Пример молниезащиты навеса

94ico

На днях на форуме подняли тему выполнения молниезащиты навеса. Эту статью хочу посвятить автору (к сожалению имени не знаю) той темы. Задача стоит запроектировать молниезащиту навеса в соответствии с действующими  нормативными документами и всеми требованиями.


Исходные данные: навес размерами 12×24х7м. Кровля плоская (не может быть использована в качестве молниеприемника).

Существует 3 самых простых варианта реализации данной задачи.

1 Уложить молниеприемную сетку. Этот способ наверное самый простой. Подробно можно почитать в моей статье.

2 Установить молниепремники на кровле.

3 Мне не известен =)

Сейчас подробнее остановлюсь на втором способе.

Молниеприемник

Молниеотвод

Для защиты данного объекта необходимо на кровле установить 4 молниеприемника по 4м. Такой молниеприемник представляет из себя готовое изделие и устанавливается на бетоном основании.

Чтобы правильно выполнить молниезащиту, нужно нарисовать зону защиты наших молниеприемников.

Наш объект будет защищен от прямых ударов молнии в том случае, если он будет полностью находиться внутри конусообразного пространства, которое представляет собой зона защиты молниеотвода.

Согласно ТКП 336-2011, стержневой токоотвод считается двойным, когда расстояние  между молниеприемниками L не превышает предельной величины Lmax.

Проверим наш случай. Я расположил молниеприемники так, что L1=20м, L1=8м.

По таблице 10.3: Lmax=5,75*h.

h-высота молниеприемника. Поскольку наши молниеприемники установлены на крыше, то h=7+4=11м.

Lmax=5,75*11=63,25м.

Как видим Lc>L1>L2, значит наши молниеприемники можно считать двойными.

При расстоянии между молниеприемниками L<Lc граница зоны не имеет провеса.

По таблице 10.3: Lc=2,5*h. Lc=2,5*11=27,5м. Lc>L1>L2 – условие выполняется.

А теперь на основании полученных доказательств начертим зону защиты от четырех молинепремников.

Для построения зоны защиты нам необходимо еще посчитать некоторые величины.

h0=0,85*h=0,85*11=9,35м.

r0=1,2*h=1,2*11=13,2м.

rх= r0*( h0-hх)/h0=13,2*(9,35-7)/9,5=3,3м (на уровне кровли).

Ниже не рисунке представлены вид сверху и вид сбоку зоны защиты молниеприемников.

Зона защиты молниеприемников навеса

Зона защиты молниеприемников навеса

На рисунке не совсем все можно увидеть, поэтому можно по ссылке скачать файл в хорошем качестве.

От молниеприемников по углам навеса размещаем токоотводы к заземлителям.

Если у вас свои идеи и замечания по реализации данной задачи, с удовольствием выслушаю.

3D-модель молниезащиты данного навеса методом катящих сфер:

 

Советую почитать:

Комментариев: 27 “Пример молниезащиты навеса”

  1. Сергей:

    Здравствуйте! Странным Вы методом ведете расчет молниезащиты. Почему Вы в данном варианте используете раздел «Молниезащита в отдельных случаях»? Он ведь сложнее. Не проще ли было определить уровень молниезащиты по табл. 7.2 и воспользоваться методом катящихся сфер или методом защитного угла? Было бы нагляднее, да и точнее.

    В любом случае, защитная зона молниеприемника должна выглядеть, как окружность, если между ними вы не натягиваете трос (вы точно рассчитывали без него?)

    Не могу судить о Ваших расчетах, т.к. не хочу вникать в данный способ. Возможно, он и соответствует нашему ТКП, но при расчете методом катящихся сфер получается 5 шт. 4-х метровых молниеприемника. Но считал я по IV уровню молниезащиты. А для навеса, как минимум, должен быть III уровень.

    • k-igor:

      Так это и есть метод защитного угла. Когда молниеприемники расположены не далеко, то они рассматриваются как сдвоенные (аналог троса). Защитная зона и выглядит как окружность — посмотрите по углам.

      • Сергей:

        Все же я потратил вечер и попытался разобраться с данным способом расчета молниезащиты и пришел к тому, что разработчики данного раздела ТКП не ожидали, что кто-то вообще долистает столь объемную книгу до середины.

        Что тут таить, я изначально искал у Вас ошибку. Ну, абсурдным кажется расстояние между 4-х метровыми молниеприемниками в целых 20 метров!

        Начал я с таблицы 10.1, в которой приводятся формулы для расчета одиночных молниеприемных стержней. Получил радиус защиты для Вашего здания вокруг молниеприемника: 3,9м. Все логично, придраться не к чему. Затем я перешел к таблице 10.3, где, как утверждают авторы, можно добиться  эффекта «Двойного молниеотвода». Нашел у вас в расчетах маленькую описку, которая не повлияла особо на результат (в расчете rx Вы приняли hо=9.5м, вместо 9.35 — мелочи) и ошибку: формулу с расчетом этого же rx вы взяли для тросового молниеприемника (тоже не сильно повлияло на результат). Но с расчетами согласен, ибо посчитать как-то по-другому сложно. Был удивлен. Но затем мне пришла в голову идея с бредовым расчетом, т.е. я взял здание высотой 28 метров и молниеотовод высотой... 1 метр! rx получился маленьким, всего 0,81м, но Lс аж 72,5м! Т.е. расстояние между молниеприемниками (для того, чтобы hc=hо) можно принять хоть 72м. И все получится по расчетам. Семьдесят два метра между двумя однометровыми  молниеприемными стержнями! Впечатляет.

        Может я где-то ошибся? Не думаю, все сделал пошагово.

        И не называйте этот метод методом защитного угла (см.рис. 7.1), это совсем другое.

        Все-таки лучше пользоваться проверенными способами расчета молниезащиты, тем более, что они проще  и понятнее.  

        • Сергей:

          Сейчас дошло, что hо мой ушел в «минус», но суть не меняется, пусть будет 23м высота здания, а молниеприемный стержень — 5 метров. Все равно 72 метра между стержнями — бред.

          • k-igor:

            Давно хотел написать статью на эту тему, скоро напишу. Высотные здания стержневым молниеприемником не защитишь, нужна сетка.

  2. Сергей:

    Да ошибка у них там в чем-то. Даже Ваш навес, высота которого 7 метров, не защитить данным способом :)

    • k-igor:

      Я с вами не согласен. Нарисуйте сферу радиусом 45м и увидите, что объект защищен. Сверху так 100% сфера попадает на молниеприемники. Сбоку — возможно в некоторых местах и не попадет. По-хорошему по периметру сетку надо еще уложить и все воросы тогда точно будут сняты. Попробую нарисовать 3D модель в AUTOCADe.

      • Сергей:

        Я рисовал вчера, перед тем, как задавать вопросы. По III уровню (радиус сферы 45м) не получится защитить все пространство на крыше 4-я 4-х метровыми молниеприемниками.

        На такое здание я бы сразу уложил сетку и не мучился расчетами, все равно получилось бы дешевле. Кровля же плоская.

        • Сергей:

          Исправлюсь, все пространство стен*

          Т.к. крышу защитит и 1 4-х метровый молниеприемник)) 

  3. k-igor:

    Сергей, я считаю в даном примере все сделано правильно. Нарисовал в автокаде 3D-модель. Проверил методом катящих сфер. 4 молниеприемника защищают полностью данный навес: и сверху, и снизу. В любом случае в ближайших вупусках будет статья о молниезащите. Какой бы метод мы не применили, всегда должны получить один и тот же результат.

    • Сергей:

      Увы, я не умею работать в 3D. Но с Вами не согласен. Если, конечно, вы использовали радиус 45м. Если напишете свой электронный адрес, то вышлю чертеж 🙂 

      • k-igor:

        Да, радиус сферы я использовал 45м.

        gomel-igor@rambler.ru

        • Сергей:

          Игорь, я отправил dwg файл, принимайте. Да, чуть не забыл, у меня черный фон в AutoCAD`е. Это на тот случай, если у вас светлый, и чертеж не будет читаться.

  4. k-igor:

    Я сам работаю на черном фоне)) Сергей, а вы откуда? Чтобы понимать на какие нормы ссылаться.

    • Сергей:

      Беларусь, Брест. Я просто увидел ссылку на наше ТКП 336, иначе не стал бы писать))

      Вы согласны с моим рисунком? 

  5. k-igor:

    Есть сомнения в правильности построения вашей геометрической фигуры. У каждого своя точка зрения. Как я уже говорил, я сделал 3D-модель: нарисовал склад, разместил 4 молниеприемника, нарасовал шар радиусом 45м. Так шар нигде не коснулся здания (если конечно я нигде не ошибся с размерами). А как известно, метод катящейся сферы является самым точным методом. Поэтому могу сказать, что в статье сделано все правильно. Завтра выложу в статье свою 3D-модель.

    • Сергей:

      Ну, никак не укладывается в голове, то, что Ваш шар не смог коснуться здания ровно по центру с широкой стороны. Вы же точно его по земле со всех сторон катали?)))

      • k-igor:

        Я поначалу сам думал, что сбоку где-то должен коснуться, а когда нарисовал, то везде наткнулся на молниеприемники. Постараюсь сделать видео и выложу здесь.

  6. Сергей:

    Игорь, нашел я у себя ошибку.

    Я не учитывал то, что все же сфера, а не окружности,  упирается в молниеприемники. Да, Ваши 4 молниеприемника обеспечивают защиту навеса по III уровню. Зона защиты не совсем правильная, но, скорее всего, это зависит больше от метода расчета.

    Но метод расчета мне все равно не нравится, т.к. он по нашему общему мнению (как я понял) не подходит для высотных зданий (а какое оно-то высотное? 10м? 20? Высчитывать и сравнивать результаты с методом катящихся сфер как-то глупо, ведь где-то в формулах однозначно скрывается ошибка) и еще данный метод не совсем правильно показывает зону защиты стержневых молниеприемников.

    Сейчас вышлю файл с тем, что у меня получилось с Вашей расстановкой молниеприемников.

    • k-igor:

      Думаю до 30 м это еще нормальная высота. А метод этот в прниципе-то не я придумал, все ссылки на ТКП 336-2011. Поскольку вы убедилиь, что объект защищен 4-мя молниеприемниками (и я сам убедился, проверив методом катящих сфер), значит его можно применять в своих проектах. Заодно появились новые мысли и идеи на новые темы блога.

  7. Dmitry:

    У меня такой случай: III уровень СМЗ; на скатной металлической кровле (высота по коньку 8,82 м) по одной оси установлены две пары вент. дефлекторов диаметром 800 мм и высотой 1,38 м.

    Расстояние между дефлекторами в каждой паре — 3 м (по 1,5 м в стороны от центра группы по той же оси), расстояние между центрами групп — 12м.

    Защиту дефлекторы молниеприемными стержнями высотой 2 м, установленными рядом с центрами групп таким образом, что расстояние между молниеотводами равно примерно 12 м (молниеотводы чуть смещены относительно оси дефлекторов).

    Исходя из табл. 10.3 имеет место двойной молниеприемный стержень.

    Как рассчитать (построить) зону защиты такого молниеприемника, чтобы быть уверенным в его достаточности?

    Что принимать в качестве h, hx? 

    Катить сферу нужно по уровню земли (высота h отсчитывается от земли0 или по уровню кровли, на которой установлен молниеприемник? 

    • k-igor:

      Нужно использовать формулы для двойного молниепримника + знания из уроков геометрии еще пригодятся.

      В таком случае, возможно, даже легче построиь 3D модель, если есть навыки работы с 3D моделями.

      Смысл сферы заключается в том, что она не должна коснуться здания. Придставили шар и катаем вокруг здания, всегда должны натыкаться на молниеприемник)))

      • Dmitry:

        В моем примере кровля металлическая негорючая, используется в качестве естественного молниеприемника.

        Стержневыми молниеприемниками, устанавливаемыми на кровле, я хочу защитить не здание, а вентиляционные дефлекторы на кровле, которые выступают над кровлей на 1,0...1,4 м и не могут быть использованы в качестве естественных молниеприемников из-за толщины стенки t=0,5...1,0 мм.

        Какими формулами руководствоваться в расчете зоны — это понятно.

        Вопросы в другом: 1) что подставлять в форумы в качестве h и hx;  2) по какой поверхности рассматривать качение сферы для определения зоны защиты молниеприемника ?

        Если я правильно понимаю, то в формулу вместо h нужно подставлять высоту самого молниеприемника (1...7 м), а вместо hx — высоту защищаемого объекта — дефлектора (1,0...1,4м). Тогда получу радиус rx зоны защиты на уровне верхней кромки защищаемого объекта.

        Соответственно и сферу нужно катить не по земле, а по уровню кровли, т.к. и объект, и молниеприемник установлены на одной отметке.

        • k-igor:

          В вашем случае высоту молниеприменика я бы считал от уровня кровли, а не от уровня земли. На высоких объектах может получиться  h0 ниже уровня кровли))) Если помните, есть на блоге статья с задачей про высокую башню, только вот никто не откликнулся на ту задачу.

          Сферу я рассматриваю как проверочный вариант. Коснулись сферой кровлю и молниеприменик, при этом дефлектор не должен касаться сферы.

  8. Dmitry:

    Вот что получается: для молниеприемника h=2м на высоте hx=0,99м по формуле (10.1) рассчитал: rx = 1,08 м. Получается, что если на плане кровли расположить молниеприеник h=2м на кровле здания между двумя дефлекторами высотой hx=0,99 м с диаметром окружности 710мм, то они не попадают в зону защиты такого молниеприемника — расстояние между молниеприемником и каждым дефлектором 1,5 м, а радиус зоны защиты всего 1,08 м.

    А теперь в разрезе здания делаю то же самое в размерах, только зону защиты строю методом катящейся сферы. Сферу качу по поверхности кровли. Получается, что оба дефлектора попадают в зону защиты, а радиус зоны защиты на высоте hx=0,99 м (на высоте верха дефлектора) составляет аж 3,88 м! 

    У меня получились такие зоны...

    В чем моя ошибка?

    • k-igor:

      Не совсем правильно так показывать сферу. Правильнее изобразить сферу по наихудшему варианту: через ось молниеприемника и ось дефлектора. Хотя все равно попадет в зону защиты...

      Возможно погрешность разных методов. Я бы все-таки увеличил высоту молниеприемников до 3 или 4 м.

Написать комментарий

Копирование информации без согласия автора запрещено!