I moderni edifici industriali e commerciali hanno spesso dei tetti e delle facciate in metallo. Le lamiere e lastre hanno di solito uno spessore da 0,7 a 1,2 mm.
La Figura 5.1.4.1 illustra un esempio di costruzione di una copertura metallica. Quando il fulmine si abbatte direttamente su tale tipo di copertura, nel punto d’impatto si può verificare una perforazione a causa della fusione e dell’evaporazione La dimensione della perforazione dipende dall’energia del fulmine, oltre che dalle proprietà materiali del tetto (ad esempio lo spessore). Il problema maggiore è il danno conseguente, ad esempio l’entrata di umidità nel punto interessato. Prima che venga notato il danno possono passare giorni o settimane. L’impermeabilizzazione del tetto viene compromessa e/o il soffitto inizia a evidenziare tracce di umidità e quindi la protezione contro la pioggia non è più garantita.
Figura 5.1.4.1
Copertura metallica, esecuzione con ribordatura tonda
Un esempio di danno valutato con il sistema di rilevamento dei fulmini Siemens (BLIDS) evidenzia questa problematica (Figura 5.1.4.2). Una corrente di ca. 20.000 A ha colpito una copertura in lamiera causando la sua perforazione (Figura 5.1.4.2: Dettaglio A). Poiché la copertura in lamiera non era messa a terra con una calata, si sono verificate, sugli spigoli perimetrali, delle scariche verso elementi metallici naturali nel muro (Figura 5.1.4.2: Dettaglio B), che hanno anch’esse causato delle perforazioni.Per evitare questo tipo di danni, deve essere installato anche su un tetto in metallo “sottile” un sistema di protezione contro i fulmini esterno adeguato, con conduttori e morsetti a prova di corrente di fulmine. La norma di protezione dai fulmini CEI EN 62305-3 (CEI 81-10/3) indica chiaramente il pericolo per i tetti in metallo. Se risulta necessario un sistema di protezione contro i fulmini esterno, le lamiere metalliche devono presentare i valori minimi indicati nella Tabella 5.1.1.5.
Classe di LPS
Materiale
Spessorea t [mm]
Spessoreb t’ [mm]
da I a IV
Piombo
–
2,0
Acciaio (inox, zincato)
4
0,5
Titanio
4
0,5
Rame
5
0,5
Alluminio
7
0,65
Zinco
–
0,7
a t previene le scariche disruptive b t‘ solo per lamiere metalliche se non vanno prevenute scariche disruptive, surriscaldamento e incendio
Tabella 5.1.1.5
Spessore minimo delle lamiere metalliche
Gli spessori t non sono rilevanti per la copertura di un tetto. Le lamiere metalliche con spessore t’ possono essere utilizzate come dispositivi di captazione naturale solo se è ammessa la loro perforazione, il surriscaldamento e la fusione. Il proprietario della struttura dovrà quindi accettare questo tipo di danni del tetto, in quanto il tetto non sarà più a tenuta di pioggia.
Se il committente non accetta un danneggiamento del tetto in caso di impatto di un fulmine, allora è necessario installare sul tetto metallico un impianto di captazione separato. L’impianto di captazione dovrà essere installato in modo che la sfera rotolante (raggio r a seconda della classe di protezione scelta) non tocchi il tetto in metallo (Figura 5.1.4.3).
Figura 5.1.4.3
Impianto di captazione per coperture in metallo – Protezione contro la perforazione
In questo caso è raccomandabile installare un impianto di captazione dotato di molte punte di captazione.
Indipendentemente dalla classe di protezione, nella pratica si sono affermate le altezze delle punte di captazione indicate nella Tabella 5.1.4.1.
Adatto a tutte le classi LPS
distanza tra i conduttori orizzontali
Altezza della punta di captazione*)
3 m
0,15 m
4 m
0,25 m
5 m
0,35 m
6 m
0,45 m
*) valori consigliati
Tabella 5.1.4.1
Protezione contro i fulmini per coperture in metallo – Altezza delle punte di captazione
Per il fissaggio dei conduttori e delle punte di captazione la copertura non deve essere forata Per i vari tipi di tetti metallici (ribordato, ondulato, grecato) sono disponibili diversi tipi di staffe portafilo. Nella Figura 5.1.4.4a viene rappresentata un’adeguata copertura metallica con ribordatura tonda. Se vengono impiegate staffe portafilo con morsetti a prova di corrente di fulmine, è possibile fissare direttamente una punta di captazione.
Figura 5.1.4.4a
Staffa portafilo per tetto in metallo – Lamiera con ribordatura tonda
Occorre osservare che, ad esempio su un tetto trapezoidale, il conduttore deve essere ancorato entro la staffa portafilo che si trova nel punto più alto del tetto, mentre deve avere posa libera in tutte le altre staffe portafilo, a causa della dilatazione termica dovuta alla variazione di temperatura (Figura 5.1.4.4b). La Figura 5.1.4.5 mostra una staffa portafilo con il conduttore ad essa ancorato e una punta di captazione su un tetto trapezoidale. La staffa portafilo deve essere agganciata alla vite di fissaggio sopra la guarnizione del foro, per evitare in modo sicuro la possibile entrata di umidità. Nella Figura 5.1.4.6 la staffa portafilo a posa libera viene raffigurata nell’esempio di una copertura con ribordo.
Figura 5.1.4.4b
Staffa portafilo per tetto in metallo – Ribordatura tonda Figura 5.1.4.5
Installazione-tipo di una copertura in lamiera grecata, staffa portafilo con cavallotto Figura 5.1.4.6
Installazione-tipo per una copertura con ribordatura
Nella Figura 5.1.4.6 è raffigurato altresì il collegamento alla copertura metallica in corrispondenza del bordo del tetto. Impianti non protetti, sporgenti dal tetto, come ad esempio lucernari e coperture delle canne fumarie, sono dei punti d’impatto esposti alle fulminazioni. Per evitare una fulminazione diretta su questi impianti, devono essere installate delle aste di captazione vicino a queste sporgenze (Figura 5.1.4.7). L’altezza delle aste di captazione dipende dall’angolo di protezione α.
Figura 5.1.4.7
Asta di captazione per lucerna-ri su copertura con ribordatura tonda