Молниезащита и заземляющие устройства на приусадебном участке
11-01-2010, 09:28. Разместил: administrator
Молния и молниезащита
Природа возникновения атмосферного электричества такова: в зоне облаков в летнее время возникают мощные восходящие потоки с интенсивной конденсацией водяных паров в капли и образованием водяной пыли. В большинстве случаев нижняя часть грозового облака заряжается отрицательно, а поверхность земли — положительно. Так образуется гигантский конденсатор, обкладками которого служат грозовые облака и поверхность земли.
При увеличении напряженности до критической величины образуется молния. Такая молния называется линейной. Линейная молния наиболее опасна при прямом ударе, который чаще всего направлен в более высокие предметы или в места с более высокой проводимостью: берега рек, места выхода ключей и т.д.
Наша страна простирается от берегов Балтийского моря до берегов Тихого океана и от берегов Ледовитого океана до берегов Черного моря. На этих пространствах располагаются семь климатических поясов: от Арктического пояса на севере до муссонного климата на Дальнем Востоке, в силу чего интенсивность грозовой деятельности различна.
Интенсивность грозовой деятельности характеризуется средним количеством грозовых часов в год. На карте, приведенной на рис. 1, нанесены области, грозовая деятельность в которых определена этим показателем. Ее изменения зависят от климатических факторов и рельефа. В северных областях (Мурманск, Новая Земля и др.) грозовая деятельность составляет не более 10 часов в год, а на Кавказе превышает 100 часов. Среднее число ударов в год на 1 км поверхности земли также зависит от интенсивности грозовой деятельности. В табл. 1 представлены средние числа ударов молнии в год на 1 км2 поверхности земли в зависимости от интенсивности грозовой деятельности в часах за год.
Пример 1. Определить среднегодовую продолжительность гроз и соеднее число ударов молнии в год на I км сельской застройки , расположенной в пригородах Орла.
Решение. По карте, представленной на рис. 1, находим г. Орел и по характеру штриховки определяем, что среднегодовая продолжительность гроз составляет от 60 до 80 часов. По табл. 1 среднегодовой продолжительности гроз от 60 до 80 часов соответствует среднее число ударов молнии, равное 9.
Используя значение среднего числа ударов молнии в год на 1 км , можно определить вероятное число ударов в объект, не имеющий молниезащиты.
где:
N — вероятное число ударов молнии в год в объект, не имеющий молниезащиты;
п — среднее число ударов молнии в год на 1 км поверхности земли;
S — ширина-защищаемого здания, м;
L — длина защищаемого здания, м;
Н — наибольшая высота здания, м, включая антенны и трубы.
Пример 1а. Определить вероятное число ударов молнии в год в здание, длина которого L = 20 м, ширина S = 15 м, а высота Н = 12 м. Поселок находится в пригородах Орла. Необходимые данные использовать из предыдущего примера.
Решение. Из предыдущего примера используем число вероятных ударов молнии в год на 1 км2 поверхности земли п = 9.
При прямом ударе молнии в здание или сооружение могут возникнуть пожары, взрывы, поражения людей. Аналогичные последствия происходят и от заноса высокого потенциала в здание, если удар молнии направлен в воздушные провода, металлические конструкции или коммуникации, соединяющие внутренние помещения здания с уличной стороной. Исходя из масштаба возможных разрушений и причиненного ущерба, вызванного попаданием молнии, здания и сооружения по устройству молниезащиты подразделяются на 3 категории. В первую категорию включены здания и сооружения, в которых имеются взрывоопасные зоны, относимые к классам B-I и В-II по правилам устройства электроустановок (ПУЭ-87). В них хранятся, или постоянно содержатся, или появляются во время производственного процесса смеси газов, паров или пыли горючих веществ с воздухом, способные взорваться от электрической искры.
Рис. 1. Карта среднегодовой продолжительности гроз в часах на территории России и стран СНГ
Ко второй категории относят здания и сооружения, в которых имеются взрывоопасные зоны классов В-1а, В-16 и В-На согласно ПУЭ-87. В таких сооружениях опасные смеси появляются лишь при авариях и неисправностях в технологическом процессе. К этой категории принадлежат открытые склады с легковоспламеняющимися жидкостями, сливно-наливные эстакады и др.
К третьей категории относят пожароопасные помещения классов П-I (например, склад минеральных масел), П-11 (помещения, в которых выделяется горючая пыль, находящаяся во взвешенном состоянии), П-Па (помещения, в которых содержатся волокнистые и твердые горючие вещества, без признаков ПИ). П — означает пожароопасные помещения.
Что касается жилых и общественных зданий, принятых в сельском строительстве, то к III категории относят общественные здания III, Г/ и V степени огнестойкости следующего назначения: детские сады и ясли, школы, школы-интернаты, спальные корпуса и столовые санаториев, пионерских лагерей, лечебные корпуса больниц, клубы, кинотеатры.
Здания III степени огнестойкости — это каменные здания с деревянными перекрытиями, защищенными штукатуркой, и деревянными чердачными перекрытиями, подвергнутыми огнезащитной обработке.
Здания IV степени огнестойкости — это деревянные здания, защищенные от огня штукатуркой. Чердачные перекрытия выполнены из древесины, подвергнутой огнезащитной обработке.
Здания V степени огнестойкости — это деревянные здания, к конструкциям которых не предъявляются требования по огнестойкости.
Жилая застройка сельских мест, находящаяся на правах личной собственности (хотя и не входит ни в одну из названных категорий), должна также быть отнесена к III категории.
Решение вопроса о молниезащите зависит от целого ряда местных условий. Молнии поражают в первую очередь высокие предметы и места с более высокой электрической проводимостью. Деревья, высота которых превышает высоту строения в два, два с половиной раза, оказывают экранирующее действие. Существенное значение имеет и электрическая проводимость грунтов, на которых возведено строение. Постройки, расположенные вблизи водоемов или выхода ключей, в большей степени подвержены прямым ударам молнии. Владельцу сельского дома, проживающему в районе с числом грозовых часов более 40, необходимо принять решение о сооружения молниеза-щиты.
Молниезащитные устройства можно устанавливать на крышах домов или на земле. Крыши в сельских домах, как правило, покрывают шифером или металлом. Значительно реже встречаются крыши, покрытые дранкой, тесом или соломой. Наиболее распространенными являются крыши, покрытые шифером. В последнем случае молние-защитное устройство целесообразно устанавливать на земле.
Металлическая крыша может быть использована как молниеприемник в сооружаемой молниезащите. Мы рассмотрим два варианта молниезащиты: одиночного стержневого как универсального и с использованием металлической крыши строения в качестве молниеприемника.
Природа возникновения атмосферного электричества такова: в зоне облаков в летнее время возникают мощные восходящие потоки с интенсивной конденсацией водяных паров в капли и образованием водяной пыли. В большинстве случаев нижняя часть грозового облака заряжается отрицательно, а поверхность земли — положительно. Так образуется гигантский конденсатор, обкладками которого служат грозовые облака и поверхность земли.
При увеличении напряженности до критической величины образуется молния. Такая молния называется линейной. Линейная молния наиболее опасна при прямом ударе, который чаще всего направлен в более высокие предметы или в места с более высокой проводимостью: берега рек, места выхода ключей и т.д.
Наша страна простирается от берегов Балтийского моря до берегов Тихого океана и от берегов Ледовитого океана до берегов Черного моря. На этих пространствах располагаются семь климатических поясов: от Арктического пояса на севере до муссонного климата на Дальнем Востоке, в силу чего интенсивность грозовой деятельности различна.
Интенсивность грозовой деятельности характеризуется средним количеством грозовых часов в год. На карте, приведенной на рис. 1, нанесены области, грозовая деятельность в которых определена этим показателем. Ее изменения зависят от климатических факторов и рельефа. В северных областях (Мурманск, Новая Земля и др.) грозовая деятельность составляет не более 10 часов в год, а на Кавказе превышает 100 часов. Среднее число ударов в год на 1 км поверхности земли также зависит от интенсивности грозовой деятельности. В табл. 1 представлены средние числа ударов молнии в год на 1 км2 поверхности земли в зависимости от интенсивности грозовой деятельности в часах за год.
Пример 1. Определить среднегодовую продолжительность гроз и соеднее число ударов молнии в год на I км сельской застройки , расположенной в пригородах Орла.
Решение. По карте, представленной на рис. 1, находим г. Орел и по характеру штриховки определяем, что среднегодовая продолжительность гроз составляет от 60 до 80 часов. По табл. 1 среднегодовой продолжительности гроз от 60 до 80 часов соответствует среднее число ударов молнии, равное 9.
Используя значение среднего числа ударов молнии в год на 1 км , можно определить вероятное число ударов в объект, не имеющий молниезащиты.
где:
N — вероятное число ударов молнии в год в объект, не имеющий молниезащиты;
п — среднее число ударов молнии в год на 1 км поверхности земли;
S — ширина-защищаемого здания, м;
L — длина защищаемого здания, м;
Н — наибольшая высота здания, м, включая антенны и трубы.
Пример 1а. Определить вероятное число ударов молнии в год в здание, длина которого L = 20 м, ширина S = 15 м, а высота Н = 12 м. Поселок находится в пригородах Орла. Необходимые данные использовать из предыдущего примера.
Решение. Из предыдущего примера используем число вероятных ударов молнии в год на 1 км2 поверхности земли п = 9.
При прямом ударе молнии в здание или сооружение могут возникнуть пожары, взрывы, поражения людей. Аналогичные последствия происходят и от заноса высокого потенциала в здание, если удар молнии направлен в воздушные провода, металлические конструкции или коммуникации, соединяющие внутренние помещения здания с уличной стороной. Исходя из масштаба возможных разрушений и причиненного ущерба, вызванного попаданием молнии, здания и сооружения по устройству молниезащиты подразделяются на 3 категории. В первую категорию включены здания и сооружения, в которых имеются взрывоопасные зоны, относимые к классам B-I и В-II по правилам устройства электроустановок (ПУЭ-87). В них хранятся, или постоянно содержатся, или появляются во время производственного процесса смеси газов, паров или пыли горючих веществ с воздухом, способные взорваться от электрической искры.
Рис. 1. Карта среднегодовой продолжительности гроз в часах на территории России и стран СНГ
Ко второй категории относят здания и сооружения, в которых имеются взрывоопасные зоны классов В-1а, В-16 и В-На согласно ПУЭ-87. В таких сооружениях опасные смеси появляются лишь при авариях и неисправностях в технологическом процессе. К этой категории принадлежат открытые склады с легковоспламеняющимися жидкостями, сливно-наливные эстакады и др.
К третьей категории относят пожароопасные помещения классов П-I (например, склад минеральных масел), П-11 (помещения, в которых выделяется горючая пыль, находящаяся во взвешенном состоянии), П-Па (помещения, в которых содержатся волокнистые и твердые горючие вещества, без признаков ПИ). П — означает пожароопасные помещения.
Что касается жилых и общественных зданий, принятых в сельском строительстве, то к III категории относят общественные здания III, Г/ и V степени огнестойкости следующего назначения: детские сады и ясли, школы, школы-интернаты, спальные корпуса и столовые санаториев, пионерских лагерей, лечебные корпуса больниц, клубы, кинотеатры.
Здания III степени огнестойкости — это каменные здания с деревянными перекрытиями, защищенными штукатуркой, и деревянными чердачными перекрытиями, подвергнутыми огнезащитной обработке.
Здания IV степени огнестойкости — это деревянные здания, защищенные от огня штукатуркой. Чердачные перекрытия выполнены из древесины, подвергнутой огнезащитной обработке.
Здания V степени огнестойкости — это деревянные здания, к конструкциям которых не предъявляются требования по огнестойкости.
Жилая застройка сельских мест, находящаяся на правах личной собственности (хотя и не входит ни в одну из названных категорий), должна также быть отнесена к III категории.
Решение вопроса о молниезащите зависит от целого ряда местных условий. Молнии поражают в первую очередь высокие предметы и места с более высокой электрической проводимостью. Деревья, высота которых превышает высоту строения в два, два с половиной раза, оказывают экранирующее действие. Существенное значение имеет и электрическая проводимость грунтов, на которых возведено строение. Постройки, расположенные вблизи водоемов или выхода ключей, в большей степени подвержены прямым ударам молнии. Владельцу сельского дома, проживающему в районе с числом грозовых часов более 40, необходимо принять решение о сооружения молниеза-щиты.
Молниезащитные устройства можно устанавливать на крышах домов или на земле. Крыши в сельских домах, как правило, покрывают шифером или металлом. Значительно реже встречаются крыши, покрытые дранкой, тесом или соломой. Наиболее распространенными являются крыши, покрытые шифером. В последнем случае молние-защитное устройство целесообразно устанавливать на земле.
Металлическая крыша может быть использована как молниеприемник в сооружаемой молниезащите. Мы рассмотрим два варианта молниезащиты: одиночного стержневого как универсального и с использованием металлической крыши строения в качестве молниеприемника.
* Статья в целом
завершает общую тему по инженерному обустройству индивидуального
сельского дома и участка. Предыдущие статьи — «Артезианская скважина на
приусадебном участке» («Сделай сам», № 3, 1994), «Автономное
водоснабжение и водяное отопление в сельском доме» (№ 3, 1995),
«Канализационная сеть на приусадебном участке» (№ 3, 1996),
«Электрификация сельского дома и участка» (№ 1, 1997), «Газификация
сельского дома» (№ 3, 1997).Вернуться назад