Расчёт зоны защиты молниеотвода: высота, зоны А и Б, число ударов молнии, категория, СО 153 и катящаяся сфера

Как устроен расчёт молниезащиты

Расчёт молниезащиты сводится к трём вопросам: нужна ли она (ожидаемое число поражений N и табл. 1 РД 34.21.122-87), какого типа зона или уровень надёжности и какой высоты молниеотвод накроет объект. Ответ на первый даёт формула прил. 2: N = [(S + 6h)(L + 6h) − 7,7h²]·n·10⁻⁶, где n — плотность ударов на км² по продолжительности гроз (1 при 10–20 ч, 4 при 40–60 ч, 8,5 при 100 ч и более). На второй — табл. 1: три категории по опасности помещений (взрыв, пожар, обычные здания) и тип зоны А (99,5 %) или Б (95 %) по N. На третий — прил. 3: конус зоны с h₀ = 0,92h и r₀ = 1,5h для зоны Б, откуда высота h = (rₓ + 1,63hₓ)/1,5.

СО 153-34.21.122-2003 действует параллельно с РД и вводит надёжность защиты 0,9 / 0,99 / 0,999 с четырьмя уровнями объектов (I–IV, надёжность 0,98–0,8); его зоны консервативнее — для мачты 20 м радиус на высоте 8 м составляет 12,7 м против 17 м у зоны Б РД. ГОСТ Р МЭК 62305-3 добавляет метод катящейся сферы (радиус 20–60 м по классу СМЗ), защитного угла и сетки — универсальный для сложных крыш. Калькулятор считает по всем трём документам, так что результат можно сверить с любым проектом или требованием заказчика.

Режимы инструмента: высота молниеотвода для здания (размеры, положение мачты, зона), одиночный стержневой (h₀, r₀, rₓ и таблица по высотам), двойной стержневой (h_c, r_c, r_cx, пределы по L, нужная высота), тросовый (одиночный и двойной с учётом провеса), число ударов молнии в год (здание или труба), категория молниезащиты по типу здания, СО 153 (табл. 3.4 и 3.6) и катящаяся сфера (классы I–IV, нужная высота). Все формулы — с номерами пунктов документов, чтобы результат можно было приложить к проекту.

Высота молниеотвода для типовых зданий по трём документам

Мачта в центре крыши; для РД показаны высота от земли и превышение над коньком, для СО 153 — надёжность 0,9, для МЭК 62305 — класс III (сфера 45 м). Разброс между методами — норма: они по-разному задают надёжность.

Продолжительность гроз, плотность ударов и N

Прил. 2 РД 34.21.122-87: n по среднегодовой продолжительности гроз и ожидаемое число поражений дома-примера и трубы 30 м.

Зона одиночного стержневого молниеотвода по высоте

h₀, r₀ и радиус на высоте 8 м для зон А и Б — быстрая оценка, какую площадь накроет мачта; двойные, тросовые молниеотводы, СО 153 и катящаяся сфера — на страницах серии.

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

• Начинайте с N: для домов и складов III–V степеней огнестойкости при N ≤ 0,1 защита по РД не обязательна, при 0,1 < N ≤ 2 — зона Б, при N > 2 — зона А.
• hₓ и rₓ берите по самой высокой и самой далёкой точке объекта (труба, антенна, угол конька); мачта в центре крыши даёт минимальную высоту.
• Два молниеотвода или трос экономят высоту на длинных зданиях — проверьте пределы L ≤ 6h (зона Б) и провал h_c.
• Заземлитель молниезащиты — не более 10 Ом для III категории; совмещайте с защитным заземлением по ПУЭ 1.7 и ставьте УЗИП на вводе.

Каждый режим разобран на своей странице: высота молниеотвода, одиночный стержневой, двойной, тросовый, число ударов молнии, категория, частный дом, СО 153, катящаяся сфера; заземлитель — в расчёте заземления для молниезащиты.