Uziom fundamentowy – co to jest? Jak i z czego wykonać?

Uziom fundamentowy to element instalacji, który odpowiada za bezpieczne odprowadzenie prądu do gruntu. Wykonuje się go ze stalowych prętów lub bednarki umieszczonej w ławie fundamentowej, jeszcze przed zalaniem betonem. Odpowiednia realizacja uziomu fundamentowego ma kluczowe znaczenie dla ochrony budynku i domowników przed skutkami przepięć i wyładowań atmosferycznych.

Czym jest uziom fundamentowy i do czego służy?

Uziom fundamentowy to element instalacji elektrycznej, który stanowi uziemienie budynku poprzez wykorzystanie elementów zbrojenia fundamentów, połączonych przewodami stalowymi. Jego podstawową funkcją jest bezpieczne odprowadzenie prądów upływowych, prądów zwarciowych oraz wyładowań atmosferycznych do ziemi, co chroni zarówno ludzi, jak i urządzenia elektryczne przed porażeniem i uszkodzeniami.

Stosowanie uziomu fundamentowego pozwala znacząco obniżyć rezystancję uziemienia – typowe wartości mieszczą się w zakresie 1–10 Ω, co spełnia wymagania większości norm budowlanych i elektroenergetycznych. Uziom tego typu wykorzystuje dużą powierzchnię styku z ziemią, dzięki czemu charakteryzuje się lepszym przewodnictwem w porównaniu do tradycyjnych uziomów otokowych czy pionowych.

Rozwiązanie to znajduje zastosowanie w nowych budynkach, gdzie zbrojenie fundamentów może być łatwo połączone elektrycznie i zabezpieczone przed korozją poprzez otulenie betonem. Uziom fundamentowy stanowi również integralny element systemów ochrony odgromowej budynku, a w wielu krajach, w tym w Polsce, jego wykonanie jest wymagane przepisami podczas wznoszenia nowych obiektów użyteczności publicznej oraz domów jednorodzinnych.

Jakie są wymagania prawne dotyczące uziomu fundamentowego?

Wymagania prawne dotyczące uziomu fundamentowego w Polsce reguluje przede wszystkim norma PN-EN 62305-3 oraz Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Zgodnie z przepisami, każdy nowo wznoszony budynek musi być wyposażony w system uziemiający, a uziom fundamentowy jest rekomendowanym, choć nie zawsze obligatoryjnym, rozwiązaniem.

Wykonanie uziomu fundamentowego podlega ścisłym wytycznym. Materiały przewodzące stosowane w uziemieniu muszą być odporne na korozję, dopuszczone do kontaktu z betonem i spełniać wymagania określone w normie PN-HD 60364-5-54. Minimalny przekrój stali zbrojeniowej użytej jako uziom wynosi 50 mm², natomiast dla pręta okrągłego łączonego na zimno – 25 mm². Uziom należy połączyć z bednarką wyprowadzoną ponad poziom posadzki, którą podłącza się później do głównej szyny wyrównania potencjałów.

Normy narzucają również konkretne sposoby połączeń – wszystkie stykające się elementy muszą być trwałe i odporne na uszkodzenia mechaniczne oraz korozję. Dla obiektów szczególnego przeznaczenia lub zasilanych z sieci energetycznych o napięciu powyżej 1 kV, projekt oraz wykonanie uziomu muszą zostać zatwierdzone przez osobę posiadającą uprawnienia budowlane w specjalności instalacji elektrycznych. Każdy wykonany uziom fundamentowy powinien być udokumentowany w inwentaryzacji powykonawczej instalacji elektrycznej oraz spełniać wymagania dotyczące oporu uziemienia, wynoszące najczęściej maksymalnie 10 Ω, o ile nie określono inaczej w projekcie lub normie branżowej.

Z czego najlepiej wykonać uziom fundamentowy?

Do wykonania uziomu fundamentowego najlepiej wykorzystać stal zbrojeniową w postaci prętów gładkich o średnicy minimum 10 mm, łączonych na zakład minimum 20 cm i spajanych spawaniem lub zaciskami. Dopuszcza się również stosowanie taśmy stalowej ocynkowanej ogniowo o przykładowych wymiarach 30×4 mm, zwłaszcza gdy pręty nie mogą być efektywnie połączone ze zbrojeniem. Duże znaczenie ma odporność materiałów na korozję – pozwala to zachować trwałość i przewodność przez cały okres użytkowania budynku.

Zgodnie z normą PN-EN 62305 oraz wytycznymi PN-HD 60364-5-54, elementy uziomu bezwzględnie nie mogą być pokryte warstwą farby, betonu z dodatkiem środków hydrofobowych ani innymi powłokami izolacyjnymi, gdyż pogarsza to kontakt z otaczającym betonem i przewodność. Najczęściej stosowanym, a zarazem najskuteczniejszym rozwiązaniem jest stal żebrowana klasy minimum B500B, którą należy prowadzić w najniższej warstwie zbrojenia ławy lub płyty fundamentowej. Stal nierdzewna powinna być wybierana głównie w sytuacjach, gdy środowisko gruntowe może powodować szybkie uszkodzenie tradycyjnej stali.

Poniżej przedstawiono zestawienie najczęściej stosowanych materiałów wraz z podstawowymi parametrami:

Najlepszym rozwiązaniem pod względem kosztów i jakości pozostaje stal żebrowana w otulinie betonowej, która gwarantuje skuteczne przewodzenie i trwałą ochronę antykorozyjną przez dziesięciolecia. Stal nierdzewna z kolei to dobre rozwiązanie w miejscach o szczególnie agresywnych warunkach lub gdy wymagana jest maksymalna trwałość bez konieczności regularnych kontroli.

Jak wykonać uziom fundamentowy krok po kroku?

Aby wykonać uziom fundamentowy, najpierw przygotowuje się elementy przewodzące prąd – zwykle są to pręty stalowe gładkie lub żebrowane o średnicy minimum 10 mm albo taśmy stalowe o przekroju co najmniej 100 mm² (np. 30×4 mm), pokryte powłoką antykorozyjną. Uziom umieszcza się bezpośrednio w betonie fundamentowym, przed zalaniem ław, a wszystkie połączenia powinny być zgodne z dokumentacją projektową. Najlepszy efekt daje spawanie, które zapewnia ciągłość przewodu.

Poniżej przedstawiono kolejne etapy wykonania uziomu fundamentowego:

• Wyłożenie przewodów uziemiających na dnie wykopu lub deskowania ławy fundamentowej, w możliwie najniższym jej punkcie.
• Połączenie prętów lub taśm na stykach (najczęściej przez spawanie) dla zachowania ciągłości uziomu.
• Wyprowadzenie odprowadzenia uziomu (zacisku przyłączeniowego) ponad poziom ławy, w miejscu przewidzianym do późniejszego połączenia z instalacją elektryczną budynku.
• Zabezpieczenie elementów uziomu przed przesunięciem podczas zalewania betonu i dokładne ich pokrycie betonem (min. 5 cm warstwy betonu), co zabezpiecza stal przed korozją.
• Sporządzenie dokumentacji powykonawczej z dokładnym oznaczeniem miejsca wyprowadzenia zacisku uziemienia.

Prace należy wykonać przed zalaniem betonu, a wyprowadzenie uziomu wyraźnie oznaczyć i chronić przed uszkodzeniami mechanicznymi podczas kolejnych etapów budowy. Po zakończeniu prac, dobrym rozwiązaniem jest wykonanie pomiarów rezystancji uziemienia – rezultat powinien mieścić się w wartościach granicznych zapisanych w projekcie, zazwyczaj poniżej 10 Ω.

Jakie najczęstsze błędy popełnia się przy wykonywaniu uziomu fundamentowego?

Jednym z najczęściej popełnianych błędów przy wykonywaniu uziomu fundamentowego jest niewłaściwy dobór materiału – stosowanie prętów lub bednarki ocynkowanej może prowadzić do korozji w betonie. Zgodnie z obecnie obowiązującymi normami należy używać wyłącznie stali zbrojeniowej lub miedzi powlekanej. Bardzo często popełnianym uchybieniem jest przerwanie ciągłości przewodu uziemiającego – na przykład poprzez zastosowanie nieodpowiednich połączeń lub umieszczenie złącz w miejscach szczególnie narażonych na wpływ agresywnych środowisk gruntowych.

W trakcie budowy uziomu fundamentowego błędem jest także brak odpowiedniego połączenia ze zbrojeniem fundamentu. Zbrojenie powinno być solidnie i stabilnie powiązane spawem lub skręceniami, by zapewnić prowadzenie prądu na całej długości. W praktyce często pomija się również prawidłowe wyprowadzenie zwodów uziemiających ponad powierzchnię fundamentu w celu późniejszego podłączenia instalacji odgromowej oraz ochronnej.

Do najczęściej spotykanych uchybień należy zaliczyć również niewykonanie kontroli końcowej rezystancji uziomu oraz brak udokumentowania przebiegu uziomu w projekcie powykonawczym. Uziom zamontowany wyłącznie na zewnętrznym obwodzie ławy fundamentowej, bez połączenia z częścią centralną fundamentu, może mieć znacznie wyższy opór niż wymagany w normie PN-EN 62305-3 – poniżej przedstawiono najistotniejsze błędy i ich konsekwencje:

• niestosowanie odpowiednich materiałów (np. bednarki ocynkowanej zamiast stali zbrojeniowej)
• przerwanie ciągłości uziomu przez błędne łączenia lub brak połączenia ze zbrojeniem całej ławy
• brak wykonania pomiarów rezystancji oraz niewłaściwe rozprowadzenie uziomu w fundamencie
• umieszczenie połączeń w miejscach narażonych na wilgoć lub działanie agresywnych substancji

Takie błędy prowadzą do pogorszenia jakości uziemienia, co z kolei powoduje nieprawidłowe działanie instalacji odgromowej i zwiększa ryzyko porażenia prądem. Ich eliminacja pozwala na bezpieczną pracę całego systemu ochrony odgromowej i przeciwporażeniowej.

Kiedy warto zastosować uziom fundamentowy, a kiedy inny rodzaj uziemienia?

Uziom fundamentowy stosuje się przede wszystkim w nowych budynkach, gdzie już na etapie wylewania fundamentu można wbudować stal zbrojeniową i zapewnić jej odpowiednie połączenia oraz ochronę przed korozją. Rozwiązanie to pozwala osiągnąć bardzo niską rezystancję uziemienia, często poniżej 10 Ω, co jest wymagane w instalacjach odgromowych i energetycznych. W przypadku obiektów istniejących lub tam, gdzie nie można wykorzystać zbrojenia fundamentu, konieczne jest zastosowanie uziomów otokowych, pionowych lub prętowych.

Przy wyborze rodzaju uziemienia bierze się pod uwagę przede wszystkim rodzaj gruntu, wilgotność oraz powierzchnię fundamentów. Uziom fundamentowy lepiej sprawdza się w gruntach wilgotnych i gliniastych, zapewniając stabilne parametry przez wiele lat, podczas gdy w gruntach piaszczystych albo przy ograniczonym fundamencie bardziej efektywne mogą być uziomy zewnętrzne lub słupowe. Szczególnej ostrożności wymaga sytuacja w miejscach narażonych na agresję chemiczną gruntu, gdzie stal w betonie może korodować szybciej – wtedy rozważa się użycie uziomów z materiałów odpornych na korozję, takich jak stal nierdzewna lub miedziowana.

W poniższej tabeli zestawiono najczęstsze sytuacje i rekomendowane rodzaje uziemienia:

Tabela ilustruje, że uziom fundamentowy jest najlepszym wyborem przy nowych, rozległych fundamentach w sprzyjających warunkach gruntowych, natomiast w trudnych gruntach, budynkach już istniejących lub przy konieczności natychmiastowej modernizacji, bardziej praktyczne są inne typy uziemień. W każdej sytuacji należy uwzględnić zarówno parametry gruntu, jak i aspekty konstrukcyjne oraz możliwość późniejszego dostępu serwisowego do uziomu.

Czy uziom fundamentowy można zamontować w istniejącym budynku?

Uziomu fundamentowego nie da się zamontować w istniejącym budynku bez przeprowadzania bardzo inwazyjnych i kosztownych prac budowlanych. Jego wykonanie wymaga bezpośredniego kontaktu zbrojenia z betonem na etapie wylewania fundamentów, co jest możliwe wyłącznie podczas budowy nowego obiektu.

W przypadku już istniejących budynków wprowadzenie uziomu fundamentowego wiązałoby się z koniecznością odkucia fundamentów oraz ponownego wykonania części konstrukcji, a to grozi naruszeniem stabilności budynku. Z tego powodu zastosowanie tego rozwiązania przy modernizacji instalacji elektrycznych lub odgromowych w gotowych domach jest w praktyce nierealne.

Zamiast uziomu fundamentowego w modernizowanych lub istniejących obiektach stosuje się inne rodzaje uziemień, takie jak uziomy otokowe, pionowe lub prętowe, które można zamontować bez uszkadzania fundamentów. Te alternatywne rozwiązania spełniają wymagania norm dotyczących ochrony od porażeń i odgromowej bez ingerencji w konstrukcję budynku.