Молниезащита зданий. 
Строительство многоэтажного жилого дома

Категории молниезащиты зданий В соответствии с «Инструкцией по устройству молниезащиты зданий и сооружений» (РД 34.21.122−87) все жилые, административные и производственные здания должны иметь устройство молниезащиты.

В зависимости от вероятности вызванного молнией пожара или взрыва, исходя из масштаба возможных разрушений и ущерба, промышленные и жилые здания по устройству молниезащиты относятся к трем категориям (I, II, III).

I категория — здания, в который размещаются взрывоопасные производства класса В-I, В-II;

II категория — здания, в который размещаются взрывоопасные производства класса В-Iа, В-Iб, В-Iг, В-IIа;

III категория — пожарные производства класса П-I, П-II, П-IIа, жилые и общественные здания высотой более 25 метров, дымовые трубы и различные башни высотой более 15 метров.

Все здания III категории защищают от прямых ударов молнии и заноса высоких потенциалов через наземные металлические коммуникации.

Для зданий III категории молниезащита выполняется в виде металлической сетки, укладываемой на плоской кровле, с размером ячейки не более 150 м² (12×12 м) и сечением проволоки не менее 6 мм².

Импульсное сопротивление заземляющего устройства должно не превышать 20 — 40 Ом. Для зданий данной категории сетка должна соединяться с заземляющим устройством не менее чем двумя тоководами.

Исходные данные

Местоположение — г. Красноярск;

Высота здания — 46,72 м; размеры в осях 98,15×15,5 м;

Кровля плоская Грунт по периметру здания: суглинок с включением глины с.

Решение

Для г. Красноярск продолжительность гроз в году находится в пределах 20 — 40 часов. Принимаем 40 часов в год.

Рассчитываем ожидаемое количество N поражений молнией в год здания, не оборудованного молниезащитой ,.

где S, L — ширина и длина защищаемого здания, м;

h — наибольшая высота здания, м;

n — среднегодовое число ударов молнии в 1 км² земной поверхности в месте расположения здания. Принимаем n=2.

,.

поражений.

На основании РД 34.21.122−87 установили, что для данного здания требуется III категория молниезащиты. В качестве молниезащиты выбираем металлическую сетку из стальной проволоки d=6 мм с ячейками размером 12Ч12 м. В узлах сетка соединяется электросваркой.

Импульсное сопротивление заземляющего устройства для III категории молниезащиты составляет 20 — 40 Ом. Сетка должна соединяться тоководами с заземляющим устройством в двух местах и более. В качестве тоководов можно использовать стальную полосу сечением 48 мм² или стальной пруток диаметром не менее 6 мм.

Рассчитать заземляющее устройство для сеточного молниеотвода

Решение. Грунт. В качестве заземлителя применим стальные трубы диаметром 0,08 м и длиной 1−2м, располагаемые вертикально и соединенные с помощью сварки стальной полосой 40Ч4 мм. Допускаемое импульсное сопротивление .

Определяем сопротивление одиночного вертикального заземлителя Rв. Расстояние от поверхности грунта до верхнего конца заземлителя принимаем равным 0,8 м.

Коэффициент сезонности:. Определяем расчетное удельное сопротивление грунта. .

Рассчитываем сопротивление одиночного вертикального заземлителя Rв.

t — расстояние от середины заземлителя до поверхности земли, равно t=1+0,8=1,8 м.

.

Определяем ориентировочное число n1 одиночных заземлителей.

. Принимаем n1=3 шт.

Расположение заземлителей в плане принимаем по прямой линии с расстоянием между смежными заземлителями, равными 2l=4 м. Минимальная длина соединительной полосы составит 8 м.

Найдем действительное значение коэффициента использования.

.

Принимаем 4 шт. Длину полосы принимаем 15 м.

Рассчитаем сопротивление стальной полосы, соединяющей трубчатые вертикальные заземлители. Коэффициент сезонности.

l — длина полосы, м;

t — расстояние от полосы до поверхности земли, равно 0,8 м;

В — ширина полосы, равная 0,04 м.

Вычисляем общее расчетное сопротивление заземляющего устройства с учетом соединительной полосы. Коэффициент использования.

Рассчитываем величину импульсного сопротивления Ru заземляющего устройства для сеточного молниеотвода, где — коэффициент импульса, зависящий от величины тока молнии, удельного сопротивления грунта и конструкции заземлителя.

Так как рассчитанное импульсное сопротивление заземляющего устройства составляет 8,25 Ом, а допускаемое находится в пределах 20 — 40 Ом, то можно утверждать, что запроектированное заземляющее устройство надежно отведет ток молнии в землю.