Проектирование молниезащиты зданий и сооружений

Для защиты здания от ударов молнии необходимо обеспечить его молниезащиту. Молниезащите подлежит здание “ОАО Электросвязь”. Его габаритные размеры: высота 20 м, длина фасада 20 м, глубина 40 м. Тип молниезащиты здания II (РД 34.21.122 (10)). Здание расположено в городской застройке, и часть здания отведена под компьютерные залы. Среднегодовая продолжительность гроз в Твери составляет . Следовательно, среднегодовое число ударов молнии в земной поверхности составляет . Ожидаемое количество поражений молнией объекта в год составляет:

Тип зоны защиты при использовании стержневых и тросовых молниеотводов относится к зоне Б.

Здания и сооружения II категории по молниезащите должны быть защищены от прямых ударов молнии, вторичных ее проявлений и заноса высокого потенциала через наземные (надземные) и подземные металлические конструкции (РД 34.21.122 (10)).

Для защиты здания “ОАО Электросвязь” от прямых ударов молнии берем молниеотвод стержневой, который состоит из молниеприемника, опоры, токоотвода и заземлителя. Обычно на практике металлическая мачта или ферма здания представляет собой молниепремник, опору и токоотвод одновременно. Стержневые молниеотводы будут установлены на нашем объекте.

Выбираем число стержневых молниеотводов. При выборе числа стержневых молниеотводов будем руководствоваться утверждениями о том, что при больших размерах защищаемого объекта одиночный стержневой молниеотвод будет значительных размеров, двойной – огромных, что создаст трудности в их монтаже и обеспечении устойчивости. Поэтому чаще всего применяют многократный стержневой молниеотвод, который не имеет данных недостатков. Так как применение многократного стержневого молниеотвода будет рациональным, то дальнейший расчет молниезащиты проведем для многократного стержневого молниеотвода.

Количество молниеотводов устанавливается в зависимости от ширины и длины объекта, а также его конфигурации. Для обеспечения защиты здания “ОАО Электросвязь” площадью 72 м² достаточно будет 4-х стержневых молниеотводов.

При расчетах будем использовать следующие величины: - высота защищаемого здания, - высота стержневого молниеотвода, - высота зоны защиты, - радиус зоны защиты на уровне земли, - радиус зоны защиты на высоте здания .

Габаритные размеры одиночного стержневого молниеотвода для зоны типа Б:

При расчете зоны защиты многократных стержневых молниеотводов, высота одного стержневого молниеотвода вычисляется по формуле: .

Если высота стержневого молниеотвода недостаточна для обеспечения защиты объекта по высоте, то необходимо увеличить на . Для расчета многократных стержневых молниеотводов принимаем их высоту равной 25 м. Вычислим радиусы зон защиты системы молниеотводов:

Расчет зоны защиты ведем отдельно для каждой пары молниеотводов. Для этого расположим молниеотводы по периметру здания и разделим на пары: №3-№4 и №1-№2. Остальные пары полностью идентичны. Для пары №3-№4 :

Для пары и :

Так как и , то группа стержневых молниеотводов с высотой обеспечивает защиту здания по высоте.

Вычерчиваем в масштабе зону защиты рассчитанных стержневых молниеотводов для здания “ОАО Электросвязь”. План и боковой виды изображены на рисунке 4. Полученная зона защиты объекта накрывает все здание. Все части объекта находятся внутри зоны защиты (показана на рисунке штриховкой). По высоте все части здания “ОАО Электросвязь” находятся внутри зоны защиты. Следовательно, обеспечена полная защита от прямого удара молнии на этом объекте.