Молниеотводы в высотном строительстве

4. Молниеотводы в высотном строительстве

Четвёртая часть статьи "Молниезащита на строительном объекте"

Любая стройка начинается с нулевого цикла, но высота стен здания растёт, а вместе с ней растут и требования к молниезащите. Как только что отмечалось, частота ударов молнии увеличивается с высотой сооружения (в пределе – пропорционально квадрату высоты), а надёжность работы молниеотводов снижается. Проблема стоит наиболее остро в высотном строительстве, где именно высота и является максимальным габаритным размером. Например, для средних регионов России число ударов молнии в мачту высотой в 100 м близко к 1 в год, тогда как для Останкинской телебашни оно вырастает до 25 – 28. Формируя требования к молниезащите строящихся высотных объектов, важно учитывать не только частоту ударов молнии, но и их тип. Известно, что кроме традиционных нисходящих молний, стартующих от грозового облака и продвигающихся к земле, существуют восходящие разряды. Они зарождаются от вершины высоких сооружений и устремляются к грозовому облаку. На равнинной местности восходящие молнии, как правило, свойственны сооружениям высотой более 200 м.

Рис. 5. Восходящая молния от Останкинской телебашни

От его боковой поверхности с более слабым электрическим полем они не возникают. Поэтому восходящие молнии – легкая добыча для молниеприёмников. Их не приходится учитывать в оценках надежности работы молниезащиты. Вычисляя ожидаемое число прорывов молний к защищенному высотному сооружению практически любой высоты, нужно ориентироваться только на нисходящие разряды. Если распространить сказанное выше на равнинную местность с любой интенсивностью грозовой деятельности, вероятное ежегодное число нисходящих молний в объекты высотой более 200 – 250 м можно приближенно оценить как

N_нисх ≈ 0,7n_м

где n_м – удельная плотность молний в невозмущенную поверхность земли на 1 км² в год. Таким образом, допуская, например, 1 удар молнии за T_пр лет эксплуатации высотных стройплощадок, в районе, где n_м = 3 (км³ год)^-1, нужно потребовать от молниеотводов надёжности защиты

P ≈ 1-(0,7n_мT_пр)^-1≈ 0,99,

тогда как в приполярье (n_м≈1) можно обойтись надёжностью P ≈ 0,97, а в тропических широтах (n_м≈10) потребуется повысить надёжность до 0,997.

Э. М. Базелян, д.т.н., профессор
Энергетический институт имени Г.М. Кржижановского, г. Москва

Читайте далее "5. На какие молниеотводы ориентироваться?"

Смотрите также:

Смотрите также: