات ساخت و ساز به نصب صحیح یک سیستم پیوند همسان پتانسیل شده است. این اولین چیزی است که در هنگام راه اندازی خانه مورد بازرسی و بررسی قرار می گیرد تا مطابق با اسناد پروژه باشد. ایمنی الکتریکی با اتصال الکتریکی تمام قسمت های رسانای ساختمان که در معرض لمس MGB با استفاده از هادی های پلی اتیلن قرار دارند, تضمین می شود.

MEBS با یک سیستم پیوند برابر پتانسیل در مناطقی با افزایش خطر شوک الکتریکی تکمیل می شود.

ترتیب AEBS فقط در خانه هایی امکان پذیر است که یک سیستم زمین با هادی های PE , N‌ جداگانه نصب شده باشد. اینها شامل سیستم های اتصال زمین مدرن TNS و همچنین سیستم های مدرن شده به نوع TNCS‌ است.

جهت مطالعه بیشتر به میلگرد  مراجعه فرمایید.