Проект молниезащиты и заземления склада из сэндвич-панелей

Задание:

Объект: склад из сэндвич-панелей, длина объекта: 21 м, ширина объекта: 12 м, наибольшая высота объекта: 13,42 м.
Здание склада выполнено из несущих металлических колонн по периметру с шагом 6 м и металлических ферм. В качестве ограждающих конструкций применены сэндвич-панели толщиной 200 мм с негорючим минераловатным утеплителем.
Конструкция крыши склада состоит из металлочерепицы 0.7 мм, стальных прогонов 120-60-6, стропильных ферм из фасонного проката. Электрическая непрерывность между разными частями обеспечена на долгий срок.
Удельное сопротивление грунта на объекте: 100 Ом*м.
Класс пожароопасной зоны - П-IIа (согласно ПУЭ).
Требуется провести расчёты и создать проект молниезащиты и контура заземления с сопротивлением 10 Ом.

Решение:

Для определения категории молниезащиты необходимо определить класс взрыво- и пожароопасной зоны для помещений проектируемого объекта согласно ПУЭ: - помещение склада - класс пожароопасной зоны - П-IIа.

Ожидаемое количество поражений объекта молнией за год определяется по формуле:

N=[(S+6h_об)(L+6h_об)-7,7>h_об]·n·10-6,

где:
h_об — наибольшая высота объекта,
L — длина объекта;
S — ширина объекта,
n — плотность ударов молнии на 1 км2 земной поверхности в год.
n =6,7·T_гр/100,
где T_гр - средняя продолжительность гроз в часах.

Для Московской области средняя продолжительность гроз составляет 20-40 часов.

Следовательно:

N=[(S+6h_об)(L+6h_об)-7,7h_об]·n·10-6≈0,018672

Ожидаемое количество поражений молнией объекта в год составляет 0,018672 поражений в год.
Согласно таблицы 1 РД 34.21.122-87 «Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений» для помещения склада необходимо обустройство молниезащиты III категории.

Так как отсутствуют специальные требования по защите кровли от повреждений с учётом толщины металла более 0,5 мм и под кровлей отсутствуют горючие материалы, в качестве естественного молниеприёмника принимается металлическая конструкция крыши (см. п.3.2.1.2 СО 153-34.21.122-2003).

В качестве токоотводов принимаем металлические колонны здания, соединенные с фермами металлической кровли сваркой (см. п. 3.2. СО 153-34.21.122-2003).
Токоотвод (колонна здания) соединяется с внешним контуром заземления омеднённой полосой 30х4 (GL-11075).
Внешний контур заземления выполняется из вертикальных электродов (омедненных резьбовых штырей D14, 1.5 м ZZ-001-065 - 2 шт. на 1 электрод), соединенных между собой омеднённой полосой 30х4 GL-11075 при помощи зажима для подключения проводника ZZ-005-064.

Заземляющее устройство (внешний контур заземления) прокладывается на глубине 0,5 м от поверхности земли на расстоянии 1 м от здания по всему периметру.
Не более чем через каждые 25 м внешний контур заземления приваривается к колоннам здания.
Согласно п. 1.7.55 ПУЭ заземляющее устройство молниезащиты объединяется с контуром защитного заземления электроустановок зданий. Таким образом обеспечивается защита здания от прямых ударов молнии, вторичных проявлений молнии и заноса высокого потенциала.

В помещении электрощитовой и венткамере выполнен контур заземления из омедненной полосы 30х4 (GL-11075) по периметру на высоте 0.4 м от уровня пола. При пересечении контура заземления с дверьми и воротами смонтировать обходы сверху.
Ответвления от магистрали выполнить по месту.
Во всех заземляющих конструкциях должна быть обеспечена непрерывность электрических цепей.

Заземление электроприемников, осветительных приборов и розеток осуществляется жилой РЕ питающего кабеля.
Все металлические нетоковедущие части электрооборудования, нормально не находящиеся под напряжением, но могущие оказаться под ним в результате аварии или повреждения изоляции, заземлить путем присоединения к заземляющему проводу электропроводки.
С целью уравнивания потенциалов трубопроводы всех назначений должны быть присоединены к магистрали заземления.
Монтаж молниезащиты и заземления выполнить согласно ПУЭ, изд. 7, РД34.21.122-87 "Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений", СО 153-34.21.122-2003 "Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций".

Расчёт сопротивления заземляющего устройства:

Сопротивление горизонтального электрода:

где ρ – удельное сопротивление грунта, Ом·м;
b - ширина полосы горизонтального электрода, м;
h - глубина заложения горизонтальной сетки, м;
L_гор – длина горизонтального электрода, м.

Сопротивление вертикального электрода:

где ρ – эквивалентное удельное сопротивление грунта, Ом·м;
L – длина вертикального электрода, м;
d – диаметр вертикального электрода, м;
T– заглубление - расстояние от поверхности земли до заземлителя, м;

где t – заглубление верха электрода, м

Полное сопротивление заземляющего устройства:

где n – количество комплектов;
k_исп – коэффициент использования;

Расчётное сопротивление заземляющего устройства составляет 2,52 Ом, что меньше допустимого сопротивления 10 Ом.

Перечень необходимых материалов:

№ п/п	Рис	Артикул	Наименование	Кол-во	Масса, ед., кг
1		ZZ-001-065	ZANDZ Штырь заземления омедненный резьбовой (D14; 1,5 м)	12	1,9
2		ZZ-002-061	ZANDZ Муфта соединительная резьбовая	6	0,08
3		ZZ-003-061	ZANDZ Наконечник стартовый	6	0,07
4		ZZ-004-060	ZANDZ Головка направляющая для насадки на отбойный молоток	3	0,09
5		ZZ-005-064	ZANDZ Зажим для подключения проводника (до 40 мм)	50	0,31
6		ZZ-006-000	ZANDZ Смазка токопроводящая	2	0,19
7		ZZ-007-030	ZANDZ Лента гидроизоляционная	2	0.442
8		ZZ-008-000	ZANDZ Насадка на отбойный молоток (SDS max)	1	0.48
9		GL-11402	GALMAR Колодец контрольный	6	2.6
10		GL-11075	GALMAR Полоса стальная омедненная 30х4 мм	150	0,98 (в метрах)
11		—	Анкер-клин 6х60 мм	105