Закрыть

Категория молниезащиты здания: Какие бывают категории молниезащиты зданий и сооружений

Содержание

Какие бывают категории молниезащиты зданий и сооружений

Что такое категории молниезащиты зданий и сооружений

Все здания и сооружения принято делить на три группы в соответствии с РД 34.21.122-87 по необходимым мерам молниезащиты. Причисление к одной либо другой категории зависит от значимости сооружения, наличия в нем взрыво- либо пожароопасных веществ, от частоты попадания молнии в здание и от некоторых других критериев.

Первая категория

Самый высокий уровень молниезащиты – первый. Он применим для зданий со взрывоопасными зонами. Молниезащита таких зданий выполняется при помощи тросовых или стержневых молниеотводов, которые стоят отдельно друг от друга. Учтите, что вместе с этим необходимо верно подобрать заземлитель. С этой целью используются следующие варианты:

  • Один подножник из железобетона, длина которого не менее 1,8 метров. И вместе с ним одна железобетонная свая, длина которой должна достигать порядка 6 метров.
  • Одна опора диаметром не менее 0,5 м, сделанная из железобетона. При этом ее следует заглубить в землю не менее чем на 6 метров.
  • Фундамент из железобетона, площадь поверхности контакта с землей которого довольно обширна. При этом фундамент может быть различенной формы.
  • Искусственный заземлитель, который будет состоять из нескольких объединенных электродов.

Вторая категория

Ко второй категории относят здания, которые тоже содержат в себе взрывоопасные вещества. Сюда же можно отнести и  наружные технологические установки, открытые склады с горючими либо взрывоопасными смесями и жидкостями, которые легко воспламеняются.

Вторая категория молниезащиты зданий и сооружений призвана обеспечить защиту от непосредственного попадания разряда, от заноса потенциалов через надземные либо подземные коммуникации, а также от электромагнитной индукции.

Молниезащита по второй категории выполняется в виде молниеприемной сетки с определенным шагом ячейки, а также отдельно стоящими или установленными на защищаемом объекте тросовых или стержневых молниеприемников.

Третья категория

Этот уровень предназначен для зданий, которые расположены на территории, где грозы длятся более 20 часов в год.

Данная категория молниезащиты направлена на то, чтобы защитить от прямого попадания молнии, а также от заноса высокого потенциала.

Защита сооружений, относящихся к третьей категории молниезащиты, выполняется аналогично второй категории.

Другие случаи

В некоторых случаях устройство молниезащиты не требуется. Например, если кровля является естественным молниеприемником. Сама кровля может являться естественным молниеприемником в следующих случаях:

  1. Толщина металлической кровли ≥ 4 мм;
  2. Толщина медной кровли ≥ 5 мм;
  3. Толщина алюминиевой кровли ≥ 7 мм
Вам это может быть интересно:
Внешняя молниезащита: назначение, состав, применяемые материалы, регламентирующие документы, классификация зданий и сооружений по степени молниезащиты

В статье Вы узнаете о том, из каких элементов состоит система и для чего нужен каждый из них, какие материалы используются и как они совместимы друг с другом, на киких стандартах и нормах базируется монтаж, по каким категориям классифицируются объекты в соответствии с базовыми инструкциями СО 153-343.21.122-2003 и РД 34.21-122-87.

Промышленная грозозащита

Читайте на какие типы в зависимости от степени взрыво- и пожаробезопасности делятся объекты, что необходимо учитывать при проектировании, монтаже и обслуживании систем молниезащиты промышленных сооружений и коммуникаций.

Молниезащита котельных
Молниезащита АЗС и складов ГСМ
Комплексная грозозащита церквей и памятников архитектуры

Общие положения / РД 34.21.122-87 / Библиотека / Элек.ру

1.1. В соответствии с назначением зданий и сооружений необходимость выполнения молниезащиты и ее категория, а при использовании стержневых и тросовых молниеотводов — тип зоны защиты определяются по табл. 1 в зависимости от среднегодовой продолжительности гроз в месте нахождения здания или сооружения, а также от ожидаемого количества поражений его молнией в год. Устройство молниезащиты обязательно при одновременном выполнении условий, записанных в графах 3 и 4 табл. 1.

Оценка среднегодовой продолжительности гроз и ожидаемого количества поражений молнией зданий или сооружений производится согласно приложению 2; построение зон защиты различных типов — согласно приложению 3.

Таблица I.

№ пп.

Здания и сооружения

Местоположение

Тип зоны защиты при использовании стержневых и тросовых молниеотводов

Категория молниезащиты

1

2

3

4

5

1

Здания и сооружения или их части, помещения которых согласно ПУЭ относятся к зонам классов В-I и В-II

На всей территории СССР

Зона А

I

2

То же классов В-Iа, В-Iб, В-IIа

В местностях со средней продолжительностью гроз 10 ч в год и более

При ожидаемом количестве поражений молнией в год здания или сооружения N>1 — зона А; при N≤1 — зона Б

II

3

Наружные установки, создающие согласно ПУЭ зону класса В-Iг

На всей территории СССР

Зона Б

II

4

Здания и сооружения или их части, помещения которых согласно ПУЭ относятся к зонам классов П-I, П-II, П-IIа

В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более

Для зданий и сооружений I и II степеней огнестойкости при 0,1<N≤2 и для III — V степеней огнестойкости при 0,02<N≤2 — зона Б, при N>2 —зона А

III

5

Расположенные в сельской местности небольшие строения III — V степеней огнестойкости, помещения которых согласно ПУЭ относятся к зонам классов П-I, П-II, П-IIа

В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более при N<0,02

III (п. 2.30)

6

Наружные установки и открытые склады, создающие согласно ПУЭ зону классов П-III

В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более

При 0,1<N≤2 — зона Б, при N>2 — зона А

III

7

Здания и сооружения III, IIIa, IIIб, IV, V степеней огнестойкости, в которых отсутствуют помещения, относимые по ПУЭ к зонам взрыво- и пожароопасных классов

То же

При 0,1<N≤2 — зона Б, при N>2 — зона А

III

8

Здания и сооружения из легких металлических конструкций со сгораемым утеплителем (IVa степени огнестойкости), в которых отсутствуют помещения, относимые по ПУЭ к зонам взрыво- и пожароопасных классов

В местностях со средней продолжительностью гроз 10 ч в год и более

При 0,02<N≤2 — зона Б, при N>2 — зона А

III

9

Небольшие строения III-V степеней огнестойкости, расположенные в сельской местности, в которых отсутствуют помещения, относимые по ПУЭ к зонам взрыво- и пожароопасных классов

В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более для III, IIIa, IIIб, IV, V степеней огнестойкости при N<0,1, для IVa степени огнестойкости при N<0,02

III (п. 2.30)

10

Здания вычислительных центров, в том числе расположенные в городской застройке

В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более

Зона Б

II

11

Животноводческие и птицеводческие здания и сооружения III-V степеней огнестойкости: для крупного рогатого скота и свиней на 100 голов и более, для овец на 500 голов и более, для птицы на 1000 голов и более, для лошадей на 40 голов и более

В местностях со средней продолжительностью гроз 40 ч в год и более

Зона Б

III

12

Дымовые и про­чие трубы предприятий и котельных, башни и вышки всех назначений высотой 15 м и более

В местностях со средней продолжительностью гроз 10 ч в год и более

III (п. 2.31)

13

Жилые и общественные здания, высота которых более чем на 25 м превышает среднюю высоту окружающих зданий в радиусе 400 м, а также отдельно стоящие здания высотой более 30 м, удаленные от других зданий более чем на 400 м

В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более

Зона Б .

III

14

Отдельно стоящие жилые и общественные здания в сельской местности высотой более 30 м

То же

Зона Б

III

15

Общественные здания III-V степеней огнестойкости следующего назначения: детские дошкольные учреждения, школы и школы-интернаты, стационары лечебных учреждений, спальные корпуса и столовые учреждений здравоохранения и отдыха, культурно-просветительные и зрелищные учреждения, административные здания, вокзалы, гостиницы, мотели и кемпинги

То же

Зона Б

III

16

Открытые зрелищные учреждения (зрительные залы открытых кинотеатров, трибуны открытых стадионов и т.п.)

То же

Зона Б

III

17

Здания и сооружения, являющиеся памятниками истории, архитектуры и культуры (скульптуры, обелиски и т.п.)

То же

Зона Б

III

1.2. Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к I и II категориям, должны быть защищены от прямых ударов молнии, вторичных ее проявлений и заноса высокого потенциала через наземные (надземные) и подземные металлические коммуникации.

Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к III категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии и заноса высокого потенциала через наземные (надземные) металлические коммуникации. Наружные установки, отнесенные по устройству молниезащиты ко II категории, должны быть защищены от прямых ударов и вторичных проявлений молнии.

Наружные установки, отнесенные по устройству молниезащиты к III категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии.

Внутри зданий большой площади (шириной более 100 м) необходимо выполнять мероприятия по выравниванию потенциалов.

1.3. Для зданий и сооружений с помещениями, требующими устройства молниезащиты I и II или I и III категорий, молниезащиту всего здания или сооружения следует выполнять по I категории.

Если площадь помещений I категории молниезащиты составляет менее 30% площади всех помещений здания (на всех этажах), молниезащиту всего здания допускается выполнять по II категории независимо от категории остальных помещений. При этом на вводе в помещения I категории должна быть предусмотрена защита от заноса высокого потенциала по подземным и наземным (надземным) коммуникациям, выполняемая согласно пп. 2.8 и 2.9.

1.4. Для зданий и сооружений с помещениями, требующими устройства молниезащиты II и III категорий, молниезащиту всего здания или сооружения следует выполнять по II категории.

Если площадь помещений II категории молниезащиты составляет менее 30% площади всех помещений здания (на всех этажах), молниезащиту всего здания допускается выполнять по III категории. При этом на вводе в помещения II категории должна быть предусмотрена защита от заноса высокого потенциала по подземным и наземным (надземным) коммуникациям, выполняемая согласно пп. 2.22 и 2.23.

1.5. Для зданий и сооружений, не менее 30% общей площади которых приходится на помещения, требующие устройства молниезащиты по I, II или III категории, молниезащита этой части зданий и сооружений должна быть выполнена в соответствии с п. 1.2.

Для зданий и сооружений, более 70% общей площади которых составляют помещения, не подлежащие молниезащите согласно табл. 1, а остальную часть здания составляют помещения I, II или III категории молниезащиты, должна быть предусмотрена только защита от заноса высоких потенциалов по коммуникациям, вводимым в помещения, подлежащие молниезащите: по I категории — согласно пп. 2.8, 2.9; по II и III категориям — путем присоединения коммуникаций к заземляющему устройству электроустановок, соответствующему указаниям п. 1.7, или к арматуре железобетонного фундамента здания (с учетом требований п. 1.8). Такое же присоединение должно быть предусмотрено для внутренних коммуникаций (не вводимых извне)

1.6. В целях защиты зданий и сооружений любой категории от прямых ударов молнии следует максимально использовать в качестве естественных молниеотводов существующие высокие сооружения (дымовые трубы, водонапорные башни, прожекторные мачты, воздушные линии электропередачи и т.п.), а также молниеотводы других близрасположенных сооружений.

Если зданию или сооружение частично вписывается в зону защиты естественных молниеотводов или соседних объектов, защита от прямых ударов молнии должна предусматриваться только для остальной, незащищенной его части. Если в ходе эксплуатации здания или сооружения реконструкция или демонтаж соседних объектов приведет к увеличению этой незащищенной части, соответствующие изменения защиты от прямых ударов молнии должны быть выполнены до начала ближайшего грозового сезона; если демонтаж или реконструкция соседних объектов проводятся в течение грозового сезона, на это время должны быть предусмотрены временные мероприятия, обеспечивающие защиту от прямых ударов молнии незащищенной части здания или сооружения.

1.7. В качестве заземлителей молниезащиты допускается использовать все рекомендуемые ПУЭ заземлители электроустановок, за исключением нулевых проводов воздушных линий электропередачи напряжением до 1 кВ.

1.8. Железобетонные фундаменты зданий, сооружений, наружных установок, опор молниеотводов следует, как правило, использовать в качестве заземлителей молниезащиты при условии обеспечения непрерывной электрической связи по их арматуре и присоединения ее к закладным деталям с помощью сварки.

Битумные и битумно-латексные покрытия не являются препятствием для такого использования фундаментов. В средне- и сильноагрессивных грунтах, где защита железобетона от коррозии выполняется Эпоксидными и другими полимерными покрытиями, а также при влажности грунта менее 3% использовать железобетонные фундаменты в качестве заземлителей не допускается.

Искусственные заземлители следует располагать под асфальтовым покрытием или в редко посещаемых местах (на газонах, в удалении на 5 м и более от грунтовых проезжих и пешеходных дорог и т.п.).

1.9. Выравнивание потенциалов внутри зданий и сооружений шириной более 100 м должно происходить за счет непрерывной электрической связи между несущими внутрицеховыми конструкциями и железобетонными фундаментами, если последние могут быть использованы в качестве заземлителей согласно п. 1.8.

В противном случае должна быть обеспечена прокладка внутри здания в земле на глубине не менее 0,5 м протяженных горизонтальных электродов сечением не менее 100 мм. Электроды следует прокладывать не реже чем через 60 м по ширине здания и присоединять по его торцам с двух сторон к наружному контуру заземления.

1.10. На часто посещаемых открытых площадках с повышенной опасностью поражения молнией (вблизи монументов, телебашен и подобных сооружений высотой более 100 м) выравнивание потенциала выполняется присоединением токоотводов или арматуры сооружения к его железобетонному фундаменту не реже чем через 25 м по периметру основания сооружения.

При невозможности использования железобетонных фундаментов в качестве заземлителей под асфальтовым покрытием площадки на глубине не менее 0,5 м через каждые 25 м должны быть проложены радиально расходящиеся горизонтальные электроды сечением не менее 100 мм и длиной 2—3 м, присоединенные к заземлителям защиты сооружения от прямых ударов молнии.

1.11. При возведении в грозовой период высоких зданий и сооружений на них в ходе строительства, начиная с высоты 20 м, необходимо предусматривать следующие временные мероприятия по молниезащите. На верхней отметке строящегося объекта должны быть закреплены молниеприемники, которые через металлические конструкции или свободно спускающиеся вдоль стен токоотводы следует присоединять к заземлителям, указанным в пп. 3.7 и 3.8. В зону защиты типа Б молниеотводов должны входить все наружные площадки, где в ходе строительства могут находиться люди. Соединения элементов молниезащиты могут быть сварными или болтовыми. По мере увеличения высоты строящегося объекта молниеприемники следует переносить выше.

При возведении высоких металлических сооружений их основания в начале строительства должны быть присоединены к заземлителям, указанным в пп. 3.7 и 3.8.

1.12. Устройства и мероприятия по молниезащите, отвечающие требованиям настоящих норм, должны быть заложены в проект и график строительства или реконструкции здания или сооружения таким образом, чтобы выполнение молниезащиты происходило одновременно с основными строительно-монтажными работами.

1.13. Устройства молниезащиты зданий и сооружений должны быть приняты и введены в эксплуатацию к началу отделочных работ, а при наличии взрывоопасных зон — до начала комплексного опробования технологического оборудования.

При этом оформляется и передается заказчику скорректированная при строительстве и монтаже проектная документация по устройству молниезащиты (чертежи и пояснительная записка) и акты приемки устройств молниезащиты, в том числе акты на скрытые работы по присоединению заземлителей к токоотводам и токоотводов к молниеприемникам, за исключением случаев использования стального каркаса здания в качестве токоотводов и молниеприемников, а также результаты замеров сопротивлении току промышленной частоты заземлителей отдельно стоящих молниеотводов.

1.14. Проверка состояния устройств молниезащиты должна производиться для зданий и сооружений I и II категорий I раз в год перед началом грозового сезона, для зданий и сооружений III категории — не реже I раза в 3 года.

Проверке подлежат целость и защищенность от коррозии доступных обзору частей молниеприемников и токоотводов и контактов между ними, а также значение сопротивления току промышленной частоты заземлителей отдельно стоящих молниеотводов. Это значение не должно превышать результаты соответствующих замеров на стадии приемки более чем в 5 раз (п. 1.13). В противном случае следует проводить ревизию заземлителя.

Классификация зданий и сооружений | Молниезащита зданий и сооружений

Страница 3 из 7

3. Классификация зданий и сооружений

Производственные, жилые и общественные здания и сооружения в зависимости от их назначения, а также от интенсивности грозовой деятельности в районе их местонахождения должны иметь молниезащиту в соответствии с категориями устройства молниезащиты.
Таблица 3.1. Классификация зданий и сооружений по устройству молниезащиты и необходимости ее выполнения


Наименование зданий и сооружений

Местность, в которой здания и сооружения подлежат обязательной защите

Категория устройства молниезащиты

Производственные здания и сооружения с помещениями, относимыми к классам В-l и ВII

На всей территории России

I

Производственные здания и сооружения с помещениями, относимыми к классам B-la, B-I6 и В Па

Со средней грозовой деятельностью 10 грозовых часов в год и более

II

Наружные технологические установки и открытые склады, содержащие взрывоопасные газы, пары, горючие и легковоспламеняющиеся жидкости (например газгольдеры, емкости, сливоналивные эстакады), относимые к классу В-1г

На всей территории России

II

Наименование зданий и сооружений

Местность, в которой здания и сооружения
, подлежат обязательной защите

Категория устройства
молниезащиты

Производственные здания и сооружения с помещениями, относимыми к пожароопасным классам П-1, П-11 или П-На

Со средней грозовой деятельностью 20 грозовых часов в год и более при ожидаемом количестве поражений молнией в год не менее 0,05 для зданий и сооружений I и II степени огнестойкости и 0,01 - для III, IV и V степени огнестойкости-

III

Производственные здания и сооружения III, IV и V степени огнестойкости, относимые по степени пожарной опасности к категориям Г и Д по СНиП, а также открытые склады твердых горючих веществ, относимые к классу П-lll по ПУЭ

Со средней грозовой деятельностью 20 грозовых часов в год и более при ожидаемом количестве поражений молнией здания или сооружения в год не менее 0,05

III

"Наружные установки, в которых применяются или хранятся горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 45°С, относимые к классу II-III

Со средней грозовой деятельностью 20 грозовых часов в год и более

III

Вертикальные вытяжные трубы промпредприятий и котельных, водонапорные и силосные башни, пожарные вышки высотой 15-30 м

Со средней грозовой деятельностью 20 грозовых часов в год и более

III

То же, но высотой более 30 м

На всей территории России

III

Жилые и общественные здания или их части, возвышающиеся над уровнем общего массива застройки более чем на 25 м, а также отдельно стоящие здания высотой более 30 м, удаленные от массива застройки не менее чем на 100 м

Со средней грозовой деятельностью 20 грозовых часов в год и более

III

Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к I и II категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии, от электростатической и электромагнитной индукции и от заноса высоких потенциалов через подземные и наземные металлические коммуникации.
Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к III категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии, от заноса высоких потенциалов через подземные металлические коммуникации, а установки класса П-III  с корпусами из железобетонных или синтетических материалов должны также иметь защиту от электростатической индукции.
Для зданий и сооружений  совмещающих в себе помещения, требующие устройства молниезащиты I и II или III категории, рекомендуется молниезащиту всего здания или сооружения выполнять в соответствии с требованиями для I категории.
Однако если объем помещений, требующих защиты по I категории, составляет в одноэтажных зданиях менее 30% всего объема здания, а в многоэтажных зданиях менее 30% всего объема помещений верхнего этажа, молниезащита всего здания в целом может быть выполнена по II категории. При этом все подземные и наземные внутрицеховые коммуникации при вводе в помещения, которые требуют защиты I категории, должны быть присоединены к специальному протяженному заземлителю, расположенному за пределами этих помещений и имеющему сопротивление растеканию тока промышленной частоты не более 10 Ом.
Для зданий и сооружений, совмещающих в себе помещения, требующие устройства молниезащиты II и III категорий, рекомендуется молниезащиту всего здания или сооружения выполнять в соответствии с требованиями для II категории.
Если же объем помещений, требующих защиты II категории, составляет в одноэтажных зданиях менее 30% всего объема здания, а в многоэтажных зданиях менее 30% объема помещений верхнего этажа, то молниезащита всего здания в целом может быть выполнена по III категории. При этом подземные и наземные внутрицеховые коммуникации у вводов в помещения, требующих защиты II категории, должны быть присоединены к специальному внутрицеховому заземлителю, имеющему сопротивление растеканию тока промышленной частоты не более 10 Ом.
Требование о присоединении подземных и наземных коммуникаций к специальному заземлителю должно быть выполнено для помещений, требующих защиты II категории, также в том случае, когда остальная часть здания не подлежит молниезащите.
При наличии на зданиях или сооружениях, относящихся к I и II категории, на установках или емкостях класса В-1г газоотводных или дыхательных труб для свободного отвода в атмосферу газов взрывоопасной концентрации, независимо от наличия на них огнепреградителей, пространство над обрезом труб, ограниченное полушарием радиусом 5 м, должно входить в зону защиты молниеприемника.
Для газоотводных и дыхательных труб, оборудованных колпаками или «гусаками», эта зона может быть уменьшена при избыточном давлении внутри установки:

  1. менее 0,05 кгс/см2 при газах тяжелее воздуха — до 1 м по вертикали и 2 м по горизонтали;
  2. от 0,05 до 0,25 кгс/см2 при газах тяжелее воздуха и до 0,25 кгс/см2 при газах легче воздуха — до 2,5 м по вертикали и 5 м по горизонтали в стороны от обреза трубы.

Выполнение требования о включении в зону защиты молниеотводов пространства над обрезом труб необязательно:

  1. при выбросе из труб газов невзрывоопасной концентрации;
  2. при наличии азотного дыхания;
  3. для труб с постоянно горящими факелами и факелами, поджигаемыми в момент выброса газов;
  4. для вентиляционных шахт, предохранительных и аварийных клапанов, выброс газов взрывоопасной концентрации из которых осуществляется лишь в редких аварийных случаях.

Категории зданий и сооружений по устройству молниезащиты

    Для предохранения и защиты объектов и сооружений НПЗ от прямых ударов и вторичного воздействия молнии, в результате которых может произойти разрушение сооружений, загорание и взрыв находящихся в них горючих и взрывоопасных веществ, служат устройства молниезащиты. Молниезащитные устройства должны выполняться в соответствии с действующими Указаниями по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений . В зависимости от опасности поражения молнией, вероятности возникновения пожара или взрыва, а также от характера и масштаба возможных разрушений здания и сооружения подразделяются по молниезащите на три категории. [c.154]
    КАТЕГОРИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ПО УСТРОЙСТВУ МОЛНИЕЗАЩИТЫ [c.274]

    Выполнена ли защита зданий и сооружений, относимых по устройству молниезащиты ко И категории, от прямых ударов молнии ( 2.14 СН 305—69). [c.360]

    Защищены ли здания и сооружения, относимые по устройству молниезащиты к 111 категории, от заноса высоких потенциалов ( 2.32 СН 305—69). [c.362]

    Производственные здания и сооружения в зависимости от их назначения, интенсивности грозовой деятельности в районе их местонахождения-, а также ожидаемого количества поражения их молнией в год должны иметь молниезащиту в соответствии с категориями устройства молниезащиты, указанными в таблице. [c.358]

    II защищают от прямых ударов молнии стержневыми молниеприемниками отдельно стоящими или установленными на зданиях и тросовыми молниеприемниками допускается использовать сетчатые молниеприемники, заложенные на кровлю здания. Для объектов категории II разрешается объединять заземлители защиты от прямых ударов молнии, от вторичных воздействий молнии и зануления и заземления электроустановок. К категории II молниезащиты относятся также резервуары с горючими жидкостями и газами. При толщине металла крыши менее 4 мм они защищаются от прямых ударов молнии молниеприемниками отдельно стоящими или установленными на резервуарах (рис. 98). При толщине металла более 4 мм достаточно присоединить металлический корпус резервуара к заземляющему устройству. Здания и сооружения категории III защищают от прямых ударов молнии стержневыми молниеприемниками как отдельно стоящими, так и установленными на самом защищаемом объекте. Заземлители защиты от прямых ударов и вторичных воздействий молнии, а также защитного зануления и заземления могут быть общими. Высокие отдельно стоящие или расположенные на зданиях трубы защищают от прямых ударов молнии молниеприемниками высотой 3 м, устанавливаемыми на [c.216]

    Для зданий и сооружений, совмещающих в себе помещения, требующие устройства молниезащиты I и II, или I и III категорий рекомендуется выполнять молниезащиту всего здания ИЛИ сооружения, в соответствии с требованиями I категории. [c.429]

    К первой категории устройства молниезащиты относятся производственные здания и сооружения с помещениями, относимыми по степени их взрывоопасности по. ПУЭ к классам В-Г и В-П, ко второй категории — с помещениями классов В-1а, В-16, В-Па и В-1г, к третьей категории — производственные здания и помещения, относимые к классам П-1, П-П, П-Па, П-П1 и др. (см. гд. 13, 6). [c.53]


    Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к I и II категориям, должны быть защищены от прямы ударов молнии от электростатической и электромагнитной индукции и от заноса высоких потенциалов через надземные и подземные металлические коммуникации. Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к III категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии и от заноса высоких потенциалов через надземные металлические коммуникации, а также от электрической индукции. [c.334]

    При эксплуатации устройств молниезащиты наряду с текущим и предупредительным ремонтом предусматривается периодическая проверка их состояния для зданий и сооружений I и II категории — 1 раз в год перед началом грозового сезона для зданий и сооружений III категории — не реже I раза в 3 года, с целью  [c.89]

    Все производственные здания и сооружения по устройству молниезащиты и необходимости ее выполнения классифицируются на три категории в зависимости от класса зданий и сооружений по пожаро-взрывоопасности в соответствии с ПУЭ и интенсивностью грозовой деятельности в районе их нахождения. [c.53]

    Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к I и П категориям, должны быть защищены от прямых ударов молнии, от электростатической и электромагнитной индукции и от заноса высоких потенциалов через наземные и подземные металлические коммуникации. Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к III категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии и от заноса высоких потенциалов через наземные коммуникации, а также от электростатической индукции, если установки имеют корпуса из железобетона или синтетических материалов, а также при наличии в резервуарах плавающих крыш. [c.53]

  &ens

Как работают системы молниезащиты

Системы молниезащиты представляют собой современное развитие инновации, впервые предложенной Бенджамином Франклином: громоотвод. Сегодня системы молниезащиты используются в тысячах зданий, домов, фабрик, башен и даже на стартовой площадке космического шаттла. В этой статье будет рассмотрено, зачем нужна молниезащита и что системы могут и чего не могут.

В этой статье:
- Компоненты системы молниезащиты
- Системы молниезащиты - Что они делают и чего не делают
- Как работает система молниезащиты
- Устройства защиты от молний и перенапряжения / ИБП
- Мифы о рассеивании / уничтожении молний
- Факты молниезащиты

Компоненты системы молниезащиты

Молниеотводы или молниеотводы - это лишь небольшая часть полной системы молниезащиты.Фактически, стержни могут играть наименее важную роль в установке системы. Система молниезащиты состоит из трех основных компонентов:

  1. Стержни или «воздушные терминалы» - Небольшие вертикальные выступы, предназначенные для использования в качестве «вывода» для разряда молнии. Стержни бывают разных форм, размеров и дизайна. Большинство из них увенчаны высокой острой иглой или гладкой полированной сферой. Функциональность различных типов громоотводов и даже необходимость стержней в целом являются предметом многих научных дискуссий.
  2. Проводящие кабели - Тяжелые кабели (справа), по которым ток молнии проходит от стержней к земле. Кабели проложены по верху и по краям крыш, затем по одному или нескольким углам здания к заземляющему стержню (ам).
  3. Стержни заземления - Длинные, толстые и тяжелые стержни, закопанные глубоко в землю вокруг защищенной конструкции. К этим стержням подключаются токопроводящие кабели, образуя безопасный путь для разряда молнии вокруг конструкции.

Токопроводящие кабели и заземляющие стержни являются наиболее важными компонентами системы молниезащиты, решая главную задачу безопасного отвода тока молнии через конструкцию. Сами по себе «громоотводы», то есть заостренные вертикально ориентированные клеммы по краям крыш, не играют большой роли в функциональности системы. Полная защита при хорошем покрытии кабеля и хорошем заземлении все равно будет достаточно работать без молниеприемников.

Системы молниезащиты - что они делают и чего не делают

Единственная цель системы молниезащиты - обеспечить безопасность здания и его жителей, если молния попадает прямо в него. - задача, решаемая путем обеспечения хорошего и безопасного пути к земле, по которому молния будет следовать. Вопреки мифам, системы молниезащиты:

  • Не притягивать молнии
  • Не и не могут рассеивать или предотвращать молнию, «высасывая» шторм из своего заряда
  • Большинство не предлагают защиту от перенапряжения для чувствительной электроники
  • Do обеспечивает противопожарную защиту и защиту от повреждений конструкций, предотвращая прохождение горячих, взрывоопасных каналов молний через строительные материалы.
Создание этого веб-сайта стало возможным благодаря поддержке CIS Internet .

Как работает система молниезащиты

Незащищенная конструкция

[перезапуск анимации]

Без обозначенного пути для достижения земли при ударе молнии вместо этого можно использовать любой проводник, доступный внутри дома или здания. Это может быть телефон, кабель или электрические линии, водопроводные или газовые трубы или (в случае здания со стальным каркасом) сама конструкция. Молния обычно следует по одному или нескольким из этих путей к земле, иногда прыгая по воздуху через боковую вспышку , чтобы достичь более заземленного проводника (см. Анимацию выше).В результате молния представляет несколько опасностей для любого дома или здания:

  • Пожар - Пожар может начаться в любом месте, где открытый канал молнии соприкасается, проникает или приближается к легковоспламеняющимся материалам (дереву, бумаге, газовым трубам и т. Д.) В здании, включая конструкционную древесину или изоляцию внутри стен и крыш. Когда молния следует за электропроводкой, она часто перегревает или даже испаряет провода, создавая опасность пожара в любом месте затронутых цепей.
  • Боковые вспышки - Боковые вспышки могут прыгать через комнаты, возможно, травмируя любого, кто окажется на пути.Они также могут воспламенить такие материалы, как канистра с бензином в гараже.
  • Повреждение строительных материалов - Взрывная ударная волна, создаваемая разрядом молнии, может взорвать участки стен, разбить бетон и штукатурку осколками и разбить близлежащее стекло.
  • Повреждение бытовой техники - Телевизоры, видеомагнитофоны, микроволновые печи, телефоны, стиральные машины, лампы и практически все, что подключено к поврежденной цепи, могут быть повреждены и не подлежат ремонту. Электронные устройства и компьютеры особенно уязвимы.

Добавление системы защиты не предотвращает удара, но обеспечивает лучший и безопасный путь к земле. Воздухозаборники, кабели и заземляющие стержни работают вместе, чтобы отвести огромные токи от конструкции, предотвращая возгорание и большинство повреждений оборудования:

Защищенная структура

[перезапустить анимацию]

Устройства защиты от молний и перенапряжения / ИБП

Устройства защиты от перенапряжения и ИБП не подходят для защиты от молний.Эти устройства обеспечивают некоторую степень защиты от скачков напряжения в результате ежедневных скачков напряжения и удаленных ударов молнии. Но когда молния попадает в конструкцию прямо или очень близко к ней, независимо от системы молниезащиты, все ставки не принимаются.

Обычный сетевой фильтр просто не может повлиять на резкий, катастрофический всплеск тока от очень близкого или прямого удара молнии. Постоянный ток молнии слишком велик, чтобы его можно было защитить с помощью небольшого электронного устройства внутри удлинителя или даже здоровенного ИБП.Если ваш ИБП или устройство защиты от перенапряжения мешает прохождению молнии, вся или часть молнии просто вспыхнет над устройством или через него - независимо от количества задействованных конденсаторов и аккумуляторных батарей.

Даже «разъединения» или устройства, которые физически отключают питание устройства путем активации набора контактов, не гарантируют защиты. Небольшой воздушный зазор не остановит молнию, которая уже прыгнула на несколько миль в воздух. Он не будет дважды думать, чтобы прыгнуть еще на несколько дюймов или даже на несколько футов, особенно если «путь наименьшего сопротивления» к земле проходит через контакты выключателя.

Более того, даже не полноценная система молниезащиты со стержнями, кабелями и заземлением не гарантирует от повреждений электроники и компьютеров. Чтобы любая система обеспечивала 100% защиту, она должна отводить почти 100% тока молнии от прямого удара, что практически невозможно физически: закон Ома гласит, что для набора сопротивлений, соединенных параллельно, ток будет распределяться. по ВСЕМ сопротивлениям на уровнях, обратно пропорциональных различным значениям сопротивления.Дом или здание - это не что иное, как набор резисторов, «соединенных» параллельно - электропроводка, водопровод, телефонные линии, стальной каркас и т. Д. (Даже если водопровод и электропроводка, например, не могут быть физически соединены, молнии будет использовать боковых вспышек через воздушные зазоры для их эффективного соединения). При прямом ударе молнии ток не будет следовать только по одному пути - он будет распространяться по всем путям к земле в зависимости от сопротивления каждого пути.

Ток молнии часто достигает максимума в 100 000 и более ампер. Имея это в виду, подумайте, установлена ​​ли у вас система молниезащиты, и в ваш дом напрямую попадает молния. Если система защиты забирает даже 99,9% тока, то ваша электропроводка может забрать оставшиеся 0,1%. 0,1% от 10

гроза | Определение, типы, структура и факты

Гроза , сильное кратковременное погодное нарушение, которое почти всегда связано с молнией, громом, плотными облаками, сильным дождем или градом и сильными порывистыми ветрами.Грозы возникают, когда слои теплого влажного воздуха поднимаются большим быстрым восходящим потоком к более прохладным областям атмосферы. Там влага, содержащаяся в восходящем потоке, конденсируется, образуя высокие кучево-дождевые облака и, в конечном итоге, осадки. Столбы охлажденного воздуха затем опускаются к земле, ударяясь о землю сильными нисходящими потоками и горизонтальными ветрами. В то же время электрические заряды накапливаются на частицах облаков (каплях воды и льда). Разряды молнии возникают, когда накопленный электрический заряд становится достаточно большим.Молния нагревает воздух, через который проходит, так интенсивно и быстро, что возникают ударные волны; эти ударные волны слышны как раскаты и раскаты грома. Иногда сильные грозы сопровождаются закрученными воздушными вихрями, которые становятся достаточно концентрированными и мощными, чтобы образовывать торнадо.

гроза

гроза с молнией.

© Пол Лэмпард / stock.adobe.com

Британская викторина

Молния: факт или вымысел?

Безопасны ли небоскребы от ударов молнии? Кристаллы льда помогают в производстве молнии? Узнайте больше о самом электрическом явлении в природе в этой викторине.

  • Узнайте, как быстрые восходящие потоки теплого воздуха образуют кучево-дождевые облака, приводящие к проливным дождям и молниям.

    Формирование грозы.

    Encyclopædia Britannica, Inc. См. Все видеоролики для этой статьи
  • Наблюдайте за плотностью вспышек молний в типичный год с наибольшей частотой в Южной Америке, Африке и Австралазии

    Как показано на анимации, год грозовой активности -round наиболее популярен в континентальных районах тропиков, особенно в Южной Америке, Африке и Австралии.Удары молний в высоких широтах усиливаются в весенние и летние месяцы (май – сентябрь в северном полушарии и ноябрь – март в южном полушарии).

    Адаптировано из NASA См. Все видео к этой статье

Известно, что грозы случаются почти во всех регионах мира, хотя они редки в полярных регионах и нечасты на широтах выше 50 ° северной широты и 50 ° южной широты. Поэтому умеренные и тропические регионы мира наиболее подвержены грозам.В США районами максимальной грозовой активности являются полуостров Флорида (более 80 грозовых дней в году, а в некоторых районах более 100), побережье Мексиканского залива (60–90 дней в году) и горы Нью-Мексико (50 –80 дней в году). В Центральной Европе и Азии в среднем от 20 до 60 грозовых дней в году. Было подсчитано, что в любой момент в мире происходит около 1800 гроз.

В этой статье рассматриваются два основных аспекта гроз: их метеорология (т.е., их формирование, структура и распространение) и их электризация (т. е. генерация молнии и грома). Для отдельного освещения связанных явлений, не охваченных в этой статье, см. Торнадо , шаровые молнии, бусовые молнии, а также красные спрайты и синие струи.

Грозовые образования и структура

Вертикальное движение атмосферы

Самые короткие, но сильные возмущения в ветровых системах Земли затрагивают большие области восходящего и нисходящего воздуха.Грозы не являются исключением из этого правила. Говоря техническим языком, считается, что гроза возникает, когда атмосфера становится «нестабильной к вертикальному движению». Такая нестабильность может возникнуть, когда относительно теплый легкий воздух перекрывается более прохладным и тяжелым воздухом. В таких условиях более холодный воздух имеет тенденцию опускаться, вытесняя более теплый воздух вверх. Если поднимается достаточно большой объем воздуха, образуется восходящий поток (сильный поток восходящего воздуха). Если восходящий поток влажный, вода будет конденсироваться и образовывать облака; конденсация, в свою очередь, высвобождает скрытую тепловую энергию, дополнительно подпитывая восходящее движение воздуха и увеличивая нестабильность.

гроза: структура

Когда атмосфера становится достаточно нестабильной, чтобы сформировать большие мощные восходящие и нисходящие потоки (как показано красными и синими стрелками), образуется возвышающееся грозовое облако. Иногда восходящие потоки бывают достаточно сильными, чтобы расширить верхнюю часть облака в тропопаузу, границу между тропосферой (или нижним слоем атмосферы) и стратосферой. Щелкните значки в левой части рисунка, чтобы просмотреть иллюстрации других явлений, связанных с грозами.

Encyclopædia Britannica, Inc. Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Когда в нестабильной атмосфере инициируются восходящие движения воздуха, поднимающиеся частицы теплого воздуха ускоряются по мере того, как они поднимаются через более прохладную среду, потому что они имеют меньшую плотность и более плавучие. Это движение может создать модель конвекции, при которой тепло и влага транспортируются вверх, а более холодный и сухой воздух транспортируется вниз.Области атмосферы, где вертикальное движение относительно велико, называются ячейками, а когда они переносят воздух в верхнюю тропосферу (самый нижний слой атмосферы), они называются глубокими ячейками. Грозы возникают, когда глубокие ячейки влажной конвекции организуются и сливаются, а затем производят осадки и в конечном итоге молнии и гром.

Восходящие движения могут быть инициированы в атмосфере разными способами. Распространенным механизмом является нагревание поверхности земли и прилегающих слоев воздуха солнечным светом.Если поверхностного нагрева достаточно, температура нижних слоев воздуха будет расти быстрее, чем верхних слоев, и воздух станет нестабильным. Способность земли быстро нагреваться - вот почему большинство гроз возникает над сушей, а не над океанами. Неустойчивость также может возникать, когда слои холодного воздуха нагреваются снизу после того, как они перемещаются по теплой поверхности океана или по слоям теплого воздуха. Горы также могут вызывать восходящее движение атмосферы, действуя как топографические барьеры, заставляющие подниматься ветры.Горы также действуют как высокоуровневые источники тепла и нестабильности, когда их поверхности нагреваются Солнцем.

мировые закономерности частоты грозы

Грозы чаще всего происходят в тропических широтах над сушей, где воздух, скорее всего, быстро нагреется и образует сильные восходящие потоки.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Огромные облака, связанные с грозами, обычно начинаются как изолированные кучевые облака (облака, образованные конвекцией, как описано выше), которые вертикально развиваются в купола и башни.Если имеется достаточная нестабильность и влажность, а фоновый ветер благоприятен, тепло, выделяемое за счет конденсации, еще больше усилит плавучесть поднимающейся воздушной массы. Кучевые облака будут расти и сливаться с другими ячейками, образуя огромное кучевое облако, простирающееся еще выше в атмосферу (6000 метров [20 000 футов] или более над поверхностью). В конечном итоге образуется кучево-дождевое облако с его характерной верхней частью в форме наковальни, вздымающимися сторонами и темным основанием. Кучево-дождевые облака обычно производят большое количество осадков.

Защита от воздействия молнии

Принцип состоит в создании одной или нескольких предпочтительных точек удара молнии с использованием проводящих элементов с низким сопротивлением. Затем они проводят и рассеивают ток молнии в землю. Эта связная система позволяет улавливать и рассеивать молнию, одновременно обеспечивая защиту конструкции. Существует пять типов систем молниезащиты для защиты конструкций от молнии:

  • Стержни,
  • Проводники сетчатые,
  • Провода контактные,
  • Система молниезащиты с ранним стримерным излучением,
  • Защита «натуральными» компонентами,

Различные виды защиты

Типовой пример

Защита пилона с помощью молниеприемника

Система молниезащиты с молниезащитой

Бенджамин Франклин изобрел громоотвод в 1753 году.Этот молниеотвод состоит из сужающегося металлического стержня высотой от 2 до 8 м, который доминирует над защищаемой конструкцией и который соединен минимум с двумя токоотводами и двумя системами заземления.

Поскольку радиус защиты этого типа молниеприемного стержня ограничен примерно 30 метрами в окружающей среде (уровень молниезащиты = IV, высота = 60 метров), он обычно используется только для защиты небольших конструкций или зон, таких как пилоны, дымоходы, цистерны, водонапорные башни, мачты и т.д ...

Система молниезащиты с сетчатыми проводниками


Типовой пример

Защита здания сетчатым молниеотводом

Эта молниезащита, заимствованная из клетки Фарадея, состоит из сетчатых проводников, покрывающих крышу и стены защищаемой конструкции.

Воздушные терминалы расположены по краю крыши и на высоких точках. Сеть проводников идет по внешнему периметру кровли. Эта сеть комплектуется поперечными элементами. Размер ячейки составляет от 5 до 20 метров в зависимости от требуемой эффективности.

Верхняя часть токоотводов, прикрепленных к стенам, соединяется с сеткой крыши, а нижняя - с соответствующими системами заземления. Расстояние между двумя токоотводами составляет от 10 до 20 метров в зависимости от требуемого уровня молниезащиты.

Наибольшая часть тока молнии проводится и рассеивается через проводники и системы заземления, расположенные ближе всего к месту удара молнии.

Громоотвод контактный провод

Типовой пример

Защита внешней зоны хранения взрывчатых веществ молниеотводом контактного провода

Эта система молниезащиты, использующая принцип, аналогичный принципу сетчатого каркаса, состоит из сетки проводников, но на некотором расстоянии от защищаемой конструкции.Цель состоит в том, чтобы избежать прямого контакта тока молнии с конструкцией.

Провода контактной сети, размещенные над защищаемой конструкцией, подключаются к токоотводам и специальным системам заземления. Размер ячейки и расстояние между токоотводами подчиняются тем же правилам, что и для системы молниезащиты ячеистых проводов.

Эта защита требует дополнительных механических исследований (сопротивление материалов мачт, квалификационное давление на грунт, сопротивление ветру и погодным условиям и т. Д.) и определить изоляционные расстояния.

Громоотвод из цепного провода используется, в частности, для защиты открытых площадок, когда нет архитектурной опоры или опасных хранилищ.

Защита с использованием «натуральных» компонентов

Компоненты, которые имеют функцию молниезащиты, но не были установлены для этой цели.
Комментарий: это проводящие части конструкции или здания, которые могут участвовать во внешней защите благодаря своей способности улавливать удар молнии или проводить ток молнии.Их можно использовать для замены токоотвода полностью или частично или в дополнение к внешней установке.

Эти компоненты могут состоять из:

  • Каркас металлоконструкций;
  • Металлические покрытия стен или металлическая обшивка
  • Листовой металл, покрывающий защищаемый объем, при условии отсутствия риска их пробивки в результате удара
  • Металлические компоненты конструкции крыши (соединенные между собой стальные рамы и т. Д.), Даже если они покрыты неметаллическими материалами, при условии, что они могут быть исключены из защищаемого объема
  • Металлические стержни из железобетона при условии, что между ними имеется электрическая связь, в частности, со средствами захвата и системой заземления
  • Металлические детали, такие как водостоки, украшения, ограждения и т. Д., При условии, что их поперечное сечение не меньше указанного для обычных компонентов
  • Трубы и резервуары металлические, если их не менее 2 шт.Толщиной 5 мм и в случае перфорации не создавать опасной или неприемлемой ситуации

Эти элементы должны соответствовать требованиям к толщине, поперечному сечению и непрерывности, что затрудняет их использование.

Молниеотвод раннего стримерного излучения

Принцип работы молниеотвода с ранним стримерным излучением состоит в том, чтобы с помощью ионизирующего устройства искусственно генерировать восходящий лидер на ранней стадии, предшествующий другим «естественным» восходящим лидерам, чтобы установить привилегированную точку удара молнии.

Схема, показывающая принцип действия для улавливания удара молнии с использованием проводника ранней стримерной эмиссии

Типовой пример

Защита промышленной площадки с помощью воздушного терминала раннего выброса кос:

Поскольку улавливание удара молнии происходит быстрее, чем с помощью громоотвода, эту технологию можно использовать для защиты зон на более широкой площади, обеспечивая тем самым защиту больших конструкций.

Создаваемый радиус защиты зависит от значения опережения срабатывания молниеотвода (Δt в мкс), его высоты и эффективности защиты, максимальное значение составляет 120 метров (уровень III, высота = 60 метров).

  • Стержни
  • Провода сетчатые
  • Контактные провода
  • Защита «натуральными» компонентами
  • Система молниезащиты с ранним стримерным излучением

Стержни

Преимущества Недостатки
  • Простота установки
  • Экономичный
  • Легко и незаметно интегрируется в конструкцию здания
  • Ограничивается защитой небольших конструкций
  • Ограничение механической прочности мачты

Сетчатые проводники

Преимущества Недостатки
  • Снижение электромагнитного излучения внутри защищаемой конструкции.Распространение токов молнии по нескольким токоотводам
  • Способствует общему уравниванию потенциалов между проводящими конструкциями и землей
  • Сложный и дорогостоящий в установке
  • Часто неэстетично из-за сложности конструкции

Провода контактной сети

Преимущества Недостатки
  • Снижение электромагнитного излучения внутри защищаемой конструкции.Распространение токов молнии по нескольким токоотводам
  • Способствует общему уравниванию потенциалов между проводящими конструкциями и землей
  • Охрана открытых зон
  • Контактные тросы могут представлять опасность в зонах погрузочно-разгрузочных работ, где используется подъемное оборудование
  • Сложный и дорогостоящий в установке
  • Часто неэстетично из-за сложности конструкции

Защита «натуральными» компонентами

Преимущества Недостатки
  • Упрощение монтажа и снижение затрат