Число ударов молнии: как считать
Ожидаемое количество поражений молнией в год N — ключевая величина РД 34.21.122-87: от неё зависит, нужна ли молниезащита и какого типа зона (табл. 1). По прил. 2 для здания прямоугольной формы N = [(S + 6h)(L + 6h) − 7,7h²]·n·10⁻⁶, где S и L — ширина и длина, h — наибольшая высота (м), n — среднегодовое число ударов молнии в 1 км² поверхности. Выражение в скобках — «площадь стягивания»: здание притягивает молнии с полосы шириной 3h вокруг себя. Дом 10 × 12 м высотой 8 м собирает удары с 2 987 м², и при n = 4 (грозы 40–60 ч в год) N = 0,012 — примерно один удар в 84 лет.
Плотность n берут по среднегодовой продолжительности гроз в часах (карта прил. 2 РД или региональные данные): 10–20 ч — 1; 20–40 ч — 2; 40–60 ч — 4; 60–80 ч — 5,5; 80–100 ч — 7; 100 ч и более — 8,5 ударов на км² в год. Большая часть средней полосы России — 40–60 ч, Северо-Запад и Урал — 20–40, Кавказ и юг — 60–100, Заполярье и Приморье — менее 20. Разница между n = 1 и 8,5 для дома-примера — 0,003 против 0,025 ударов в год: география меняет риск почти на порядок.
Для сосредоточенных сооружений — дымовых труб, башен, вышек — площадь стягивания круглая: N = 9πh²·n·10⁻⁶; труба 30 м при n = 4 получает 0,1 удара в год, то есть раз в 10 лет — поэтому трубы выше 15 м включают в табл. 1 отдельным пунктом. Дальше N сравнивают с порогами табл. 1: для домов и складов III–V степеней огнестойкости при N ≤ 0,1 защита не требуется (в сельской местности допускается упрощённая), при 0,1 < N ≤ 2 — зона Б, при N > 2 — зона А; для взрывоопасных объектов II категории граница зон — N = 1.
Число ударов в дом 10 × 12 × 8 м и трубу 30 м по грозовой активности
Одна и та же постройка в Мурманске (10–20 ч) и в Сочи (80–100 ч) различается по риску в семь раз.
Площадь стягивания и N для зданий разного размера при n = 4
Средняя полоса России (грозы 40–60 ч). Последний столбец — вывод по п. 7 табл. 1 для зданий III–V степеней огнестойкости без опасных зон.
Настоящая Инструкция устанавливает комплекс мероприятий, обеспечивающих безопасность людей, предохранение зданий и сооружений, оборудования и материалов от взрывов, загораний и разрушений при воздействии молнии. Инструкция является обязательной при проектировании молниезащиты зданий и сооружений всех назначений.— РД 34.21.122-87, п. 1.1
Как считать и что проверить
- h — наибольшая высота с учётом труб и надстроек: слагаемое 6h входит дважды, и лишний метр высоты добавляет к площади стягивания 6(S + L + 12h) м².
- Продолжительность гроз берите по карте прил. 2 РД или по данным метеостанции региона; при сомнении — ближайшую большую градацию.
- N — среднее число ударов, а не вероятность: N = 0,012 значит один удар в среднем за 84 года, но он может случиться в любой год.
- Для группы зданий N считают по габаритам всей группы, если промежутки меньше 3h — они стягивают молнии как одно тело.
Остальные режимы — на страницах серии ниже и в полном калькуляторе молниезащиты; заземлитель для молниеотвода считайте в калькуляторе заземления для молниезащиты, сопротивление растеканию — в расчёте заземления по ПУЭ.
- РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» — табл. 1 (категории и типы зон), прил. 2 (интенсивность грозовой деятельности, формула N), прил. 3 (зоны защиты стержневых и тросовых молниеотводов). Минэнерго СССР. 1987.
- СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» (приказ Минэнерго России от 30.06.2003 № 280) — табл. 2.2 уровни защиты, табл. 3.4 и 3.6 зоны одиночного и двойного стержневого молниеотвода. Минэнерго России. 2003.
- ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010 «Защита от молнии. Часть 1. Общие принципы» — уровни защиты от молнии (LPL) и параметры тока молнии. Росстандарт. 2010.
