Молниезащита

Молниезащита представляет собой комплекс мероприятий и средств, направленных на защиту объектов от молнии.

Статистические данные свидетельствуют, что в среднем на земном шаре происходит около 44000 гроз за день. Убытки только от пожаров и взрывов, вызванных этим явление, колоссальные. Затраты на осуществление массовых молниезащитных мероприятий за последние 5 лет примерно в 1,5 раза меньше стоимости сгоревших зданий и сооружений.

Основным нормативным документом, определяющим необходимые мероприятия и средства для объектов высотой до 150 м, является РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений». Согласно этому документу, воздействия молнии на объекты принято подразделять на две основные группы: первичные и вторичные.

Первичные воздействия, вызванные прямым ударом молнии, делятся на:

- электрические ( поражения людей и животных электрическим током);

- термические. Резкое выделение тепла в зоне протекания тока может привести к воспламенению;

- механические, которыевызваны ударной волной, способной деформировать и разрушать технологическое оборудование и несущие конструкции.

Вторичные воздействия проявляются в виде:

- интенсивного электромагнитного поля (ЭМП), вызванного движущимися зарядами и изменяющимся во времени током. Это приводит к появлению на металлоконстркуциях высоких электрических потенциалов, которые также способны поражать людей и животных;

- занос на объект высокого напряжения по проводам и коммуникациям, если они оказались в зоне растекания тока.

Эти воздействия следует учитывать в каждом конкретном случае при разработке защитных мероприятий.

Тяжесть последствий удара молнии во многом зависит от взрыво- или пожароопасности здания (сооружения, помещения), а также от других сопутствующих воздействий. Поэтому в РД 34.21.122-87 применен дифференцированный подход к осуществлению молниезащиты, согласно которому объекты подразделяются на три категории.

К категории I отнесены объекты, в которых при нормальных технологических режимах могут находиться и образовываться взрывоопасные концентрации газов, паров, пылей, волокон. Любое поражение молнией создает повышенную опасность не только для самих объектов, но и для других, близко расположенных.

К категории II относятся объекты, в которых появление взрывоопасных концентраций возможно при аварии. Вероятность сочетания молнии с аварией на объекте достаточно мала.

К категории III отнесены объекты, последствия поражения которых характеризуются меньшим материальным ущербом, чем при взрывоопасной среде. Это высокие жилые и общественные здания, дымовые трубы, башни и вышки, мелкие строения из относительно дешевых строительных материалов.

Молниеотводы разделяются на отдельно стоящие и установленные на самом объекте.

Для объектов категории I, характеризующихся высоким риском поражения людей при попадании молнии и значительными материальными убытками, необходимо применение отдельно стоящих молниеотводов. Они выполняются с помощью вертикальных стержней (см. рис. 7 а) или с помощью горизонтального троса (см. рис. 7 б), и обеспечивают растекание тока молнии, минуя объект. При одиночном стержневом молниеприемнике зона защиты имеет форму конуса.

Для объектов категорий II и III, возможна установка как отдельно стоящих молниеотводов, так и устанавливаемых на самом объекте.

При использовании металлической кровли молниеприемником является сама кровля (см. рис. 7 в). Токоотводы, подключенные к ней должны быть расположены не реже, чем через 25 м. В качестве токоотводов следует использовать стальные конструкции здания (колонн, ферм, пожарных лестниц и т.п.), подключаемые к заземлителю.

На зданиях и сооружениях с неметаллической кровлей может быть использована молниеприемная сетка, выполненная с помощью сварки из стальной проволоки диаметром не менее 6 мм с размерами ячейки не более 6 м и уложенная на кровлю сверху или снизу под гидроизоляцию (см. рис. 7 г).

А б

В г

Рисунок 7 - Устройства молниезащиты зданий

Если молниезащита выполнена путем непосредственной установки стержневых или тросовых молниеприемников на объекте, то от каждого стержня или стойки троса должно быть не менее двух токоотводов.

В качестве заземлителя следует использовать типовые (нормированные) конструкции железобетонных фундаментов, согласно РД 34.21.122-87. Если существующий фундамент здания не отвечает этим требованиям, выполняют искусственный заземлитель.

Конструктивно-геометрические размеры различных устройств молниезащиты и их защитных зон рассчитываются по методике, приведенной в РД 34.21.122-87, с учетом среднегодовой продолжительности гроз для заданной местности.