Внимание!

Шестнадцатый вебинар из серии "Заземление и молниезащита: вопросы и проблемы, возникающие при проектировании"

(прошёл 5 октября 2016 в 11:00 по МСК)

 

Рекомендуется просмотр с качеством "720p" в полноэкранном режиме.

Сегодня крыша не просто защита от дождя и снега, но важное технологическое пространство, где размещаются машины климат-контроля и вентиляции, монтируются антенные системы и другое электротехническое оборудование. Не редкость, когда крыша превращается в зону отдыха с большим скоплением людей. Существует кровля сложной конструкции, которую надо обязательно защищать от ударов молнии.

На фоне этого технологического разнообразия молниезащитная сетка, которой чаще всего пользуются проектировщики, выглядит неубедительно. И надо сказать не без оснований.

С анализа возможностей сетки предполагается начать очередной вебинар. Проектировщики забывают, что сетка предназначена только для защиты зданий с диэлектрической кровлей, да и то лишь при определённом её уклоне, когда человек на верхнем этаже или на чердаке не может попасть под опасное напряжение прикосновения. На металлическую кровлю сетка не кладется. Там она полностью бесполезна. И здесь первый вопрос – к какой категории относить железобетонные плиты? На диэлектрик они похожи очень мало.

Второй очень принципиальный вопрос касается расчёта зон защиты молниеотводов, смонтированных на крыше. Здесь самые принципиальные расхождения между отечественными нормативными документами по молниезащите и стандартом 62305 МЭК. Фактических данных о работе таких молниеотводов очень мало. Ждать новых исследований почти бессмысленно, а разбираться надо немедленно. Проект ждать не будет.

Установка молниеотводов на крыше обязательно возбуждает вопрос о безопасном отводе тока молнии в землю. У этого вопроса два важных аспекта. Во-первых, надо обеспечивать безопасность людей внутри и около защищаемого здания, снижая уровни напряжений шага и прикосновения. До хороших конструктивных решений тут очень далеко. Телевидение в грозовой сезон напоминает нам об этом совсем не жизнерадостными репортажами. Во-вторых, редкое здание не заполнено сегодня микропроцессорной техникой, дорогой и, к сожалению, мало устойчивой к электромагнитным воздействиям молнии. Правильное устройство молниезащиты может почти полностью снять эту проблему.

 

Текст вебинара. Страница 1

Быстрая навигация по слайдам:

Примерное время чтения: 63 минут

Тем, кто живёт на крыше

Тем, кто живёт на крыше

 

— У нас сегодня тринадцатый вебинар с Эдуардом Мееровичем Базеляном, посвящённый проектированию защиты. Тема сегодня очень интересная – молниезащита кровли, это актуальная тема и вызывает множество вопросов, потому как на крыше сегодня устанавливаются и различные системы климат контроля, различные антенны и даже зона отдыха и кафе, которые пользуются большой популярностью в теплое время года как раз в период грозовой активности. Разумеется, всё это каким-то образом нужно защищать от молнии, причём так, чтобы было безопасно отводить ток молнии в землю. А как это делать, если нормативные документы опять-таки содержат противоречия по этому поводу, а значит и вызывает проблему в работе проектировщиков. Сегодня как раз будем говорить с профессором Эдуардом Мееровичем Базеляном и попытаемся ответить на все возникающие вопросы. Пожалуйста, пишите ваши вопросы в чат и желательно указывать конкретные слайды, которые к вопросу относятся, либо какие-то фразы профессора, чтобы можно было понять, о чём идёт речь и более подробно на этот вопрос ответить. Чтобы увеличить или уменьшить громкость, вы может навести на видео лектора и регулятором отрегулировать нужный вам уровень громкости. Также вам могут пригодиться кнопки увеличения или уменьшения масштаба, они находятся на нижней панели под слайдами презентации. По организационной части – это всё. Можем начинать. Эдуард Меерович, добрый день.

— Добрый день, уважаемые коллеги! Семинар сегодня действительно тринадцатый. И шел сегодня, на этот семинар немного дергаясь, не потому что он тринадцатый, а потому что речь-то идёт о крыше. А с крышей благополучно только у Карлсона, который там постоянно живёт. Что же касается всех остальных, то ситуация не самая лучшая. И откровенно говоря, самые большие путаницы, которые сегодня возникают, они возникают с крышей. Ответить на все вопросы я сегодня точно не смогу, потому что некоторые из этих вопросов просто неразрешенные даже на принципиальном уровне. Об этом придётся говорить и об этом придётся искать какие-то альтернативные решения, потому что, в конце концов, проектируют молниезащиту вам надо сегодня, а не через несколько лет. Хотя несколько лет тому назад у меня был разговор с одним очень энергичным, молодым и перспективным физиком, который сейчас ищет тему своей докторской диссертации, и я ему предложил в качестве такой темы как раз разрешить вопросы с молниезащитой кровли. Он отнёсся к этому с пониманием, но без особой инициативы, потому что решить эту задачу действительно очень непросто. Что такое кровля вам объяснять не надо, потому что кровля – это действительно место, которое считается технологической площадью и на этой технологической площади размещается достаточно большое количество оборудования. Но в первую очередь – это традиционно машинный климат-контроль и вентиляции, практически везде и во всех странах.

Полезное производственное помещение

Полезное производственное помещение

 

— С другой стороны – это антенная система. Их может быть очень много, они могут быть самые разные, в том числе они могут быть достаточно высокими. И тогда установка такой антенны на крыше – это вовсе не благодеяние, потому что благодаря повышенной высоте объектов в целом, у вас увеличивается число ударов в эту самую антенну. И если антеннщики будут вам говорить: «Да, Господи, что вы беспокоитесь? Наша антенна всё примет на себя», пожалуйста, такой болтовне не верьте. Антенна действительно всё примет на себя, но электромагнитные наводки от тока, которые потекут по этой антенне, будут точно таким же, как от канала молнии. И воздействие на электронную начинку того здания, которое вы защищаете, будет достаточно серьёзным и достаточно большим. Поэтому установка любых антенн на доме должна быть согласована и решена обязательно с позиции молниезащиты.

Нормативные требования

Нормативные требования

 

— О чем говорят требования наших нормативных документов? Здесь надо начинать с новой инструкции, «новых», потому что она уже 2003 года. В СО-153-34.21.122 нет не единого слова о кровле, кроме одного единственного. Если хорошо покопаться, вы найдёте там такие слова, что если кровля имеет металлическое покрытие толщиной 0,5 мм или больше, то эту кровлю можно использовать в качестве молниеприёмника. Толку от рекомендации никакого, потому что следом за ней сказано условие, что эта самая кровля должна быть положена на негорючее покрытие. В России тонкая всякая металл-черепица, металлопрофиль, они используются почти всегда в индивидуальном строительстве.

 

 

Молниезащита III категории

Молниезащита III категории

 

— Защищать кровлю особенно, если на этой кровле находится технологическое оборудование. Или если на этой кровле могут находиться люди, например, кровля превращена в зону отдыха, как только что говорил Алексей, защищать её надо обязательно. И тогда стоит очень внимательно отнестись к тому, что написано в РД 34. Я этот документ открывал, наверное, сотни раз. Перед этим семинаром я открыл его ещё раз, для того, чтобы посмотреть, а всё-таки, что же требуется. В молниезащите пункт 2.25 говорит следующее: защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений, относимых по устройству молниезащиты III категории, должно выполняться одним из следующих способов, указанных в таком-то пункте. Я лезу в этот самый пункт и вижу, что защиту надо выполнять при помощи отдельно стоящих тросовых стержневых молниеотводов или молниеотводов стержневых и тросовых, установленных на крыше. А в том случае, когда кровля не горючая и имеет наклон не больше, чем 1/8, то может быть использована металлическая сетка. Мы пропускаем в своей молниезащитной практике две вещи сразу. Первая вещь – негорючая кровля. У нас молниезащитную сетку кладут куда угодно, например, её кладут на железобетонные плиты. А железобетонные плиты ни в коем случае нельзя считать негорючей кровлей. Второе обстоятельство – этот самый наклон крыши. Откуда он взялся?

 

И по этой причине из-за большого количества металла все это можно использовать для отвода тока молнии в землю.

 

Сетка на железобетонной плитеа

Сетка на железобетонной плите

 

— А что делать с сеткой? Сетку вас заставляют класть. Вы эту сетку кладете на железобетонные плиты для чего? Что может защитить такая сетка? Мы не один раз возвращались к этому вопросу, по-моему, даже на самом первом семинаре говорилось о том, что может сделать сетка, если ее положить на железобетонную плиту. Предполагается, что на железобетонной плите будет еще какой-то изоляционный слой и это может быть гидроизоляция, это может быть в какой-то степени теплоизоляция, но будет толщина этого покрытия вряд ли больше 1 см – 2 см, как правило, даже меньше. При таком превышении сетка абсолютно ни от чего не защищает. Мы провели численное моделирование такого сорта: взяли здание 40 х 40 метров по площади, прогнали его высоту от 10 до 60 метров, считали, что на этом здании на железобетонных плитах уложено гидроизоляционное покрытие немыслимой толщины чуть ли не 20 см и смотрели, сколько молний промахнется мимо этой сетки и ударят в железобетонную плиту. Оказалось в среднем – 35 – 40 % молний будет лететь мимо сетки. То есть защиты от сетки нет абсолютно никакой. Для чего её класть? На этот вопрос у меня есть один ответ, который вас разочарует.

Для чего сетка над плитами?

Для чего сетка над плитами?

 

— Я думаю, что единственная функция, которую выполняет эта сетка – она обеспечивает отсутствие скандалов с Гостехнадзором. Для этого сетка действительно нужна. Вы без неё не обойдетесь, потому что убедить Гостехнадзор, что трактовка РД 34 происходит абсолютно неправильно, я уверяю вас, не удастся. Во всяком случае, нам это не удавалось никогда. Есть у сетки ещё какое-нибудь полезное свойство? Одно есть, но оно никаким способом не относится к защите от прямых ударов молнии, а к электромагнитной обстановке внутри здания. Для того, чтобы облегчить электромагнитную обстановку и сохранить электронную технику, которая будет находиться в жилом здании или в офисном здании, вам надо как можно сильнее ослабить магнитное поле тока молнии.

 

 

Расхождение между стандартом МЭК 62305 и СО 153-34.21.122-2003

Расхождение между стандартом МЭК 62305 и СО 153-34.21.122-2003

 

— Но вот если теперь говорить о молниезащите всерьез, то проблема начинается с самого начала. Перед вами наверху картинка, которую я заимствовал из стандарта МЭК. По этой картинке молниеотвод, который установлен на кровле, отсчитывает свою высоту от уровня крыше, если говорить о защитном действии того, что находится на крыше. И он отсчитывает свою высоту от земли, если речь идёт о защите этим молниеотводом того, что находится на земле. Так трактует МЭК молниезащиту. Как трактуют молниезащиту российские документы для молниеприемника, который установлен на крыше? Совсем по-другому. Где бы у вас не устанавливался этот молниеприемник, на какой бы крыше он не стоял, у края крыши, в середине ли крыши – не имеет никакого значения. Его высота отсчитывается от уровня земли. И то и другое, ни в коем случае нельзя назвать правильным. Это некая условность, которую приняли в одном месте вот так, в другом месте, в России в другую сторону. К чему это приводит? Давайте сначала разберёмся со стандартом МЭК. Я хочу молниеприёмником, который стоит на крыше, защищать то, что там крыше находится. Тогда высота этого молниеприёмника у меня может быть очень маленькой, потому что посмотрите при маленькой высоте молниеприёмника, она у меня очень небольшая, скажем, 2 метра. Защитный угол, который определяет наклон прямой, которая ограничивает зону защиты, получается страшно большой. Он находится этот угол в пределах 70˚ - 80˚. И если вы умножите высоту молниеотвода на тангенс угла наклона, то радиус зоны защиты поверхности земли у вас получится очень больших размеров. Смотрите, для первого уровня молниезащиты он находится для двухметрового молниеприёмника на уровне 5,5 метров, а для третьего уровня защиты, который чаще всего и приходится применять на практике в жилых зданиях аж целых 8 метров. Что такое 8 метров радио защиты? Известен такой параметр: молния стягивает на себя удары молнии с радиуса, который равен утроенной высоте молниеприемника. Значит, для двухметрового молниеотвода радиус стягивания молнии получится 6 метров, а радиус защиты получается 8 метров по МЭКу, то есть это полный абсурд, как же так может быть? Молнии притягиваются только с меньшего расстояния, а защищается большее расстояние. Этого быть не может и это совершенно неправильно. И ясно, что это будет зависеть ещё от чего. А какая крыша по величине? Она большая или маленькая? А где молниеотвод стоит? В середине крыше или он стоит где-то сбоку этой крыши? Это тоже совершенно непонятно. К не меньшей глупости приводит и российская зона защиты, потому что посмотрите, пожалуйста, вот у меня десятиэтажное здание 30 метров высотой. Я на это десятиэтажное здание ставлю молниеотвод, но по российским нормам зона защиты начинается ниже вершины молниеотвода и ниже вершины для надёжности защиты 0,9 – это 15%. То есть если у меня на крыше стоит молниеприёмник высотой в 4,5 метра, он вообще никого и ничего не защищает. Так получается по российским нормам. Это тоже глупость. Эта глупость говорит о том, что и наши российские нормы и нормы стандарта МЭК, они придуманы без какого-нибудь серьёзного физического обоснования.

График изменения тока короны

График изменения тока короны

 

— И это физическое обоснование нужно искать для того, чтобы разобраться с этим делом. Я попробовал вам показать в течение 5 минут насколько это серьёзно. Я разобрал такую задачу. У меня 100 метровое по высоте здание и на этом здании торчит молниеприемник высотой в 6 метров. Как этот молниеприемник притягивает молнии? Об этом мы говорили много раз, он притягивает молнию благодаря тому, что от вершины молниеприёмника навстречу каналу молнии развивается процесс газоразрядный, который формирует плазменный канал и этот канал называют специалисты по молниезащите встречным лидером. До того, как этот канал возникнет, от вершины этого молниеприёмника в электрическом поле грозового облака формируется корона. И посмотреть, как отличаются характеристики этой короны в зависимости от того, а на какой крыше по размеру стоит этот молниеприёмник. Что здесь получится?

 

 

Следующая страница >>
слайды с 9 по 15

 


Полезные материалы для проектировщиков:


Смотрите также: