Расчет зоны защиты молниеотводов

Одиночный стержневой молниеотвод

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h представляет собой круговой конус (рис.4), вершина которого находится на высоте h₀<h. На уровне земли зона защиты образует круг радиусом r₀. Горизонтальное сечение зоны защиты на высоте защищаемого сооружения h_x представляет собой круг радиусом r_x.

Зоны защиты одиночных стержневых молниеотводов высотой h£150 м имеют следующие габаритные размеры:

Зона А h₀=0,85h; r₀=(1,1-0,002 h)h; (3)

r_x=(1,1-0,002h)·(h-h_x/0,85) (4)

Зона Б h₀=0,95h; r₀=1,5h; r_x=1,5(h-h_x/0,55) (5)

Для зоны Б при известных значениях h_x и r_x

h=(r_x+1,63h_x)/1,5 (6)

Рис. 4. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода

Двойной стержневой молниеотвод.

Зона защиты двойного стрежневого молниеотвода высотой h£150 м представлена на рис. 5. Торцевые области зоны защиты определяются как зоны одиночных стержневых молниеотводов, габаритные размеры которых h₀, r₀, r_x1, r_x2 определяются по формулам предыдущего раздела. Внутренние области зон защиты двойного стержневого молниеотвода имеют следующие размеры:

Зона А: при L£h; h_c=h₀; r_cx=r_x; r_c=r₀

при h<L£2h; h_c=h₀-(0,17+3.10^-4h)(L-h)

r_c=r₀; r_cx=r₀(h_c-h_x)/h_c;

при 2h<L£4h; h_c=h₀-(0,17+3.10^-4h)(L-h)

. (7)

При расстоянии между стержневыми молниеотводами L>4h для построения зоны А молниеотводы следует рассматривать как одиночные.

Зона Б: при L£h; h_c=h₀; r_cx=r_x; r_c=r₀

при h<L£6h; h_c=h₀-0,14(L-h); r_c=r₀

(8)

При расстоянии между стержневыми молниеотводами L>6h для построения зоны Б молниеотводы следует рассматривать как одиночные. При известных значениях h_c и L (r_cx=0) высота молниеотвода для зоны Б определяется по формуле h=(h_c+0,14L)/1,06.

Рис. 5. Зона защиты двойного стержневого молниеотвода
1 - граница защиты на уровне h_x1; 2 – то же на уровне h_x2;
3 – то же на уровне земли.

Одиночный тросовый молниеотвод

Зона защиты одиночного тросового молниеотвода высотой h£150 м приведена на рис. 6, где h – высота троса в середине пролета.

Рис. 6. Зона защиты одиночного тросового молниеотвода

С учетом стрелы провеса троса сечением 35-50 мм² при известной высоте опор h_оп и длине пролета а – высота троса (в метрах) определяется: h= h_оп-2 при а <120 м, h= h_оп-3 при 120<а<150.

Зоны защиты имеют следующие габаритные размеры:

Зона А: h₀=0,85h; r₀=(1,35-0,0025h)h;

r_x=(1,35-0,0025h)(h-h_x/0,85).

Зона Б: h₀=0,92h; r₀=1,7(h-h_x/0,92).

Для зоны Б высота одиночного тросового молниеотвода при известных значениях h_x и r_x определяются по формуле:

h=(rx+1,85hx)/1,7 (9)

Порядок проведения работы

1. После ознакомления с общими сведениями студенты отвечают на контрольные вопросы, предлагаемые преподавателем.

2. Получают от преподавателя конкретное задание по расчету молниезащиты.

3. В соответствии с назначением здания студенты определяют необходимость выполнения молниезащиты и ее категорию, а при использовании стержневых и тросовых молниеотводов – тип защиты по приложению 1.

4. В зависимости от среднегодовой продолжительности гроз вместе нахождения здания (определяется по карте, рис. 3) рассчитывается ожидаемое количество N поражений молнией в год по формулам 1 или 2.

5. Студенты выбирают и обосновывают тип молниеотводов, количество и месторасположение их.

6. Рассчитывают высоту молниеотводов, выбрав нужную формулу, исходя из принятой системы молниезащиты и типа зоны (А или Б), и задавшись координатными расчетными точками (мест расположения молниеотводов, расстояния их от наиболее удаленной от них точки здания).

7. Рассчитывать радиус защиты r_x следует по размерам здания, изображенного в плане.

8. При расчете высоты h_x за расчетную точку следует принимать наиболее высокую точку здания или наиболее удаленную от молниеотвода, если здание невысокое и длинное.

9. Определяется графически зона защиты молниеотвода после вычисления требуемой высоты его h.

Для проведения расчета высоты молниеотвода, радиуса защиты и построения зоны защиты необходимо начертить в трех проекциях здание в выбранном студентами масштабе.

10. Пользуясь приложением 2 рассчитать параметры молниезащиты на ПЭВМ.

Лабораторная работа заканчивается составлением отчета по прилагаемой ниже форме.

Санкт-Петербургская государственная академия
сервиса и экономикИ

Лабораторная работа №13