Главная
/
Новости
/
Особенности и отличия молниезащиты для различных типов помещений

Особенности и отличия молниезащиты для различных типов помещений

17/05/2017

Грозовое явление можно объяснить следующим образом. Во время атмосферных явлений нижняя часть облаков и поверхность Земли накапливают противоположные по знаку заряды. Когда между небом и землей накопится достаточно большая разность потенциалов, произойдет разряд этой энергии. Угрозу для помещения, находящихся внутри людей и оборудования несет как прямое, так и непрямое попадание молнии. Прямое попадание в здание или в подводящие коммуникации (трубы, линии электропередачи и т. п.) вызывает перенапряжение до 90000 кВ с импульсом волны 10/350 мкс.

Непрямое попадание — не менее опасное явление. При ударе молнии вблизи дома или коммуникаций возникает перенапряжение с импульсом волны 8/20 мкс. Не стоит недооценивать воздействие молнии, которая попала в землю на значительном расстоянии от вашего здания. Пиковое напряжение по токоведущим и токопроводящим материалам проникает в здание, нанося серьезные повреждения здоровью людей или оборудованию.

«Щитом» для дома или цеха предприятия от пагубных воздействий разрядов молнии выступает молниезащита. Она включает в себя внешнюю и внутреннюю системы.

Внешняя защита состоит из молниеприемника, токоотвода и заземлителя.

При возникновении грозовых явлений над поверхностью Земли появляются сильные электрические поля. Поскольку напряжённость подобного поля имеет наибольшее значение в местах его кривизны (провод, острые штыри), то на заостренном конце молниеприемника происходит «коронный разряд». Благодаря которому на доме не накапливается электрозаряд, и уменьшается вероятность попадания молнии. Если молния все-таки возникает, то она попадает в металлический штырь, а вся её энергии пот токоотводам уходит в землю. Протекание тока молнии по защитной металлической конструкции должно носить безопасный характер для людей, находящихся как внутри помещения, так и снаружи. Конструкция токоотвода монтируется на нормированном расстоянии от металлических элементов (двери, окна, перила, трубы и т. п.), с которыми контактируют люди в процессе эксплуатации помещения. В случае если в конструкции дома использовались легковоспламеняющиеся материалы (дерево, пенополистирол, пластик), токопровод должен размещаться на расстоянии не ближе, чем 15-20 см до их поверхности. Соблюдение норм и правил монтирования системы молниезащиты позволит не допустить возгорание помещения из-за попадания молнии.

Внешнюю молниезащиту принято разделять на активную и пассивную. Пассивная защита предусматривает установку металлического молниеприемника. В зависимости от его конструкции, пассивная защита бывает штыревой, тросовой и сетчатой. Давайте поближе познакомимся с каждым типом защиты.

Штыревую защиту рекомендуют для зданий с металлической кровлей (например, металлочерепица). Приемником разряда выступает стальной стержень, который монтируется на самой высокой точке крыши. Если размеры крыши требуют установку нескольких металлических стержней для защиты от молний, то их соединяют в общую сеть. Минимальная высота токоприемника должна быть такова, чтобы его пик возвышался на два метра по отношению к самой высокой точке кровли. Способность штыревой системы защищать здание от поражения молнией напрямую зависит от высоты расположения стального стержня. Один штыревой молниеотвод способен обезопасить зону, которая имеет форму окружности с радиусом, идентичным высоте штыря.

Если крыша здания покрыта шифером, то применяется тросовая защита. В качестве токоприемника используют металлический трос, который натягивают вдоль «конька». Существуют проекты, когда над сооружением натягивали несколько тросов в крест, образуя защитную сетку для «ловли» молний. При проектировании этого типа защиты учитываются погодные условия (например, обмерзание троса) и требования ПУЭ. Токоприемник натягивают на расстоянии минимум 50 см от поверхности «конька» между изолированными от системы молниезащиты опорами. Зачастую тросовая защита применяется и для строений, у которых кровля выполнена из дерева или керамической черепицы. Зона, которую уберегает тросовая защита от попадания молнии, имеет форму трёхгранной призмы. Верхней гранью считается натянутый вдоль крыши трос. В случае если крыша здания покатая или имеет сложную геометрическую форму, целесообразна установка стрежневой защиты. Она упростит задачу проектировщику и снизит финансовые затраты.

Сетчатая защита – самый сложный в реализации тип молниезащиты. В качестве приемника разряда молнии используется металлическая проволочная сетка, которая покрывает весь периметр крыши. Согласно общепринятым нормам, сечение использованной проволоки (или прута) должно быть больше 6 мм. Присоединение сетки к токоотводу производят посредством сварки «внахлест». В особых случаях допускается болтовое соединение, фиксирование токоприемника и токоотвода на здание с помощью специальных скоб с изоляторами. Сетчатую защиту рационально применять на объектах с горизонтальной кровлей. У таких крыш каждый участок с равной долей вероятности может быть поражен молнией. Если уложить защитную сетку поверх кровли не удается из-за её конструктивных особенностей, то допускается прокладывать токоприемник под гидроизоляцией или утеплителем. Разрешение на монтаж можно получить при использовании несгораемых (или трудносгораемых) материалов для тепло- и гидроизоляции помещения, пробой молнией которых не станет причиной пожара. Укладка сетки допускается на зданиях с уклоном кровли не более 1:8. Если уклон будет больше, то удар молнии в большинстве случаев принимает зона, близкая к «коньку». В таких случаях нерационально покрывать всю поверхность крыши сеткой и тратить значительные денежные средства на покупку металлического прута. Экономически выгодно использовать стержневой или тросовый молниеприемник, в зону защиты которых войдет вся кровля.

В настоящее время на смену пассивной молниезащиты пришла активная молниезащита (АМЗ). Конструктивно состав АМЗ отличается от пассивной системы только одним компонентом – на верхнюю точку стального прута молниеприемника устанавливается активный элемент. Принцип действия активной молниезащиты основан на создании активным молниеприемником высоковольтных импульсов. Они «провоцируют» разряд атмосферного электричества именно на молниеприемник и существенно увеличивают площадь защиты от попадания молнии. Активизация работы активного элемента происходит автоматически, обеспечивая автономность АМЗ. Чувствительный элемент системы контролирует напряженность электрического поля атмосферы. Перед грозой этот параметр возрастает до 500 В/м и заряжает активный молниеприемник электроэнергией, который начинает генерировать высоковольтные импульсы. Использование АМХ позволяет упростить конструкцию и ускорить монтаж молниезащиты, заменить несколько пассивных систем. Немаловажным фактором является и эстетический эффект. При установке активной молниезащиты «не страдает» внешний вид и дизайн объекта, так как он имеет компактные размеры. Применение пассивной молниезащиты приведет к обрастанию вашего дома металлическим каркасом.

Вторичное последствие удара молнии – это появление электротоков высокого напряжения на различных металлических конструкциях, не подвергшихся прямому попаданию молнии. Вторичное проявление молнии возникает вследствие электромагнитной или электростатической индукции. По токопроводящим не заземленным коммуникациям в помещение может попасть до 50% энергии молнии. Если металлические части дома не соединены в общий контур (или контур есть, а соединения ослабли), то в местах разрывов металлических элементов может возникнуть ЭДС, достаточная для их сильного нагрева и появления искры, которая может стать причиной взрыва или пожара. Защитить электроприборы от импульсных скачков в сети может внутренняя молниезащита. Она представляет собой комплекс мероприятий и устройств, направленных на уравнивание потенциалов и защиту от импульсных перенапряжений. Например, для защиты от вторичных проявлений молнии все электрические элементы расположенные и снаружи, и внутри сооружения согласно ПУЭ соединяют в непрерывный электрический контур с заземлителями. Если во время разряда молнии в контуре возникнет ток индукции, то он будет отведен в землю и элементы цепи подвергнутся незначительному нагреву.

В зависимости от проекта здания и его назначения изменяются требования к системе молниезащиты. Существует три категории зданий. К первой категории относят сооружения, в которых происходит технологический процесс, связанный с использованием взрывчатых веществ (или легковоспламеняемых жидкостей) и их хранением в негерметичных емкостях (или в открытом виде). В помещении систематически появляются взрывоопасные концентрации пыли, газа и паров с воздухом. Под первую категорию попадают все помещения классов В-I и В-II и здания категории А по ПУЭ. Например, мукомольное, деревообрабатывающее и металлообрабатывающее предприятия. Взрыв из-за попадания молнии в такое здание станет причиной человеческих жертв и значительного его разрушения. Если в здании хранится опасное вещество в герметичных емкостях, а взрывоопасные смеси возникают в случае аварии на производстве, то помещение относят ко второй категории. Последствия от попадания молнии – незначительные разрушения без человеческих жертв. Сюда относят помещения класса В-Iа, В-Iг и В-IIа. Например, склады топлива, цеха с аммиачными холодильниками. Самая распространённая это третья категория. К ней относятся сооружения, не попадающие в первые две категории. Возможные последствия от попадания молнии – пожар, механические разрушения и несчастные случаи с людьми. Здания, попадающие под эту категорию, – больницы, детские сады, школы, котельные, трубы предприятий и отдельно стоящие дома высотой более 30 метров. Примером отличий молниезащиты зданий разных категорий служит требование к сетчатому виду: для зданий второй категории размер ячеек должен быть 6х6 метров, а для третьей – 12х12 метров.

Осуществляя выбор средств защиты от прямых или косвенных последствий от попадания молнии, желательно учитывать конструктивную и экономическую специфику объекта, принимать во внимание экономические соображения. Сотрудники фирмы ЭДС-ИНЖИНИРИНГ имеют опыт проектирования молниезащиты как для промышленных объектов, так и для частных домов. Монтаж разработанной системы сохранит Вас и Ваше имущество от пагубного воздействия молнии.