Проект молниезащиты и заземления административного здания с многоярусной плоской кровлей

Объектом для расчетов является административное здание с многоярусной плоской кровлей, каркас которого выполнен из железобетона. Задачей для данного проекта, является разработка внешней системы молниезащиты и заземляющего устройства. Так как объект имеет плоскую кровлю, для его защиты принимаются молниеприемники на бетонных основаниях, которые просты в монтаже и не требуют каких-либо сверхусилий. Для токоотводов и заземляющего устройства используется коррозионностойкая омедненная сталь, которая прослужит многие десятилетия. С  проектными решениями, принятыми в данном проекте, можно ознакомиться скачав проект в формате dwg или pdf.

Пример здания с многоярусной плоской кровлей. Проект заземления и молниезащиты выполнен для похожего объекта

Задание

Задача: разработать проект молниезащиты и заземления административного здания с многоярусной плоской кровлей.
Исходные данные:

• объект: административное здание с многоярусной плоской кровлей;
• расположение объекта: Ленинградская обл.;
• план кровли (тип кровли: плоская);
• высота объекта: 20,97 м (имеет перепад высот - +1 уровень, высота: 23,39 м);
• материал стен: ж\б;
• высота парапета: 0,5 м;
• удельное электрическое сопротивление грунта (супесь): 150 Ом*м.

Решение

Технические решения принятые в проектной документации соответствуют требованиям экологических, санитарно-гигиенических, противопожарных и других норм действующих на территории Российской Федерации и обеспечивают безопасную для жизни и здоровья людей эксплуатацию объекта, при соблюдении предусмотренных проектными чертежами мероприятий. Проектная документация соответствует требованиям действующих нормативных документов.

В данном разделе рассмотрено решение по внешней системе молниезащиты административного здания с многоярусной плоской кровлей, расположенного в Ленинградской обл.

Административные здания относятся к "обычным" с точки зрения "ИНСТРУКЦИИ  ПО УСТРОЙСТВУ МОЛНИЕЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ, СООРУЖЕНИЙ И ПРОМЫШЛЕННЫХ КОММУНИКАЦИЙ" СО 153-34.21.122-2003 и к "III категории" в соответствии с "ИНСТРУКЦИЕЙ ПО УСТРОЙСТВУ МОЛНИЕЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ" РД 34.21.122-87. Необходимая надежность системы молниезащиты должна быть не менее 0,9.

Согласно СО 153-34.21.122-2003, п.3.3.1. В общем случае выбор молниеотводов должен производиться при помощи соответствующих компьютерных программ, способных вычислять зоны защиты или вероятность прорыва молнии в объект (группу объектов) любой конфигурации при произвольном расположении практически любого числа молниеотводов различных типов.
В дополнении к СО 153-34.21.122-2003, "РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЭКСПЛУАТАЦИОННО ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ, ПОРЯДКУ ПРИЕМКИ В ЭКСПЛУАТАЦИЮ И ЭКСПЛУАТАЦИИ УСТРОЙСТВ МОЛНИЕЗАЩИТЫ" указано:
При проверке надежности защиты с использованием программного обеспечения приводятся данные компьютерных расчетов в виде сводки проектных вариантов и формируется заключение об их эффективности.

Расчёт надежности системы молниезащиты выполнен в соответствии с техническим циркуляром № 25/2009 ассоциации «РОСЭЛЕКТРОМОНТАЖ» «ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ РАСЧЁТА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗАЩИТНОГО ДЕЙСТВИЯ МОЛНИЕОТВОДОВ», в котором сказано: При проектировании системы внешней молниезащиты объектов рекомендуется руководствоваться следующим: Для оптимального построения зон защиты зданий и сооружений сложной формы, имеющих разновысокие крыши, выступающие шпили, башни, переменную геометрию, зданий высотой более 150 м, комплексов зданий и других сложных объектов следует использовать соответствующие программные продукты, например, «Программу расчета эффективности стержневых и тросовых молниеотводов статистическим методом», разработанную ОАО «ЭНИН».

Молниезащита административного здания выполнена при помощи 9 молниеприёмников на бетонных основаниях высотой 4,3 м, которые устанавливаются по периметру верхнего уровня кровли на расстоянии 1 м от края парапета.

Согласно ПУЭ-7 изд., п.1.7.103 Сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом.

Сопротивление заземляющего устройства системы молниезащиты, согласно ГОСТ Р 59789-2021, п.5.4.1, не должно превышать 10 Ом.

Заземляющее устройство для защитного заземления и системы молниезащиты выполняется как правило общим в соответствии с ПУЭ-7 изд., 1.7.55.

Конструкция заземляющего устройства объекта соответствует требованиям РД 34.21.122-87, п.2.26 и "конфигурации В" по ГОСТ Р 59789-2021, п.5.4.2.2.

Материалы и сечения всех проводников, принятых в данном проекте, соответствуют ГОСТ Р 50571.5.54-2013.

Протокол, сформированный по итогам расчётов надёжностей системы молниезащиты, приведен в приложении 1 к проекту.

Фрагмент схемы расположения молниезащиты и заземления административного здания с многоярусной плоской кровлей.

Смотреть схему на отдельной странице

Пояснения на схеме

1. Объект относится к III категории молниезащиты. Надежность системы должна быть не менее 0,9.
2. Молниезащита объекта выполнена при помощи молниеприёмников на бетонных основаниях высотой 4,3 м (ZZ-208-2043-1). Подключение к токоотводам выполняется при помощи зажимов, входящих в комплект молниеприёмников.
3. Вентиляционные шахты защищаются при помощи металлических колпаков, установленных над шахтами.
4. В качестве токоотвода применяется стальная омедненная проволока d8 мм (ZZ-11075). 
5. Установка токоотводов осуществляется при помощи держателей ZZ-11711 - на кровле,  ZZ-11747 - на вертикальных поверхностях и парапетах.  Шаг установки дкржателей 0,8-1,0 м.
6. Для соединения проката по длине и в узлах используется универсальный зажим ZZ-11551.
7. Все металлические элементы, размещенные на кровле, необходимо присоединить к токоотводу.
8. В качестве вертикального заземлителя используются омедненные стальные электроды длиной 3 м в местах опусков токоотводов.
9. В качестве горизонтального заземлителя используется омедненная стальная полоса сечением 30х4 мм, объединяющая все вертикальные электроды по контуру объекта. Расстояние до фундамента объекта - не менее 1 м. Заглубление полосы 0,5 - 0,7 м.
10. Согласно ПУЭ-7 изд., п.1.7.55 - Заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих зданий и сооружений, как правило, должны быть общими.
11. Расчетное значение сопротивления заземляющего устройства - 2,49 Ом.
12. При наличии ж/б конструкций их необходимо присоединить к токоотводам/заземляющему устройству.
13. КПодключение к заземляющему устройству выполняется при помощи зажимов ZZ-005-064.
14. Итоги расчета проведенного с помощью программного обеспечения, разработанного ОАО «Энергетический институт им. Г.М.Кржижановского» (ОАО «ЭНИН»): Плотность разрядов молнии в землю -  4 уд/кв.км в год; Полное число ударов в систему - 0,13 (раз в 8 лет). Суммарное число прорывов (удары непосредственно в объект минуя молниеприемники) - 0,012 (раз в 83 года). Надежность системы - 0,903.

Расчет заземления

Сопротивление вертикального электрода:

 
где:

 ρ_экв – эквивалентное удельное сопротивление грунта, 150 Ом·м; 
L – длина вертикального электрода, 3 м;
d – диаметр вертикального электрода, 0,014 м;
T – заглубление - расстояние от поверхности земли до заземлителя, 2 м;

 
где t – заглубление верха электрода, 0,5 м.

Сопротивление горизонтального электрода:

где:

ρ – удельное сопротивление грунта, 150 Ом·м;
b – ширина горизонтального электрода, 0,03 м;
h – глубина заложения горизонтального проводника, 0,7 м;
L_гор – длина горизонтального электрода, 148 м.

Полное сопротивление заземляющего устройства:

где:

n – количество заземлителей, вертикальных – 8 шт., горизонтальных – 1 шт.;
k_исп – коэффициент использования, 0,69.

Расчетное сопротивление заземляющего устройства составляет 2,49 Ом, что соответствует ПУЭ, п.1.7.101, п.1.7.103, ГОСТ Р 59789-2021, п.5.4.1.

Перечень необходимых материалов

Приложение: проект в форматах DWG и PDF

Вам требуется выполнить проект по заземлению и молниезащите? Закажите его, обратившись в Технический центр ZANDZ.com!
Остались вопросы по данному расчету? Задайте его в комментарии к этой странице!

Пример проекта заземление диспетчерского пункта с применением коксовой мелочи Пример проекта молниезащиты и заземления цеха в гравийном грунте 3000 Ом*м Проект молниезащиты и заземления автозаправочной станции (АЗС) Проект молниезащиты железнодорожного вокзала и станции Проект молниезащиты и заземления автосервиса Проект молниезащиты административного здания