ДСТУ 2012 62305-3 Частина 3 - Розділ 5 Зовнішня система блискавкозахисту


ДСТУ 2012 62305-3 Частина 3 - Розділ 5 Зовнішня система блискавкозахисту 27/03/20

БЛИСКАВКОЗАХИСТ –
Частина 3: Фізичні руйнування будівель (споруд) та небезпека для життя

Розділ 5.1-5.3

ЗМІСТ

5.    Зовнішня система блискавкозахисту
5.1.     Загальні положення
5.2.     Системи перехоплення блискавки
5.3.     Системи доземних провідників
5.4.     Система земляного закінчення
5.5.     Компоненти
5.6.     Матеріали та розміри

 

5.    Зовнішня система блискавкозахисту

 

5.1.     Загальні положення
5.1.1.     Застосування зовнішньої LPS

 

Зовнішня LPS призначена для перехоплення прямих ударів блискавки у будівлю (споруду), із ударами у фасад будівлі (споруди) включно, і відведення струму блискавки від точки ураження до землі. Зовнішня LPS також призначена для розпорошення цього струму у землі, без спричинення термічного або механічного пошкодження або небезпечного іскріння, яке може  спричинити пожежу або вибухи.
 

5.1.2.     Вибір зовнішньої LPS

 

У більшості випадків зовнішня LPS може бути приєднана до захищуваної будівлі (споруди).

 

Ізольовану зовнішню LPS належить розглядати, якщо термічні та вибухові ефекти у точці ураження або на провідниках, що несуть струм блискавки, можуть становити небезпеку для будівлі (споруди) або для її вмісту (дивись Додаток Е).

 

Типовими прикладами є будівлі (споруди) з займистою покрівлею, будівлі (споруди) з займистими стінами та зонами з ризиком вибуху і пожежі.
 

ПРИМІТКА Використання ізольованої зовнішньої LPS може бути слушним там, де передбачається, що зміни у будівлі (споруді), її вмісті або у її використанні потребуватимуть модифікації LPS.
Ізольована зовнішня LPS може також розглядатися, коли чутливість вмісту виправдовує ослаблення випромінюваного електромагнітного поля, пов'язаного з імпульсом струму блискавки у доземному провіднику.

 

5.1.3.     Використання природних компонентів

 

Природні компоненти, виготовлені зі струмопровідних матеріалів, які постійно мають знаходитися у/на будівлі (споруді) та не мають змінюватися (наприклад, з’єднаний між собою риштунок, металевий каркас будівлі (споруди) тощо), можуть використовуватися як частини LPS.

 

Інші природні компоненти можуть розглядатися лише як доповнення до LPS.

 

ПРИМІТКА По додаткову інформацію дивись Додаток E.

 

5.2.     Системи перехоплення блискавки
5.2.1.     Загальні положення

 

Вірогідність проникнення струму блискавки до будівлі (споруди) суттєво зменшується за наявності правильно спроектованої системи блискавкоприймачів.

 

Системи блискавкоприймачів можуть складатися з будь-якої комбінації таких елементів:
a)    стрижні (з окремо розташованими щоглами включно);
b)    натягнені троси;
c)    сітчасті провідники.

 

Щоб відповідати вимогам цього стандарту, усі типи систем блискавкоприймачів мають бути розміщені згідно з 5.2.2, 5.2.3 та Додатком A. Усі типи блискавкоприймачів мають повністю відповідати цьому стандарту.

 

Для усіх типів блискавкоприймачів лише реальні розміри металевих систем перехоплення мають застосовуватися для визначення захищеного об’єму.

 

Окремі стрижні блискавкоприймачів мають бути з’єднані між собою на рівні покрівлі для забезпечення розподілу струму.

 

Радіоактивні блискавкоприймачі не є дозволеними.

 

5.2.2.     Розміщення перехоплювачів

 

Компоненти перехоплювачів, встановлені на будівлі (споруді), має бути розміщено на кутах, виступних точках та рубах (особливо на найвищих рівнях всяких фасадів) у відповідності з одним або кількома з таких методів.

 

Прийнятні методи, які будуть застосовуватися для  розміщення  системи перехоплення включають:
-    метод захисного кута;
-    метод сфери, що котиться;
-    метод сітки.

 

Метод сфери, що котиться, є прийнятним для усіх випадків.

 

Метод захисного кута є прийнятним для будинків простої форми, проте існують обмеження висоти блискавкоприймачів, зазначені у Таблиці 2.

 

Метод сітки є прийнятною формою захисту, коли мають бути захищені плоскі поверхні.

 

Значення захисного кута, радіуса сфери, що котиться, та розміру сітки для кожного класу LPS наведено у Таблиці 2 та на Рисунку 1. Детальні відомості про розміщення системи перехоплення подано у Додатку А.

 

Таблиця 2 – Максимальні значення радіусу сфери, що котиться, розміру комірки сітки та захисного кута відповідно до класу LPS

Клас LPS Метод захисту
Радіус сфери, що котиться r, м Розмір комірки сітки wm , м Захисний кут, а°
I 20 5х5 Дивись Рисунок 1 нижче
II 30 10х10
III 45 15х15
IV 60 20х20

 


 
ПРИМІТКА 1 Не є придатним нижче величин, позначених •. Лише метод сфери, що котиться, та метод сітки належить застосовувати у цих випадках.
 

ПРИМІТКА 2 h є висотою блискавкоприймача над базовою площиною ділянки, що захищається.
 

ПРИМІТКА 3 Кут є незмінним для h нижче 2 м.

 

Рисунок 1 – Захисний кут відповідно до класу LPS

 

5.2.3.     Перехоплювачі від спалахів до фасадів високих будівель (споруд)

5.2.3.1.        Будівлі (споруди), нижчі за 60 м

 

Дослідження показують, що ймовірність ударів низької амплітуди у вертикальні бічні поверхні споруди, нижчої за 60 м, є достатньо низькою, аби не брати їх до уваги. Дахи та горизонтальні виступи мають бути захищені відповідно до класу LPS, який визначається розрахунком ризиків IEC 62305-2.

 

5.2.3.2.        Будівлі (споруди) висотою 60 м і більше

 

На будівлях (спорудах) висотою 60 м., і більше спалахи у бічну поверхню можуть траплятися, особливо у точки, кути та руби поверхонь.
 

ПРИМІТКА 1 Зазвичай ризик таких спалахів є незначним, тому що невеликий відсоток всіх спалахів у високі будівлі припадає на їхні бічні поверхні і, крім того, їхні параметри значно нижчі, ніж спалахів у верхівку будівель (споруд). Тим не менше, електричне та електронне обладнання на стінах зовні будівлі (споруди), може бути знищено навіть спалахами блискавки з низькими піковими значеннями струму.

 

Системи перехоплення мають бути встановлені для захисту верхньої частини високих будівель (споруд) (тобто типово найвищі 20% від висоти будівлі (споруди), наскільки ця частина є вищою за 60 м), та у ній є встановлено обладнання (дивись Додаток А).

 

Порядок розміщення системи перехоплення на цих верхніх частинах будівлі (споруди) має задовольняти вимоги принаймні для LPL IV з наголосом на розміщення пристроїв перехоплення на кутах, рубах та значних виступах (як от балкони, оглядові майданчики й т. ін.).

 

Вимоги до перехоплення блискавок для бічних стін високих будівель (споруд) можуть бути задоволені за наявності зовнішніх металевих матеріалів, таких як металеве облицювання або металеві несні стіни, за умови їхньої відповідності вимогам Таблиці 3. Вимоги до перехоплення блискавок можуть також включати у себе, використання зовнішніх    доземних провідників, розташованих на вертикальних рубах споруди, якщо не передбачено природні зовнішні металеві провідники.

 

Встановлені, або наявні природні блискавкоприймачі, що відповідають цим вимогам, можуть використовувати встановлені доземні провідники або бути відповідним чином з’єднані з природними доземними провідниками, як от сталевий каркас споруди або метал електрично безперервного залізобетону, який відповідає вимогам 5.3.5.
 

ПРИМІТКА 2 Використання прийнятних природних блискавкоприймачів та доземних провідників заохочується.

 

5.2.4.     Спорудження

 

Блискавкоприймачі LPS, не ізольованої від захищуваної будівлі (споруди), можуть бути встановлені наступним чином:
-    якщо дах виконано з негорючого матеріалу, блискавкоприймачі можуть бути розташовані на поверхні покрівлі;
-    якщо дах виконано з легкозаймистого матеріалу, то особливу увагу слід приділяти відстані між провідниками блискавкоприймача і матеріалом. Для дахів з соломи (очерету), де відсутні сталеві сволоки для вкладення очерету, відстань принаймні у 0,15 м є прийнятною. Для інших горючих матеріалів відстань, не менша за 0,1 м, вважається достатньою;
-    легкозаймисті частини захищуваної будівлі (споруди) не мають бути у прямому контакті з компонентами зовнішньої LPS, а також знаходитися безпосередньо під жодною металевою оболонкою покрівлі, яка може бути пробита ударом блискавки (дивись 5.2.5).

 

Увагу також належить приділяти оболонкам з меншим ступенем займання, таким як ґонт.

 

ПРИМІТКА Якщо є ймовірність накопичення води на плоскому даху, блискавкоприймачі має бути встановлено над найвищим можливим рівнем води.

 

5.2.5.     Природні компоненти

 

Такі частини будівлі (споруди) мають розглядатися та можуть використовуватися як природні компоненти перехоплювачів блискавки та частини LPS у відповідності із 5.1.3.
a)    бляха, що  покриває будівлю (споруду), яка захищається, за умови що
-    електричну безперервність між різними частинами зроблено надійно (приміром лютуванням    твердою    лютою, зварюванням, фальцюванням, зшиванням, з’єднанням саморізами або шрубами),
-    товщина бляхи є не меншою, ніж значення t’, подане у Таблиці 3, якщо не є важливим запобігти пробиттю покриття або займанню якихось легкозаймистих матеріалів, що знаходяться під ним.
-    товщина бляхи є не меншою, ніж значення t, подане у Таблиці 3, якщо є важливим запобігти пробиттю покриття або запобігти проблемі місцевого перегрівання.
 

ПРИМІТКА 1 За наявності ризику місцевого перегрівання або виникнення займання, слід переконатися у тому, що підвищення температури внутрішньої поверхні у точці удару блискавки не становить небезпеки. Ризиками, пов'язаними з місцевим перегріванням або займанням можна знехтувати, якщо бляха лежить всередині LPZ 0B або вищій.
-    їх не вкрито ізоляційним матеріалом.

 

Таблиця 3 - Мінімальна товщина бляхи або металевих труб у системах перехоплення блискавки

Клас LPS Матеріал Товщина a t, мм Товщина b t‘, mm
I - IV Свинець - 2,0
Сталь (нержавна, поцинкована) 4 0,5
Титан 4 0,5
Мідь 5 0,5
Алюміній 7 0,65
Цинк - 0,7
a  t  запобігає дірявленню.
b  t‘ лише для бляхи, якщо не є важливим запобігти дірявленню, місцевому перегріванню або займанню.


b)    Металеві елементи конструкції покрівлі (ферми, з'єднані між собою елементи сталі риштунку залізобетону та ін.) під неметалевими покрівельними матеріалами, за умови, що пошкодження цих неметалевих покрівельних матеріалів є допускним.

c)    Металеві деталі, такі як декор, поручні, труби, покриття парапетів тощо, з поперечним перерізом, не меншим, ніж зазначено для стандартних елементів блискавкоприймачів.
d)    Металеві труби і резервуари на покрівлі, за певності, що їх виготовлено з матеріалу з товщиною та поперечним перерізом згідно Таблиці 6.

e)    Металеві труби і резервуари, що містять легкозаймисті та вибухонебезпечні суміші, за умови, що їх виготовлено з матеріалу товщиною не менше, ніж відповідне значення t, наведене у Таблиці 3, і що підвищення температури внутрішньої поверхні у точці удару блискавки не становить небезпеки (додаткові відомості дивись у Додатку D).

 

Якщо умови для товщини не виконуються, труби і резервуари мають бути включені до будівлі (споруди), що захищається.

 

Трубопроводи, що переносять легкозаймисті і вибухонебезпечні суміші не можуть розглядатися як природний компонент блискавкоприймача, якщо прокладка у крисових з'єднаннях є неметалевою, або якщо криси не сполучено іншим належним чином.
 

ПРИМІТКА 2 Тонкий шар захисної фарби або асфальту (1 мм) або ПВХ (0,5 мм) не може розглядатися як ізолятор. Детальна інформація подається у E.5.3.4.1 та у E.5.3.4.2.

 

5.3.    Системи доземних провідників
5.3.1.    Загальні положення

 

Для того, щоб зменшити ймовірність пошкодження унаслідок протікання струму блискавки в LPS, доземні провідники мають бути розташовані таким чином, що від точки ураження до землі:
a)    існує кілька паралельних шляхів проходження струму;
b)    довжину шляху проходження струму зведено до мінімуму;
c)    еквіпотенційні з'єднання зі струмопровідними частинами будівлі (споруди) виконано відповідно до вимог 6.2.

 

ПРИМІТКА 1 Бічне з’єднання доземних провідників вважається за добру практику.

 

Геометрія доземних провідників і кільцевих провідників впливає на роздільну відстань (дивись 6.3).

 

ПРИМІТКА 2 Установлення максимально можливого числа доземних провідників з однаковими інтервалами по периметру, з'єднаних кільцевими провідниками, знижує ймовірність небезпечного іскріння і полегшує захист внутрішніх установок (дивись IEC 62305-4). Ця умова виконується у спорудах з металевим каркасом і в залізобетонних конструкціях, у яких взаємопов'язана сталь є електрично безперервною.

 

Типові значення відстані між доземними провідниками наведено у Таблиці 4.

 

Більш детальна інформація щодо розподілення струму блискавки між доземними провідниками наведена у Додатку C.

 

5.3.2.    Позиціонування ізольованої LPS

 

Позиціонування має бути наступним:
a)    Якщо блискавкоприймач складається зі стрижнів на окремих щоглах (або одній щоглі), виготовлених не з металу або взаємопов'язаної сталі риштунку, для кожної щогли потрібен щонайменше один доземний провідник. Для щогл з металу або взаємопов'язаної сталі риштунку додаткові доземні провідники не є потрібними.

 

ПРИМІТКА У деяких країнах використання залізобетону у складі LPS не допускається
b)    Якщо блискавкоприймач складається з натягнених тросів (або одного тросу), на кожній опорній конструкції має бути принаймні один доземний провідник.
c)    Якщо блискавкоприймач утворює сітку провідників, на кожному кінці натягненого тросу має бути принаймні один доземний провідник.

 

5.3.3.    Позиціонування неізольованої LPS

 

Для кожної неізольованої LPS число доземних провідників має складати не менше двох і вони мають бути розподілені периметром    будівлі (споруди), що захищається, з урахуванням архітектурних та практичних обмежень.

 

Рекомендується, щоб між доземними провідниками були рівні інтервали по периметру. Типові рекомендовані величини відстані між доземними провідниками наведено у Таблиці 4.
 

ПРИМІТКА    Величина відстані між доземними провідниками    взаємопов'язана    з    роздільною відстанню, яку подано у 6.3.

 

Таблиця 4 - Типові рекомендовані величини відстані між доземними провідниками відповідно до класу LPS

Клас LPS Типові відстані, м
I 10
II 10
III 15
IV 20

 

Доземний провідник має бути встановлений на кожному відкритому рубі будівлі (споруди), де це можливо.
 

5.3.4.    Спорудження

 

Доземні провідники мають бути встановлені таким чином, щоби, наскільки це практично можливо, вони утворювали пряме продовження    провідників блискавкоприймачів.

 

Доземні провідники мають бути встановлені прямо і вертикально так, щоби вони забезпечували найкоротший і прямий шлях до землі. Слід уникати утворення петель, але, якщо це неможливо, відстань s, яка вимірюється у прозорі між двома точками на провіднику, і довжина, l, провідника між цими точками (дивись Рис. 2) мають відповідати 6.3.

Рисунок 2 - Петля у доземному провіднику

Доземні провідники, навіть якщо їх вкрито ізоляційним матеріалом, не мають встановлюватись у ринштоках або ринвах.

 

ПРИМІТКА Вплив вологи у ринштоках призводить до інтенсивної корозії доземного провідника.

 

Рекомендується, розміщувати доземні провідники таким чином, щоби між ними і будь-якими дверима і вікнами забезпечувалась роздільна відстань відповідно до 6.3.

 

Доземні провідники LPS, не ізольованої від будівлі (споруди), що захищається, можна встановлювати таким чином:
-    якщо стіну виконано з негорючого матеріалу, доземні провідники можуть бути розташовані на поверхні або у стіні;
-    якщо стіну виконано з легкозаймистого матеріалу, доземні провідники можуть бути розташовані на поверхні стіни, за умови, що підвищення їхньої температури при проходженні струму блискавки не становить небезпеки для матеріалу стіни;
-    якщо стіну виконано з легкозаймистого матеріалу і підвищення температури доземних провідників становить небезпеку, вони мають бути розташовані таким чином, щоб відстань між ними і стіною завжди була більшою ніж 0,1 м. Монтажні кронштейни можуть контактувати зі стіною.

 

Якщо достатня відстань від доземного провідника до займистого матеріалу не може бути гарантована, поперечний переріз сталевого або термічно еквівалентного провідника має бути не менше 100 мм 2.

 

5.3.5.     Природні компоненти

 

Такі частини будівлі (споруди) можуть бути використані як доземні провідники:
a)    металеві конструкції, за умови, що,
-    електрична безперервність між різними частинами виконана надійно відповідно до 5.5.3;
-    їхні розміри є не меншими за ті, що зазначені у Таблиці 6 для стандартних доземних провідників.

 

Трубопроводи, що переносять легкозаймисті і вибухонебезпечні суміші, не можуть розглядатися як природний компонент доземного провідника, якщо прокладка у крисових з'єднаннях є неметалевою, або якщо криси не сполучено іншим належним чином.
 

ПРИМІТКА 1 Металеві конструкції можуть бути вкриті ізоляційним матеріалом.
b)    метал електрично безперервного сталевого каркасу залізобетонної споруди;

 

ПРИМІТКА 2 Для збірного залізобетону є важливим передбачити точки взаємного з’єднання елементів риштунку. Також важливо, щоб у залізобетоні було передбачене струмопровідне з'єднання між точками приєднання. Окремі частини належить приєднувати на місці під час монтажу (дивись Додаток E).

 

ПРИМІТКА 3 У випадку використання попередньо напруженого бетону, слід звертати увагу на ризик заподіяння неприйнятних механічних пошкоджень унаслідок проходження струму блискавки або підключення до системи блискавкозахисту.
c)    взаємопов'язаний сталевий каркас споруди;

 

ПРИМІТКА 4 Кільцеві провідники не потребуються, якщо металевий каркас сталевих конструкцій або взаємопов'язана арматурна сталь будівлі (споруди) використовуються як доземні провідники.

d)    елементи фасаду, профільні рейки та металеві конструкції під фасадами, за умови, що
–    їхні розміри відповідають вимогам для доземних провідників (дивись 5.6.2), і що товщина бляхи або металевих труб є не меншою ніж 0,5 мм,
–    їхня електропровідність у вертикальному напрямку відповідає вимогам, зазначеним у  5.5.3.

 

ПРИМІТКА 5 Для отримання додаткової інформації дивись Додаток E.

 

5.3.6.    Контрольні злучники

 

При підключенні блискавкоприймача на кожному доземному провіднику має бути встановлений контрольний злучник за винятком природних доземних провідників у поєднанні із фундаментними уземлювальними електродами.

З метою виконання вимірювань, злучник має від’єднуватися за допомогою інструменту. У нормальних умовах експлуатації він має залишатись з’єднаним.

 

Перейти до Розділу 5.4 ....5.6 - Система земляного закінчення - Читати далі......