Как рассчитать молниезащиту?

Методы расчета молниезащиты зданий

Грозовой разряд (молния), попавший в жилой дом, практически всегда приносит серьезные проблемы его владельцам, именно поэтому расчетом молниезащиты необходимо заниматься еще на этапе проектирования дома. В лучшем случае все может закончиться выбиванием пробок и повреждением бытовой техники. В худшем и наихудшем случаях молния может вызвать серьезный пожар, а подчас и гибель людей.

Для того чтобы оградить себя и свое жилище от подобных неприятностей, хозяевам частных домов и загородных коттеджей и дач необходимо самостоятельно заняться обустройством громоотводов (или молниеотводов) на своих участках. Кстати, если в радиусе 100 метров от вашего дома находится громоотвод или подстанция с вышкой мобильной связи, то дополнительный громоотвод строить в своем дворе не нужно. Но это, пожалуй, единственный случай, когда можно обойтись без сооружения молниеотвода

Громоотводы в обязательном порядке устанавливаются на любом здании, где могут находиться люди или электрическое оборудование, обеспечивая тем самым его так называемую молниезащиту. Предусмотрена защита от молнии и на линиях электрических передач. Можно сказать, что единственным местом, где может не быть громоотвода, по-прежнему остаются частные домовладения, в которых устройство подобных сооружений полностью ложится на плечи их владельцев.

Наиболее электропроводны водоносные участки почвы, поэтому более всего подвержены попаданию молний строения, расположенные вблизи рек, озер и прочих водоемов. Для защиты одиноко стоящих строений от удара молний применяются так называемые одностержневые громоотводы.

Принцип работы защиты от молнии

Устройство молниезащиты, а именно громоотвода в принципе несложно. Основные элементы громоотвода — молниеприемник, токоотвод и заземлитель. Молниеприемник — самая высокая часть громоотвода, и располагается на высоте 2-3 метра над крышей защищаемого здания. Слишком высоко его устанавливать крайне нежелательно, иначе молниеприемник начнет притягивать к себе лишние молнии, и каждую грозу ваш двор будут сотрясать непрерывные грозовые разряды.

Молниеприемник — самая высокая часть громоотвода

Назначение токоотвода — проводить электрический ток от молниеприемника к заземлителю. Ток выбирает всегда путь наименьшего сопротивления, в связи с этим можно понять, что чем меньше у заземляющего устройства будет величина сопротивления, тем лучше. Образно говоря, заземлитель является ловушкой для электрического тока.

Токоотвод проводит электрический ток от молниеприемника к заземлителю

Электропроводность человеческого тела примерно в десять раз меньше, чем электропроводность заземлителя. Если на пути у электрического тока окажутся одновременно и человек и заземление, то ток выберет для себя наиболее легкий путь: через токоотвод к заземлению.

Изготовление громоотвода для дома

Подземная часть громоотвода — заземлитель, в свою очередь состоит из горизонтальной и вертикальной частей. Вертикальную часть заземлителя можно сделать из стальной трубы диаметром 50 миллиметров, и толщиной 3 миллиметра. Если нет трубы, то подойдет пруток круглой стали сечением 10 мм, или угловая сталь сечением 6 мм.

Для обустройства подземной части громоотвода в земле роют траншею глубиной не менее 500-800 мм. Траншея должна быть вырыта в виде равностороннего треугольника. В каждом углу траншеи забивают по вертикальному заземлителю. К вертикальным заземлителям по периметру траншеи приваривают горизонтальный заземлитель, который представляет собой кусок полосовой стали толщиной 4 мм.

К горизонтальному заземлителю, в свою очередь, приваривают токоотвод и молниеприемник. Токоотвод представляет собой проволоку толщиной 6 мм. К токоотводу крепится молниеприемник. Молниеприемник, это стальной стержень диаметром примерно 12 мм, и длиной 0.2-1.5 метров. Подземная часть громоотвода — заземлитель должна располагаться вдали от входных дверей, тропинок и мест где часто ходят люди и животные.

Рассмотрим пример расчета систем молниезащиты для многоэтажного здания в городе по методике расчета и построения защитных зон, предложенный энергетическим институтом имени Г. М. Кржижановского. Для этого понадобятся такие величины

• высота здания – hзд;
• ширина здания – S;
• длина здания – L.

Любое здание может относиться к одному из трех категорий опасности поражения молнией и систем молниезащиты. В зависимости от этого параметра определяется ожидаемое количество N поражений молнией в год здания, не оборудованного молниезащитой, определяем по формуле:

N = ((S + 6hзд)(L + 6hзд) − 7,7 h2зд) n ·10-6

где S − ширина здания, м;

L − длина здания, м;

hзд − высота здания, м;

n – среднее число ударов молнии в месте расположения здания или сооружения (для каждого населенного пункта имеются индивидуально просчитанные данные).

Кстати, заняться расчетами можно и онлайн, для этого существует масса ресурсов с заранее запрограммированной формулой, вам останется только ввести параметры здания (длина, высота, ширина), выбрать тип громоотвода и определить для своей географической зоны n — среднее число ударов молнии. Этот показатель зависит от средней продолжительности гроз в часах за год (tcp). Так, при tcp равном 40-60 часам в год (большая часть России) n приравнивается к 4, а при tcp=10-20, n=1.

Расчеты радиуса грозозащиты

Несмотря на простоту конструкции одностержневого громоотвода, заниматься его монтажом самостоятельно, не имея опыта в выполнении подобных работ, не рекомендуется. Ведь помимо сварочных работ, проектирование грозозащиты включает в себя еще и предварительные расчеты для определения радиуса молниезащиты.

Радиус молниезащиты — это величина пространства, которое будет защищать громоотвод. Лучше всего доверить подобную работу профессионалам. Правильно рассчитанный и смонтированный громоотвод обеспечит надежную защиту вашему дому и прилегающим к нему участкам.

После того, как будет известен радиус молниезащиты (rx), можно заняться расчетом высоты молниеотвода по формуле:

Полученные данные молниезащиты здания необходимо сопоставить требованиям защиты объекта.

Заключение

Для правильной работы громоотвода необходимо, чтобы его подземная часть — заземлитель, находился во влажном грунте. Для этих целей в осенне-летний период землю требуется увлажнять. Громоотвод категорически запрещается красить, поскольку окрашивание ухудшает его электропроводность.

Один раз в год его необходимо выкапывать из земли для осмотра. Обычно это делают ранней весной. При осмотре обращают внимание на состояние заземлителя и его целостность. Если токоведущие части покрылись ржавчиной, то их необходимо зачистить напильником.

При сильном повреждении может потребоваться его замена на новый.

Источник: http://energomir.biz/elektrichestvo/zazemlenie-molniezashhita/raschet-molniezashhity-zdanij.html

Как рассчитать молниезащиту

Под молниезащитой понимается специальная система защиты от поражения молнией, воздействие которой способно нанести непоправимый ущерб любому жилому зданию или сооружению. Она состоит из ряда конструктивных элементов, каждый из которых выполняет свою вполне определенную функцию. Расчет молниезащиты вследствие этого сводится к вычислению параметров всех составляющих системы, определяемых согласно стандартным методикам.

Назначение и состав системы

Для защиты зданий от грозовых разрядов чаще всего используется так называемая «пассивная» молниезащита, состоящая из таких конструктивных элементов, как:

• молниеприемник, обустраиваемый в виде металлического штыря, троса или специальной сеточной конструкции;
• токоотвод (спуск), используемый для перенаправления разряда на заземляющее устройство (ЗУ);
• сама заземляющая конструкция.

Далее будут рассмотрены основные параметры системы молниезащиты, подлежащие расчету.

Молниеотвод и спуск

Что касается первой составляющей молниезащиты (молниеприемника) – требованиями ПУЭ предусматривается, чтобы он располагался в самой верхней точке защищаемого строения. Для стандартных конструкций штыревого класса место размещения этого элемента выбирается исходя из того, чтобы заостренный конец его пики находился на 2-3 метра выше плоскости или конька крыши.

При наличии на защищаемом объекте нескольких штыревых молниеприемников согласно общепринятой методике обязательно просчитывается расстояние между соседними молниеотводами.

В случае использования тросового или сеточного молниеприемника для соответствующих элементов молниезащиты проводят расчеты либо основные параметры троса (длина и сечение), либо размеры отдельной ячейки сетки.

Обратите внимание! Молниеотводы большей длины применять не рекомендуется, поскольку они начнут притягивать к себе даже те грозовые разряды, которые ничем не угрожают данному объекту.

Токоотвод необходим для перенаправления электрического разряда, принятого молниеприемником, в направлении заземляющего устройства. С одной стороны он подсоединяется к «уловителю» молний, а с другой – к конструкции заземлителя.

Его основными расчетными величинами являются материал отводящей ленты, ее длина и сечение, обеспечивающие наименьшее электрическое сопротивление отводящей цепочки.

С точки зрения расчета системы для достижения требуемого результата этот элемент должен изготавливаться из металлов с высокой электропроводностью и иметь достаточно большое сечение (обычно оно составляет 6-8 кв. мм).

Заземляющее устройство

Заземляющая конструкция для молниезащиты рассчитывается исходя из требования достижения надежного контакта с грунтом, обеспечивающего идеальные условия для растекания токового разряда в землю.

Важно! Расчету этой части молниезащиты нужно уделить особое внимание, поскольку без надежного заземления все остальные элементы защитной системы теряют свою функциональность.

Помимо этого, к расчетным элементам заземления относятся и стальные перемычки, объединяющие вбитые в землю стержни в единый контур и соединяемые методом сварки. Их расчетными параметрами являются длина и сечение, а также марка стали, которые обеспечивают требуемое сопротивление растекания. В следующем разделе приводится пример расчета системы защиты от поражения молниевым разрядом.

Образец расчета

В качестве образца расчета данных по молниезащите рассмотрим вариант определения ее параметров для частного загородного дома, с установленным на крыше одиночным штыревым молниеприемником. В соответствии с методическими указаниями в этом случае исходят из необходимости образования особой зоны защиты (воображаемого конуса вокруг мачты со штырем), в пределах которой располагается защищаемый объект.

Радиус защиты Rx такого конуса со штырем, установленным на высоте hx, определяется из следующего соотношения:

где под вторым элементом пропорции (ha) понимается активная высота всей зоны грозозащиты (воображаемого конуса), под hx – высота защищаемой точки данного строения, а просто h – это собственная высота устанавливаемого молниеотвода.

Расчет системы молниезащиты может быть осуществлен и в режиме онлайн, где пользователю предлагается специальная программа для проведения соответствующих операций. Для получения требуемого результата необходимо ввести в соответствующие графы геометрические размеры защищаемого строения и выбрать нужную географическую зону.

Источник: https://EvoSnab.ru/ustanovka/molnija/raschet-molniezashhity

Расчет и устройство молниезащиты зданий и сооружений

Попадание в жилой дом молнии может принести немало бед его хозяевам, поэтому еще на этапе проектирования строения необходимо выполнять грамотный расчет молниезащиты и впоследствии правильно смонтировать все ее элементы. Безусловно, далеко не каждое здание может попасть под губительное воздействие молнии, но все же если такое произойдет, убытки будут несоизмеримо большими, чем средства, затраченные на монтаж системы молниезащиты.

ОГЛАВЛЕНИЕ

• Чем опасна молния?
• Как защититься от молнии?
• Как выполнить расчет молниезащиты?

Чем опасна молния?

Удар молнии по незащищенному жилому зданию или какому-либо хозяйственному сооружению может обернуться следующими негативными последствиями:

• возникновение травм и увечий у людей;
• возникновения повреждений конструкции здания;
• выход из строя системы электроснабжения дома;
• возникновение возгораний, которые могут перерасти в масштабные пожары.

Чтобы уберечь свое имущество от попадания молнии следует грамотно рассчитать, а затем смонтировать систему молниезащиты.

Как защититься от молнии?

В настоящее время для защиты от молнии широко используется пассивная система молниезащиты. Она состоит из следующих конструктивных элементов:

1. Молниеприемник (металлическая сетка, трос или штырь);
2. Токоотвод;
3. Заземляющий контур.

Молниеприемник является самой высокой частью системы. Его располагают на высоте 2-3 метра от самой верхней точки защищаемого здания. Устанавливать молниеприемник выше не следует, так как он может притягивать к себе молнии, в результате чего во время грозы сооружение будет подвержено воздействию частых ударов молнии.

Токоотвод расположен между приемником молний и заземлителем. Его назначение сводится к отводу электрического тока в землю. Как известно, электрический ток проходит по пути наименьшего сопротивления, поэтому для монтажа токоотводов выбирают стальную полосу или арматуру сечением не менее 6 мм.

Для экономии на платежах за электроэнергию наши читатели советуют «Экономитель энергии Electricity Saving Box». Ежемесячные платежи станут на 30-50% меньше, чем были до использования экономителя. Он убирает реактивную составляющую из сети, в результате чего снижается нагрузка и, как следствие, ток потребления. Электроприборы потребляют меньше электроэнергии, снижаются затраты на ее оплату.

загрузка…

Заземлитель состоит из вертикальных стальных труб диаметром около 50 мм с толщиной стенки 3 мм, забитых в землю на глубину не менее 1,5 м, соединенных между собой горизонтальными полосами стали 12х4 мм. При отсутствии труб, роль вертикальных заземлителей контура может исполнять стальной пруток сечением 10 мм или уголок 50х5 мм.

На заключительном этапе выполняют электрическое соединение всех конструктивных элементов между собой с использованием сварки. Заземлитель должен быть расположен рядом со стеной защищаемого здания, вдали от входных дверей и тропинок, по которым могут ходить люди или домашние животные.

Как выполнить расчет молниезащиты?

В качестве примера, рассмотрим расчет молниезащиты для частного дома, защищенного одиночным штыревым молниеотводом. Зоной защиты молниеотвода называют определенную часть примыкающего к нему пространства, внутри которого здание надежно защищено от прямого попадания молнии. Иными словами, зона защиты того или иного сооружения представляет собой некий воображаемый конус, внутри которого находится защищаемый объект. Вершиной этого конуса является самая верхняя точка молниеприемника.

Радиус защиты rx того или иного сооружения на любой его высоте hx можно определить, решив следующее соотношение:

где rx – радиус защиты сооружения на интересующем уровне от поверхности грунта, hа — активная высота молниеотвода, hx – высота защищаемой точки сооружения, h – собственная высота молниеотвода.

Несмотря на кажущуюся простоту методики расчета молниезащиты, доверить ее выполнение следует только профессионалам, так как только они способны учесть множество факторов, которые дилетант может даже не заметить.

Методика расчета защиты от молнии доступна в режиме онлайн. Интернет предлагает пользователям ряд ресурсов, на которых имеются программы для необходимого расчета. При расчете этим способом нужно всего лишь ввести в соответствующие поля геометрические размеры здания и выбрать географическую зону.

Также, следует сказать о том, что в настоящее время для защиты строений от удара молнии используют активные системы молниезащиты. Активные молниеотводы сами провоцируют удар молнии в токоприемник. Зона защиты, обеспечиваемая активными системами, гораздо превышает аналогичный показатель пассивных систем.

В заключение следует сказать несколько слов о техническом обслуживании молниеотвода. Все элементы молниезащиты здания категорически запрещается красить, так как это снижает их электропроводность. Ежегодно, перед началом грозового сезона, контур заземления необходимо откапывать и визуально прослеживать целостность его элементов. В случае возникновения на поверхности элементов системы ржавчины, ее следует удалять при помощи

Источник: http://ElectricVDele.ru/elektrobezopasnost/raschet-molniezashhity.html

Расчет молниеотвода

Молниезащита – это комплекс технических мер, направленных на организацию защиты строения от прямого удара молнии (ПУМ). У нас вы получите квалифицированную консультацию и расчет параметров защиты от ПУМ для вашего объекта.

Оснащение сооружения комплектом молниезащитного оборудования позволяет улавливать разряд молнии, проводить его по предназначенным для этого путям и передавать через систему заземления в почву, не причиняя вреда имуществу и оберегая его от разрушения.

Система молниезащиты здания включает:

• Молниеприемник – элемент, принимающий на себя разряд. В обиходе более популярное название этого устройства – молниеотвод или громоотвод. Внешне он выглядит как металлический заостренный стержень или мачта либо как горизонтальный трос, протянутый вдоль конька крыши.
• Токоотвод – проложенный по наружной стене, металлическим элементам конструкции или на удалении от строения металлический провод, по которому проходит ток высокого напряжения во время разряда молнии.
• Заземление – металлические конструкции, выполненные по разным схемам, погруженные в почву в соответствии с инженерными расчетами. Они подсоединены к токоотводу и передают электрический разряд на землю.

Качественное соединение всех элементов системы молниезащиты предотвращает появление искр, повышает проводимость контура, обеспечивая максимальную эффективность конструкции.

Типы конструкций молниезащиты

Наша компания предлагает различные модели защитного электрооборудования. В каталоге представлены молниеотводы:

Одностержневые – выполнены в виде заостренного сверху стержня или мачты. Стержневая молниезащита устанавливается непосредственно на здание в высшей его точке либо рядом с ним на некотором удалении, не превышающем радиус зоны молниезащиты. 

Двухстержневые, выполненные с одинаковой или различной высотой, — устанавливаются на противоположных концах зданий либо с максимально возможным удалением друг от друга, но при этом создающие неразрывную зону молниезащитывытянутого контура. 

Одиночные тросовые – из многожильного металлического троса, натянутого вдоль здания или линии электропередачи по высшим точкам конструкции и закрепленного на опорах, соединенных с заземлением посредством токоотводов. Тросовая молниезащита обеспечивает безопасность объектов большой протяженности. 

Многократные тросовые – выполнены в виде сетки, изготовленной из металлических тросов. Предварительный расчет зон молниезащитыдает показатель расстояния между параллельными тросами, образующими сетку. В местах пересечения граней ячеек используется сварка для обеспечения надежного соединения жил, препятствующего образованию искры. Сетка размещается поверх верхней плоскости объекта, надежно фиксируется и подключается через токоотводы к системе заземления.

Различают два типа грозозащиты:

• Пассивная молниезащита – система, принимающая на себя прямой удар молнии во время разряда.
• Активная молниезащита – приспособление, провоцирующее электрический разряд в себя. Осуществляется посредством инициации процесса ионизации воздуха при росте потенциалов напряжения, возникающего перед началом появления молнии.

Классификация степеней надежности защиты

Эффект использования молниезащиты заключается в создании вокруг них зоны, в которой прямой разряд молнии произойдет с минимальной вероятностью. При устройстве системы и расчете зон молниезащитыучитывается не только высота, на которой должна находиться высшая точка молниеотвода, но и степень надежности создаваемой защиты.

Различают степень надежности:

• А – ее показатель составляет > 99,5 % вероятности перехвата прямого удара молнии во время грозы.
• Б – параметр колеблется в пределах 95… 99,5 % надежности защиты от прорыва электроразряда к контролируемому объекту.

Зона А включается в построение зоны молниезащиты для жилых домов, объектов повышенной опасности (легко воспламеняемых, взрывоопасных), объектов высокой ответственности и ценности.

Зона Б рассчитывается для сельскохозяйственных комплексов, ангаров, стоянок, складов, не связанных с хранением особо ценной продукции и товаров.

В разрезе, сделанном по вертикали молниеотвода, эти зоны молниезащиты накладываются, причем А расположена внутри Б. Внешние границы зоны А должны охватывать все находящиеся на территории контроля строения. Зона Б при этом имеет большее покрытие.

• Для однократной стержневой молниезащиты зона безопасности занимает внутренний объем конуса, вершина которого совпадает с верхушкой молниеотвода. Его основание представляет круг на земле, радиус которого для зоны А рассчитывается по формуле:

r0 = (1,1 — 0,002 h) h,

где ro — радиус основания, h — высота молниеотвода и ее значение меньше 150 м.

Для зоны Б формула: r0 = 1,5 h.

Высота объекта (hx), расположенного внутри зоны безопасности, создаваемой молниеотводом известной высоты (h), составляет соответственно:

Для А – hx = 0,85 h; при этом радиус объекта: rx = (1,1 — 0,002 h) (h — hx / 0,85).

Для Б – hx = 0,92 h, с радиусом объекта: rx =1,5 (h — hx / 0,92).

Исходя из этого и известных данных о высоте уже имеющихся на территории сооружений, можно сделать расчет необходимой высоты молниеотвода:

h = (rx + 1,63 hx) / 1,5.

• Расчет молниеотвода (hc) двукратной комплектации происходит по формулам:

hc=ho-(0,17+3*10-4h)(L-h)

rc=ro

rcx=ro(hc-hx)/hc

Расчет зон молниезащиты учитывает высоту молниеотводов (h), расстояние между точками их установки (L), высоту (hx) расположенных на территории объектов.

• Для расчета многократных молниеотводов, из которых устраивается грозозащита большой площади покрытия, учитываются параметры расположенных рядом парных точек.
• Расчеты для тросовой молниезащиты проводятся с использованием формулы:

hc=ho-(0,14+5*10-4h)(L-h);

где h

Источник: https://Groze.net/raschet-molnieotvoda.html

Молниеотвод

Сначала разберемся в сути понятия. Молниеотвод обозначает одно и тоже, что Грозозащита или Молниезащита и отличается от Громоотвода, которым называют чаще только молниеприемную часть системы защиты зданий и сооружений.

То есть молниеотвод – это «молниеприемник + токоотвод + заземление», или внешняя составляющая системы.

Если посмотреть на схему любой комплексной молниезащиты, будь то частный дом или здание промышленного, офисно-административного назначения, то это ее часть, которая предназначена именно для защиты от прямых ударов молнии.

Конструкции (виды) молниеотводов

Всего существует 3-и базовые схемы: стержневой (рисунки а, б), тросовый (в) и молниеотвод в виде молниеприемной сетки (или сетчатый) (г). Комбинированная схема предполагает сочетание базовых вариантов.

По количеству одинаковых молниеприемных частей – одиночный, двойной и т.д.

По характеру и месту установки стержневые делятся на молниеприемные стержни, сборные стержневые, которые могут устанавливаться на фланцах, кронштейнах, специальных опорах или быть отдельно стоящими. Молниеприемные мачты как правило имеют телескопическую конструкцию и метод установки на или в грунт.

Тросовый – это трос, натянутый между опорами. Контур может быть любым, в том числе замкнутым. К нему по сути относится и самый простой и дешевый вариант молниеотвода для частного дома или дачи, когда вместо троса на небольшом расстоянии от конька кровли натягивают проводник радиусом 8-10 мм (алюминиевый, стальной или медный в зависимости от материала и цвета кровли) на расстоянии не менее 20 мм от самого конька, выводят его концы за крайние точки на расстояние  примерно 30 мм и загибают немного вверх.

Молниеприемная сетка используется на плоских или крышах с незначительным уклоном.

Итак, как мы сказали, система внешней молниезащиты может быть изолирована от сооружения (отдельно стоящие молниеотводы – стержневые или тросовые, а также соседние сооружения, выполняющие роль естественных молниеотводов), или может быть установлена на защищаемом здании и даже быть его частью.

Расчет молниеотвода

Выбор молниеотводов рекомендуют производить при помощи специальных компьютерных программ, способных на основании габаритов зданий, планов кровли и конструктивных элементов на ней вычислять вероятности прорыва молнии и зоны защиты. Вот почему надежнее обращаться в специализированные организации, которые быстро выдадут Вам различные варианты и конфигурации молниеотводов.

Хотя, если конфигурация защищаемого объекта позволяет обойтись простейшими молниеотводами (одиночным стержневым, одиночным тросовым, двойным стержневым, двойным тросовым, замкнутым тросовым), размеры их можно определить самостоятельно, пользуясь заданными в Инструкциях СО 153-343.21.122-2003 и РД 34.21.122-87 зонами защиты.

Объект считается защищенным, если он целиком попадет в зону защиты молниеприемного устройства, которой присвоен требуемый уровень надежности.

Зона защиты одиночного стержневого молниеприемника (согласно СО 153-34.21.122-2003)

Стандартной зоной защиты в этом случае является круговой конус с вершиной, которая совпадает с вертикальной осью молниеотвода. Размеры зоны в этом случае определены 2-мя параметрами: высотой конуса h0 и радиусом его основания r0.

В таблице ниже указаны их значения в зависимости от требуемой надежности защиты для молниеотводов высотой до 150 м от уровня земли. Для больших высот необходимо применение специальных программ и методик расчета.

Для других типов и комбинаций молниеотводов вариации расчета зон защиты смотрите в главе 3.3.2 СО 153-343.21.122-2003 и Приложении 3 РД 34.21.122-87.

Теперь, чтобы определить попадает ли ваш объект Х в зону защиты рассчитываем радиус горизонтального сечения rx на высоте hx и откладываем его от оси молниеприемника до крайней точки объекта.

Правила определения зон защиты для объектов высотой до 60 м (согласно МЭК 1024-1-1)

В Инструкции СО есть методика проектирования молниеотводов для обычных сооружений по стандарту МЭК 1024-1-1, которая может быть принята только, если расчеты по ней получаются более «жесткие», чем требования указанной Инструкции.

По ней могут быть применены следующие 3-и способа для разных случаев:

• метод защитного угла для простых по форме или маленьких частей больших сооружений
• метод фиктивной сферы для сооружений сложной формы
• защитная сетка в общем случае и в особенности для защиты поверхностей

В таблице для разных категорий (уровней) молниезащиты (подробнее о категориях или классах здесь) приведены соответствующие значения параметров каждого из методов (радиус фиктивной сферы, предельно допустимые угол защиты и шаг ячейки сетки).

Метод угла защиты для кровельных надстроек

Величина угла выбирается по графику на диаграмме для соответствующей высоты молниеотвода, которая отсчитывается от защищаемой поверхности, и класса молниезащиты здания.

Зона защиты, как уже было сказано выше, – это круговой конус с вершиной в верхней точке стержня молниепремника.

Метод фиктивной сферы

Применяется, когда сложно определить размеры зоны защиты для отдельных конструкций или частей здания по методу защитного угла. Ее границей является воображаемая поверхность, которую очерчивает сфера выбранного радиуса r (см. таблицу выше), если бы ее прокатили по вершине сооружения, обходя молниеотводы. Соответственно объект считается защищенным, если эта поверхность не имеет с ним общих точек пересечения или касания.

Молниеприемная сетка

Это проводник, уложенный сверху на кровлю с выбранным в зависимости от класса молниезащиты здания шагом ячейки. При этом все металлические элементы на крыше (зенитные фонари, вентиляционные шахты, воздухозаборники, трубы и т.п.) обязательно должны быть соединены с сеткой. Иначе для них необходимо смонтировать дополнительные молниеприемники. Более подробно о конструктивных особенностях и вариантах монтажа можно прочитать в материале «Молниезащита на плоской кровле».

Шаг ячейки по российским нормам выбирают исходя из категории молниезащиты здания (может быть меньше, но никак не больше).

Молниеприемная сетка монтируется с соблюдением ряда условий:

• проводники прокладывают наикратчайшими путями
• при ударе молнии у тока для отвода к заземлению должна быть возможность выбора хотя бы 2-х разных путей
• при наличии конька и наклоне кровли более, чем 1 к 10, проводник нужно обязательно проложить по нему
• никакие части и элементы, выполненные из металла, не должны выступать за внешний контур сетки
• обязателен внешний контур сетки из проводника, смонтированный по краю периметра крыши, а край крыши должен выступать за габариты здания

Материалы и сечения проводников молниеотвода

В качестве материалов, используемых для производства молниеприемного оборудования и токоотводов используются оцинкованная и нержавеющая сталь, медь и алюминий. К ним предъявляются требования коррозионной стойкости и механической прочности, если используется защитное покрытие, то оно должно иметь хорошую адгезию с основным материалом.

В таблице указаны требования к профилю проводников и стержней по минимальной площади сечения и диаметра (согласно ГОСТ 62561.2-2014)

Монтаж молниеотвода для частного дома и промышленного здания

Рассмотрим какие же элементы монтажа включают в себя обычно система внешней молниезащиты. На рисунках ниже показаны примеры молниеотвода частного дома и промышленного здания.

Соответсвующими номерами здесь обозначены следующие изделия и их наименования:

Круглые и плоские проводники, тросы

Компоненты молниезащиты на плоских кровлях, перемычки и компенсаторы

Компоненты молниезащиты на скатных кровлях, кровельные держатели проводника

Компоненты молниезащиты на металлических кровлях, кровельные держатели проводника

Токоотводы, держатели токоотводов

Стержни земляного ввода, соединительные проводники, смотровые колодцы, держатели проводников

Клеммы для водосточных желобов, клеммы, соединительные компоненты

Молниеприемники, компоненты

Изолированная молниезащита

Монтаж можно разделить на три этапа: устройство молниеприемной части внешней молниезащитной системы (молниеприемники и их элементы крепления), прокладка токоотводов (кровельная и фасадная часть здания) и земляные работы по устройству заземления. Как правило у всех компаний стоимость работ составляет некоторый процент от цены материалов.

 Купить молниеотвод, цены на комплектующие

Компания МЗК-Электро предлагает отличные цены на молниеотводы и комплектующие. Ассортимент изделий на нашем складе составляет более 1.

500 позиций, закупка осуществляется напрямую по дилерским контрактам у прямых производителей, что предполагает обязательную сертификацию и гарантию. Все изделия имеют необходимые сертификаты качества и гарантию.

Мы также занимаемся проектированием и монтажом любых систем молниезащиты зданий и сооружений, как для частных домовладельцев, так и промышленных предприятий. Познакомиться с нашими ценами можно в соответствующем разделе.

Источник: https://www.mzke.ru/molnieotvod.html

Расчет молниезащиты | зданий и сооружений

Для предохранения зданий от разрядов молний используют комплекс устройств, состоящих из молниеприёмника и металлических элементов (арматуры, соединительных элементов, проводов). Узнайте, как сделать расчет молниезащиты, чтобы она была эффективной.

Для чего и как выполнить расчет молниезащиты зданий и сооружений

Расчет выполняется для того, чтобы обеспечить безопасность персонала и оборудования при эксплуатации зданий и сооружений от опасного воздействия молний. Чтобы правильно рассчитать зону защиты от поражения электрическим током, применяют ПУЭ, ПТЭЭП, а также Инструкцию по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций.

СО 153-34.21.122-2003 была утверждена приказом Минэнерго в один год с утверждением ПТЭЭП. Инструкция не прошла регистрацию в Минюсте России. В таблице 2.1 СО 153-34.21.122-2003 даны примеры разделения объектов защиты – зданий и сооружений – на четыре класса.

Объект	Тип объекта	Последствия удара молнии
Обычный	Жилой дом	Отказ электроустановок, пожар и повреждение имущества. Обычно небольшое повреждение предметов, расположенных в месте удара молнии или задетых ее каналом
Ферма	Первоначально – пожар и занос опасного напряжения, затем потеря электропитания с риском гибели животных из-за отказа электронной системы управления вентиляцией, подачи корма и т.д.
Театр; школа; универмаг; спортивное сооружение	Отказ электроснабжения (например, освещения), способный вызвать панику. Отказ системы пожарной сигнализации, вызывающий задержку противопожарных мероприятий
Банк; страховая компания; коммерческий офис	Отказ электроснабжения (например, освещения), способный вызвать панику. Отказ системы пожарной сигнализации, вызывающий задержку противопожарных мероприятий. Потери средств связи, сбои компьютеров с потерей данных
Больница; детский сад; дом для престарелых	Отказ электроснабжения (например, освещения), способный вызвать панику. Отказ системы пожарной сигнализации, вызывающий задержку противопожарных мероприятий. Потери средств связи, сбои компьютеров с потерей данных. Необходимость помощи тяжелобольным и неподвижным людям
Промышленные предприятия	Дополнительные последствия, зависящие от условий производства, — от незначительных повреждений до больших ущербов из-за потерь продукции
Музеи и археологические памятники	Невосполнимая потеря культурных ценностей
Специальный с ограниченной опасностью	Средства связи; электростанции; пожароопасные производства	Недопустимое нарушение коммунального обслуживания (телекоммуникаций). Косвенная опасность пожара для соседних объектов
Специальный, представляющий опасность для непосредственного окружения	Нефтеперерабатывающие предприятия; заправочные станции; производства петард и фейерверков	Пожары и взрывы внутри объекта и в непосредственной близости
Специальный, опасный для экологии	Химический завод; атомная электростанция; биохимические фабрики и лаборатории	Пожар и нарушение работы оборудования с вредными последствиями для окружающей среды

К обычному классу относятся жилые здания, фермы, производственные предприятия, банки, школы и другие объекты защиты. В число специальных объектов с ограниченной опасностью входят линии связи, электростанции, линии электропередачи, пожароопасные производства.

Есть еще один класс – специальный. К этому классу относят нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ), автозаправочные комплексы (АЗС), производства и склады петард, фейерверков, бенгальских огней и другие взрывопожароопасные производства. Такие объекты представляют опасность для своего непосредственного окружения.

Последний, самый опасный класс – объекты, представляющие опасность для окружающей среды в целом. Это атомные электростанции, химические заводы и биохимические производства. Аварии на них представляют угрозу не только для жизни и здоровья живущих в окрестностях, но и для генофонда.

В таблице 2.2 инструкции представлена таблица уровней защиты от прямого удара молнии (ПУМ), от 0.8 для IV до 0.98 для I класса. Для каждого уровня МЗ определяют предельно допустимые параметры тока молнии.

Уровень защиты	Надежность защиты от ПУМ
I II III IV	0,98 0,95 0,90 0,80

Также важным элементом расчета МЗ является плотность удара молнии в землю. Этот показатель берут из данных метеонаблюдений в конкретной местности или по формуле Ng = 6,7 x Тd / 100 (2.1). При этом Td – это средняя продолжительность гроз в часах, определенная по региональным картам интенсивности грозовой деятельности. Рассчитать параметры молниезащиты можно с помощью онлайн-калькулятора, но не сложно это сделать и самостоятельно.

Пример расчета молниезащиты

Исходные данные:
Производственное здание угольной котельной в Пензенской области, категория по пожароопасности П-II с возможным выделением угольной пыли, имеющий III категорию опасности поражения молнией и устройств молниезащиты.

Показатель
Тип здания или сооружения – прямоугольное
Длина L	45
Ширина S	45
Высота H	50
Удельное сопротивление грунта, ρ
Категория по взрывопожароопасности согласно ПУЭ	П-II
Категория молниезащиты	III
Ожидаемое количество N поражений молнией в год здания, не оборудованного молниезащитой N = ((S + 6hзд)(L + 6hзд) − 7,7 h2зд) n 10-6 Расчет: N = ((45 + 6·* 50)(45 + 6 50) − 7,7 * 502) * 4 * 10-6 = 0,4	0,4
Тип зоны защиты – при N = 0,4. Б – степень надежности защиты составляет 95-99,5%	Б
Степень огнестойкости здания
Удельная плотность ударов молнии в землю, n, 1/км2∙год (при среднегодовой продолжительности гроз, в часах в Пензенской области, равном от  41 – до 60 часов.	4
Радиус зоны защиты Rx на высоте сооружения Hx, м – радиус горизонтального сечения на высоте защищаемого объекта	50,3
Высота молниеотвода, h, м h = (rx + 1,63hx) / 1,5, Расчет: h = (50,3 + 1,63 * 50) / 1,5 = 87,9 м	87,9
Расчет стандартной зоны защиты Габариты зоны определяются двумя параметрами: высотой конуса h0, и радиусом конуса на уровне земли r0 (радиус зоны стягивания).
Радиус зоны стягивания, r0, м r0= 1,5h r0 = 1,5 * 87,9 = 131,9 м	131,9
Высота конуса стандартной защиты одиночного стержневого молниеотвода h0, м h0 = 0,92h Расчет: h0 = 0,92 * 87,9 = 80,9 м	80,9
Вывод по эффективности: Рассчитанная зона молниезащиты здания полностью соответствуют требованиям защиты объекта, так как превышает стандартную зону защиты на 7 метров.	h0 < h 80,9 <  87,9

Источник: https://www.trudohrana.ru/article/103709-18-m10-raschet-molniezashchity