Классификация зданий и сооружений по устройству молниезащиты

 

Согласно единому стандарту ДСТУ Б В.2.5-38: 2008, системы внешней молниезащиты разделяются на четыре уровня (I, II, III, IV) безопасности, для защиты объекта от прямого попадания или повторного воздействия молнии. Если, к объекту нужно применить систему внешней молниезащиты которая состоит из нескольких уровней (I и II или I и III), в таком случае, с учетом расположения и классификации (наличия взрывоопасных и пожароопасных зон) объекта, необходимо применить устройства защиты в соответствии с требованиями для каждого здания или сооружения индивидуально.

 

Все здания и сооружения к которым применяется молниезащитная система разделяются на: обычные и специальные объекты.

 

К специальным относятся:

• объекты, представляющие опасность для непосредственного окружения (нефтеперерабатывающие предприятия, заправочные станции, предприятия по производству и с хранением взрывчатых веществ);
• объекты, представляющие опасность для экологии (химические заводы, атомные электростанции, биохимические фабрики и лаборатории);
• объекты с ограниченной опасностью (пожароопасные предприятия, электростанции и линии электроснабжения, средства связи);
• другие объекты (строения выше 60 м., объекты, которые строятся).

 

К обычным объектам относятся:

• промышленные предприятия; животноводческие и птицеводческие здания и сооружения; жилые и административные здания; универмаги; банки; страховые компании; дошкольные учреждения, школы; больницы; приюты для пожилых людей; музеи и археологические памятники; спортивные сооружения и т.д…

 

Необходимость выполнения молниезащиты объекта от ППМ (Прямого Попадания Молнии) и его УМЗ (уровень молниезащиты) определяются по таблице:

 

Объект	Уровень молниезащиты
Здания и сооружения или их части, помещения которых согласно ДНАОП 0.00-1.32-01 и НАПБ В.01.056-2005 / 111 относятся к зонам классов 1 и 20.	I
Здания и сооружения или их части, помещения которых согласно ДНАОП 0.00-1.32-01 и НАПБ В.01.056-2005 / 111 относятся к зонам классов 2 и 20 I.	I, II
Внешние установки, создающие согласно ДНАОП 0.00-1.32-01 и НАПБ В.01.056-2005 /111 зону класса 1.	II
Здания и сооружения или их части, помещения которых согласно ДНАОП 0.00-1.32-01 и НАПБ В.01.056-2005 / 111 относятся к зонам классов П-I, П-II, П-IIа.	II, (III)
Расположены в сельской местности небольшие строения III-V степеней огнестойкости, помещения которых согласно ДНАОП 0.00-1.32-01 и НАПБ В.01.056-2005 / 111 относятся к зонам классов П-I, П-II, П-IIа.	IV
Внешние установки и открытые склады, создающие согласно ДНАОП 0.00-1.32-01 и НАПБ В.01.056-2005 /111 относятся к зонам классов П-III.	III
Здания и сооружения III, IIIа, IIIб, IV, V степеней огнестойкости в которых отсутствуют помещения, отведенные по ДНАОП 0.00-1.32-01 и НАПБ В.01.056-2005 /111 к зонам взрыво - и пожароопасных классов.	II, (III)
Здания и сооружения из легких металлических конструкций с горючим утеплителем (IV a степени огнестойкости), в которых отсутствуют помещения, отнесенные по ДНАОП 0.00-1.32-01 и НАПБ В.01.056-2005 /111 к зонам взрыво- и пожароопасных классов.	II, (III)
Небольшие здания III-V степеней огнестойкости, расположенные в сельской местности, в которых отсутствуют помещения, относящиеся по ДНАОП 0.00-1.32-01 и НАПБ В.01.056-2005 / 111 к зонам взрыво и пожароопасных классов.	IV
Здания вычислительных центров, а также здания в которых установлены оборудования информационных технологий, или любое другое электронное оборудование, чувствительное к атмосферных помех.	I, II
Животноводческие и птицеводческие здания и сооружения III-V степеней огнестойкости: для крупного рогатого скота и свиней на 100 и больше голов, для овец на 500 и более голов, для птиц на 1000 голов и более, для лошадей на 40 голов и более.	II, III
Дымовые и другие трубы предприятий и котельных, башни всех назначений высотой 15 м., и больше.	III
Жилые и общественные здания, высота которых на 25 м., И более превышает среднюю высоту окружающих зданий в радиусе 400м., а также отдельные здания высотой 30 м., что отдаленные от других зданий более чем на 400 м.	III
Отдельные жилые и общественные здания в сельской местности, высотой более 30 м.	III
Общественные здания III-IV степеней огнестойкости следующего назначения: детские дошкольные учреждения, школы и школы-интернаты, стационары лечебных учреждений, спальные корпуса и столовой, учреждения здравоохранения и отдыха, культурно-образовательные и зрелищные учреждения, административные здания, вокзалы, гостиницы, мотели, кемпинги.	III
Открытые зрелищные учреждения (зрительные залы открытых кинотеатров, трибуны открытых стадионов и т.д.).	III
Здания и сооружения, являющиеся памятниками истории, архитектуры и культуры (скульптуры, обелиски и т.д.).	III

 

Первый уровень молниезащиты применяется в промышленных зданиях и сооружениях, которые относятся к взрывоопасным зонам (объекты на которых происходит добыча или переработка взрывоопасных веществ). Устройства системы молниезащиты выполняются отдельно стоящими молниеприемниками (молниеотводами). Удаленность молниеприемников определяется отраслевыми нормативными документами.

 

Второй уровень молниезащиты применяется к объектам относящимся к классам повышенной пожарной безопасности, содержащие легковоспламеняющиеся или взрывчатые вещества (при возникновении искры в аварийных ситуациях способны привести к необратимым последствиям). Также к второму уровню защиты относятся объекты на которых установлено оборудование информационных технологий, любое другое электронное оборудование чувствительное к атмосферным явлениям.
Устройства молниезащиты выполняются отдельно стоящими молниеотводами, также возможно использовать естественный молниеотвод в зависимости от требования и наличия технологических условий к объекту.

 

Третий уровень молниезащиты применяется к зданиям и сооружениям для предотвращения пожаров, механических повреждений кровли, а также травматизма и гибели людей и животных, от разрушительного воздействия молнии. Внешние системы молниеотводов применяется к объектам III — V степени огнестойкости. К таким объектам относятся — детские сады, школы, коттеджи, котельные, трубы предприятий, водонапорные башни 15 и более метров, отели, вокзалы, общественные жилые и административные здания высотой 25 метров и более, которые превышают среднюю высоту окружающих зданий в радиусе 400 метров. Применяются естественные и искусственные устройства молниеотводов.

 

Четвертый уровень молниезащиты применяется к небольшим нежилым объектам, расположенных в сельской местности. Из-за незначительных нормативных требований, четвертый уровень практически не применяется.

 

Внешняя система молниезащиты, может состоять из естественных молниеприемников, если толщина используемого металла соответствует требованиям минимальных значений таблицы 7.

 

Таблица 7
Уровень защиты	Металл	Минимальное сечение мм²
		Молниеприемник	Токоотвод	Заземлитель
I — IV	Сталь	50	50	100
I — IV	Алюминий	70	25	не применяется
I — IV	Медь	35	16	50

 

Указанные значения могут быть увеличении в зависимости от повышенной коррозии или механических воздействий.

 

 

МОЛНИЕПРИЕМНИК

 

 

6.3.1 Молниеприемники могут быть специально установленными, в том числе на объекте, либо их функции выполняют конструктивные элементы защищаемого объекта- такие молниеприемники называются естественными.

 

6.3.2 Молниеприемники могут состоять из произвольной комбинации следующих элементов: стержней натянутых тросов (проводов), сетчатых проводников.

 

6.3.3 Для обычных объектов как естественные молниеприемники могут рассматриваться такие конструктивные элементы зданий и сооружений:

а) металлические кровли защищаемых объектов при условии, что:

• электрическая непрерывность между разными частями обеспечена на долгий срок;
• толщина металла кровли является не меньшей величины t, приведенной в табл.8, если необходимо защитить кровлю от повреждения (пропала);
• толщина металла кровли составляет не менее 0,5 мм., если ее не обязательно защищать от повреждений и нет опасности воспламенения горючих материалов, находящихся под кровлей;
• на кровле нет изоляционного покрытия. При этом небольшой слой: антикоррозионной краски; 0,5 мм., асфальтового покрытия или 1 мм., пластикового покрытие не считаются изоляцией;
• неметаллические покрытия на/или под металлической кровлей не выходят за пределы защищаемого объекта;

б) металлические конструкции крыши (фермы, соединенная металлическая арматура);

в) металлические элементы типа водосточных труб, украшений, ограждений по краю крыши и т.п., если их сечение не менее значений, определенных для обычных молниеприемников;

г) технологические металлические трубы и резервуары, если они выполнены из металла толщиной не менее 2,5 мм., проплавления, или пропал этого металла не приведет к опасным или недопустимым последствиям;

д) металлические трубы и резервуары, если они выполнены из металла толщиной не менее значения t, приведенного в табл.8, и если повышение температуры с внутренней стороны объекта в точке удара молнии не является опасным.

 

Если параметры и толщина металла здания и сооружения не соответствуют минимальным требованиям, тогда применяется система искусственных молниеотводов.

 

Таблица 8
Уровень защиты	Материал	Минимальная толщина, в мм.
I — IV	Железо	4
I — IV	Алюминий	7
I — IV	Медь	5

 

 

ТОКООТВОД

 

 

6.4.1 С целью снижения вероятности возникновения опасного искрения токоотводы необходимо располагать таким образом, чтобы между точкой поражения и землей:

• ток растекался несколькими параллельными путями;
• длина этих путей была ограничена до минимума (см. 6.4.9).

 

6.4.2 Если молниеприемник состоит из стержней установленных на отдельных опорах (или одной опоре), на каждую опору должен быть предусмотрен минимум один токоотвод.

 

6.4.3 Если молниеприемник состоит из отдельных горизонтальных проводов (тросов) или одного провода (троса), на каждый конец троса требуется минимум один токоотвод.

 

6.4.4 Если молниеприемник является сетчатой конструкцией, подвешенной над защищаемым объектом, на каждую опору нужно не менее одного токоотвода. Общее количество токоотводов должно быть не менее двух.

 

6.4.5 Токоотводы необходимо располагать по периметру защищаемого объекта, так, чтобы среднее расстояние между ними было не менее значений, приведенных в табл. 9.

Токоотводы следует соединять горизонтальными поясами вблизи поверхности земли и через каждые 20 м., по высоте здания (см. 4.6.11).

 

Таблица 9
Уровень защиты	Среднее расстояние, в метрах
I	10
II	15
III	20
IV	25

 

6.4.6 Токоотводы следует располагать равномерно по периметру защищаемого объекта. По возможности их прокладывают вблизи углов зданий.

 

6.4.7 Неизолированные от объекта токоотводы следует прокладывать таким образом:

• если стена выполнена из негорючего материала, токоотводы могут быть закреплены на поверхности стены или проходить в стене;
• если стена выполнена из горючего материала, токоотводы могут быть закреплены непосредственно на поверхности стены так, чтобы повышение температуры при протекании тока молнии не представляло опасности для материала стены;
• если стена выполнена из горючего материала и повышение температуры токоотводов представляет для нее опасность, токоотводы должны располагаться так, чтобы расстояние между ними и защищаемым объектом всегда превышало 0,1 м., металлические скобы для крепления токоотводов могут быть в контакте с стеной.

 

6.4.8 Не следует прокладывать токоотводы в водосточных трубах. Токоотводы, которые прокладываются по наружным стенам зданий следует размещать не ближе 3 м., от входов или в местах недоступных для прикосновения людей.

 

6.4.9 Токоотводы прокладываются по прямым и вертикальным линиям так, чтобы путь к земле был кратчайшим.

 

6.4.10 Естественными токоотводами следует считать такие конструктивные элементы зданий:

а) металлические конструкции при условии, что:

• электрическая непрерывность между разными элементами является долговечной;
• они имеют не меньшее сечение чем нужно для специально предусмотренных токоотводов (см. табл. 7);

б) металлический каркас здания или сооружения;

в) соединена между собой стальная арматура здания или сооружения;

г) части фасада, профилированные элементы и опорные металлические конструкции фасада при условии, что их сечение соответствует требованиям табл. 7, относящихся к токоотводам, а их толщина составляет не менее 0,5 мм.

 

Считается, что металлическая арматура железобетонных зданий обеспечивает электрическую непрерывность, если она удовлетворяет следующим условиям:

• примерно 50% соединений вертикальных и горизонтальных стержней выполнены сваркой или имеют жесткую связь (болтовое крепление, вязка проволокой);
• электрическая непрерывность обеспечена между стальной арматурой различных заранее заготовленных бетонных блоков и арматурой бетонных блоков, подготовленных на месте.

 

6.4.11 Если металлические каркасы здания или стальная арматура железобетона используются для токоотвода, то установка горизонтальных поясов не требуется.

 

 

ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ

 

 

6.5.1 Для защиты от ППМ следует, как правило, использовать естественные заземлители — металлические и железобетонные конструкции зданий, сооружений, наружных установок, опор молниеотводов, стоящих отдельно и т.д., которые находятся в контакте с землей, в том числе железобетонные фундаменты в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах при условии обеспечения непрерывной электрической связи по их арматуре и присоединения ее к закладным деталям с помощью сварки.

Битумно и битумно-латексные покрытия не являются препятствием для такого использования фундаментов. В сильноагрессивных средах, где защита железобетона от коррозии выполняется полимерными материалами, а также при влажности почвы менее 3%, использовать железобетонные фундаменты в качестве заземлителей молниезащиты не допускается. Не следует также использовать в качестве заземлителей железобетонные конструкции с предварительно напряженной арматурой.

 

6.5.2 Для молниеотводов I и II УМЗ, которые стоят отдельно, целесообразно использовать следующие конструкции естественных заземлителей:

• один (и более) железобетонный подножник с размером не менее 2,2 м., длиной в верхней (надземной) части 0,4 м., х 0,4 м., и в нижней (подземной) части 1,8 м., х 1,8 м., погруженный в землю не менее чем на 2 м.;
• одна (и более) железобетонная свая или опора диаметром не менее 0,25 м., углублена в землю не менее чем на 5 м.;
• железобетонный фундамент произвольной формы с плоскостью контакта с землей не менее 10 м².

 

6.5.3 В случае невозможности использования естественных заземлителей для молниеотводов, стоящих отдельно, используются следующие искусственные заземлители:

• I и II уровень — заземлитель который состоит из 3 и более вертикальных электродов длиной не менее 3 метров объединенных горизонтальным электродом с расстоянием между ними не менее 3 метров;
• III уровень — заземлитель который состоит минимум из 2 вертикальных электродов длиной не менее 3 метров, объединенных горизонтальным электродом с расстоянием между ними не менее 3 метров;
• IV уровень — следует применить заземлитель, который состоит из одного вертикального электрода 2 — 3 метра, проложенного на глубине не менее 0,5 метра.

 

6.5.4 В случае невозможности использования естественных заземлителей для молниеотводов, которые имеют молниеприемники из сеток или металлической кровли, по периметру здания или сооружения следует прокладывать в земле на глубине не менее 0,5 м., внешний контур из искусственных горизонтальных заземлителей.

В почвах с эквивалентным удельным сопротивлением p ≤ 500 Ом/м., в случае площади здания менее 250 м² к этому контуру в местах присоединения токоотводов для I и II УМЗ привариваются по одному вертикальному или горизонтальному лучевому электроду длиной 2-3 м.

В почвах с эквивалентным удельным сопротивлением 500

 

 

6.5.5 Искусственные заземлители следует размещать под асфальтовым покрытием на расстоянии не менее 1 м., от стен или в местах, в которых обычно не находятся люди (на газонах, на расстояние до 5 м., и более от грунтовых проезжих и пешеходных дорог).

 

6.5.6 Во всех случаях, за исключением использования молниеотвода, стоящая отдельно, заземлитель молниезащиты следует совмещать с заземлителями электроустановок и средств связи.
Если эти заземлители должны быть разделении по любым технологическим соображениям, их следует объединить в общую систему с помощью системы уравнивания потенциалов, согласно ДСТУ Б В.2.5-38: 2008.

 

6.5.7 Соединение в системе молниезащиты следует выполнять сваркой, пайкой, допускается также вставка в зажимной наконечник или болтовое крепление.

 

Расчет и установку системы молниезащиты необходимо выполнять только в соответствии с предписаниями ДСТУ Б В.2.5-38: 2008 и ПУЕ 2017.