Рассчитать систему молниезащиты

Задание. Рассчитать систему молниезащиты здания. Исходные данные принимаем по табл.2.7.2.

Дано(вариант 1): Ширина А=12 м; длина L=24 м; высота здания Н=10 м; среднегодовое число ударов молний в 1км² земной поверхности n=1; радиус зоны защиты на уровне высоты объекта r_х=20 м.

Решение.Рассмотрим, какую зону защиты образует стержневой отдельно стоящий молниеотвод (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода: 1 – граница зоны защиты на уровне высоты объекта; 2 – то же, на уровне земли;

h – высота молниеотвода; h₀ – высота конуса защиты; H – высота защищаемого объекта; r_х – радиус зоны защиты на уровне высоты объекта;

r₀ – радиус зоны защиты объекта на уровне земли

Как следует из рис. 2.4, зона защиты для данного молниеотвода представляет собой конус высотой h₀ с радиусом основания на земле r₀. Обычно высота молниеотвода (h) не превышает 150 м. Остальные размеры зоны в зависимости от величины (h, м) приведены в табл. 2.7.1.

Таблица 2.7.1

Параметры зоны защиты для молниеотвода

Ожидаемое количество N поражений молнией в год зданий и сооружений, не оборудованных молниезащитой, вычисляют по формуле

N = (А+6×H)×(L+6×H)×n×10^-6 = (12+6×10) × (24+6×10) ×1 × 10^-6 = 0,006 . (2.9)

Если величина N>1, то принимают зону защиты типа А (степень надежности защиты в этом случае составляет не менее 99,5 %). При N≤1 принимают зону защиты типа Б (степень надежности этой защиты — 95 % и выше).

Так как N = 0,006<1, то зону следует выбирать типа Б.

Существуют также зависимости, позволяющие, задаваясь размерами защищаемого объекта (r_x и Н), определить величину h. Эта зависимость для зоны Б имеет вид

h = (r_x+1,63H)/1,5 . (2.10)

Высота одиночного молниеотвода

м .

Высота конуса зоны молниезащиты и радиус границы зоны защиты

h₀=0,92 h=0,92×24,2=22,26 м (2.11)

r₀=1,15 h=1,15×24,2=27,83 м (2.12)

Ответ:Границы зон защиты на высоте здания (r_х=20 м) и на уровне земли (r₀ = 27,83 м) обеспечивают защиту здания от поражения молнией принятой системы молниезащиты.

Таблица 2.7.2

Исходные данные