Молниезащита зданий и сооружений

Молниезащита — это комплекс защитных мероприятий от мол­нии, обеспечивающих безопасность людей, сохранность зданий и со­оружений, оборудования и материалов от взрывов, загораний, раз­рушений.

Сила тока молнии достигает 200000 А, а напряжение 1000000 В,

длина ее искры 100 и 1000 м, продолжительность действия от 0,1 до 1 с. Молния чаще всего поражает более высокие здания, сооруже­ния, устройства и склады.

Молниезащиту зданий и сооружений или их частей, а также на­ружных установок, кроме электростанций и подстанций, воздушных линий электропередачи, контактных сетей, радио- и телевизионных антенн, телеграфных, телефонных и радиотрансляционных линий, выполняют в соответствии с требованиями СН 305.

При проектировании молниезащиты различают защиту от пря­мых ударов молнии, электростатической и электромагнитной индук­ции и от заноса высоких потенциалов через надземные и подземные металлические коммуникации.

Прямой удар молнии — наиболее опасный вид воздействия на здания и сооружения, сопровождающийся непосредственным контак­том канала молнии с ними. Для защиты от прямых ударов линей­ных молний применяют молниеотвод, состоящий из молниеприемни­ка, воспринимающего удар молнии, токоотводов, соединяющих молниеприемник с заземлителями, отводящими ток молнии в землю.

В зависимости от конструкции молниеприемника основными ти­пами молниеотводов являются стержневые и тросовые . По числу совместно действующих молниеотводов они разделяются на одиночные, двойные и многократные. К самым простым и рас­пространенным относятся одиночные стержневые и тросовые мол­ниеотводы.

Расчетная высота молниеотвода — расстояние по вертикали от уровня земли, на котором расположено защитное сооружение, до вер­шины молниеприемника для стержневого молниеотвода или до точки максимального провеса троса для тросового молниеотвода. Тросовые применяют в основном для защиты воздушных линий.

При устройстве молниеотводов в качестве молниеприемников ис­пользуют наиболее высокие конструкции и сооружения (дымовые трубы, кровли, стены зданий, водонапорные башни). Чаще всего для защиты сооружений применяют стержневые молниеприемники.

При этом учитывается категория молниезащиты (зоны классов взрыво- и пожароопасности, среднегодовая деятельность в часах, ожидаемое число поражений в год) .

Одиночный стрежневой молниеотвод (рис. 34.1,а). Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h < 60 м предста­вляет собой конус с образующей в виде ломаной линии . Основанием конуса является круг радиусом г = 1,5h. Горизонталь­ное сечение зоны защиты на высоте защищаемого сооружения h_x представляет собой круг радиусом r_х (радиус защиты).

Для графического построения образующей конуса зоны защиты следует соединить вершину молниеотвода с точками, расположен­ными на уровне земли, отстоящими от основания молниеотвода на расстоянии г/2 = 0,75h в обе стороны от него; точку на молниеотво­де, расположенную на высоте 0,8h, соединить с точками на уровне земли, отстоящими от основания молниеотвода на расстоянии 1,5h в обе стороны от него.

Ломаные линии, образующие полученную фигуру, представля­ют границу зоны защиты в сечении по оси молниеотвода. Область, ограниченная вращением полученной фигуры вокруг оси молниеот­вода и плоскостью по земле, представляет пространство, защищенное с достаточной степени надежности от поражения молнией.

Радиус зоны защиты определяется следующим соотношением:

r_x=1,5 (h-1,25h_x) при 0 ≤ h_x ≤ h; (34.1)

r_x = 0,75 (h – h_x) при h ≤ h_x ≤ h (34.2)

Зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой бо­лее 60 м, но не выше 100 м по форме аналогичны зоне защиты одиноч­ного стержневого молниеотвода высотой до 60 м, но в ней основанием конуса принят радиус г = 90 м (рис. 34.1,6). Зоны защиты двойного стержневого молниеотвода даны на рис. 34.1,е. Граница зоны защи­ты между единичными молниеотводами равной высоты представляет собой дугу окружности, проходящую через вершины этих молниеот­водов с центром, находящимся на перпендикуляре, восстановленном из середины расстояния "а" на высоте Н = 4 h.Торцевые области зон определяются как зоны одиночных стержневых молниеотводов [10,64].

Рисунок 34.1- Зоны защиты стержневых одиночных и двойных молниео­тводов: а — высотой до 60 м; б — высотой 60-100 м; в — двойного стержневого (зоны защиты на уровне земли и на высоте h_x)