5.8 Молниезащита
Молниезащита включает комплекс мероприятий и устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, предохранения зданий, сооружений, оборудования и материалов от взрывов, загораний и разрушений, возможных при воздействии молнии.
В соответствии с назначением зданий и сооружений необходимость выполнения молниезащиты и тип зоны защиты определяют в зависимости от среднегодовой продолжительности гроз, а также от ожидаемого количества поражений здания в год.
Здания и сооружения, отнесённые к 1 и 2 категориям молниезащиты, должны быть защищены от прямых ударов молнии, вторичных проявлений молнии и заноса высокого потенциала через наземные, надземные и подземные металлические коммуникации. Здания и сооружения, отнесённые к 3 категории молниезащиты, должны быть защищены от прямых ударов молнии и заноса высокого потенциала.
Наружные установки, отнесённые ко 2 категории молниезащиты, должны быть защищены от прямых ударов и вторичных проявлений молнии, а наружные установки 3 категории молниезащиты – от прямых ударов молнии.
При определении размеров и формы защиты необходимо учитывать высоту и форму защищаемого здания и сооружения. Для создания зон защиты применяют одиночный стержневой молниеотвод, двойной стержневой молниеотвод, многократный стержневой молниеотвод; одиночный, двойной или многократный тросовый молниеотвод.
Помещение, для которого ниже будут производиться расчёты, относится к III категории молниезащиты с зоной защиты Б, так как по ПУЭ оно относится к классу П-IIа, располагается в местности со средней продолжительностью гроз 20 ч/год и более при количестве поражений молнией в год N ≤ 2.
Молниезащита осуществляется посредством размещения одиночного стержневого молниеотвода.
Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода представляет собой круговой конус, размер зоны защиты при этом рассчитывают исходя из высоты молниеотвода.
Для производственного здания параметры зоны защиты определяются следующим образом:
Определяется среднегодовая продолжительность гроз, в районе расположения здания.
Для Тамбова среднегодовая продолжительность гроз от 40 до 60 ч.
Определяется ожидаемое количество поражений молнией в год для
зданий прямоугольной формы:
(5.2)
где n – среднегодовое число ударов молнии в 1 км2 земной поверхности в районе расположения здания;
Lзд – длина здания, равная 40 м;
Bзд – ширина здания, равная 20 м;
hзд – высота здания, равная 15 м.
Для Тамбова n = 4.
Определяется категория молниезащиты и тип зоны защиты.
Категория – вычислительный центр, зона защиты – Б.
Рассчитываются параметры зоны защиты.
Одиночный стержневой молниеотвод. Зона защиты представляет собой конус, вершина которого находится на высоте h0, как показано на рис. 5.1.
Рисунок 5.1 – Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода
высотой до 150 м
Высота зоны защиты h0 над землей, м:
(5.3)
где h – высота молниеотвода, м.
Радиус зоны защиты r0 на уровне земли, м:
(5.4)
Радиус зоны защиты rх на высоте hх над землей, м:
(5.5)
Исходя из размеров здания можно вычислить rх следующим образом:
. (5.6)
Таким образом, радиус зоны защиты:
Значение hх принимается равным hзд, то есть 15 м. Тогда, выражая h из формулы (5.5), получим:
Подставляя h в формулу (5.3), получим:
h0 = 0,92 × 31,3 = 28,8 м.
Подставляя h в формулу (5.4), получим:
r0 = 1,5 × 31,3 = 47 м.
Выбираем стержень высотой 16,5 м, укрепленный на крыше здания.