Какие требования предъявляются к молниеприемной сетке зданий?

Проектирование молниезащиты зданий и сооружений

Гроза несет огромный разрушительный потенциал, обезопасить воздействия которого можно путем точных инженерных решений.

С другой стороны, молниезащита зданий и сооружений, которая строится без учета расчетных параметров, не обеспечит своих функций и может стать непосредственной причиной аварийных ситуаций.

Проектирование молниезащиты

О разрушительных действиях молний

Видимой частью проявления молнии является прямой удар, который расщепляет вековые стволы деревьев, оплавляет металлические конструкции и является причиной возгорания.

Невидимые, но не менее опасные вторичные проявления молнии, такие как наведенные токи и появление высокого потенциала, визуально не проявляется, но не становятся менее опасными, поскольку разрушения, вызванные этими факторами, носят массовый характер.

Токи, вызванные грозовыми электромагнитными полями, являются причиной выхода со строя различных электроприборов.

Наведенные токи и занос высокого потенциала, вызывают искрение, особо опасное в помещениях с взрывоопасной концентрацией взрывчатых веществ.

При наличии дорогостоящего электрооборудования, ущерб от молнии будет значительным.

Некоторые критерии расчета защиты

1) Годовой показатель ожидаемого количества поражений молнией. Рассчитывается по эмпирической формуле, в которой задаются геометрические параметры защищаемого объекта и статистические данные среднегодового числа ударов молнии на площади в 1 кв. км.

2) Уровень молниезащиты зданий и сооружений определяется нормативными документами. Защитой от прямых попаданий и появления высоких потенциалов оборудуются строения I, II и III категорий.

Здания I и II категорий, имеющие помещения с взрывоопасной атмосферой, дополнительно защищаются от наведенных токов, вызываемых грозовыми разрядами.

3) Надежность защиты. Регламентируется нормами инструкций не менее 99,5% для зоны А и 95% для зоны Б.

Расчет молниезащиты

Вывод

Расчет молниезащиты зданий и сооружений различного назначения, независимо от сложности объекта и характера производства, выполняется в соответствие с нормативными документами.

Применение расчетных методов позволит с большой степенью вероятности обезопасить строения от природных катаклизмов.

Разрабатывается как на стадии проектной так и рабочей документации.

Ответы на вопросы по молниезащите зданий и сооружений

В многоквартирном здании из монолитного железобетона высотой 92 метра в качестве контура заземления использован естественный заземлитель – проваренная арматура фундамента.

Как спуски использована арматура монолитного железобетона, проваренная на всем протяжении, соединенная горизонтальными эквипотенциальными поясами через 20 метров.

Обязательны ли внешние молниеприемные пояса на фасаде здания (облицован гранитом)? Возможна ли установка активного молниеприемника, который будет использовать выполненную систему молниеотводов (спусков)?

В случае использования арматуры железобетонных конструкций здания в качестве токоотводов при соединении горизонтальных и вертикальных элементов арматуры сваркой, как указано в приведенном примере, дополнительное выполнение наружных токоотводов, в т.ч. горизонтальных соединительных поясов, не требуется (см. «Инструкцию по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» (СО-153-34.21.122-2003), п. 3.2.2.5, последний абзац. – М.: Издательство МЭИ, 2004 г.).

Если внешний молниеприемник является готовым заводским изделием, его установка и присоединение к системе токоотводов выполняются в соответствии с инструкцией изготовителя молниеприемника. При этом проектом каркаса здания, используемого в качестве системы токоотводов, должны быть предусмотрены необходимые присоединительные выпуски и устройства.

Если внешний молниеприемник должен быть изготовлен и установлен в соответствии с проектной документацией на молниезащиту объекта, его конструкция, крепление и соединения должны соответствовать п. 3.2.4 Инструкции СО-153-34.21.122-2003 и п. 3 «Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений» (РД 34.21.122-87).

В здании высотой 7 м стоят дизель-генераторы; крыша двухскатная из шифера, по коньку крыши проложен неизолированный провод. Выхлопная труба от дизелей имеет высоту 1 м над крышей. Требуется ли для такого сооружения выполнять молниезащиту (однотросовую или стержневую)?

Защита вращающихся машин от грозовых перенапряжений является обязательной.

Она выполняется на основе положений либо «Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» (СО 153-34.21.

122-2003), либо «Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений» (РД 34.21.122-87).

Использование провода, проложенного по коньку крыши, в качестве молниеприемника не является достаточным, так как высшая точка молниеприемника (и тросового, и стержневого) должна находиться выше выхлопной трубы дизелей, чтобы защитить выхлопную трубу от прямого поражения молнией.

Вблизи выводов обмотки генератора или на сборных шинах следует устанавливать аппараты защиты от перенапряжений: нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН), вентильные разрядники, защитные емкости.

В настоящее время на нашем предприятии питание прожекторов, установленных на металлических мачтах, предназначенных для наружного освещения территории, выполнено кабельными линиями на тросовой подвеске от вводов осветительных сетей в здание. Прожекторные мачты оснащены молниеотводами.

Законно ли требование инспектора Ростехнадзора выполнить питание прожекторов кабелем с заземленной металлической оболочкой или в металлической трубе, проложенным в земле на протяжении не менее 10 м, в целях защиты питающей линии от грозовых перенапряжений (он ссылается на п. 6.3.

19 ПУЭ 6-го изд.)?

Источник: https://VolgaProekt.ru/uslugi/proektirovanie-i-raschet-molniezashhity-zdanij-i-sooruzhenij.html

Нормативы и стандарты в области молниезащиты

Необходимость обустройства качественных систем молниезащиты жилых и промышленных зданий особенно остро возникла в начале прошлого столетия во времена всеобщей индустриализации и электрификации, актуальна она и в настоящее время. Сегодня ежедневно на планете Земля наблюдается около 44-45 тысяч гроз, которые могут привести к выходу электроприборов из строя, повреждению целостности зданий и построек, пожарам и гибели людей.

Для создания работоспособных, эффективных и оптимальных для каждого объекта систем разработаны общепризнанные нормативы проектирования и организации молниезащиты. Существуют международные и отечественные стандарты и правила.

Кроме того, в России различают отраслевые и корпоративные стандарты (например, Газпрома, МОЭК и т.п.).

В основу всех норм, регламентирующих проектирование молниезащиты, положен многолетний опыт человечества по организации электробезопасности жилых домов и промышленных предприятий, а также особенности современных построек.

Российские нормативы в области молниезащиты

Создание отечественной нормативной базы по проектированию комплекса мер для обеспечения молниезащиты берет начало в 30-х годах минувшего века.

Первоначально были разработаны требования и правила для производственных зданий и сооружений, а также линий электропередач. В 50-х годах прошлого столетия эти требования начали использоваться для частных домов.

Позже с учетом многолетних наблюдений и исследований электромагнитной обстановки во время удара молнии на территории бывших союзных республик Министерство энергетики СССР ввело Инструкцию по обустройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87. Эта инструкция, как наследие, действует до сих пор. Однако она давно устарела, поэтому для создания современных систем громоотводов пользуются международными стандартами, установленными Международной электротехнической комиссией (МЭК) и российскими инструкциями более поздних редакций.

В России специалисты и сейчас для создания ряда мер молниезащиты ориентируются на требования и нормы, изложенные в советской инструкции РД 34.21.122-87 (скачать в pdf>>).

Данный норматив является первичным документом, на который опираются профессионалы при выборе схемы конструкции громоотводов на этапе проектирования зданий и сооружений.

Она дает толкование всех важных терминов и понятий, описывает требования к органзации защиты от молний и к конструкциям громоотводов, а также расчет молниеотводов. Именно она классифицирует здания и позволяет определить необходимый уровень защиты.

К недостатком РД 34.21.122-87относят отсутствие описаний нормативов по организации молниезащиты для склада взрывчатых веществ и пороха, а также в ней нет рекомендаций по выбору материалов для заземлений и т.д.

Дополнить и обновить положения советского документа попытались в «Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» СО-153-34.21.122-2003 (скачать в pdf>>). Она включает нормы грозозащиты в коммуникациях.

Седьмая редакция ПУЭ (Правила устройства электроустановок 7-е издание, Главы 2.4, 2.5, 4.2) разработана с учетом всех видов и типов электрического оснащения и агрегатов.

В этом издании собраны все базовые требования электробезопасности и заземления, используемые при обустройстве защиты от удара молнией промышленных и бытовых объектов.

Подвести российские стандарты к мировым требованиям IEC в декабре 2011 года позволили первая и вторая часть ГОСТа Р МЭК 62305-1-2010 «Защита от молнии», а также ГОСТ Р 50571-4-44-2011 «2011 Электроустановки низковольтные.

Требования по обеспечению безопасности. Защита от скачков напряжения и электромагнитных помех» (действует с 01.07.2012).

Этот документ регламентирует основные нормы по организации безопасности низковольтных установок при появлении отклонений напряжения и электромагнитных помех. Этот стандарт не действует на системы распределения электричества населению, на промышленные объекты и на системы для генерирования и выдачи электроэнергии для них.

Требования к механизмам защиты электрических сетей и электрооборудования при прямом или косвенном влиянии грозовых или иных переходных перегрузок для коммутации к силовым цепям переменного тока (частотой 50 — 60 Гц), постоянного тока и к оснащению с номинальным напряжением до 1000 В (действующее значение) или 1500 В постоянного тока подробно изложены в ГОСТе Р 51992-2011 (МЭК 61643-1-2005) «Устройства для защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах. Технические требования и методы испытаний» (с 01.07.2012).

Принципы подбора, монтирования и координации устройств грозозащиты от импульсных перенапряжений, предназначенных для подсоединения к силовым цепям переменного тока (частотой 50-60 Гц) или постоянного тока и к оборудованию на номинальное напряжение до 1000 В (действующее значение) переменного тока или 1500 В постоянного тока описаны в ГОСТ Р МЭК 61643-12-2011 «Устройства защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах. Принципы выбора и использования» (с 01.01.2013).

Все основные требования при прямом или косвенном воздействии грозовых или прочих переходных перенапряжений к устройствам для защиты телекоммуникационных и сигнализационных сетей с обозначенными напряжениями системы до 1000 В переменного тока и 1500 В постоянного тока регламентируются ГОСТом Р 54986-2012 (МЭК 61643-21: 2009) «Устройства защиты от импульсных перенапряжений низковольтные. Часть 21. УЗИП для систем телекоммуникации и сигнализации (информационных систем). Требования к работоспособности и методы испытаний» (с 01.07.2013).

Группа стандартов МЭК (IEC) и их связь

Развитие науки и электротехники не стоит на месте. Наиболее полно, детально и качественно современные мероприятия по грозозащите отображены во всемирных нормативах МЭК «Защита от воздействия молнии МЭК 62305:2010».

Стандарт «Защита от воздействия молнии МЭК 62305:2010» определяет базовые правила защиты от порчи молнией любых построек, живущих в них животных и людей, разных инженерных коммуникаций и систем и иных конструкций относящихся к ним, кроме железнодорожной системы, автотранспорта, воздушных и водных транспортных средств, подземных трубопроводов повышенного давления и т.п.

Нормативы МЭК включают стандарт, определяющий общие положения и описывающий потенциально возможные последствия и опасность молний 62305-1.

Потребность организации защиты определяется в соответствии с системой расчета риска и с учетом материального эффекта от установки мер защиты от ударов молнии описывает стандарт 62305-2.

Третья часть МЭК 62305:2010 посвящена описанию мер безопасности, требуемых для снижения показателей аварий в постройках и сведения к минимуму уровня опасности для жизни и здоровья людей, находящихся внутри.

В четвертой части данного стандарта описан комплекс мер для понижения числа отказов электросистем, приборов и устройств внутри зданий.

Взаимосвязь группы правил МЭК 62305:2010 определяется уровнем опасности поражения молнией объекта и риском возникновения возможных повреждений.

При повышенном риске прямого попадания молнии и необходимости обустройства внешней защиты от прямых ее ударов в строения пользуются требованиями стандарта 62305-3:2010.

При повышенной опасности поражения электрооборудования и порчи электросетей от вторичного воздействия молнии актуален стандарт 62305-4:2010.

Сравнение отечественных стандартов и МЭК

Современные специалисты, занимающиеся вопросами проектировки и создания молниезащиты современных построек любого назначения, отмечают, что требования МЭК гораздо строже в сравнении с инструкцией советских времен и даже более поздними российскими изданиями ГОСТов. Как правило, если российские Инструкции не дают полный объем необходимой информации для правильного и эффективного создания защиты от молний, профессионалы используют признанные в мире стандарты МЭК.

Наиболее ярким отличием, например инструкции РД 34.21.

122-87 от норм IEC при создании внешней защиты является, отсутствие подробного описания организации молниеприемной сети для сложных рельефных крыш, а также отсутствие рекомендаций по рекомендуемым к использованию материалов для заземлений и т.д.

При обустройстве внутренней системы защиты стандарты МЭК детально описывают применение разрядников без искровых промежутков для предотвращения пожаров, выхода из строя бытовой техники, промышленного оборудования и внутренних сетей.

Более подробно о сравнении стандартов IEC и DIN и отчественных нормативов читайте в статье «Анализ нормативно-технического обеспечения молниезащиты».

Еще раз коротко самое главное о стандартизации.

Состав системы молниезащиты по стандартам IEC (МЭК)

Кратко о том, что входит в состав комплекса мероприятий по защите от молний и гроз по мнению Международной электротехнической комиссии, а также взаимосвязанные решения в области внешней и внутренней молниезащиты. 

Требования к элементам внешней молниезащиты

Какие испытания проходят элементы молниеприемные системы, соединительные компоненты, проводники, заземляющие электроды? Описание методик проверки, имитирующих воздействие естественных атмосферных условий и воздействие коррозии на компоненты.

Источник: https://www.mzke.ru/normativy_molniezashhity.html

Рд 34.21.122-87 «инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений»

ИНСТРУКЦИЯ
ПО УСТРОЙСТВУ МОЛНИЕЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

РД 34.21.122-87

Москва ГНИЭИ им. Кржижановского, 1987 г.

Москва ГОСЭНЕРГОНАДЗОР 1995 г.

Смотри Разъяснение Управления по надзору в электроэнергетике Ростехнадзора о совместном применении «Инструкции по молниезащите зданий и сооружений» (РД 34.21.122-87) и «Инструкции по молниезащите зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» (СО 153-34.21.122-2003)

Разработчик Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г.М. Кржижановского

Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений. РД 34.21.122-87

Инструкция устанавливает комплекс мероприятий и устройств для обеспечения безопасности людей (сельскохозяйственных животных), предохранения зданий, сооружений, оборудования и материалов от взрывов, пожаров, разрушений при воздействии молнии. Инструкция обязательна для всех министерств и ведомств.

Предназначена для специалистов, проектирующих здания и сооружения.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Требования настоящей Инструкции обязательны для выполнения всеми министерствами и ведомствами.

Инструкция устанавливает необходимый комплекс мероприятий и устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей (сельскохозяйственных животных), предохранения зданий, сооружений, оборудования и материалов от взрывов, пожаров и разрушений, возможных при воздействиях молнии.

Инструкция должна соблюдаться при разработке проектов зданий и сооружений.

Инструкция не распространяется на проектирование и устройство молниезащиты линий электропередачи, электрической части электростанций и подстанций, контактных сетей, радио- и телевизионных антенн, телеграфных, телефонных и радиотрансляционных линий, а также зданий и сооружений, эксплуатация которых связана с применением, производством или хранением пороха и взрывчатых веществ.

Настоящая Инструкция регламентирует мероприятия по молниезащите, выполняемые при строительстве, и не исключает использования дополнительных средств молниезащиты внутри здания и сооружения при проведении реконструкции или установке дополнительного технологического или электрического оборудования.

При разработке проектов зданий и сооружений помимо требований Инструкции должны быть учтены требования к выполнению молниезащиты других действующих норм, правил, инструкций, государственных стандартов.

С введением в действие настоящей Инструкции утрачивает силу «Инструкция по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений» СН 305-77.

ИНСТРУКЦИЯ ПО УСТРОЙСТВУ МОЛНИЕЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ (РД 34.21.122-87)1

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. В соответствии с назначением зданий и сооружений необходимость выполнения молниезащиты и ее категория, а при использовании стержневых и тросовых молниеотводов — тип зоны защиты определяются по табл.

1 в зависимости от среднегодовой продолжительности гроз в месте нахождения здания или сооружения, а также от ожидаемого количества поражений его молнией в год.

Устройство молниезащиты обязательно при одновременном выполнении условий, записанных в графах 3 и 4 табл. 1.

Оценка среднегодовой продолжительности гроз и ожидаемого количества поражений молнией зданий или сооружений производится согласно приложению 2; построение зон защиты различных типов — согласно приложению 3.

___________

1 Настоящая Инструкция разработана Государственным научно-исследовательским энергетическим институтом им. Г.М.

Кржижановского Минэнерго СССР, согласована с Госстроем СССР (письмо № АЧ-3945-8 от 30 июля 1987 г.) и утверждена Главтехуправлением Минэнерго СССР.

С введением в действие настоящей Инструкции утрачивает силу «Инструкция по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений» СН 305-77.

Таблица I

Источник: https://files.stroyinf.ru/Data1/2/2794/

Молниеприемная сетка – виды, составляющие, этапы установки, некоторые нюансы

От попадания молнии не застраховано ни одно здание, даже одноэтажное, расположенное в зоне плотной застройки.

Обезопасить частный дом от страшного природного явления поможет молниеприемная сетка, установленная на кровле. Монтаж защитного приспособления вполне можно выполнить самостоятельно.

Но для этого потребуется ознакомиться с некоторыми техническими нюансами.

Какими бывают молниеприемные сетки

Защитная система собирается из стальных горячеоцинкованных прутьев диаметром не менее 6мм (оптимально – 8мм).

Она имеет форму сетки с квадратными ячейками с максимальным размером сторон от 5 до 20м.

Конкретный показатель определяется по нормативной документации, в зависимости от категории и класса молниезащиты.

Сетки располагают:

• поверх кровельного настила – более рациональный вариант с точки зрения пожарной безопасности, удобства монтажа и замены прутьев;
• под кровельным пирогом – допускается выполнять на только плоских крышах при условии использования негорючих теплоизоляционных и гидроизоляционных материалов.

Молниеприемная сетка укладывается таким образом, чтобы ее стержни ни в коем случае не выходили за пределы кровельного настила.

Не сто́ит опасаться, что внешний вид крыши пострадает от присутствия подобной конструкции.

Огромный выбор комплектующих по размерам, формам и цветам позволит гармонично вписать молниезащиту в экстерьер дома.

Система состоит из нескольких элементов:

• стальных прутьев для сетки;
• держателей – пластиковых или металлических;
• токоотводов;
• крестообразных болтовых зажимов.

Приобрести все комплектующие можно в строительных супермаркетах, на рынках или в интернет-магазинах.

Этапы установки молниезащиты

Молниеприемную сетку можно монтировать самостоятельно, без участия профессионалов-кровельщиков. Процесс ее установки включает в себя шесть основных этапов:

• изучение схемы размещения сетки;
• выбор диаметра и длины стальных стержней;
• определение мест нахождения токоотводов и молниеотводов (при необходимости);
• подбора держателей и зажимов по форме, материалу и количеству;
• монтажа сетки по месту;
• выполнения заземления.

На скатных крышах металлические стержни размещают по периметру кровли, а также – по коньку. Большие площади разбивают на одинаковые прямоугольные ячейки согласно нормативным размерам.

Держатели устанавливают с шагом один метр. В их функцию входит поднятие сетки над уровнем кровельного настила примерно на 100мм.

В продаже имеются рядовые и коньковые держатели.

Их использование обеспечивает удобство и быстроту монтажа молниеприемной сетки, а также позволяет отказаться от сопутствующих сварочных работ.

Огромный ассортимент держателей включает в себя изделия, предназначенные для разных видов кровельных материалов.

Токоотводы и молниеотводы

Назначение токоотводов понятно по их названию. В случае необходимости они «сбрасывают» ток с сетки в землю через заземляющий контур.

Элементы изготавливаются из тех же стальных оцинкованных стержней, что и сетка, а располагаются – вертикально, с учетом технических и эстетических требований.

При этом необходимо соблюдать важное условие, заключающееся в удалении токоотводов от входных проемов на расстояние не менее трех метров. Шаг между стержнями принимают не более 10-20 метров.

Он зависит от категории молниезащиты строения. Крепить прутья к стенам или водосточным трубам рекомендуется посредством специальных держателей.

Возвышающиеся над уровнем конька элементы крыши (вентиляционные каналы, дымоходы и т.д.) нуждаются в дополнительных молниеотводах. Металлические прутья фиксируют к выступающим частям кровли с помощью держателей и подсоединяют к основной молниезащитной сетке.

Токоотводы, спускающиеся с крыши, в обязательном порядке следует заземлять. Существует два варианта:

• одиночный – каждый токоотвод имеет собственный контур;
• общий – все токоотводы объединяются в одну систему.

Одиночное заземление является затратным и нерациональным, а потому – используется крайне редко. Общий же контур охватывает всю молниеприемную сетку.

Металлическая полоса шириной 40мм и толщиной 4мм прокладывается в метре от стен по всему периметру дома на глубине полуметра, закольцовывается и подсоединяется к токоотводам.

На плоских крышах держатели просто утяжеляются без дополнительной фиксации к основанию саморезами. Для скатных кровель требуется надежный крепеж. На профильный шифер держатели устанавливаются в гребень волны, поэтому их основание имеет характерный изгиб.

Стальные оцинкованные прутки для молниеприемной сетки поставляются в 125-метровых бухтах. Материал великолепно выпрямляется вручную, но при больших объемах работ рекомендуется приобретать специальное выравнивающее приспособление.

Нормативами допускается не устанавливать молниеприемные сетки на крышах, конструкция которых выполнена из металлических ферм.

Но в этом случае кровельный пирог должен состоять из негорючих материалов.

Также в сетках не нуждаются металлические кровли, так как настилы сами выполняют функцию молниеприемника. Но здесь имеются уточнения:

• толщина листа должна быть более 4мм;
• стыки должны иметь фальцевое соединение.

При несоблюдении хотя бы одного условия потребуется монтаж молниеприемной сетки на держателях.

Вышеприведенный допуск не касается металлической черепицы и профильных листов, обработанных полимерными составами.

Защитный декоративный слой резко снижает электропроводящие способности кровельного материала.

Токоотводы требуется прокладывать по самому короткому маршруту, соединяющему молниеприемную сетку с заземляющим контуром. Расположение металлических прутьев выбирают с учетом безопасности людей – в местах, где их массовое нахождение маловероятно.

Крепление токоотводов к стенам или обшивке из горючих материалов производится с отступом не менее 100мм.

При этом контакт крепежных скоб из металла со стеной вполне допустим. Токоотводы можно проводить по водосточным трубам, изготовленным из нержавеющей стали.

В целях безопасности размещать прут внутри водостока запрещается.

Источник: http://semidelov.ru/mar/molniepriemnaya-setka-vidy-sostavlyauschie-etapy-ustanovki-nekoto/