Молниезащита строительных объектов

Молниезащита зданий и сооружений — это комплекс защитных мероприятий от действия молнии и ее вторичных проявлений, обеспечивающих безопасность людей, сохранность зданий и уч­реждений, оборудования и материалов от взрывов, загораний и разрушений.

Работы по устройству молниезащиты зданий ведутся в строгом соответствии с Инструкцией по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений (СН 305 — 77).

Молниезашиту зданий и сооружений в соответствии с СН 305—77 подразделяют на три категории в зависимости от способа выпол­нения и степени надежности.

К I категории относятся здания и сооружения классов В-I и B-IIпо правилам устройства электроустановок с производ­ствами, связанными с обработкой и хранением горючих газов и жидкостей, а также при наличии пыли и волокон, способных образовывать с воздухом взрывоопасные смеси. Молниезащита та­ких помещений выполняется независимо от места расположения здания или сооружения на территории России, причем предус­матривается защита как от прямых ударов, так и от вторичных проявлений молнии.

Ко II категории относятся здания и сооружения классов B-Ia, B-Iб, В-IIа, наружные технологические установки и откры­тые склады класса В-Iг по ПУЭ. В производственных помещениях перечисленных классов взрывоопасные смеси горючих газов, па­ров и пыли с воздухом при нормальной эксплуатации не выделяются и могут образовываться лишь в результате аварии или неисп­равностей. Зашита зданий и сооружений классов В-Ia, В-Iб и В-IIа от прямого удара молнии и от вторичных проявлений атмосферного электричества осуществляется в местностях со средней грозовой дея­тельностью 10 ч и более. Защита наружных технологических уста­новок класса В-Iг осуществляется на всей территории России.

К III категории относятся:

в местностях со средней грозовой деятельностью 10... 20 ч в год — дымовые трубы предприятий и котельных, водонапорные и си­лосные башни, вышки различного назначения высотой 15 м и более; здания и сооружения, являющиеся памятниками истории и культуры;

в местностях со средней грозовой деятельностью 20...40ч в год — здания и сооружения с производственными помещениями клас­сов П-I, П-II, П-IIa по ПУЭ; наружные технологические установ­ки и открытые склады класса П-III по ПУЭ; здания и сооружения III, IV, V степени огнестойкости, в которых отсутствуют произ­водства со взрыво- и пожароопасными помещениями; жилые и общественные здания, возвышающиеся более чем на 25 м над сред­ней высотой окружающих зданий в радиусе 400 м, а также отдель­но стоящие здания высотой более 30 м, удаленные от других зда­ний более чем на 400 м; отдельно стоящие жилые и общественные здания в сельской местности высотой более 30 м; общественные здания III, IV и V степени огнестойкости следующего назначения: детские сады и ясли, школы и школы-интернаты, спальные кор­пуса и столовые санаториев, домов отдыха и пионерских лагерей, лечебные корпуса больниц, клубы, кинотеатры;

в местностях со средней грозовой деятельностью 40 ч в год и более — животноводческие и птицеводческие здания и сооруже­ния III, IV и V степени огнестойкости.

Интенсивность грозовой деятельности характеризуется средним числом грозовых дней в году n_д. При п _д= 30 продолжительность грозы считается равной 1,5 ч, при n_д более 30 — 2 ч.

Применяют и более обобщенный показатель — среднее число ударов молнии в год (п) на 1 км³ поверхности земли, зависящий от интенсивности грозовой деятельности:

Интенсивность грозо­вой деятельности

за год, ч 10...20 20...40 40...60 60...80 80...100

Среднее число ударов

молнии к год на 1 км² 1 3 6 9 12

Используя значение и, определяют вероятное число ударов молнии в год N bздание или сооружение, не имеющее молниезашиты:

где S— ширина защищаемого здания или сооружения, м; L — его длина, м; h_x — наибольшая высота здания или сооружения, м. " Из приведенной характеристики объектов, отнесенных к III ка­тегории молниезащиты, следует, что в процессе строительства зданий и сооружений молниезащите подлежат все постройки ба­шенного типа: водонапорные башни, радио и телевизионные выш­ки, градирни, возвышающиеся опоры мостов и другие сооруже­ния, опоры линий электропередач (ЛЭП) и прожекторные выш­ки, а также металлические леса и возвышающиеся над уровнем застройки строительные машины и устройства, например, башен­ные и козловые краны, монтажные мачты, башни и пр.

В период работы на строительной площадке работающие долж­ны быть надежно защищены от атмосферного электричества (мол­нии). Это достигается установкой и устройством молниеотводов, включающих в себя: молниеприемник — устройство, воспри­нимающее удар молнии; токоотвод — металлический проводник, соединяющий молниеприемник с заземлением; заземлитель в виде металлических полос, труб, катанки, уголка и др., размещенных в грунте и предназначенных для отвода тока молнии в землю.

На строящихся объектах чаще всего устанавливают молниеприемники стержневого типа (рис. 7.1). Для них обычно применяют круглую сталь диаметром 13 мм. Высота стержня над опорой составляет 1,5 м. Если один стержневой молниеотвод не обеспечивает безо­пасности всего объекта, то устанавливают несколько молниеотводов.

Молниеприемники монтируют на борту и углах крыши возво­димого объекта на расстоянии один от другого не более 20 м. Каж­дый молниеотвод должен иметь самостоятельный токоотвод, при­соединяемый к заземлению с сопротивлением не более 20 Ом и расположенный вне защищаемого сооружения на расстоянии 1 м от фундамента здания или объекта. Токоотводы прокладывают непосредственно по стенам защищаемого здания и крепят скоба­ми через каждые 0,8 м.

Заземлители изготовляют обычно протяженного типа в виде полос или круглой стальной проволоки (из такой же, как и молниеприемник) и прокладывают в грунте по обеим сторонам за­щищаемого объекта на глубине 0,5...0,8 м.

 

Рис. 7.1. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода:

а — высотой до 60 м; б — высотой от 60 до 100 м; 1 — граница юны защиты на уровне высоты объекта h_x; 2 — то же, на уровне земли

 

При защите построек отдельно стоящими молниеотводами их нужно располагать на расстоянии не менее 5 м от входов в защи­щаемые здания.

Тросовый, или антенный, молниеприемник (рис. 7.2) в виде проводника, натянутого между двумя опорами, устанавливают не­посредственно над возводимым зданием (сооружением) или на специально построенных мачтах. Для установки таких молниеот­водов можно использовать все высокие сооружения (промышлен­ные дымовые и другие трубы, башни и т.п.), находящиеся на территории строительной площадки. Провод отводят на глубину не менее 2 м, к концу провода приваривают металлический за-эемлитель, имеющий сопротивление меньшее, чем все другие за­землители, расположенные вблизи заземления системы грозоза­щиты. Это обусловлено тем, что если сопротивление грозозащиты будет большим, чем заземление других систем, то электрический разряд от грозы согласно закону Ома устремится к проводникам с меньшим сопротивлением.

С приближением грозы на всех строительных площадках, кра­нах, экскаваторах и других строительных машинах все работы долж­ны быть прекращены, а рабочие, отключив приемники тока, обя­заны укрыться в помещениях, имеющих средства молниезащиты.

 

Рис. 7.2. Вертикальное, горизонтальное и поперечное сечения зоны за­щиты двойного стержневого молниеотвода одинаковой высоты: а — зона защиты ч разрезе по К—К; 6 — сечение по О—О; в — сечение по х—х

Глава 8