84-Молниезащита частного дома

1. Молниезащита частного дома

д.т.н. проф. Э.М. Базелян
АО “ЭНИН” Москва

2.

Нормативные требования
РД 34.21.122-87
13
Жилые и общественные здания, высота которых более чем
на 25 м больше средней высоты 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
Б
III
14
Отдельно стоящие жилые и общественные здания в сельской местности высотой более 30 м
То же
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
»»
Б
III
16
Открытые зрелищные учреждения (зрительные залы
открытых кинотеатров, трибуны открытых: стадионов
и т. п.)
»»
Б
III
17
Здания и сооружения, являющиеся, памятниками истории,
архитектуры
и
культуры
(скульптуры,
обелиски
и т. п.)
»»
Б
III
!!!Полное отсутствие логики
и здравого смысла !!
Других предписаний не существует

3.

Решение должен принимать заказчик
с учетом рекомендаций проектировщика
на основании оценки частоты
ударов молнии и опасности их
воздействия
Никаких жестких предписаний нет!

4.

Ожидаемое число прямых ударов молнии
(по отечественным нормам)
R = 3h – усредненный радиус стягивания
Nмол = nмолSстяг
Если l = d = h = 10 м, то Sстяг 5000 м2
Для nмол = 4 Nмол 0,02 в год, т.е.
~ 1 удар молнии за 50 лет
Справедливо только для уединенного
сооружения на открытом
пространстве

5.

Влияние соседних сооружений
(по правилам МЭК)
Абсолютно бездоказательно и в общем неверно
Строгий расчет требует программного обеспечения

6.

На равнинной местности целесообразно рассматривать
здание как уединенное
Некоторый запас в расчетах не помешает

7.

Надежность внешней молниезащиты ?
Для рядового коттеджа
Если l = d = h = 10 м, то Sстяг 5000 м2
Для nмол = 4 Nмол 0,02 в год, т.е.
~ 1 удар молнии за 50 лет
При надежности защиты 0,9
в среднем
1 прорыв молнии за 500 лет
эксплуатации
Можно рискнуть!
Жизнь дома из современных материалов заметно
короче!

8.

Кровля в качестве молниеприемника
На чердак упадет капля расплавленного металла.
Чему гореть всегда найдется!!!

9.

Молниезащитная сетка не работает
на любой
металлической кровле
из-за
нулевого превышения над защищаемым
объектом

10.

Истинное назначение сетки
2.25. Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений, относимых по
устройству молниезащиты к III категории, должна выполняться одним из
способов, указанных в п. 2.11, с соблюдением требований пп. 2.12 и 2.14.
При этом в случае использования молниеприемной сетки шаг ее ячеек должен
быть не более 12 Х 12 м.
2.11. Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений II категории с
неметаллической кровлей должна быть выполнена отдельно стоящими
или установленными на защищаемом объекте стержневыми или тросовыми
молниеотводами……
При уклоне кровли не более 1:8 может быть использована
также молниеприемная сетка …...
Установка молниеприемников или
наложение молниеприемной сетки не
требуется для зданий и сооружений с
металлическими фермами при
условии, что в их кровлях
используются несгораемые или
трудносгораемые утеплители и
гидроизоляция.

11.

Современная кровля из металлочерепицы или профлиста
требует установки молниеотводов
Высокие деревья в качестве естественных молниеотводов =
- вполне приемлемое решение
Трос вдоль конька крыши
Фактическая надежность зоны из СО-153
0,9
Фактическая надежность зоны из РД 34
0,84,
а совсем не указанные там 0,95

12.

Можно ли не строить зоны защиты ?
Можно, поскольку в стране нет никаких
законодательно установленных требований
для индувидуальных строений
Грозотрос, подвешенный с превышением в 2 м
над кровлей дома 10 х 8 м высотой 10 м
перехватит не меньше 2/3 всех ударов молнии и
доведет частоту прорывов до 1 удара за
120 – 180 лет эксплуатации (совсем неплохо!)
Для наклонной или ломаной кровли надежность защиты
резко повышается!

13.

Напряжение прикосновения
b
0l ln
r0 dI M
U st (t ) =
2
dt
Для токоотвода радиусом r0 = 1 см
при
l = 1,5 м и b = 1 м
для
dIM /dt = 1011 А/с (III уровень)
Ust = 150 кВ
Необходим изолированный токоотвод
(предпочтительнее с каждого конца грозотроса)

14.

Напряжение шага
Типовой заземлитель опасен, а для более совершенного нет места !!!

15.

Растекание тока с деревьев, выполняющих роль
естественных молниеотводов не менее опасно
Асфальтирование грунта в зоне растекания тока
молнии на площади ~ 600 – 800 м2 с толщиной слоя
~ 10 см
практически нереально
Любая керамическая плитка не обеспечивает изоляции
В грозу в зоне возможного растекания тока
молнии не должно быть
людей и животных

16.

Монтаж токоотводов и заземлителя
Годятся старые водопроводные трубы
диаметром 0,5 дюйма
В агрессивных грунтах желательно
удвоить сечение заземляющего
электрода
Сталь сечением 50 мм2
или
применять химически стойкие
электроды
Активно работающая фирма
сегодня
производит любые комплектующие

17.

Снижение сопротивления заземления
UR = RЗIM
Сопротивление заземления здания как правило больше 1 Ом
Ток молнии как правило больше 3 кА
Следовательно,
любой удар молнии опасен для сети
напряжением 380/220 В и ниже
Рациональное устройство внешней молниезащиты
в состоянии ограничить число УЗИП
и облегчить требования к их параметрам,
но
полностью исключить их использование
невозможно

18.

ВЛ 0,4 кВ – основной источник опасности
в грозовой обстановке
Число прямых ударов
l = 200 м, h = 5 м
S = 0.006 км2 –
- сопоставимо с жилым домом
Реально опасны не прямые удары молнии, а индуцированные
перенапряжения
Если lВЛ = 200 м и d = 0,5 м, то
при dAI/dt = 40 кА/мкс
молния наведет в проводе
2
0 dAI lВЛ
+ r2
U ЭМ =
ln
2
r2
2,5 кВ
с расстояния r = 215 м
Частота события – 1 раз за 4 года

19.

МОЛНИЕСТОЙКОСТЬ ЗДАНИЯ
НЕЛЬЗЯ
ОБЕСПЕЧИТЬ БЕЗ
ВНУТРЕННЕЙ МОЛНИЕЗАЩИТЫ
!!! Устройство молниеотводов и качественного
заземления практически не влияет на величину
перенапряжений во внутренних цепях вашего
дома!!!

20.

Правильный выбор УЗИП –это не только надежная защита,
но и экономия материальных средств
В реальности возможно перераспределение тока между ветвями
и их максимальные значения не совпадают во времени
L2
i1 (t = 0) =
IM
L1 + L2
R2
i1 (t = ) =
IM
R1 + R2

21.

R1 = 10 Ом L1 = 10 мкГн
R2 = 1 Ом L2 = 100 мкГн
В заземлитель объекта может
внедриться до 100% тока
молнии !!!

22.

При наиболее частых индуцированных
перенапряжениях
ток молнии не нагружает УЗИП,
резко снижая требования к его пропускной
способности и стоимости

23.

СПАСИБО
за
ВНИМАНИЕ