Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Расчёт молниезащиты зданий и сооружений — обязательный этап проектирования, обеспечивающий безопасность людей, сохранность оборудования и предотвращение пожаров при прямых ударах молнии. В Российской Федерации расчёт выполняется по двум основным нормативным документам: РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» и СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций». Оба документа действуют параллельно (разъяснение Ростехнадзора, письмо N 10-03-04/182).
К оглавлению
Объекты I и II категории защищаются от прямых ударов молнии, вторичных воздействий и заноса высокого потенциала по коммуникациям. Объекты III категории — от прямых ударов и заноса по наземным коммуникациям.
Ожидаемое среднегодовое число поражений здания или сооружения молнией определяется по формуле из Приложения 2 РД 34.21.122-87:
N = [(S + 6h)(L + 6h) − 7,7h2] × n × 10−6
где:S — ширина здания, м;L — длина здания, м;h — наибольшая высота здания, м;n — среднегодовое число ударов молнии в 1 км2 земной поверхности (плотность ударов), определяемое по среднегодовой продолжительности гроз для данной местности.
Среднегодовая продолжительность гроз определяется по региональным климатическим данным или по карте грозовой деятельности (Приложение 2, РД 34).
Зона защиты молниеотвода — пространство вблизи молниеотвода, вероятность поражения молнией в пределах которого не превышает заданного значения. РД 34.21.122-87 определяет два типа зон:
Зона защиты представляет собой конус с вершиной на высоте h0 < h и радиусом на уровне земли r0. На произвольной высоте hx радиус зоны rx определяется по формулам Приложения 3 РД 34. Формулы различаются для зон А и Б.
Зона А (h ≤ 150 м):
h0 = 0,85h
r0 = (1,1 − 0,002h) × h
rx = (1,1 − 0,002h) × (h − hx/0,85)
Зона Б (h ≤ 150 м):
h0 = 0,92h
r0 = 1,5h
rx = 1,5 × (h − hx/0,92)
СО 153-34.21.122-2003 вводит метод катящейся (фиктивной) сферы, заимствованный из международного стандарта IEC 62305. Суть метода: фиктивная сфера радиусом R «прокатывается» по поверхности сооружения и земли. Все точки, которых сфера не касается, считаются защищёнными.
Для объектов I категории по РД 34 молниеотводы должны быть отдельно стоящими (не на защищаемом здании), чтобы исключить протекание тока молнии по конструкциям здания. Для объектов II и III категории допускается установка молниеотводов непосредственно на здании.
Каждый молниеотвод должен быть присоединён к заземляющему устройству. Требования к сопротивлению заземления зависят от категории:
В качестве заземлителей допускается использовать железобетонные фундаменты зданий (при выполнении требований п. 1.8 РД 34). Токоотводы прокладываются по наружным стенам здания с шагом не более 25 м.
Склад ЛВЖ (категория I молниезащиты). Размеры: L = 60 м, S = 24 м, h = 12 м. Среднегодовая продолжительность гроз — 50 ч (n = 4 уд/(км2·год)).
N = [(24 + 72)(60 + 72) − 7,7 × 144] × 4 × 10−6
N = [96 × 132 − 1108,8] × 4 × 10−6
N = [12 672 − 1108,8] × 4 × 10−6 = 11 563,2 × 4 × 10−6
N = 0,046 уд/год
Категория I → зона А (отдельно стоящие молниеотводы). Необходимо, чтобы всё здание (hx = 12 м) находилось в зоне защиты. Используя формулы Приложения 3 РД 34, для двух стержневых молниеотводов определяется необходимая высота стержней и расстояние между ними.
Расчёт выполняется итеративно по формулам зоны А или с использованием специализированного программного обеспечения.
Вывод: для склада ЛВЖ с N = 0,046 уд/год молниезащита I категории обязательна (независимо от N). Требуется зона защиты типа А от отдельно стоящих молниеотводов, сопротивление заземления ≤ 10 Ом.
Оба документа действуют параллельно. Разъяснение Ростехнадзора (письмо N 10-03-04/182) допускает применение обеих методик. РД 34.21.122-87 удобен для типовых решений с зонами А и Б. СО 153-34.21.122-2003 позволяет точнее задать надёжность и применять метод катящейся сферы для сложных конфигураций.
Категория определяется по таблице 1 РД 34.21.122-87 в зависимости от назначения здания, класса взрывоопасных зон, степени огнестойкости и ожидаемого числа поражений молнией. I категория — здания с зонами класса В-I и В-II; II категория — зоны В-Ia, В-Iб, В-IIа и наружные установки В-Iг; III категория — здания пониженной огнестойкости в районах с n ≥ 2.
По формуле N = [(S+6h)(L+6h) − 7,7h2] × n × 10−6, где S и L — ширина и длина здания (м), h — высота (м), n — плотность ударов молнии (уд/(км2·год)), определяемая по среднегодовой продолжительности гроз.
Фиктивная сфера заданного радиуса R (20, 30, 45 или 60 м в зависимости от уровня защиты) «прокатывается» по сооружению и земле. Все точки, которых сфера не касается, считаются защищёнными от прямых ударов молнии. Метод применяется по СО 153 и соответствует стандарту IEC 62305.
Зона А обеспечивает надёжность защиты не менее 99,5% (вероятность прорыва ≤ 0,005). Зона Б — не менее 95% (вероятность прорыва ≤ 0,05). Зона А применяется для наиболее опасных объектов (I категория), зона Б — для объектов II и III категории.
Для объектов I и II категории — не более 10 Ом. Для III категории — не более 20 Ом. В качестве заземлителей допускается использовать железобетонные фундаменты зданий при выполнении требований РД 34 (п. 1.8).
Для объектов I категории (взрывоопасные зоны В-I, В-II) ток молнии не должен протекать по конструкциям защищаемого здания. Поэтому молниеотводы устанавливаются на отдельных опорах с соблюдением безопасных расстояний по воздуху и в земле от здания и его коммуникаций (РД 34, пп. 2.3–2.5).
Согласно РД 34.21.122-87: визуальный осмотр — ежегодно перед началом грозового сезона; измерение сопротивления заземляющих устройств — не реже одного раза в год. Для объектов I категории проверки могут назначаться чаще.
Данная статья носит исключительно ознакомительный и информационный характер. Представленные формулы, параметры и примеры не являются руководством к действию и не заменяют профессионального проектирования. Автор и издатель не несут ответственности за последствия использования информации. Расчёт и проектирование систем молниезащиты должны выполняться квалифицированными специалистами на основании полных текстов нормативных документов и конкретных характеристик защищаемого объекта.
1. РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений».
2. СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций».
3. Пособие к РД 34.21.122-87 «Пособие по устройству молниезащиты зданий и сооружений».
4. IEC 62305 (серия) «Protection against lightning».
5. Базелян Э.М., Райзер Ю.П. Физика молнии и молниезащиты. — М.: Физматлит.
6. Карякин Р.Н. Нормы устройства молниезащиты — сравнительный анализ. — М.: Энергосервис.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.