Одиночный стержневой: как считать
Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода по РД 34.21.122-87 — круговой конус с вершиной на высоте h₀ над землёй и радиусом основания r₀; на любой высоте hₓ радиус зоны rₓ = r₀(h₀ − hₓ)/h₀. Для зоны А (надёжность 99,5 %): h₀ = 0,85h, r₀ = (1,1 − 0,002h)h, rₓ = (1,1 − 0,002h)(h − hₓ/0,85). Для зоны Б (95 %): h₀ = 0,92h, r₀ = 1,5h, rₓ = 1,5(h − hₓ/0,92). Молниеотвод 20 м даёт в зоне Б h₀ = 18,4 м, r₀ = 30 м и rₓ = 17 м на высоте 8 м; в зоне А — h₀ = 17 м, r₀ = 21,2 м, rₓ = 11,2 м.
Формулы действуют для молниеотводов высотой до 150 м (для 150–600 м в РД отдельные выражения). Коэффициент при r₀ в зоне А уменьшается с высотой — (1,1 − 0,002h) равен 1,06 при 20 м и 0,8 при 150 м: высокие молниеотводы защищают относительно меньшую площадь, потому что боковые удары становятся вероятнее. В зоне Б коэффициент постоянный, 1,5, и зона растёт пропорционально высоте — поэтому для зоны Б нужная высота считается по простой формуле h = (rₓ + 1,63hₓ)/1,5.
Практика проверки: зона строится в разрезе через ось молниеотвода и защищаемую точку; объект защищён, если все его точки лежат внутри конуса — достаточно проверить самые высокие и самые удалённые. Калькулятор считает h₀, r₀ и rₓ для заданных h и hₓ, строит таблицу rₓ по высотам и показывает, какая высота нужна, чтобы накрыть точку на расстоянии rₓ. Тип зоны — по табл. 1 РД: для зданий III категории обычно Б, при N > 2 и для взрывоопасных объектов — А.
Радиус зоны по высоте точки для молниеотвода 20 м
Чем выше защищаемая точка, тем меньше радиус: конус сужается к вершине h₀ (0,85h для зоны А, 0,92h для зоны Б). Последний столбец — тросовый молниеотвод той же высоты в зоне Б.
h₀, r₀ и rₓ для молниеотводов от 5 до 150 м
В зоне А коэффициент при r₀ падает с высотой — от 1,09 при 5 м до 0,8 при 150 м; в зоне Б он постоянный (1,5).
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
- Проверяйте самые высокие и самые дальние точки объекта: если они внутри конуса, внутри и всё остальное.
- На высоте hₓ радиус зоны rₓ меньше r₀ пропорционально (h₀ − hₓ)/h₀ — для конька на 8 м при молниеотводе 20 м это 17 м в зоне Б, а не 30 м.
- Молниеотвод выше 150 м считают по п. 1.2 прил. 3 РД с другими коэффициентами; калькулятор ограничен 150 м.
- Зону А выбирайте только когда требует табл. 1 (взрывоопасные зоны, N > 2): она заметно дороже по высоте.
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 62305-3-2010 «Защита от молнии. Часть 3. Физические повреждения зданий и сооружений и опасность для жизни» — классы СМЗ I–IV, метод катящейся сферы, защитного угла и сетки. Росстандарт. 2010.
