Проект молниезащиты административного здания

Задание:

Объект: Административное здание для работы управленческого аппарата государственного учреждения.
Площадь территории: 500 м².
Общая площадь здания: 1100 м².
Этажность: 3.
Грунт: супесь, песок.
Удельное сопротивление грунта на объекте: 300 Ом/м.

Решение:

В соответствии с СО 153-34.21.122-2003 (табл. 2.1) административное здание относится к обычным объектам с точки зрения молниезащиты. Уровень защиты - III, надежность защиты от прямых ударов молнии (ПУМ) – 0,9.
На кровле здания расположены оборудование вентиляции и кондиционирования (hх = 1,5 м).

Для защиты здания и оборудования на кровле предусматривается кровельная тросовая молниезащита ZANDZ – система внешней молниезащиты, в которой в качестве молниеприёмника выступает трос, подвешенный над защищаемым объектом на специальных стойках, которые расположены на плоской кровле этого объекта.

Комплекс мероприятий по обеспечению необходимых требований к системе молниезащиты представлен следующими решениями:

ZANDZ Стойка тросовой молниезащиты (оцинкованная сталь; с одним бетонным основанием). Токоотводы в виде проволоки диаметром 8 мм подключаются к молниеприёмнику с помощью специального зажима из оцинкованной стали. Подвешиваемый трос также фиксируется при помощи специального зажима, размещенного у вершины стойки.
В комплект поставки входят:
- стойка тросовой молниезащиты из оцинкованной стали;
- зажим для крепления троса сечением 50 мм², размещенный на вершине стойки;
- зажим для подключения токоотвода, размещенный у основания стойки;
- бетонное основание для фиксации стойки.
- Высоту стойки принимаем 4 м (арт. ZZ-205-104).

ZANDZ Трос грозозащитный стальной оцинкованный (арт. ZZ-204-001).
Трос молниезащитный непосредственно принимает удар молнии и отводит его через конструкцию опор в заземляющее устройство. ZZ-204-001 - это спиральный трос из стальных оцинкованных проволок, выполненный в соответствии с ГОСТ 3063-80.
Трос ZANDZ обладает высокой механической прочностью, имеет низкий коэффициент растяжения (для уменьшения провиса), а также выдерживает и безопасно отводит молниевые токи.

Заземляющее устройство выполнено омеднённой полосой 30х4 GL-11075, прокладываемой в траншее на глубине не менее 0,5 м от поверхности земли и на расстоянии 1 м от фундамента здания и присоединяется к ГЗШ (РЕ-шина ВРУ). Присоединение токоотводов выполнено на контрольных зажимах GL-11562A.

В качестве токоотводов предусматривается проволока омеднённая D8 (арт. GL-11149) на фасадных держателях GL-11703A.

Защита от вторичных проявлений молнии и заноса высокого потенциала осуществляется путем присоединения металлических труб коммуникаций, брони кабелей на вводе в здание к контуру заземления.

6.Для защиты оборудования и электрических коммуникаций внутри здания предусматривается комплекс мер, позволяющих исключить воздействие опасных перенапряжений. На ВРУ здания устанавливается устройство защиты от импульсных перенапряжений УЗИП класса I+II+III PP BCВ TNS 25/100, которое выбрано в соответствии с трехфазным вводом в здание и системой питания TN-C-S или TN-S.

Расчет зоны защиты двойного тросового молниеотвода в соответствии с п. 3.3.2.2 и п. 3.3.2.4 СО 153-34.21.122-2003

Расчет зоны защиты выполнен на уровне кровли здания.

h_оп = 4 м – высота стойки тросовой защиты;
h = 3,1 м – высота троса над кровлей в точке максимального провеса;
h₀ = 0,87 х h = 0,87 х 3,1 = 2,7 м - высота конуса зоны защиты (для уровня надежности 0,9);
r₀ = 1,5 х h = 1,5 х 3,1 = 4,65 м – радиус конуса (на уровне кровли);
L = 10,96 м – расстояние между тросами.

По табл. 3.7 СО:
L_max = 6 х h = 6 х 3,10 = 18,6 м;
L_с = 3 х h = 3 х 3,1 = 9,3 м.
L_c < L < L_max, соответственно, по ф.3.7 СО:
h_c = (L_max - L) х h₀ / (L_max – L_c) = (18,6 – 10,96) х 2,7 / (18,6 – 9,3) = 2,22 м – высота «провеса» зоны молниезащиты в центре между молниеотводами.

В соответствии с СО:
r_x = r₀ х (h₀ – h_x) / h₀ = 4,65 х (2,7 – 1,5) / 2,7 = 2,07 м – максимальная полуширина зоны молниезащиты в горизонтальном сечении на высоте hх;
r_cx = r₀ х (h_c – h_x) / h_c = 4,65 х (2,22 – 1,5) / 2,22 = 1,51 м – ширина горизонтального сечения в центре между молниеотводами на высоте h_x меньшей, либо равной h_c.

Расчет сопротивления заземляющего устройства:

Сопротивление горизонтального электрода:

где:

ρ = 300 Ом·м – удельное сопротивление грунта;
b = 0,03 м – ширина полосы горизонтального электрода;
h = 0,5 м – глубина заложения горизонтальной сетки;
L_гор = 105 м – общая длина горизонтального электрода.

Расчетное сопротивление заземляющего устройства составляет 6,46 Ом, что меньше нормируемого сопротивления 10 Ом в соответствии с ПУЭ 7 изд., пункт 1.7.103.

Перечень необходимых материалов:

№ п/п	Рис	Обозначение	Наименование	Кол-во	Масса (кг за ед.)
1		ZZ-205-104	ZANDZ Стойка h=4 м тросовой молниезащиты (оцинкованная сталь; с одним бетонным основанием)	4	0,47
2		ZZ-204-001	ZANDZ Трос грозозащитный стальной оцинкованный	65	0,08 (в метрах)
3		ZZ-005-064	ZANDZ Зажим для подключения проводника (до 40 мм)	7	0,31
4		GL-11075	GALMAR Полоса стальная омедненная 30х4 мм	110	0,98 (в метрах)
5		ZZ-006-000	ZANDZ Смазка токопроводящая	1	0,19
6		ZZ-007-030	ZANDZ Лента гидроизоляционная	6	2,6
7		GL-11703A	GALMAR Зажим к фасаду для токоотвода с его возвышением над зажимом на 15 мм (крашенная оцинкованная сталь)	80	0,02
8		GL-11562A	GALMAR Зажим контрольный для соединения токоотводов "проволока + полоса" (крашенная оцинкованная сталь)	4	0,08