Блискавкозахист будівель та споруд
ДСТУ Б В.2.5-38:2008 Інженерне обладнання будівель і споруд. Улаштування блискавкозахисту будівель і споруд.
Блискавковідвід,— пристрій, який сприймає удар блискавки і відводить її струм в землю.
Блискавка— особливий вид проходження електричного струму через величезні повітряні прошарки, джерелом якого є атмосферний заряд, накопичений грозовою хмарою.
Прямий удар блискавки (ПУБ) — безпосередній контакт каналу блискавки з об’єктом (будівлею або спорудою), що супроводжується протіканням через нього струму блискавки.
Класифікація об'єктів визначається за небезпекою ударів блискавки для самого об’єкта і його оточення.
Безпосередня небезпечна дія блискавки — це пожежі, механічні пошкодження, травми та загибель людей і тварин, а також пошкодження електричного і електронного устаткування. Наслідками удару блискавки можуть бути вибухи і виділення небезпечних продуктів — радіоактивних і отруйних хімічних речовин, а також бактерій та вірусів.
Удари блискавки можуть бути особливо небезпечні для електронних систем.
Щодо блискавкозахисту об'єкти поділяються на звичайні та спеціальні.
Звичайні об'єкти(промисловіпідприємства, тваринницькі і птахівничі будівлі і споруди, житлові і адміністративні будівлі, універмаги, банки, страхові компанії, дошкільні установи, школи, лікарні, притулки для старих, музеї і археологічні пам’ятники, спортивні споруди тощо).
Спеціальні об'єкти:
- об'єкти, що становлять небезпеку для безпосереднього оточення (нафтопереробні підприємства, заправні станції, підприємства з виробництвом і зберіганням вибухових речовин);
- об'єкти, що становлять небезпеку для екології (хімічні заводи, атомні електростанції, біохімічні фабрики і лабораторії);
- об'єкти з обмеженою небезпекою (пожежонебезпечні підприємства, електростанції, підстанції і лінії електропередавання, засоби зв’язку);
- інші об'єкти ( будови висотою вище 60 м, об'єкти, що будуються).
Прямий удар блискавки (ураження блискавкою) - безпосередній контакт каналу блискавки з будівлею чи спорудою, що супроводжується протіканням через неї струму блискавки. Прямий удар блискавки здійснює на уражений об'єкт наступні дії: електричну, що пов'язана з ураженням людей і тварин електричним струмом та виникненням перенапруг на елементах, по яких струм відводиться в землю; теплову, що зумовлена значним виділенням теплоти на шляхах проходження струму блискавки через об'єкт; механічну, що спричинена ударною хвилею, яка поширюється від каналу блискавки, а також електродинамічними силами, що виникають у конструкціях, через які проходить струм блискавки.
Під вторинними проявами блискавки розуміють явища під час близьких розрядів блискавки, що супроводжуються появою потенціалів на конструкціях, трубопроводах, електропроводах всередині будівель і споруд, які не зазнали прямого удару блискавки. Вони виникають внаслідок електростатичної та електромагнітної індукції.
Захист об'єктів від прямих ударів блискавки забезпечується шляхом встановлення блискавковідводів. Захист від електростатичної індукції (вторинний прояв блискавки) здійснюється приєднанням устаткування до заземлювача для відведення електростатичних зарядів, індукованих блискавкою, в землю. Захист від електромагнітної індукції полягає у встановленні методом зварювання перемичок між протяжними металоконструкціями в місцях їхнього зближення менше ніж на 10 см. Інтервал між перемичками повинен становити не більше 20 м. Це дає змогу наведеному струму блискавки переходити з одного контуру в інший без утворення електричних розрядів. Захист від занесення високих потенціалів у будівлю здійснюється шляхом приєднання до заземлювача металоконструкцій перед їх введенням у будівлю.
Для захисту об'єкта від прямих ударів блискавки застосовують блискавковідвід — пристрій, який височіє над захищуваним об'єктом, сприймає удар блискавки та відводить її струм у землю. Захисна дія блискавковідводу базується на властивості блискавки уражати найбільш високі та добре заземлені металеві конструкції. За конструктивним виконанням блискавковідводи поділяються на стержневі, тросові та сітчасті (рис. 3.35), а за кількістю та загальною площею захисту — на одинарні, подвійні та багатократні. Окрім того, розрізняють блискавковідводи встановлені окремо (рис. 3.35, б) та такі, що розташовані на захищуваному об'єкті (рис. 3.35, в). Будь-який блискавковідвід складається з (рис. 3.35) блискавкоприймача 1 (металевий стержень, трос, сітка), який безпосередньо сприймає удар блискавки; опори 2 (спеціальні стовпи, елементи конструкцій будівлі), на якій розташовується блискавкоприймач; струмовідводу 3 (металевий провідник, конструкція), по якому струм блискавки передається в землю; заземлювача 4, який забезпечує розтікання струму блискавки в землі.
Блискавковідводи: |
• а — стержневий; б — тросовий; е — сітчастий; 1 — блискавкоприймач; 2 — несівна опора (поверхня); 3 — струмовідвід; 4 — заземлювач |
Зона захисту блискавковідводу— простір, усередині якого будівельна конструкція захищена від ПУБ з надійністю не нижче визначеного значення.
Для одинарного стержневого блискавковідводу висотою h ≤ 150 м зона захисту являє собою конус (рис. 3.36, а) з вершиною на висоті h0 < h. На рівні землі зона захисту утворює коло радіусом г0, а горизонтальний переріз зони на висоті hx утворює коло радіусом rx.
а — одинарного стержневого; б — одинарного тросового; 1 — межа зони захисту на рівні землі; 2 — межа зони захисту на рівні hx.
Рівень блискавкозахисту(РБЗ) – число (номер), яке пов’язане із зазделегідь встановленими параметрами струму блискавки та імовірністю того, що ці взаємопов’язані максимальні і мінімальні параметри не будуть перевищувати природних параметрів струмів блискавки.
Надійність захисту від ПУБ (Рз) слід приймати:
0,99 ÷ 0,999 – для об’єктів І РБЗ ;
0,95 ÷ 0,99 – для об’єктів ІІ РБЗ ;
0,9 ÷ 0,95 – для об’єктів ІІІ РБЗ ;
не нижче ніж 0,85 – для об’єктів ІV РБЗ.