Методы расчета молниезащиты зданий


Array

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.

Молния попавшая в жилой дом может создать серьезные проблемы

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
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
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:

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

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.

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *