Особенности проектирования заземляющего устройства в городской застройке

Как сделать заземление в городе?

Главная сложность при устройстве заземляющего устройства в городе — ограниченное пространство для его размещения. Территория вокруг здания обычно либо заасфальтирована, либо занята соседними постройками. Участки с открытым грунтом (клумбы и газоны) чаще всего имеют весьма скромные размеры. Даже если при проектировании предусматриваются обширные строительные работы, под поверхностью городской земли пролегают многочисленные подземные коммуникации, не позволяющие смонтировать заземление в непосредственной близости. Тем не менее, несмотря на эти затруднения, у проектировщика всё же есть несколько возможных решений.

1. Особенности соблюдения нормативных требований молниезащиты

В первую очередь необходимо определить ограничительные требования к конструкции ЗУ, особенно если оно используется в составе внешней молниезащиты. Например, при применении в качестве молниеприемника молниеприемной сетки или металлической кровли требуется выполнить контур заземления по периметру объекта (РД 34.21.122-87, п.2.11, п.2.26).

Частично решить проблему можно двумя способами:

Использовать близко расположенные высотные объекты в качестве естественных молниеприемников (в городах таких зданий, как правило, достаточно). В этом случае отсутствуют жесткие конструктивные требования к заземляющему устройству: потребуется лишь защитное заземление без учета молниезащиты;
Проектировать молниезащиту с использованием стержневых или тросовых молниеотводов. В таком случае, для каждого токоотвода достаточно локального очага заземления, состоящего из 3 или 2 вертикальных электродов, размещенных с шагом 5 м (РД 34.21.122-87, п.2.2г, п.2.26) для II и III уровня защиты соответственно.

2. Низкое сопротивление ЗУ и сложные грунты

Проблема обостряется, когда нужно обеспечить очень низкое сопротивление ЗУ (например, 2 Ом) или когда грунты имеют высокое удельное сопротивление. Оба фактора кратно увеличивают размер необходимой для заземлителя площадки.

Возможные решения:

Применение глубинных модульных заземлителей, позволяющих достичь слоя грунта с более низким удельным сопротивлением (например, водоносного). В таких случаях крайне важно использовать стойкие к коррозии материалы (омедненная, оцинкованная, нержавеющая сталь или медь). Существуют готовые комплекты (например, ZZ-000-015, ZZ-000-030, ZZ-000-045, ZZ-000-115 и др.). Такой тип заземлителей с соблюдением качества изготовления позволяет выполнить глубинные электроды длинной 10-20 м в смешанных грунтах без применения спецтехники. Монтаж заземлителей длиной возможен 30–40 м потребует благоприятного грунта, специального ударного инструмента и дополнительных приспособлений.
Монтаж ЗУ в подвальном помещении, если заземлитель не предназначен для использования в качестве части системы молниезащиты. Технический этаж часто не имеет высоких требований к эстетике помещений, а появление подземных коммуникаций под зданием достаточно редкое явление. Данные аспекты часто позволяют выполнить несколько глубинных модульных заземлителей в приямках фундаментной плиты. Связав их между собой можно добиться вполне низкого общего значения сопротивления. Однако, если заземлитель предназначен для растекания тока молнии, его размещение внутри здания запрещено нормативными документами.
Применение электролитических заземлителей, которые в вечномерзлых или высокоомных грунтах могут снизить сопротивление в 8–12 раз по сравнению с обычными электродами. Такие устройства бывают горизонтального и вертикального исполнения. Длины варьируются от 2 до 15 метров. Главное условие - расположение электродов должно быть на расстоянии не менее 3 метров от фундаментов зданий.
Максимально использовать арматуру железобетонных фундаментов в качестве естественных заземлителей (ПУЭ п.1.7.54, п. 1.7.109, СО 153-34.12.122-2003, п.3.2.3.3, РД 34.21.122-87, п.3.7). Это позволит избежать дополнительных монтажных работ, при условии что арматура в фундаменте образует непрерывную металлическую связь.
Вынос ЗУ на расстояние до 2 км от объекта (ПУЭ, п.1.7.106). Такой вариант применим, если в радиусе 2 км имеется участок подходящего размера.
Искусственная обработка или замена грунта на материал с низким удельным сопротивлением (например, коксовая мелочь ~2,5 Ом·м по ГОСТ Р ИСО 10143-2016). Это может значительно сократить площадь, необходимую для монтажа ЗУ. При этом следует рассчитывать объем замены исходя из 1,1R длины заземлителя — так называемой рабочей зоны электрода, где протекает основная часть тока.

Итоги

Существуют различные решения, позволяющие добиться требуемых параметров заземления даже в условиях плотной городской застройки. Выбор оптимального варианта и расчет систем молниезащиты и заземления лучше всего доверить специалистам. Если вам требуется дополнительная консультация, обращайтесь в технический центр ZANDZ!