молниеотвод высота

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра прикладных и естественнонаучных дисциплин
Расчет высоты отдельно стоящего стержневого молниеотвода.
Расчет вероятного числа ударов молний в год в отдельное здание
Методическое пособие
Уфа – 2010
Цель работы: Найти оптимальное местоположение и высоту отдельно стоящего стержневого
молниеотвода. Рассчитать вероятное число ударов молнии в год в отдельное здание
Ход выполнения работы
Задание 1. Определить оптимальную высоту отдельно стоящего стержневого молниеотвода
для здания с заданными геометрическими размерами
1. Установить масштаб (в 1 см = х метров). Построить план здания (вид сверху). Наметить точку
расположения молниеотвода (молниеотвод должен быть расположен не ближе 4 метров от
здания) (d  4м)
2. а. Соблюдая масштабы, нанести предполагаемую точку местоположения молниеотвода
(рисунок 1)
.
d
M
Рисунок 1
б. Найти самую удаленную от молниеотвода точку здания. Рассчитать с учетом масштаба
расстояния R, r1, r2 (R = r1+r2) (рисунок 2):
R
.
r2
r1
M
Рисунок 2
3. а. Рассчитать высоту молниеотвода hM, в зависимости от заданной зоны:
Зона В
R+1,63hздания
hM = -----------------------1,5
(степень защиты 95%):
(1.3.1)
Зона А (степень защиты 99,5%):
Высоту молниеотвода находят по специальной номограмме (приложение 1). Такой расчет
ведется для невысоких небольших зданий (склады). Высота молниеотвода в этом случае не
должна превышать 60 м
б. Построить вид здания сбоку и, соблюдая масштаб, нанести на рисунок молниеотвод.
Рассчитать значения величин h0 и r0 и также нанести их на рисунок, соблюдая масштаб.
Молниеотвод установлен правильно, если здание в плане полностью вписывается в конус с
вершиной в точке h0 и радиусом r0 (рисунок 3):
hM
h0
r1
r2
R
Рисунок 3
r0
Для зоны В: h0 = 0,92hм, r0 = 1,5hм
Для зоны А: h0 = 0,85hм, r0 = (1,1-0,002hм)·hм
Для зоны А расстояние R можно определить обратным путем, т.е. не из чертежа, а из расчета:
R = (1,1  0,002hм)(hм – hзд/0,85)
(1.3.2.)
При этом предполагаемую высоту молниеотвода hм прикидывают самостоятельно, после чего
строят вид здания сбоку (рисунок 3) и проверяют вписываемость здания в зону защиты по высоте с
теми же параметрами конуса: высота h0 = 0,85hм и радиус основания r0 = (1,1-0,002hм)·hм
Если здание полностью входит в зону защиты выбранного молниеотвода, строят вид здания
сверху (рисунки 1-2) и наносят точку установки молниеотвода М так, чтобы расстояние от
молниеотвода до самой дальней точки здания соответствовало рассчитанному по формуле (1.3.2.)
R. При этом также должно соблюдаться правило: молниеотвод должен быть расположен не ближе
4 метров от ближайшей стены здания
Задание 2. Для этого же здания определить вероятное число ударов молнии в год
Вероятное число ударов молнии в год (N) в здание определяют по формуле:
N = [(L+6h)(S+6h)-7,7h2]n10-6,
(2.1.)
где L, S, h – соответственно длина, ширина и высота (наибольшая) защищаемого здания или
сооружения, м;
n – среднее число ударов молнии в год на 1 км2 данной территории (зависит от интенсивности
грозовой деятельности в данной местности) (таблица 1).
Если здание имеет сложную конфигурацию, то при расчете за S и L принимают ширину и длину
наименьшего прямоугольника, в который полностью вписывается план здания.
Таблица 1 – Зависимость среднегодового числа ударов молнии в 1 км2 земной
поверхности от интенсивности грозовой деятельности
Интенсивность
грозовой
10-20
20-40
40-60
60-80
80-100
100 и более
деятельности Пч, ч
Среднее число ударов
молнии в год на 1
1
2
4
5,5
7
8,5
км2, n
Интенсивность грозовой деятельности для той или иной местности определяется из приложения 2.
Для сосредоточенных зданий (дымовые трубы, вышки, башни) вероятное число ударов молнии
в год (N) в здание определяют по формуле:
N = 9h2n10-6
(3.4.)
Приложение 1
Номограмма для определения высоты отдельно стоящего стержневого молниеотвода
Примечание. Шкала I используется при отношении
ℎзд
Шкала II используется при отношении
≤ 2,67
𝑅
ℎзд
𝑅
≥ 2,67
Приложение 2
Карта среднегодовой продолжительности гроз в часах на территории бывшего СССР