Со 153-34.21.122-2003 инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций

Зачем металлическим зданиям нужна молниезащита

Три главных фактора, диктующих необходимость проведения мероприятий по молниезащите зданий из металла:

  1. При разряде молнии в профлист кровли или стеновой сэндвич-панели в месте соприкосновения лидера молнии будет прожог. Возгорание не произойдет. Утеплитель сэндвич-панели, как минимум, не поддерживает горение, а ток молнии растечётся по конструкции сооружения. Но в места прожига (обнаружить которые весьма затруднительно в режиме эксплуатации) в утеплитель попадет вода. Последующее замораживание и оттаивание воды вызовет разрушение конструкции и протечки в строение. То есть защищать такие сооружения от ударов молнии совершенно необходимо, но ток молнии к заземлителю может растекаться по металлоконструкциям – естественным частям молниеотвода.
  2. Электрическая связь между стеновыми сэндвич-панелями и несущими металлоконструкциями строения, с одной стороны, и металлическим профлистом, с другой стороны, не гарантирована. Крепление саморезом через деревянный брусок не гарантирует безопасного протекания тока молнии.
  3. Современные железобетонные фундаменты зачастую выполняются с внешней гидроизоляцией, что значительно увеличивает их срок службы. Но при этом растекание тока молнии в грунте не гарантировано, а значит ограничиться использованием фундамента в качестве единственного заземления молниезащиты недостаточно. При этом обеспечить электрическую связь с арматурой железобетонного фундамента необходимо по правилам молниезащитного уравнивания потенциалов.

Рассмотрим типичный пример проекта молниезащиты здания с сэндвич-панелями.

Многочисленные недостатки данного проекта придётся изложить в кратком перечне.

  • Молниеприемная сетка не защищает от удара молнии поверхность, над которой она в нескольких сантиметрах расположена. Моделирование в специальной компьютерной программе от разработчиков нормативных документов по молниезащите системы с участием молниеприёмной сетки выдает ничтожный результат. Надежность молниезащиты менее 50%! Это не соответствует ни одному классу молниезащиты в нормативных документах.
  • Проводник молниеприемной сетки, расположенный на карнизе, поперек схода снеголедовых масс будет сорван, что скорее всего вызовет повреждение кровельного профлиста.
  • Проводники молниезащиты, проложенные на кровле и стенах постройки из сэндвич-панелей не соответствует требованию максимально возможного использования сторонних проводящих частей здания в качестве токоотводов, т.е. являются избыточными. К тому же эти прокладки связаны с многочисленными сверлениями в наружных листах кровли и стен, что само по себе является угрозой целостности ограждающих конструкций таких строений.
  • Горизонтальный заземляющий проводник заземлителя (контур заземления) по факту наличия единой проводящей части в виде несущей конструкции сооружения является не только избыточным, но и на практике вызывает значительные затраты по разработке грунта и вскрышных работ при наличии плит, площадок, отмосток и дорог.

Как выполнить правильную молниезащиту на металлических зданиях

Приведем краткий перечень решений отработанных нашей организацией по защите таких строений.

  • Установить стержневые молниеприёмники на кровле сооружения. При этом защищенность здания должна быть рассчитана с применением специальной компьютерной программы (см. п. 3.3.1. Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций СО 153-34.21.122-2003).
  • Молниеприёмники надо установить с обеспечением электрической связи с стальным профлистом. При этом конструктив молниеприёмника должен выдерживать ветровые и снеговые нагрузки соответствующего региона.
  • Выполнить узлы гарантированной электрической связи между металлическим листом кровли и стеновой сэндвич-панелью по расчетному количеству токоотводов в соответствии с нормами Российской Федерации.
  • Выполнить глубинные заземлители, гарантирующие стабильное растекание тока молнии при высыхании и замерзании верхних слоев грунта. При этом связь между заземлителями будет обеспечена на уровне единой несущей конструкции здания.

Молниезащита давно выросла в отдельное направление в строительстве. Этот раздел полон особенностей и нюансов. Все вышеперечисленные мероприятия хорошо известны узким специалистам своей «молниезащитной» сферы, поэтому разработку (проектирование), монтаж и последующие сопровождение (регулярные проверки) лучше возложить на плечи профессионалов! Это позволит получить высокоэффективную беспроблемную систему с минимальными затратами!

Ваш отзыв очень важен для нас! Пожалуйста, оцените данную статью.

Из чего складывается цена молниезащиты?

Определить совокупную стоимость помогут данные из проекта молниезащиты, пояснительной записки к проекту и спецификации оборудования. Максимальная полнота сведений о характеристиках объекта способствует подготовке решения, обеспечивающего эффективность, безопасность и надежность при минимальных финансовых затратах. Крайне желательно предоставить генеральный план защищаемого объекта (здания, сооружения) и его фотографии с разных ракурсов. Характер и количество оборудования определяет следующая исходная информация:

Общие сведения.

o Особенности климата и грозовая активность в регионе установки. Данные метеорологических наблюдений в указанной местности помогут определить плотность ударов молнии в землю — число поражений 1 кв.км за год.

o Назначение защищаемого объекта, его класс пожароопасности, категория молниезащиты.

o Необходимое значение сопротивления растеканию электрического тока: для газового котла или молниезащиты, для источника тока, для телекоммуникационного оборудования и т.д.

o Размеры (длина, ширина, высота) объекта.

  • Характеристики и план кровли.
    • Тип: плоская, скатная, с небольшим скатом.
    • Материал: черепица (натуральная, металлическая, мягкая), шифер, ондулин, металлопрофиль; битумная, фальцевая или мембранная кровля.
    • Для скатной кровли – угол конька и его форма (углообразный, полукруглый), высота до свеса кровли и до конька, длина ската и конька.
    • Особенности конструкции кровли, размеры выступающих элементов, их материал. Наличие вентиляционных и дымовых труб, антенн, мансардных окон, снегозадержания, ограждений или лестниц.
  • Характеристики фасада.
    • Материал фасада, основной материал стен: горючий или негорючий. При наличии утеплителя – его материал и толщина.
    • Особенности конструкции фасада (размеры выступающих на фасаде элементов, их материал). Диаметр и расположение водосточных труб, наличие отмостки и ливневок.
  • Условия установки заземления.
    • Тип грунта и его структура (глина, суглинок, песок и т.д.), удельное электрическое сопротивление.
    • Глубина залегания грунтовых вод.
    • Размеры площади вокруг объекта, пригодной для установки заземления.
    • Необходимое количество очагов заземления.
    • Возможная длина проводника (полоса, пруток, провод) для соединения заземлителя с ГЗШ.
  • Условия установки устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП).

Когда вам потребуется купить молниезащиту, подобрав подходящую конфигурацию оборудования, — обратитесь в организацию, которая сопровождает проект от первоначальной заявки до реализации. Специалисты компании EZETEK рассчитают количество необходимых материалов и подготовят индивидуальное коммерческое предложение исходя из требований и особенностей в вашей ситуации.

Опыт – особая ценность

Использование специального инструмента требует опыта создания молниезащиты и сноровки. Неправильно подобранные сверла, невнимательное установка заклепок, неумелое использование вибромолота не дадут возможности выполнить громоотвод качественно. Конфигурация кровли и стен дома могут иметь совершенно причудливые формы. Порой, для того что бы проложить проводники или установить стержень, необходимо добраться до трудно доступных или опасных участков. Эту задачу может решить лишь человек знакомый с альпинизмом. Гордостью монтажных бригад компании Амнис являются их бригадиры, прошедшие курсы промышленного альпинизма.

Многокомпонентность молниеотвода диктует множество тонкостей монтажа молниезащиты дома. Как именно жестко закрепить держатели грозозащиты на стене, какие метизы позволят выполнить монтаж молниеприемника на вентиляционной шахте из полого кирпича, как не повредить хрупкое покрытие кровли и светопрозрачные конструкции при монтаже? Мелочей из которых складывается качество великое множество. Специализация компании и большой опыт позволяют знать об особенностях молниезащиты больше других.

В процессе создания молниеотвода иногда возникают ситуации, требующие оперативного решения. К примеру, изменение места установки заземлителя молниеотвода, продиктованное расположением излюбленной клумбы, вполне может быть согласовано с бригадиром монтажной бригады, обладающим достаточными знаниями и опытом для небольших корректировок системы.

Закажите коммерческое предложение Заказать предложение Задайте нам любые вопросы Спросить

Молниеприемник

Молниеприемник являет собой металлический проводник, который установлен на крыше домика для того, чтоб принимать разряды молнии

Важно устанавливать его на наиболее высоком месте крыши. Если здание достаточно большое или у него имеется сложная конструкция, когда есть смысл установки нескольких молниеприемников

Молниеприемники могут быть разнотипными по конструктивному исполнению:

Металлический штырь длиной до 0,2-1,5 метра, который устанавливается в вертикальном положении на наивысшей точке здания. Этим может быть как дымовая труба, так мачта телеантенны ли конек крыши. Он изготавливается из металла, который менее подвержен процессам окисления под открытым небом, — оцинкованной стали либо меди. У молниеприемника такого плана площадь сечения должна быть от 100м2 ( в случае, когда форма будет круглой, тогда диаметр в 12 мм будет достаточны). Верхний конец полой трубки необходимо заварить. Такой метод подойдет для всех металлических кровель.

Металлический трос, который натянут на паре деревянных опор в 2 метра высотой вдоль конька крыши. Специально для надежности конструкции возможно использование металлических опор, но тогда нужно использовать изоляторы для изолирования их от троса. Такой метод прекрасно подойдет для шиферных, также деревянных крыш.

Молниезащитная сетка, которая закрепляется по коньку крыши здания, по поверхности настила с отходящими заземленными токоотводами идеальным образом подойдет для черепичной крыши.

Очень важно знать, что молниеприемники необходимо соединить с металлическими предметами, которые находятся на крыше: желобами, лестницами, вентиляторами.Как альтернатива возведения на крыше молниеотвода возможно использование, к примеру, неподалеку стоящего дерева (конечно, если оно выше крыши дома на 15 м). Молниеприемники крепятся на верхушке дерева с тем расчетом, дабы он получился хотя бы на половину метра выше кроны дерева.Затем молниеприемник присоединяется к токоотводу

3.1. Исходные данные для определения вероятного числа повреждений

3.1.1. Вероятное число повреждений ОК ударами молнии характеризуется вероятной плотностью повреждений. Под вероятной плотностью повреждений понимается общее число грозовых повреждений с перерывом связи, отнесенных к 100 км кабельной линии в год, т. е.

,(1)

где N — общее число повреждений, равное числу опасных ударов молнии, на всей кабельной линии в течение рассматриваемого промежутка времени;

К — промежуток времени, за который произошло N повреждений, лет;

L — длина линии, км.

3.1.2. Для определения вероятной плотности повреждений ОК необходимо знать следующие данные:

молниестойкость кабеля (допустимый ток молнии, не вызывающий повреждения ОК с перерывом связи), кА,

интенсивность грозовой деятельности в районе прокладки ОК (удельная плотность ударов молнии в землю или среднегодовая продолжительность гроз в часах),

удельное сопротивление грунта, Ом∙м, и его строение,

наличие вблизи кабеля возвышающихся объектов (лес, отдельно стоящие деревья, ВЛС, ВЛ и т.п.).

Для определения вероятной плотности повреждений ОК марки ОЗКГ-1 с жилами ДП и ОКЗО-1 необходимо дополнительно к перечисленным данным знать электрическую прочность изоляции наружной защитной оболочки, кВ.

3.1.3. Допустимый ток молнии в металлической оболочке (бронепокрове) ОК, при котором не возникает повреждения кабеля с перерывом связи, определяется экспериментально в соответствии с рекомендацией К. 25 МСЭ-Т «Защита волоконно-оптических кабелей от ударов молнии».

Значения допустимого тока молнии для основных марок ОК, выпускаемых заводами России для магистральной и внутризоновых сетей связи, с указанием их категории по молниестойкости приведены в табл. .

Марка кабеля

Технические условия

Назначение кабеля

Максимальный допустимый ток, кА

Категория по молниестойкости

ОК без жил ДП

ОКЛК-03

ТУ16.К71-079-90

магистральный внутризоновый

90

II

ОКЛБ-01

те же

то же

30

IV

ОКЛАК-01

те же

то же

105

I

ОМЗКГ-10-3

ТУ16.К71-018-88

то же

90

II

ОЗКГ-1

ТУ16.705.455-87

внутризоновый

90

II

ОКЗК-1

ТУ16-К71.115-91

то же

40

IV

ОКЗБ-1

те же

то же

30

IV

ОКЗО-1

те же

то же

IV

ОКЗМК-1

те же

то же

105

I

ОК с жилами ДП

ОКЛБ-01

ТУ16.К71-079-90

магистральный внутризоновый

20

IV

ОКЛАК-01

те же

то же

105

I

ОКЗК-1

ТУ16-К71.115-91

внутризоновый

30

IV

ОКЗБ-1

те же

то же

30

IV

ОКЗО-1

те же

тоже

IV

ОКЗМК-1

те же

то же

105

I

ОЗКГ-1

ТУ16.705.455-87

то же

IV

Примечание. При заказе ОК по импорту необходимо требовать от поставщика сведений о максимально допустимом токе молнии, выдерживаемом поставляемым кабелем, и электрической прочности изоляции между металлическими элементами и между последними и землей.

3.1.4. Интенсивность грозовой деятельности определяется по удельной плотности ударов молнии в землю (ожидаемое число ударов молнии в 1 км поверхности земли за год) исходя из среднегодовой продолжительности гроз в часах. Ее устанавливают по сведениям метеостанций, расположенных на трассе оптической кабельной линии, или региональным картам продолжительности гроз. Для определения удельной плотности ударов молнии в землю по данным о продолжительности гроз нужно воспользоваться таблицей пересчета из приложения .

Ориентировочную оценку интенсивности грозовой деятельности можно производить по карте среднегодовой продолжительности гроз в часах для территории РФ, приведенной на рис. . В приложении приводится более точные данные метеостанций по грозовой деятельности (по данным НТПО Контур-91, 1991 г.) на территории РФ.

Примечание. Административно-территориальное деление и названия населенных пунктов соответствуют принятым до сентября 1995 года.

Устройство защиты от молнии

Выяснили, что для защиты строений от ударов молнии, необходимо соорудить систему. Называется она молниеотводом и включает три равных по значению части:

  • Молниеприемник – устройство, воспринимающее непосредственно разряд молнии.
  • Токоотвод – система металлических линейных деталей, принимающих токи от молниеприемника и передающих их заземлению. Элементами токоотвода могут служить уже упомянутые прутки арматуры, металлические трубы водостока и т.п.
  • Заземлитель – линейный или замкнутый металлический контур. Состоит он из забитых в грунт вертикальных штырей, соединенных прутком или полосой. Заглубляется заземлитель минимум на 0,5м. Длину штырей и расстояние между ними определяют расчетными методами.

Молниеотвод постройки любого архитектурного типа обязан включать все три перечисленных части, иначе в устройстве системы не будет малейшего смысла. Различия заключаются в типе составляющих, зависящем от конфигурации крыши и здания.

Например, скатные кровли защищают от молнии посредством установки стержневых приемников. Над вытянутыми домами устраивают молниеотводы с тросовыми приемниками. Применение указанных разновидностей несколько портит архитектурный ансамбль, но в итоге оказывается наиболее экономичным.

Активные молниеотводы (Early Streamer Emission (ESE) — раннее стримерное инициирование)

Кроме вышеперечисленных типов молниеотводов, которые используются при монтаже классической/пассивной системы молниезащиты, существуют также активные молниеотводы. Такой тип молниеотводов имеет встроенный источник высокого напряжения, который подает импульс на острую коническую вершину. Как заверяют производители активных молниеотводов, благодаря вышеописанной технологии, молния перехватывается на более далеком расстоянии от защищаемого объекта за счет образования длинного встречного лидера.

Важно отметить, что практика применения активных молниеотводов на территории РФ вызывает ряд острых дискуссий. Во-первых, их эффективность не была подтверждена ни при помощи численного моделирования, ни при полевых и лабораторных экспериментах (применение ESE-молниеотводов не приводит к расширению зоны защиты здания от молнии)

Во-вторых, ни в одном из Российских или Международных стандартов или нормативных документов по молниезащите нет прямых указаний на их использование. В указанных документах содержаться предписания только по использованию классических молниеотводов — только они являются законным юридическим основанием для применения и планового обследования системы защиты от ПУМ (Прямой Удар Молнии).

Важно!

Залогом действительно эффективной и надежной молниезащиты, т.е. получением того результата, на который рассчитывает человек озаботившийся за молниезащитой, является профессиональное проектирование, соответствующее всем нормативным документам. Только специалисты, обладающие огромным опытом, знают, для какого объекта в каком конкретном случае какой тип молниеотвода стоит применить для получения наилучшего результата.

Ваш отзыв очень важен для нас! Пожалуйста, оцените данную статью.

Молниеотвод на дымовой трубе

Иногда молниеотвод устанавливают на дымовой трубе, это не всегда приемлемо, потому что сильный порыв ветра может свалить не только это устройство, но и саму трубу. Есть необычный метод установки молниеотвода. Два шеста устанавливают на разных концах крыши на самой вершине конька, они могут быть, как деревянные, так и металлические. Между ними натягивается оголенная проволока на изоляторах. Эта проволока соединена с заземлением. У вас получится молниеотвод с зоной безопасности в виде шалаша.Как и за любым устройством, за молниеотводом необходимо ухаживать, чтобы он прослужил долго и качественно выполнял возложенные на него функции. Поэтому один раз в год необходимо проверять все соединения между элементами молниеотвода. Обычно это делают весной, перед началом сезона гроз. Эти соединения изготавливаются из меди или латуни и называются колодки, клемники или орехи, как говорят в народе. Обычно концы соединений лудят припоем или соединяют специальными контактами

Обратите особое внимание на то, что с приходом летних гроз необходимо поливать место заземления

Не надо испытывать судьбу и полагаться на случай. Лучше один раз изготовить правильно и качественно молниеотвод и решить многие проблемы, связанные с таким атмосферным явлением, как гроза. Вы сбережете от не только свое имущество, но и спасете своих близких. А молниеотвод будет работать не один год, только иногда приглядывайте за ним и выполняйте наши рекомендации. И у вас все будет хорошо.

Суть работы молниеотвода — молниезащита

Суть работы молниеотвода заключается в следующем.

При грозе между грозовыми наэлектризованными облаками и землей возникает разряд, как между обкладками конденсатора.

Этот разряд очень мощный, напряжение достигает миллиардов вольт.

Но молниеотвод не является в этой ситуации проводником электрического тока, он не берет молнию на себя и отводит ее.

Это возможно, только по одному принципу, большой природный конденсатор не накапливает заряд на обкладках, он постоянно находится в стадии зарядки.

Поэтому напряжении на молниеотводе равна нулю.

Итог вышесказанного: молниеотвод – это не проводник и барьер от молнии, при молниеотводе молния не может возникнуть. Все именно так при одном условии, если молниеотвод смонтирован правильно. Можно привести большое количество случаев, когда высокие молниеотводы в виде мачт «ловили» молнию. Электрический ток – это движение электродов, именно движение. А, как известно из физики, любое движение идет по наименьшему сопротивлению, будь-то электричество, вода или газ. Что такое незаземленный молниеотвод? Это просто подвешенный в воздухе кусок проволоки. А это достаточно, для того чтобы молния прошла по нему. Теперь вы понимаете, что заземление в молниеотводе считается главным элементом. 

Каким образом можно произвести молниезащиту в частном доме?

У молнии имеется огромная разрушительная сила, которая представляет значительную проблему для всего человечества еще с самых незапамятных времен. Молния является одним из наиболее опасных в природе явлений, которое представляет угрозу как для здоровья, так и самой человеческой жизни, также и для имущества. С развитием современных технологий и с возникновением разного рода беспроводного оборудования риски получить удар молнией увеличивается. Научные разработки современности, в то же время, весьма успешно ведут борьбу с такой проблемой. В момент надвигания на небе грозовых туч и пронизывания его молниями человек, умный и предупредительный, бояться их не будет по той причине, что этотчеловек уже заблаговременно защитил от прямых попаданий свое жилище. Таким образом, хороший хозяин в обязательном порядке проявит свой интерес, каким образом следует произвести молниезащиту в частном доме, он не станет пренебрегать таким простым и в этот же момент гениальным изобретением человека.

1.2. Основные понятия и определения

1.2.1. Интенсивность грозовых разрядов (ударов молнии) характеризуется величиной тока молнии. Ток единичного грозового разряда состоит из импульсной и постоянной составляющих.

Величина тока молнии импульсной составляющей грозового разряда колеблется от нескольких килоампер до сотен килоампер. Средняя величина тока молнии при грозовом разряде в землю равна 30 кА. Форма импульса тока молнии характеризуется длительностью фронта τ мкс и длительностью спада импульса до половины амплитуды тока t мкс. Импульс обозначается τ/t. Средний ток молнии имеет форму импульса 5/65.

За импульсной составляющей следует постоянная составляющая тока грозового разряда, которая характеризуется величиной и длительностью протекания тока молнии. Средняя величина постоянной составляющей тока грозового разряда равна 100 А. Длительность постоянной составляющей в среднем равна 30-50 мс.

Число повторных импульсов в образовавшемся канале грозового разряда изменяется в широких пределах. Среднее число импульсов в грозовом разряде равно 3. Редко наблюдается число импульсов в разряде молнии, превышающее 10.

Величина общего заряда, стекающего в землю по каналу многократной молнии колеблется от 10 до 80 Кл (в среднем 20 Кл).

1.2.2. Ожидаемое число и объем повреждений ударами молнии, возникающих в течение года на подземном оптическом кабеле, зависят от ряда факторов:

интенсивности грозовой деятельности,

амплитуды и формы импульса тока молнии,

удельного сопротивления, влажности и геологического строения грунта,

рельефа местности,

наличия вблизи кабеля возвышающихся объектов,

молниестойкости кабеля.

1.2.3. Интенсивность грозовой деятельности в конкретно рассматриваемой местности определяется по удельной плотности ударов молнии в землю (ожидаемое число ударов молнии в 1 км поверхности земли за год), исходя из среднегодовой продолжительности гроз в часах.

1.2.4. Стойкость оптических кабелей к ударам молнии (молниестойкость) определяется допустимым током молнии в металлической оболочке (бронепокрове) ОК, при котором не возникает повреждения кабеля с перерывом связи.

Молниестойкость ОК зависит от механической прочности кабеля (и, в первую очередь, к раздавливающим усилиям), тепловых характеристик кабельных материалов, проводимости металлических оболочек (бронепокрова), электрической прочности изоляции жил ДП, оболочек и других металлических элементов.

ОК, выдерживающие ток молнии 105 кА и выше, относятся к первой категории, 80 кА и выше, но не более 105 кА — ко второй категории, 55 кА и выше, но не более 80 кА — к третьей категории по молниестойкости. ОК, выдерживающие ток молнии менее 55 кА, относятся к четвертой категории:

1.2.5. Опасным ударом молнии называется такой удар, при котором возникает повреждение ОК с перерывом связи.

1.2.6. Наибольшее число повреждений кабелей происходит в районах со слоистым строением земли и, особенно, в районах распространения многолетнемерзлых грунтов. В строении земли в районах многолетней мерзлоты можно выделить два резко различающихся по своим электрическим свойствам слоя: верхний деятельный слой, толщина которого в период оттаивания составляет 1-3 м, насыщенный влагой и обладающий сравнительно низким удельным сопротивлением грунта ρ1, (100-500 Ом∙м), и нижний подстилающий, почти непроводящий, удельное сопротивление которого ρ2 может достигать десятков тысяч Ом∙м.

В процессе строительства кабельных линий передачи, после вырубки просеки, грунт подвергается интенсивному протаиванию, и удельное сопротивление грунта на глубине прокладки кабеля резко понижается.

По условиям защиты ОК от ударов молнии наиболее тяжелыми являются районы с высоким удельным сопротивлением грунта и отношением ρ11>>1.

1.2.7. Наибольшая плотность наземных грозовых разрядов наблюдается в зонах тектонических разломов, характеризующихся низкими удельными сопротивлениями грунтов по сравнению с удельными сопротивлениями прилегающих горных пород, и в местах контакта двух различных геологических пород, отличающихся по величине удельного сопротивления.

1.2.8. Возвышающиеся объекты (опоры воздушных линий связи, ВЛС и электропередачи, ВЛ, мачты радиобъектов, отдельные деревья, лес и т. п.), находящиеся вблизи трассы ОК, ориентируют на себя наземные грозовые разряды, что повышает при прочих равных условиях число повреждений кабеля, проложенного на открытой местности.

Ссылка на основную публикацию