Расчет высоты отдельно стоящего стержневого молниеотвода.
Расчет вероятного числа ударов молний в год в отдельное здание
Методическое пособие
Уфа – 2010
Цель работы: Найти оптимальное местоположение и высоту отдельно стоящего стержневого молниеотвода. Рассчитать вероятное число ударов молнии в год в отдельное здание
Ход выполнения работы
Задание 1. Определить оптимальную высоту отдельно стоящего стержневого молниеотвода для здания с заданными геометрическими размерами
1. Установить масштаб (в 1 см = х метров). Построить план здания (вид сверху). Наметить точку расположения молниеотвода (молниеотвод должен быть расположен не ближе 4 метров от здания) (d³4м)
2. а. Соблюдая масштабы, нанести предполагаемую точку местоположения молниеотвода (рисунок 1)
Рисунок 1
б. Найти самую удаленную от молниеотвода точку здания. Рассчитать с учетом масштаба расстояния R, r1, r2(R = r1+r2)(рисунок 2):
Рисунок 2
3. а. Рассчитать высоту молниеотвода hM, в зависимости от заданной зоны:
| Зона В (степень защиты 95%): | R+1,63hздания hM= ------------------------ 1,5 | (1.3.1) |
Зона А (степень защиты 99,5%):
Высоту молниеотвода находят по специальной номограмме (приложение 1). Такой расчет ведется для невысоких небольших зданий (склады). Высота молниеотвода в этом случае не должна превышать 60 м
б. Построить вид здания сбоку и, соблюдая масштаб, нанести на рисунок молниеотвод. Рассчитать значения величин h0 и r0 и также нанести их на рисунок, соблюдая масштаб. Молниеотвод установлен правильно, если здание в плане полностью вписывается в конус с вершиной в точке h0и радиусомr0 (рисунок 3):
Рисунок 3
Для зоны В: h0 = 0,92hм, r0 = 1,5hм
Для зоны А: h0 = 0,85hм, r0 = (1,1-0,002hм)·hм
Для зоны А расстояние Rможно определить обратным путем, т.е.не из чертежа, а из расчета:
R = (1,1- 0,002hм)(hм – hзд/0,85) (1.3.2.)
При этом предполагаемую высоту молниеотвода hмприкидывают самостоятельно, после чего строят вид здания сбоку (рисунок 3) и проверяют вписываемость здания в зону защиты по высоте с теми же параметрами конуса: высота h0 = 0,85hм и радиус основанияr0 = (1,1-0,002hм)·hм
Если здание полностью входит в зону защиты выбранного молниеотвода, строят вид здания сверху (рисунки 1-2) и наносят точку установки молниеотвода М так, чтобы расстояние от молниеотвода до самой дальней точки здания соответствовало рассчитанному по формуле (1.3.2.) R. При этом также должно соблюдаться правило: молниеотвод должен быть расположен не ближе 4 метров от ближайшей стены здания
Задание 2. Для этого же здания определить вероятное число ударов молнии в год
Вероятное число ударов молнии в год (N) в здание определяют по формуле:
N = [(L+6h)(S+6h)-7,7h2]n10-6, (2.1.)
гдеL,S, h– соответственно длина, ширина и высота (наибольшая) защищаемого здания или сооружения, м;
n–среднее число ударов молнии в год на 1 км2данной территории (зависит от интенсивности грозовой деятельности в данной местности) (таблица 1).
Если здание имеет сложную конфигурацию, то при расчете за S и L принимают ширину и длину наименьшего прямоугольника, в который полностью вписывается план здания.
Таблица 1 – Зависимость среднегодового числа ударов молнии в 1 км2 земной поверхности от интенсивности грозовой деятельности
| Интенсивность грозовой деятельности Пч, ч | 10-20 | 20-40 | 40-60 | 60-80 | 80-100 | 100 и более |
| Среднее число ударов молнии в год на 1 км2, n | 5,5 | 8,5 |
Интенсивность грозовой деятельности для той или иной местности определяется из приложения 2.
Для сосредоточенных зданий (дымовые трубы, вышки, башни) вероятное число ударов молнии в год (N)в здание определяют по формуле:
N = 9ph2n10-6 (3.4.)
Приложение 1
Номограмма для определения высоты отдельно стоящего стержневого молниеотвода
Примечание. Шкала I используется при отношении 
Шкала II используется при отношении 
Приложение 2