Проект молниезащиты здания музея

Задание:

Объект: музей.
Грунт: суглинок.
Удельное сопротивление грунта: 150 Ом·м.
Необходимо провести расчет внешней, внутренней молниезащиты и заземления с сопротивлением не более 10 Ом.

Решение:

Мероприятия по защите объекта выполнены в соответствии с ПУЭ 7-е изд. Глава 1.7, СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» (далее СО) и РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» (далее РД).
Музей относится к обычным с точки зрения молниезащиты объектов. По РД музей соответствует зоне Б, по СО – зона защиты с коэффициентом 0,9.

Защита здания от разрядов молнии осуществляется с помощью молниеотводов, токоотводов и заземлителей. Молниеотвод представляет собой возвышающееся над защищаемым объектом металлические стержни, которые принимают на себя разряд молнии. Образовавшийся ток разряда переносится по токоотводам несколькими кратчайшими путями к заземлителю. Заземлитель расположен в земле, выполнен из горизонтального проводника и вертикальных электродов.
В качестве молниеприёмника выступают молниеприемники-мачты ZZ-201-004, расположенные на дымоходных трубах.

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

Молниеприемники крепятся на держателях ZZ-203-002 на дымоходных трубах (расстояние между лапами до 1 м). Подключение к токоотводу производится при помощи зажима ZZ-202-001. На коньках эркеров устанавливаются коньковые молниеприемники высотой 2 м (GL-11521SS), которые крепятся при помощи держателей GL-11525.
Токоотводы выполняются при помощи проводника - сталь омедненная диаметром 8 мм, толщина покрытия 70 мкм (GL-11149).
Установка токоотводов осуществляется при помощи зажима GL-11747A - на кровле, GL-11703A - на вертикальных поверхностях. Шаг установки зажимов – 0,8-1,0 м.
Для соединения проката по длине и в узлах соединения используется универсальный зажим GL-11551A.
Все металлические элементы, размещенные на кровле, необходимо присоединить к токоотводам, при помощи зажима GL-11514 или GL-11545А.
В качестве заземляющего устройства используются 7 вертикальных электрода длиной 3 м объединенных заземляющим проводником - полосой стальной омеднённой 30х4 мм (GL-11075). Расстояние от заземлителей до объекта не менее 1 м.
Токоотводы подключаются к заземляющему проводнику при помощи зажимов GL-11562A.

Фасад музея в осях А-Ж

Расчет заземляющего устройства

В соответствии с ПУЭ 7 изд. п. 1.7.103 общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN-проводника каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 10 Ом соответственно при линейных напряжениях 380 В источника трехфазного тока или 220 В источника однофазного тока.

Расчет заземления проведен с помощью программного обеспечения, разработанного ОАО «Энергетический институт им. Г.М.Кржижановского» (ОАО «ЭНИН»).
В качестве расчетного удельного сопротивление грунта типа суглинок принимается значение 150 Ом∙м. Предварительно намечаем 7 вертикальных электродов длиной 3 м, вбитых в землю на глубину 0,7 м.

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:

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;

Расчетное сопротивление заземляющего устройства равняется 3,54 Ом, что меньше требуемого значения 10 Ом.

Перечень необходимых материалов:

№ п/п	Рис	Обозначение	Наименование	Кол-во
1		ZZ-201-004	Молниеприемник ZANDZ мачта вертикальный 4м (нерж.сталь)	4
2		ZZ-203-002	Крепление для молниеприемника ZANDZ к дымоходу (нерж.сталь)	8
3		ZZ-202-001	Зажим к молниеприемнику ZANDZ для токоотводов (нерж.сталь)	4
4		GL-11521SS	Молниеприемник GALMAR высотой 2 м для установки в резьбовых держателях (М16; нерж.сталь)	2
5		GL-11525	Коньковый держатель GALMAR для молниеприемника (резьба М16; подключение токоотвода d10мм; бронза)	2
6		GL-11149-50	GALMAR проволока омедненная(D8 мм/S 50 мм2; бухта 50 м)	11
7		GL-11551A	GALMAR Зажим для соединения токоотводов (крашенная оцинкованная сталь)	50
8		GL-11747A	GALMAR Зажим на крышу, покрытую металлическим профилем/профнастилом, для токоотвода (крашенная оцинкованная сталь)	100
9		GL-11703A	GALMAR Зажим к фасаду для токоотвода с возвышением 15 мм (крашенная оцинкованная сталь)	50
10		GL-11545A	GALMAR Зажим на водосточный желоб для токоотвода (крашенная оцинкованная сталь)	15
11		GL-11514	GALMAR Зажим - хомут на водосточную трубу для токоотвода (луженая медь)	15
12		GL-11562A	GALMAR Зажим контрольный для соединения токоотводов "проволока + полоса" (крашенная оцинкованная сталь)	10
13		ZZ-001-065	ZANDZ Штырь заземления омедненный резьбовой (D14; 1,5 м)	4
14		ZZ-002-061	ZANDZ Муфта соединительная резьбовая	4
15		ZZ-003-061	ZANDZ Наконечник стартовый	4
16		ZZ-004-060	ZANDZ Головка направляющая для насадки на отбойный молоток	2
17		ZZ-006-000	ZANDZ Смазка токопроводящая	1
18		ZZ-008-000	ZANDZ Насадка на отбойный молоток (SDS max)	1
19		ZZ-005-064	ZANDZ Зажим для подключения проводника (до 40 мм)	4
20		ZZ-007-030	ZANDZ Лента гидроизоляционная	1
21		GL-11075-20	GALMAR Полоса омедненная стальная (30*4 мм; бухта 20 метров)	5
22		GL-11075-10	GALMAR Полоса омедненная стальная (30*4 мм; бухта 10 метров)	1
23		ZZ-500-110	ZANDZ Проводник заземляющий (10м; S25; одножильный; с наконечником под болт D8)	2