میلگرد همبندی ؛ ویژگی ها و کاربردها

میلگرد همبندی چیست؟ به میلگردی که در روش همبندی به عنوان هادی جریان الکتریکی استفاده می شود، میلگرد همبندی می گویند. میلگرد، یکی از انواع هادی هایی است که می توان در روش همبندی استفاده کرد. دیگر هادی های مورد استفاده سیم مسی، تیر فلزی، ستون و یا تسمه هستند. میلگرد همبندی باید ویژگی های مشخصی داشته باشد و نحوه اجرای همبندی با استفاده از میلگرد نیز باید طبق اصول انجام گیرد. برای آنکه با میلگرد همبندی بیشتر آشنا شویم و نحوه استفاده، مزایا و معایب آن را بدانیم ابتدا بهتر است روش همبندی را بشناسیم.

روش همبندی

قبل از اینکه با میلگرد همبندی آشنا شویم، ابتدا باید تعریف همبندی و اهمیت آن را بشناسیم. تمام تجهیزات فلزی ساختمان با استفاده از روش همبندی (Equipotential Bonding) به هم متصل و هم پتانسیل می شوند. تا دیگر اختلاف پتانسیل و خطراتی مانند برق گرفتگی وجود نداشته باشد. البته باید گفت وجود پتانسیل بزرگ، به خودی خود برای انسان خطرناک نیست. آنچه که برای انسان خطرناک است قرار گرفتن در معرض یک اختلاف پتانسیل بزرگ است. در روش همبندی، با اتصال الکتریکی تمامی سازه‌های فلزی به یکدیگر، از شکل گیری اختلاف پتانسیل خطرناک (و عبور جریان الکتریکی) بین آنها جلوگیری می‌شود.

در اصل، همبندی به معنی کم کردن اندازه ولتاژ تماس در داخل ساختمان و در نقاطی است که عبور جریان از زمین اتفاق می افتد. برای این منظور با استفاده از یک هادی که دارای سطح مقطع بزرگ و مقاومت الکتریکی کم باشد، اسکلت هادی ساختمان و بدنه هادی بیگانه (مثل لوله کشی فلزی) به یکدیگر متصل می شوند و با این کار تمام نقاط سازه هم‌پتانسیل می شوند. هادی که در همبندی استفاده می شود می تواند سیم مسی، تیر فلزی، میلگرد، ستون و یا تسمه باشد.

میلگرد همبندی

همانطور که گفتیم ایجاد اختلاف پتانسیل بین سازه های فلزی ساختمان خطرناک بوده و باعث ایجاد جریان الکتریکی می شود. بنابراین اگر از سمت زمین جریانی به اسکلت هادی ساختمان وارد شود، ولتاژ تماسی ایجاد می شود که خطرناک است (ولتاژ تماسی در ادامه توضیح داده شده است). در این حالت با استفاده از میلگرد همبندی تمام نقاط تماس را هم‌ پتانسیل می کنند تا از بروز خطر جلوگیری شود. البته می توان از اجسام دیگری به غیر از میلگرد برای این کار استفاده کرد.

(ولتاژ تماس یا Touch Voltage به اختلاف ولتاژ بین دست و پای شخصی می گویند که دستش به بدنه برق دار وصل شده باشد) در بسیاری از استانداردهای معتبر در زمینه همبندی و الکترود زمین در فونداسیون ساختمان، استفاده از چندین هادی الکتریکی با مشخصات فنی مختلف را مجاز اعلام کرده اند. مناسب ترین هادی های الکتریکی از جنس مس، استنلس استیل، فولاد گالوانیزه گرم و …، به صورت اشکالی نظیر هادی مدور، تسمه و … هستند؛ اما در کشور ما عمدتا به دلیل پایین تر بودن هزینه استفاده از میلگرد فولادی به عنوان هادی، استفاده از میلگرد همبندی متداول تر است و به ندرت شاهد استفاده از هادی الکتریکی کلاسیک هستیم.

ویژگی های میلگرد همبندی

میلگرد همبندی را می توان از بین میلگردهای اصلی (در شناژها یا ستون های سازه) و یا از یک میلگرد اضافه (میلگردی که به میلگردهای اصلی سازه اضافه شده است) انتخاب نمود. اما در هر صورت سایز میلگرد همبندی و دیگر ویژگی های آن باید مطابق نکات زیر باشد:

• از هر دو نوع میلگرد ساده و آجدار می توان به عنوان هادی استفاده کرد.

• قطر میلگرد همبندی نباید از ۸ میلیمتر کمتر باشد و بر اساس سطح مقطع هادی اصلی فاز ساختمان، قطر ۱۰ میلی متری نیز قابل استفاده است.
• تمامی قطعات شبکه همبند به واسطه اتصال الکتریکی مطمئن باید به گونه ای به یکدیگر متصل شوند که مقاومت الکتریکی در محل اتصال به حداقل مقدار ممکن برسد.
• جوشکاری، گزینه مناسب برای اتصالات بین میلگرد و تجهیزات است.
• برای جوشکاری میلگردهای همبندی طولی، باید امتداد دو میلگرد بر روی یکدیگر (حدود ۱۰ سانتی متر) قرار گیرند و  جوش داده شوند.

مزایای اجرای همبندی

استفاده از روش کاربردی و ساده همبندی باعث ایجاد مزایای زیر می شود:

• حفظ سلامتی ساکنین ساختمان و جلوگیری از برق گرفتگی ناشی از تماس غیر مستقیم
• کاهش خطر آتش سوزی ناشی از برق
• حفاظت از آسیب دیدن وسایل الکترونیکی و مخابراتی ساختمان
• افزایش ضریب اطمینان وسایل حفاظتی
• هدایت جریان های ناشی از صاعقه به سمت زمین و جلوگیری از آسیب تجیزات الکتریکی و اشخاص 
• کاهش مقاومت سیستم زمین (ارتینگ) ساختمان و افزایش عملکرد وسایل حفاظتی
• ایمن سازی ساختمان هایی که مقاومت کل سیستم زمین، بیش از حدِ مجاز بوده و امکان کاهش آن نیست 
• کاهش اثرات الکتریسیته ساکن و کمک به بهبود سازگاری اثرات الکترومغناطیسی

انواع همبندی

همبندی به دو دسته همبندی اصلی و همبندی اضافی تقسیم می شود.

همبندی اصلی (Main E.B)

فرآیند همبندی اصلی به معنی اتصال تمامی تاسیسات فلزی ساختمان (مانند لوله‌های فلزی آب، فاضلاب و گاز، شیلد کابل برق، تلفن و …)، اسکلت فلزی و آرماتورهای اسکلت بتنی، به شینه اصلی ساختمان است. (شینه یک شمش یا یک رسانا است که به آن باس‌بار (Busbar) نیز می گویند. می‌توان گفت شینه وسیله جمع و پخش انرژی در آن واحد است. تمام وسایل ساختمان بایستی به شینه متصل شوند.)

همبندی اضافی یا همبندی تکمیلی (Supplementary E.B)

این همبندی در کلیه تاسیسات فلزی که داخل محیط‌های خاص و مرطوب هستند (مانند حمام، سرویس بهداشتی، استخر، اتاق عمل، دامداری، اسطبل اسب و … ) انجام می شود.

نحوه اجرای میلگرد همبندی

به طور کلی اجرای همبندی ساختمان باید قبل از مرحله بتن ریزی یا پوشاندن اسکلت فلزی و همزمان با اجرای فونداسیون، در همه طبقات ساختمان اجرا شود. جزئیات کلی طراحی و اجرای سیستم همبندی ساختمان توسط گروه تخصصی برق سازمان نظام مهندسی ساختمان تهیه می شود و با عنوان دستور العمل طرح و اجرای همبندی در ساختمان ها در اختیار مهندسان قرار داده می شود. اما به طور کل مراحل طراحی همبندی باید به صورت زیر انجام شود:

1. ترسیم نقشه های همبندی در میلگردها
2. طراحی شکل شبکه همبندی و جزئیات آن
3. اتصال شبکه همبند شده به سیستم اتصال زمین ساختمان

نکات اجرای همبندی در اجزای ساختمان

• معمولا همبند کننده یک رشته سیم مسی و تسمه مسی با یک میلگرد، تیر یا ستون است که بر اساس طرح و نقشه در سقف یا ستون های ساختمان قرار می گیرد.
• در شالوده ساختمان بایستی تمامی شناژهای ارتباطی همبند شوند.
• در همبندی بعد از بتن ریزی، برای انجام بهتر همبندی در طبقات بهتر است از سیم مسی افشان در کنار ستون های ساختمان استفاده کرد تا اتصال به صورت کامل انجام گیرد.
• در سقف ساختمان، سقف خرپشته و سقف موتورخانه های آسانسور باید شناژها و تیرهای فلزی دور تا دور سقف به شبکه همبندی متصل شوند. همچنین یکی از شناژها و یا تیرهای فلزی در مکان هایی که به طور معمول در کف آن ها آبریزی وجود دارد (مانند حمام، آشپزخانه، آبدارخانه، سرویس بهداشتی و …) باید همبندی شود. علاوه بر این شناژها و یا تیرهای فلزی در طول و عرض ساختمان، باید حداقل در هر ۲۰ متر، همبندی انجام شوند.
• شبکه همبند باید در ستون های گوشه های ساختمان، تمام ستون های خرپشته و موتورخانه، یکی از ستون های راه پله و در هر ۲۰ متر از طول و عرض ساختمان، و در تمامی طبقات به یکدیگر متصل شوند.

تفاوت همبندی اسکلت فلزی و اسکلت بتنی

در اسکلت فلزی نیازی به همبندی در طبقات مختلف نیست. ولی باید در کف پایین‌ ترین طبقه یا همان سطح رویی فونداسیون، شبکه همبندی به وسیله هادی‌های الکتریکی اجرا شود. سپس مطابق با استاندارد، این شبکه همبندی در نقاط مناسب توسط بست به آرماتورهای فونداسیون متصل شود. در اسکلت های بتنی هم از همین روش همبندی استفاده می شود. تنها تفاوت این است که در اسکلت بتنی ساختمان های حساس و مهم و همینطور ساختمان هایی که مجهز به سیستم حفاظت ساعقه هستند، در تمامی طبقات و ستون‌های اسکلت، باید شبکه همبندی مشابه فونداسیون اجرا شود.

معایب استفاده از میلگرد همبندی

اکثر استانداردهای اجرای همبندی، استفاده از انواع میلگرد فولادی را به عنوان جایگزین هادی های کلاسیک جهت همبندی مجاز دانسته اند. با این حال استفاده از میلگرد همبندی نسبت به سایر هادی های کلاسیک معایبی دارد که در زیر به بیان آنها می پردازیم:

طول محدود میلگرد

میلگرد طول محدودی دارد و برش و فرم‌ دهی آن برای برخی نقاط فونداسیون، مخصوصا در فواصل کوتاه، 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 آن ها باعث افزایش قابل توجه اتصالات در مسیر هادی می‌ شود، اما هادی‌ های الکتریکی کلاسیک این مشکل را نداشته و در طول های ۱۰۰ متر یا بیشتر در دسترس هستند.

عدم وجود پوشش برای میلگرد

از آنجایی که میلگرد لخت است و پوششی ندارد، ریسک خوردگی آن مخصوصا  برای میلگردهای فولادی که به سطح تماس فونداسیون با خاک نزدیک هستند، بالاست. هر چند به دلیل روکش بتنی بر روی میلگرد، این اتفاق به ندرت پیش می آید ولی شبکه همبندی ممکن است با خوردگی در چند نقطه، 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.

نتیجه گیری

روش همبندی می تواند خطرات ناشی از عیب زمین (عبور جریان از زمین) و متعاقبا خطر آتش سوزی و مرگ و میر را کاهش دهد. همبندی، با جلوگیری از شکل گیری اختلاف پتانسیل خطرناک در تاسیسات و اسکلت ساختمان ( مانند بدنه، سازه، تاسیسات الکتریکی و غیرالکتریکی فلزی)، مانع بروز برق گرفتگی می شود. نحوه اجرای همبندی معمولا همزمان با اجرای فونداسیون است. همبندی فونداسیون با میلگرد با وجود معایب اندکی که دارد، نسبت به هادی الکتریکی تفاوت چندانی نداشته و استفاده از هر دو نوع هادی در همبندی مجاز است.

گروه صنعتی فولاد کاران

گروه صنعتی فولاد کاران از سال ۱۳۷۰فعالیت خود را در زمینه‌ی تولید و تامین مقاطع مختلف فولادی و آهن, از قبیل میلگردهای فولادی و آلیاژی , میلگردهای ساختمانی, انواع مقاطع ترانسمیسیون , ورق‌های آلیاژی , ورق‌های روغنی و سیاه و گالوانیزه‌ی هفت الماس ,آغاز نموده است . تلاش مجموعه فولادکاران در این مدت در جهت رضایتمندی و تامین دقیق سفارشات معطوف بوده است.
ما را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید:
اینستاگرام : https://instagram.com/foladkaran.tehran?igshid=MWZjMTM2ODFkZg==
فیسبوک: https://www.facebook.com/jamal.fazli.948
لینکدین: https://www.linkedin.com/in/jamal-fazli-65890a1b6
پینترست: https://nl.pinterest.com/fuladk
آپارات: https://www.aparat.com/FuladKaran