Как защитить школу от молнии?

14.03.16

Технический центр ZANDZ получил задание рассчитать молниезащиту для школы в Калининградской области. Здание имеет большие габариты и переменную этажность. Эти факты предполагают использование большого количества молниеотводящего оборудования, чтобы соблюсти все необходимые нормы защиты.

Наши специалисты так бы и поступили, если бы не одна особенность: по всему периметру кровли выполнено металлическое ограждение, которое может послужить отличным естественным молниеприёмником. Необходимо только объединить ограждения в непрерывную систему токоотводов и дополнить её искусственными стержневыми молниеприёмниками. Как мы знаем, элементы кровли, помимо своего основного назначения, могут выполнять еще и функцию молниезащиты.

Давайте рассмотрим, какие решения были приняты:

Объект: Школа

Задача: Молниезащита здания должна быть выполнены в соответствии со следующими нормативными документами:

ПУЭ 7-е изд. Глава 1.7
СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» (далее СО)
РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» (далее РД)

Защищаемое сооружение относится к обычным с точки зрения молниезащиты в соответствии с СО и к 3-ей категории согласно РД.

Решение: Защита зданий от разрядов молнии осуществляется с помощью молниеотводов. Молниеотвод представляет собой возвышающееся над защищаемым объектом устройство, через которое ток молнии, минуя защищаемый объект, отводится в землю. Оно состоит из молниеприёмника, непосредственно воспринимающего на себя разряд молнии, токоотвода и заземлителя.

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

В качестве молниеприёмников и токоотводов используется ограждение по периметру крыши и металлические лестницы. Необходимо обеспечить непрерывную электрическую связь между ними с помощью проволоки стальной омедненной D=8 мм и зажимов ZZ-005-064.
Дополнительно выполняется установка двух молниеприёмников-мачт на трех бетонных основаниях высотой 4 м и шести стержневых молниеприёмников высотой 4 м, крепление которых осуществляется к стене. Учтено, что 0,5 м длины стержней уходит на крепление.
По периметру крыши не реже чем через 20 м проложены токоотводы с применением омедненной проволоки D=8 мм, которые соединяются с искусственным заземлителем. Молниеприёмники также соединяются между собой для организации двух токоотводов от каждого молниеприёмника. Крепление токоотводов на крыше осуществляется с помощью зажимов GL-11711 (шаг установки 0,6-1 м). Крепление токоотводов к стене производится с помощьюзажимов GL-11703A (шаг крепления 0.6-1 м). Соединение и разветвление токоотводов производится с использованием зажимов GL-11551А.

Комплекс мероприятий по обеспечению необходимых требований к заземляющему устройству представлен следующими решениями:

Прокладывается горизонтальный контур вокруг здания. Контур выполнен из коррозионностойкой полосы стальной омедненной сечением 4х30 мм (GL-11075), глубина заложения 0,5 м, расстояние до стены здания 1 м.
Соединение горизонтальных электродов между собой осуществляется с помощью зажима ZZ-005-064.
Соединение токоотвода с выводом омедненной полосы из земли осуществляется с помощью контрольного зажима GL-11562A.

В качестве токоотводов рекомендуется использовать проводящие конструкции здания: металлический каркас, арматурную сетку железобетонных конструкций, арматуру стеклопакетов и т.п. с обеспечением электрического контакта по всей высоте здания.

Для расчета приняты следующие исходные данные:

Плотность разрядов молнии в землю – 4 уд/кв.км в год;
Число ударов в незащищенный объект – 0,18 1/год, период - раз в 5 лет.

Результаты расчета молниезащиты, проведенного с помощью программного обеспечения, разработанного ОАО «Энергетический институт им. Г.М.Кржижановского» (ОАО «ЭНИН») приведены в таблице:

Объект	Высота искусственных молниеприемников	Надежность защиты	Число ударов в объект, год^-1	Число прорывов в объект, год^-1
			Период ударов, год	Период прорывов, год
Школа	4 м	0,91	0,2	0,018
			раз в 5 лет	раз в 55 лет

План с установленными элементами молниезащиты и заземления (по щелчку на изображении просмотр в полном размере)

Перечень необходимых материалов приведен в таблице:

№ п/п	Рисунок	Артикул	Изделие	Количество
Система молниезащиты
1.		GL-21121	GALMAR Молниеприемник-мачта (4 метра; на 3х бетонных основаниях; одноступенчатая тросовая поддержка; оцинкованная сталь; в комплекте зажим для токоотвода)	2
2.		ZZ-201-004	ZANDZ Молниеприемник-мачта вертикальный 4 м (нерж. сталь)	6
3.		GL-21201	GALMAR Держатель для молниеприёмника - мачты ZZ-201-004 к стене (нержавеющая сталь)	6
4.		GL-20023	GALMAR Зажим к молниеприёмнику - мачте ZZ-201-004 для токоотводов (нержавеющая сталь)	6
5.		GL-11149-50	GALMAR Проволока омедненная стальная (D8 мм; бухта 50 метров)	13
6.		GL-11551A	GALMAR Зажим для соединения токоотводов (крашенная оцинкованная сталь)	5
7.		GL-11703A	GALMAR Зажим к фасаду/стене для токоотвода с возвышением (высота 15 мм; оцинк. сталь с покраской)	600
8.		GL-11711	GALMAR Зажим на плоскую крышу для токоотвода (D8 мм; пластик, бетон)	35
9.		GL-11562A	GALMAR Зажим контрольный для соединения токоотводов проволока + полоса (крашенная оцинкованная сталь)	35
Заземляющее устройство
10.		ZZ-005-064	ZANDZ Зажим для подключения проводника (до 40 мм)	165
11.		GL-11075-50	GALMAR Полоса омеднённая (30*4 мм / S 120 мм²; бухта 50 метров)	14
12.		ZZ-007-030	ZANDZ Лента гидроизоляционная	10

На этом примере доказывается, что на этапе проектирования строительной части можно применить решения, которые послужат и в качестве молниезащиты. В итоге получится “легкая” конструкция, не перегруженная километрами проволоки и десятками молниеприёмных стержней.

Обращайтесь к нам за консультацией и расчетами! Технические специалисты ZANDZ обязательно учтут все детали и подберут оптимальную конструкцию систем заземления и молниезащиты!