Uziom fundamentowy - jak działa, jak go wykonać i czy bednarka jest konieczna?

Inwestorzy najczęściej pytają o bednarkę w fundamentach: czy jest obowiązkowa i czy zamiast niej można wykorzystać zbrojenie. Bednarka jest bardzo popularnym rozwiązaniem, ale nie jest jedynym sposobem wykonania uziomu fundamentowego. Właściwy wariant powinien wynikać z projektu instalacji elektrycznej i konstrukcji budynku.

Co to jest uziom fundamentowy i jak działa?

Uziom to przewodzący element pozostający w kontakcie elektrycznym z ziemią. W przypadku uziomu fundamentowego rolę tę pełni metal umieszczony w betonie fundamentów albo odpowiednio wykorzystane zbrojenie. Beton ma określoną przewodność i dużą powierzchnię styku z gruntem, dlatego metal zatopiony w fundamencie może tworzyć trwały układ uziemiający.

Uziom fundamentowy nie jest samodzielnym „zabezpieczeniem przed porażeniem” i nie zastępuje przewodu ochronnego PE, wyłączników różnicowoprądowych ani innych środków ochrony. Jest elementem całego systemu. Poprzez główny zacisk lub szynę uziemiającą łączy układ ochronny budynku z ziemią, umożliwia wykonanie połączeń wyrównawczych i pomaga ograniczać niebezpieczne różnice potencjałów.

Rozporządzenie w sprawie warunków technicznych wskazuje w § 184 ust. 1, że jako uziomy instalacji elektrycznej należy wykorzystywać metalowe konstrukcje budynków, zbrojenia fundamentów oraz inne metalowe elementy umieszczone w niezbrojonych fundamentach, stanowiące sztuczny uziom fundamentowy. § 183 wymaga natomiast m.in. stosowania połączeń wyrównawczych w instalacjach elektrycznych.

Nie oznacza to jednak, że w każdym domu musi pojawić się identyczna bednarka o jednym narzuconym wymiarze. Szczegółowe rozwiązanie powinno wynikać z projektu oraz wymagań dotyczących konkretnej instalacji.

Dlaczego uziom fundamentowy jest dobrym rozwiązaniem?

Dużą zaletą uziomu fundamentowego jest trwałość. Metal całkowicie otoczony betonem jest dobrze chroniony przed korozją, a fundament zwykle znajduje się w warunkach mniej podatnych na sezonowe przesuszanie i przemarzanie niż płytko ułożony przewodnik w gruncie.

Drugim atutem jest koszt. Jeśli uziemienie domu zostanie zaplanowane przed betonowaniem, nie wymaga późniejszych wykopów wokół budynku. Uziom fundamentowy jest też dobrym punktem odniesienia dla głównych połączeń wyrównawczych i – przy odpowiednim projekcie – dla instalacji odgromowej.

PN-HD 60364-5-54 dotyczy właśnie układów uziemiających, przewodów ochronnych oraz ochronnych przewodów wyrównawczych służących zapewnieniu bezpieczeństwa instalacji elektrycznej. Polska wersja normy ma również opublikowaną aktualizację PN-HD 60364-5-54:2011/A1:2023-04.

Jak zrobić uziom fundamentowy?

W typowym rozwiązaniu sztuczny uziom fundamentowy tworzy zamkniętą pętlę wzdłuż obwodu fundamentów. W większych obiektach stosuje się również połączenia poprzeczne tworzące siatkę. Wytyczne związane z PN-HD 60364-5-54 preferują zamknięte pierścienie lub prostokąty.

Najważniejsze jest nie samo umieszczenie metalu w ławie, lecz zapewnienie właściwego położenia i ciągłości elektrycznej. Element uziomu powinien być całkowicie otoczony betonem i unieruchomiony tak, aby nie zmienił położenia podczas betonowania.

W wytycznych dotyczących uziomów zatopionych w betonie przyjmuje się otulenie metalowego elementu betonem wynoszące co najmniej około 5 cm. Przy zastosowaniu płaskownika często ustawia się go pionowo, czyli „na sztorc”. Ogranicza to ryzyko pozostawienia pod szeroką powierzchnią bednarki pustki niewypełnionej betonem.

Przed zalaniem fundamentów trzeba rozplanować wyprowadzenia. Jedno z nich prowadzi się do głównego zacisku lub głównej szyny uziemiającej. Jeżeli projekt przewiduje instalację odgromową, przygotowuje się również odpowiednie wypusty umożliwiające połączenie układu uziemiającego z jej przewodami odprowadzającymi. Dodatkowe wyprowadzenia mogą być potrzebne w pomieszczeniu technicznym lub w innych miejscach wynikających z projektu.

Po betonowaniu dostęp do uziomu praktycznie znika. Dobrym rozwiązaniem jest więc wykonanie jeszcze przed wylaniem betonu dokumentacji fotograficznej przebiegu uziomu, połączeń i wszystkich wypustów.

Czy bednarka w fundamentach jest konieczna?

Nie. Bednarka w fundamentach nie jest synonimem uziomu fundamentowego i nie jest jedynym materiałem, z którego można wykonać taki układ.

Płaskownik stalowy jest popularny, ponieważ łatwo poprowadzić go wokół fundamentów, wykonać zamknięty obwód oraz przygotować wyprowadzenia. Spotykana często na budowach bednarka 30 × 4 mm jest praktycznym rozwiązaniem, ale tego wymiaru nie należy traktować jako uniwersalnego przepisu dla każdego domu.

Alternatywą może być odpowiednio wykonane zbrojenie fundamentów albo inny metalowy element o parametrach wynikających z projektu i właściwej normy. PN-HD 60364-5-54 wymienia wśród możliwych rozwiązań m.in. uziom zatopiony w betonie oraz odpowiednio połączone zbrojenie betonu.

Trzeba jednak zwrócić uwagę na bardzo ważną kwestię: zbrojenia połączonego wyłącznie zwykłym drutem wiązałkowym nie należy automatycznie traktować jako pewnego i ciągłego elektrycznie uziomu. Jeżeli zbrojenie ma pełnić tę funkcję, jego ciągłość oraz sposób wykonania połączeń muszą zostać świadomie zaprojektowane.

Dlatego odpowiedź na pytanie „czy bednarka jest konieczna?” brzmi: nie zawsze, ale konieczny jest prawidłowo zaprojektowany i wykonany układ uziemiający.

Jak łączy się bednarkę ze zbrojeniem?

Jeżeli projekt przewiduje płaskownik prowadzony przy zbrojeniu, zwykle łączy się go z prętami w wielu punktach, aby konstrukcja miała możliwie jednolity potencjał. W opracowaniach technicznych odnoszących się do PN-HD 60364-5-54 wskazuje się połączenia w regularnych odstępach – często około 2 m.

Połączenia muszą zachowywać odpowiednią trwałość mechaniczną i elektryczną przez cały okres użytkowania budynku. W zależności od projektu mogą być wykorzystywane odpowiednio wykonane połączenia spawane, połączenia egzotermiczne albo systemowe zaciski przeznaczone do instalacji uziemiających.

Technologię trzeba jednocześnie uzgodnić z konstruktorem. Nie należy samodzielnie spawać dowolnych elementów zbrojenia tylko dlatego, że mają zostać wykorzystane jako część uziomu. Możliwość i sposób wykonania takich połączeń zależy również od konstrukcji oraz rodzaju zastosowanej stali.

Szczególnej uwagi wymagają miejsca, w których metal wychodzi z betonu i przechodzi do gruntu lub innej wilgotnej strefy. Zmiana środowiska zwiększa ryzyko korozji, a kontakt niektórych różnych materiałów może powodować korozję elektrochemiczną. Materiał wypustów oraz sposób zabezpieczenia takich miejsc powinny być dobrane jako kompletne rozwiązanie techniczne.

Uziom fundamentowy przy płycie fundamentowej i hydroizolacji

Klasyczny uziom fundamentowy działa prawidłowo wtedy, gdy beton fundamentu ma odpowiedni kontakt z gruntem. Problem może pojawić się w nowoczesnych fundamentach całkowicie odizolowanych od ziemi grubą warstwą termoizolacji albo szczelną hydroizolacją.

IEC 60364-5-54 wskazuje, że gdy beton fundamentowy jest odseparowany od ziemi nieprzewodzącą izolacją, wykorzystanie metalu zatopionego w takim betonie jako uziomu może nie zapewnić oczekiwanego kontaktu elektrycznego z gruntem.

W takiej sytuacji projekt może przewidywać dodatkowy uziom umieszczony poniżej warstwy izolacyjnej, uziom prowadzony w gruncie wokół budynku albo rozwiązanie mieszane.

Ma to szczególne znaczenie przy płytach fundamentowych wykonywanych na grubej warstwie termoizolacji. Sam fakt, że w płycie znajduje się dużo stali, nie oznacza jeszcze, że powstał skuteczny uziom domu jednorodzinnego. Zbrojenie może być wykorzystane do wyrównania potencjałów, natomiast odpowiednie połączenie z ziemią trzeba zapewnić zgodnie z projektem.

Uziom fundamentowy a uziom otokowy - czym się różnią?

Uziom fundamentowy znajduje się w betonie fundamentów i najlepiej wykonać go podczas budowy domu. Uziom otokowy układa się natomiast bezpośrednio w gruncie wokół budynku, tworząc zamknięty pierścień.

Uziom fundamentowy ma przewagę w postaci dobrego zabezpieczenia metalu przez beton i zazwyczaj bardziej stabilnych warunków pracy. Uziom otokowy jest w większym stopniu zależny od właściwości oraz wilgotności gruntu, głębokości ułożenia i zmian sezonowych.

Z drugiej strony otok można wykonać również wtedy, gdy fundamenty są już gotowe albo gdy zostały skutecznie odizolowane od ziemi. Może też stanowić uzupełnienie istniejącego uziomu.

W nowym domu na tradycyjnych fundamentach uziom fundamentowy jest zazwyczaj bardzo korzystnym rozwiązaniem. Przy płycie odizolowanej od ziemi, modernizacji istniejącego budynku lub potrzebie poprawienia parametrów uziemienia stosuje się natomiast uziom otokowy, uziomy pionowe albo układ łączący kilka rozwiązań.

Czy uziom domu musi mieć rezystancję poniżej 10 ?

W poradnikach dotyczących uziemienia bardzo często pojawia się wartość 10 Ω. Nie należy jednak traktować jej jako uniwersalnego wymagania dla każdego uziomu w każdym domu jednorodzinnym.

Wymagane parametry zależą m.in. od układu sieciowego, zastosowanych środków ochrony przeciwporażeniowej, instalacji odgromowej, ograniczników przepięć oraz założeń projektu. Sama obecność bednarki w fundamencie nie potwierdza więc skuteczności uziemienia.

Po wykonaniu układu konieczne są odpowiednie sprawdzenia i pomiary wykonane przez osobę posiadającą wymagane kwalifikacje oraz właściwe wyposażenie pomiarowe. Wyniki powinny zostać udokumentowane. Jeżeli parametry uziemienia okażą się niewystarczające, projektant lub elektryk może przewidzieć rozbudowę układu, np. przez dodatkowe elementy uziemiające.

Najczęstsze błędy przy wykonywaniu uziomu fundamentowego

Jednym z najpoważniejszych błędów jest pozostawienie tematu uziemienia na czas po betonowaniu fundamentów. Później nie można już łatwo skontrolować ani poprawić elementów zatopionych w betonie.

Problemy powodują również przerwane obwody, brak przygotowanych wypustów, zbyt małe otulenie betonem, niewłaściwie zabezpieczone przejścia beton–grunt oraz traktowanie drutu wiązałkowego jako pewnego połączenia elektrycznego.

Nie należy także kopiować jednego schematu wykonania do każdego domu. Klasyczne ławy fundamentowe, płyta na izolacji oraz budynek wyposażony w instalację odgromową mogą wymagać różnych rozwiązań.

Kto powinien wykonać uziemienie domu?

Uziom powstaje na styku branży konstrukcyjnej i elektrycznej. Jego przebieg trzeba skoordynować ze zbrojeniem, hydroizolacją, przejściami przez fundament oraz przyszłą instalacją elektryczną.

Rozwiązanie powinno wynikać z projektu, natomiast wykonanie, kontrolę oraz późniejsze pomiary należy powierzyć osobom posiadającym odpowiednie kwalifikacje. Dotyczy to szczególnie doboru przekrojów elementów, technologii wykonywania połączeń, sposobu połączenia uziomu z instalacją elektryczną i instalacją odgromową oraz oceny wyników pomiarów.

Inwestor może natomiast dopilnować, aby temat został rozwiązany przed betonowaniem, przygotowano wymagane wypusty oraz wykonano dokumentację fotograficzną. Nie powinien samodzielnie projektować ani wykonywać połączeń instalacji elektrycznej i odgromowej.

Uziom fundamentowy - co warto zapamiętać?

Dobrze wykonany uziom fundamentowy jest trwałym i ekonomicznym sposobem uziemienia domu, ale trzeba go zaplanować już na etapie fundamentów. Bednarka w fundamentach jest rozwiązaniem popularnym, lecz nie jedynym. Funkcję uziomu może pełnić również odpowiednio przygotowane i elektrycznie ciągłe zbrojenie albo inny element przewodzący przewidziany w projekcie.

Najważniejsze są ciągłość elektryczna, trwałość połączeń, właściwe otulenie betonem, poprawne wyprowadzenia oraz uwzględnienie hydroizolacji i termoizolacji fundamentów. Po zakończeniu prac układ powinien zostać sprawdzony pomiarowo. Dopiero wtedy uziom staje się rzeczywistym elementem ochrony budynku, a nie tylko kawałkiem stali zatopionym w betonie.

Źródło: Zespół redakcyjny portalu zbudujmydom.pl