Блискавкозахист будівель та споруд

ДСТУ Б В.2.5-38:2008 Інженерне обладнання будівель і споруд. Улаштування блискавкозахисту будівель і споруд.

Блискавковідвід,— пристрій, який сприймає удар блискавки і відводить її струм в землю.

Блискавка— особливий вид проходження електричного струму через величезні повітряні прошарки, джерелом якого є атмосферний заряд, накопичений грозовою хмарою.

Прямий удар блискавки (ПУБ) — безпосередній контакт каналу блискавки з об’єктом (будівлею або спорудою), що супроводжується протіканням через нього струму блискавки.

Класифікація об'єктів визначається за небезпекою ударів блискавки для самого об’єкта і його оточення.

Безпосередня небезпечна дія блискавки — це пожежі, механічні пошкодження, травми та загибель людей і тварин, а також пошкодження електричного і електронного устаткування. Наслідками удару блискавки можуть бути вибухи і виділення небезпечних продуктів — радіоактивних і отруйних хімічних речовин, а також бактерій та вірусів.

Удари блискавки можуть бути особливо небезпечні для електронних систем.

Щодо блискавкозахисту об'єкти поділяються на звичайні та спеціальні.

Звичайні об'єкти(промисловіпідприємства, тваринницькі і птахівничі будівлі і споруди, житлові і адміністративні будівлі, універмаги, банки, страхові компанії, дошкільні установи, школи, лікарні, притулки для старих, музеї і археологічні пам’ятники, спортивні споруди тощо).

Спеціальні об'єкти:

- об'єкти, що становлять небезпеку для безпосереднього оточення (нафтопереробні підприємства, заправні станції, підприємства з виробництвом і зберіганням вибухових речовин);

- об'єкти, що становлять небезпеку для екології (хімічні заводи, атомні електростанції, біохімічні фабрики і лабораторії);

- об'єкти з обмеженою небезпекою (пожежонебезпечні підприємства, електростанції, підстанції і лінії електропередавання, засоби зв’язку);

- інші об'єкти ( будови висотою вище 60 м, об'єкти, що будуються).

Прямий удар блискавки (ураження блискавкою) - безпосередній контакт каналу блискавки з будівлею чи спорудою, що супроводжується протіканням через неї струму блискавки. Прямий удар блискавки здійснює на уражений об'єкт наступні дії: електричну, що пов'язана з ураженням людей і тварин електричним струмом та виникненням перенапруг на елементах, по яких струм відводиться в землю; теплову, що зумовлена значним виділенням теплоти на шляхах проходження струму блискавки через об'єкт; механічну, що спричинена ударною хвилею, яка поширюється від каналу блискавки, а також електродинамічними силами, що виникають у конструкціях, через які проходить струм блискавки.

Під вторинними проявами блискавки розуміють явища під час близьких розрядів блискавки, що супроводжуються появою потенціалів на конструкціях, трубопроводах, електропроводах всередині будівель і споруд, які не зазнали прямого удару блискавки. Вони виникають внаслідок електростатичної та електромагнітної індукції.

Захист об'єктів від прямих ударів блискавки забезпечується шляхом встанов­лення блискавковідводів. Захист від електростатичної індукції (вторинний прояв блискавки) здійснюється приєднанням устаткування до заземлювача для відведення електростатичних зарядів, індукованих блискавкою, в землю. Захист від електро­магнітної індукції полягає у встановленні методом зварювання перемичок між протяжними металоконструкціями в місцях їхнього зближення менше ніж на 10 см. Інтервал між перемичками повинен становити не більше 20 м. Це дає змогу наведеному струму блискавки переходити з одного контуру в інший без утворення електричних розрядів. Захист від занесення високих потенціалів у будівлю здійснюється шляхом приєднання до заземлювача металоконструкцій перед їх введенням у будівлю.

Для захисту об'єкта від прямих ударів блискавки застосовують блискавковід­від — пристрій, який височіє над захищуваним об'єктом, сприймає удар блискавки та відводить її струм у землю. Захисна дія блискавковідводу базується на властивості блискавки уражати найбільш високі та добре заземлені металеві конструкції. За конструктивним виконанням блискавковідводи поділяються на стержневі, тросові та сітчасті (рис. 3.35), а за кількістю та загальною площею захисту — на одинарні, подвійні та багатократні. Окрім того, розрізняють блискавковідводи встановлені окремо (рис. 3.35, б) та такі, що розташовані на захищуваному об'єкті (рис. 3.35, в). Будь-який блискавковідвід складається з (рис. 3.35) блискавкоприймача 1 (металевий стержень, трос, сітка), який безпосередньо сприймає удар блискавки; опори 2 (спеціальні стовпи, елементи конструкцій будівлі), на якій розташовується блискавкоприймач; струмовідводу 3 (металевий провідник, конструкція), по якому струм блискавки передається в землю; заземлювача 4, який забезпечує розтікання струму блискавки в землі.

Блискавковідводи:

• а — стержневий; б — тросовий; е — сітчастий; 1 — блискавкоприймач; 2 — несівна опора (поверхня); 3 — струмовідвід; 4 — заземлювач

Зона захисту блискавковідводу— простір, усередині якого будівельна конструкція захищена від ПУБ з надійністю не нижче визначеного значення.

Для одинарного стержневого блискавковідводу висотою h ≤ 150 м зона захисту являє собою конус (рис. 3.36, а) з вершиною на висоті h₀ < h. На рівні землі зона захисту утворює коло радіусом г0, а горизонтальний переріз зони на висоті h_x утворює коло радіусом r_x.

а — одинарного стержневого; б — одинарного тросового; 1 — межа зони захисту на рівні землі; 2 — межа зони захисту на рівні h_x.

Рівень блискавкозахисту(РБЗ) – число (номер), яке пов’язане із зазделегідь встановленими параметрами струму блискавки та імовірністю того, що ці взаємопов’язані максимальні і мінімальні параметри не будуть перевищувати природних параметрів струмів блискавки.

Надійність захисту від ПУБ (Р_з) слід приймати:

0,99 ÷ 0,999 – для об’єктів І РБЗ ;

0,95 ÷ 0,99 – для об’єктів ІІ РБЗ ;

0,9 ÷ 0,95 – для об’єктів ІІІ РБЗ ;

не нижче ніж 0,85 – для об’єктів ІV РБЗ.