2. Расчет зоны защиты молниеотводов

2.1. Одиночный стержневой молниеотвод

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой hпредставляет собой круговой конус (рис.4), вершина которого находится на высотеh₀<h. На уровне земли зона защиты образует круг радиусомr₀. Горизонтальное сечение зоны защиты на высоте защищаемого сооруженияh_xпредставляет собой круг радиусомr_x.

Зоны защиты одиночных стержневых молниеотводов высотой h150 м имеют следующие габаритные размеры:

Зона А h₀=0,85h;r₀=(1,1-0,002h)h; (3)

r_x=(1,1-0,002h)·(h-h_x/0,85) (4)

Зона Б h₀=0,95h; r₀=1,5h; r_x=1,5(h-h_x/0,55) (5)

Для зоны Б при известных значениях h_x иr_x

h=(r_x+1,63h_x)/1,5 (6)

Рис. 4. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода

2.2. Двойной стержневой молниеотвод.

Зона защиты двойного стрежневого молниеотвода высотой h150 м представлена на рис. 5. Торцевые области зоны защиты определяются как зоны одиночных стержневых молниеотводов, габаритные размеры которыхh₀,r₀,r_x1,r_x2определяются по формулам предыдущего раздела. Внутренние области зон защиты двойного стержневого молниеотвода имеют следующие размеры:

Зона А: при Lh;h_c=h₀;r_cx=r_x;r_c=r₀

при h<L2h;h_c=h₀-(0,17+3.10^-4h)(L-h)

r_c=r₀; r_cx=r₀(h_c-h_x)/h_c;

при 2h<L4h; h_c=h₀-(0,17+3.10^-4h)(L-h)

. (7)

При расстоянии между стержневыми молниеотводами L>4hдля построения зоны А молниеотводы следует рассматривать как одиночные.

Зона Б: при Lh;h_c=h₀;r_cx=r_x;r_c=r₀

при h<L6h;h_c=h₀-0,14(L-h);r_c=r₀

(8)

При расстоянии между стержневыми молниеотводами L>6hдля построения зоны Б молниеотводы следует рассматривать как одиночные. При известных значенияхh_cиL(r_cx=0) высота молниеотвода для зоны Б определяется по формулеh=(h_c+0,14L)/1,06.

Рис. 5. Зона защиты двойного стержневого молниеотвода 1 - граница защиты на уровне h_x1; 2 – то же на уровне h_x2; 3 – то же на уровне земли.

2.3. Одиночный тросовый молниеотвод

Зона защиты одиночного тросового молниеотвода высотой h150 м приведена на рис. 6, гдеh– высота троса в середине пролета.

Рис. 6. Зона защиты одиночного тросового молниеотвода

С учетом стрелы провеса троса сечением 35-50 мм²при известной высоте опорh_опи длине пролетаа– высота троса (в метрах) определяется:h=h_оп-2 приа<120 м,h=h_оп-3 при 120<а<150.

Зоны защиты имеют следующие габаритные размеры:

Зона А: h₀=0,85h;r₀=(1,35-0,0025h)h;

r_x=(1,35-0,0025h)(h-h_x/0,85).

Зона Б: h₀=0,92h; r₀=1,7(h-h_x/0,92).

Для зоны Б высота одиночного тросового молниеотвода при известных значениях h_xиr_xопределяются по формуле:

h=(rx+1,85hx)/1,7 (9)

3. Порядок проведения работы

1. После ознакомления с общими сведениями студенты отвечают на контрольные вопросы, предлагаемые преподавателем.

2. Получают от преподавателя конкретное задание по расчету молниезащиты.

3. В соответствии с назначением здания студенты определяют необходимость выполнения молниезащиты и ее категорию, а при использовании стержневых и тросовых молниеотводов – тип защиты по приложению 1.

4. В зависимости от среднегодовой продолжительности гроз вместе нахождения здания (определяется по карте, рис. 3) рассчитывается ожидаемое количество Nпоражений молнией в год по формулам 1 или 2.

5. Студенты выбирают и обосновывают тип молниеотводов, количество и месторасположение их.

6. Рассчитывают высоту молниеотводов, выбрав нужную формулу, исходя из принятой системы молниезащиты и типа зоны (А или Б), и задавшись координатными расчетными точками (мест расположения молниеотводов, расстояния их от наиболее удаленной от них точки здания).

7. Рассчитывать радиус защиты r_xследует по размерам здания, изображенного в плане.

8. При расчете высоты h_x за расчетную точку следует принимать наиболее высокую точку здания или наиболее удаленную от молниеотвода, если здание невысокое и длинное.

9. Определяется графически зона защиты молниеотвода после вычисления требуемой высоты его h.

Для проведения расчета высоты молниеотвода, радиуса защиты и построения зоны защиты необходимо начертить в трех проекциях здание в выбранном студентами масштабе.

10. Пользуясь приложением 2 рассчитать параметры молниезащиты на ПЭВМ.

Лабораторная работа заканчивается составлением отчета по прилагаемой ниже форме.