Расчеты молниезащиты производятся на этапе проектирования и функционирования производственных зданий.
Исходные данные:
· длина (А), ширина (В), максимальная высота здания (Н); в качестве примера при проведении расчета принято: А=100м; В=50м; Н=10м;
· географическое расположение здания – центральный регион РФ, Рязанская область;
· состояние грунта – суглинок;
· степень огнестойкости здания – II;
· класс производства по взрывоопасности и пожароопасности П – I [21];
· категория молниезащиты – III, зона Б [22].
Порядок выполнения расчета:
1 Определение необходимости обеспечения здания защитой от атмосферного электричества.
1.1 Расчет ожидаемого количества ежегодных прямых ударов молнии в здание.
, (4.2.1)
где n=4 – среднее количество ежегодных поражений молнией земной поверхности площадью 1 км2; справочная величина, учитывающая среднегодовую продолжительность гроз в центральном регионе РФ 40÷60 ч.
.
1.2 Определение необходимости и зоны молниезащиты категории III из условий:
0,02≤N<2– защита зоной Б;
2<N – защита зоной А.
Вывод - для рассматриваемого примера достаточна защита зоной Б.
2 Выбор типа и конструкции молниеотвода.
Для разрабатываемого технического объекта выбирается одиночный стержневой молниеотвод, располагаемый на середине длиной стороны здания на расстоянии S от фундамента. В качестве заземлителя молниеотвода предлагается углубленная в грунт металлическая конструкция, состоящая из двух вертикально забиваемых электродов, соединенных в верхней части металлической полосой. Элементы конструкции молниеотвода и их основные технические параметры представлены на рисунки 4.1 и 4.2.
Схема расположения элементов молниеотвода и защитной зоны (защитного конуса) относительно здания
а)
Обозначения:
1 – защищаемое здание;
2 – опора молниеотвода (стальная конструкция);
3 – молниеприемник (стальной профиль длиной ≥ 200 мм, сечением > 100мм2);
4- токовод (сечение ≥ 48 мм2);
5- заземлитель (сопротивление относительно земли ≤ 20 Ом);
h0 – высота защитного конуса;
h hМ – высота молниеотвода;
rH – радиус защитного конуса на высоте здания;
|
S = 6 м – расстояние от фундамента до опоры молниеотвода.
б)
Рисунок 4.1 – Конструкция надземной части молниеотвода
3 Расчеты конструкционных параметров надземной части молниеотвода.
3.1 Определение радиуса защитного конуса на высоте здания:
; (4.2.2)
.
3.2 Определение высоты молниеотвода:
; (4.2.3)
.
3.3 Определение высоты защитного конуса:
h0=0,92hМ; (4.2.4)
h0=0,92∙61=56м.
3.4 Определение радиуса защитного конуса на уровне земли:
r0=1,5 hМ; (4.2.5)
r0=1,5∙61=96м.
4 Расчет заземлителя молниеотвода. Основное техническое требование – сопротивления не должно превышать 20 Ом.
4.1 Выбор конструкции и основных проектных размеров выбирается двухэлектродный заземлитель, рисунок 4.2.
4 – токовод;
l=3м – длина вертикального пруткового электрода;
d=0,022м – диаметр прутка;
а=4м – расстояние между прутками (длина соединительной полосы);
hэ =2м – глубина заложения электродов (расстояние от поверхности земли до середины электрода);
hП =0,5м – глубина заложения полосы;
в =0,05м – ширина полосы.
Рисунок 4.2 – Конструкция заземлителя
4.2 Определение сопротивления пруткового электрода:
, (4.2.6)
где ρ=100 Ом м – удельное электрическое сопротивление грунта (суглинка).
.
4.3 Определение сопротивление полосы:
; (4.2.7)
.
4.4 Определение сопротивления заземлителя:
, (4.2.8)
где n=2 – количество вертикальных электродов;
=0,91 – коэффициент вертикального экранирования электродов в рассчитываемой конструкции заземлителя;
=0,94 – коэффициент горизонтального экранирования.
.
Вывод - Расчетное значение электрического сопротивления меньше 20 Ом.
Проект молниезащиты отвечает требованиям [22].
Дата: 2018-12-28, просмотров: 322.