Останнім часом спостерігається небачене сплеск активності блискавки. Це пояснюється постійним посиленням розвитку електромагнітного смогу, що виникає завдяки повсюдного використання електроніки та побутової техніки, засобів комунікації і зв'язку. Тому блискавкозахист будівель і споруд в наші дні набула особливої популярності.
З давніх-давен блискавку сприймали як щось непереборне і неминуче, і від її руйнівної дії ніхто не міг уберегтися. Вперше світ дізнався про електричному походження блискавки в 1753 році завдяки дослідам Франкліна і розробці громовідводу. Наступні ідеї, пов'язані з удосконаленням систем захисту від блискавок будівель і споруд, поклали початок новій ері незліченних розробок.
Блискавка відрізняється нищівними здібностями, атмосферний розряд вважається особливо небезпечним для майна і життя людини. Зростаючі потреби в використанні чутливої сучасної техніки призвели до того, що зовнішнє середовище стала надзвичайно сприйнятливою до впливу різного роду перенапруг.
Необхідність захисту від удару блискавки
У сімдесяті роки минулого століття деякі зарубіжні фірми почали складати проект блискавкозахисту і займатися виробництвом активних блискавковідводів. Перші зразки оснащувалися джерелами радіоактивного випромінювання, так як вважалося, що завдяки радіоактивного випромінювання над громовідводом здатний утворюватися канал іонізованого повітря, що збільшує висоту пристрою, а, отже, і його захисна простір.
У нашій країні розроблена і прийнята класифікація споруд і будівель за умовами захисту від згубного впливу блискавки залежно від рівня небезпеки ураження розрядом і вибору відповідних заходів захисту.
Блискавкозахист промислових будівель і споруд - сукупність засобів захисту окремих вузлів
До другої групи відносять будівлі, де легкозаймисті або вибухові речовини знаходяться міцно закупореними, а небезпечні суміші парів, пилу і газів з повітрям виникають виключно під час несправностей або аварій.
В основі розробки системи блискавкозахисту перебувати принцип зміни траєкторії блискавки. Не потрібно ніяких складних пристроїв, щоб удар блискавки відвести від даху, направивши його в землю уздовж стіни. З діючих нормативів слід, що захист від блискавки будівель являє собою комплекс заходів, пов'язаних із запобіганням негативних наслідків грозового розряду.
Система блискавкозахисту будівель і споруд включає внутрішню і зовнішню ланцюга
До подібних наслідків відносять: виникнення пожеж, механічні руйнування, ураження людей струмом, вихід електричного обладнання з ладу. Для захисту споруд і будівель від попадання блискавки виконуються системи зовнішнього блискавкозахисту. За допомогою з'єднують елементів з нержавіючої сталі, міді та латуні може бути організовано пристрій блискавкозахисту будівель і споруд в різних комбінаціях і варіантах.
Вся система складається з токоотвода, молніепрімніка і заземлювача. Блискавкоприймач розряд приймає першим. Потім струм за допомогою струмовідводу відводиться до заземлювача, покликаному погасити його в грунті.
Захист будівель від розрядів блискавки відбувається за допомогою блискавковідводів. Подібний пристрій блискавкозахисту підноситься над об'єктом, що захищається, через який відводиться струм блискавки в землю, минаючи, що захищається.
Захисна дія громовідводу базується на властивості блискавки вражати найвищі об'єкти, які мають надійний зв'язок з землею. На Блискавкоприймач під час лідируючої стадії в розряді блискавки накопичуються заряди, які створюють найбільші напруженості електричного поля між вершиною заземленого токоотвода і країнам, що розвиваються лідируючим каналом блискавки. На цьому шляху і формується розряд.
Захищається, який є нижчим, ніж молниеприемник, розташовуючись під ним або поблизу від нього, виявляється заекранувати і тому не уражається блискавкою. Простір навколо системи громовідводу, що захищене від електричного розряду, називають зоною захисту.
Близкавковловлюючі пристрій захищає переважно ті частини будівлі, які найбільш наражаються на небезпеку удару. Це стосується ковзанів, країв, ребер і кутів покрівлі споруд та елементів, які виступають над покрівлею - антени, камінні труби. Захищається будівля повинна повністю знаходитися в зоні захисту громовідводу. Так як шляху розрядів досить непостійні, захищеність споруди забезпечується тільки з якоїсь ступенем надійності, що становить не більше 98%.
Функцію сполучної ланки між заземленням і молніепріемніком виконує токоотвод. З метою зменшення ймовірності небезпечного іскріння струмовідводи розміщують таким способом, щоб між землею і точкою ураження струм розтікався паралельних шляхах, довжина яких бути обмежена до мінімуму. Від одного молниеприемника має відходити хоча б два токоотвода, які виготовляються з різних металевих провідників - міді, оцинкованої сталі, алюмінію і прокладаються по недоступним для дотику місцях.
Тип заземлення вибирається на підставі проведених розрахунків блискавкозахисту
Третя ланка блискавкозахисною системи виступає заземлитель, який покликаний захищати людей від високого контактного напруги і електричного струму блискавки. Подібна система в собі поєднує заземлювачі і заземлюючі проводи, які з'єднані в одну замкнуту ланцюг. Розрахунок блискавкозахисту передбачає вибір виду заземлення: осередкове заземлення, контурне заземлення навколо споруди, глибинне заземлення, глибинне і контурне заземлення з випусками близкавковловлюючі частини під струмовідводи. Зазвичай заземлитель поміщається в землю на глибину 1-2 метрів. Вибираючи заземлитель, увагу варто зупинити на шматку труби з металу або сталевому листі.
Розрахунок блискавкозахисту проводиться на основі кількісної оцінки можливості ураження розрядом захищається споруди, розташованої на рівнинній місцевості з однорідними ґрунтовими умовами. Визначається приблизне число поразок об'єкта в рік.
Розрахунок блискавкозахисту для будівель і споруд
Для оцінки грозової активності в різних районах країни застосовується карта розподілу середньої кількості грозових годин на рік, на якій є лінії рівної тривалості гроз або інформація місцевої метеорологічної станції. Проектування блискавкозахисту також здійснюється залежно від площі об'єкта.
Вид захисту визначається, виходячи з таких параметрів будови: висоти будівлі, типу даху, архітектурних особливостей будівлі, покрівельних матеріалів. Блискавкозахист металевої покрівлі, як правило, здійснюється за класичним варіантом захисту від громового розряду, що було викладено вище. Струмовідвід в цілях безпеки краще прокладати по протилежній входу стіні, а заземлитель рекомендується розміщувати подалі від будівель і фундаменту.
Для шиферу і дерева потрібно зовсім інша система блискавкозахисту. За допомогою двох дерев'яних підпор металевий трос прокладається уздовж покрівельного коника по периметру даху. До блискавкоприймача припаивается один кінець струмовідводу, а інший опускається уздовж стіни з даху до листа стали, яка виконує роль заземлення. Струмовідвід можна також пропустити через водостік. Від входу подібна система повинна розміщуватися на відстані не менше трьох метрів.
Підбір системи блискавкозахисту для житлового будинку
Прислухаючись до порад фахівців, монтаж блискавкозахисту для будівлі, покритого черепицею, рекомендується виконувати у вигляді спеціальної сталевої сітки з дроту, що має діаметр близько 6 міліметрів. Крок осередку має дорівнювати 6 на 6 метрів. Струмовідвід безпосередньо припаивается до сітки, а потім спускається до заземлювача - закопаною в землю сталевій пластині. Спосіб захисту будівель за допомогою клітки Фарадея застосовується по відношенню до невеликих сільським спорудам, сучасним цегляним і залізобетонним котеджів, що мають покрівлю з оцинкованого заліза, яке збирається покрівельним швом.
Таким чином, блискавкозахист будівель надає такі переваги:
- забезпечення захисту від громового розряду без порушення архітектурної цілісності і індивідуальності будівель;
- застосування в житлових та промислових будівлях на будь-якому етапі робіт;
- мінімальний термін реалізації даного проекту;
- антикорозійні властивості матеріалу, що використовується для її виготовлення, що забезпечує тривалий термін використання;
- ступінчаста захист всіх типів інформаційних і силових мереж, а також споживачів
