ГОСТ Р 59789-2021 (МЭК 62305-3:2010). Национальный стандарт Российской Федерации. Молниезащита. Часть 3. Защита зданий и сооружений от повреждений и защита людей и животных от электротравматизма

5.2 Молниеприемники

 

5.2.1 Общие требования

Вероятность проникновения тока молнии в сооружение существенно снижается при наличии правильно спроектированной системы молниеприемников.

Система молниеприемников может состоять из любой комбинации следующих элементов:

a) стержневых молниеприемников (включая отдельно стоящие мачты);

b) молниезащитных тросов;

c) молниеприемных сеток.

Все типы систем молниеприемников должны быть расположены согласно 5.2.2, 5.2.3 и приложению A. Все типы молниеприемников должны полностью соответствовать требованиям настоящего стандарта.

Для всех типов молниеприемников при определении защищаемого объема следует использовать только действительные физические размеры металлических молниеприемников.

Стержневые молниеприемники соединяют между собой на уровне крыши для обеспечения более равномерного распределения тока.

Применение радиоактивных молниеприемников запрещено.

5.2.2 Расположение молниеприемников

Компоненты молниеприемников, установленные на сооружении, должны быть расположены в углах, на выступающих частях здания и ребрах (особенно на верхнем уровне фасадов) в соответствии с одним или несколькими из методов, указанных ниже.

Допустимые методы, которые должны применять при определении расположения системы молниеприемников, включают в себя:

- метод защитного угла;

- метод катящейся сферы;

- метод сетки.

Метод катящейся сферы применим на постоянной основе.

Метод защитного угла используют для сооружений, имеющих простую форму, но его применение ограничено высотой молниеприемника, указанной в таблице 2.

Метод сетки применяют для защиты плоских поверхностей.

Примечание - В Российской Федерации применяют также вероятностный метод для определения защищаемого объема [1], [2].

 

Значения защитного угла, радиуса катящейся сферы и размера ячейки для каждого класса СМЗ приведены в таблице 2 и на рисунке 1. Требования к размещению системы молниеприемников более подробно изложены в приложении A.

 

Таблица 2

 

Максимальные значения радиуса катящейся сферы,

размера ячейки и защитного угла для каждого класса СМЗ

 

	Метод защиты
Класс СМЗ	Радиус катящейся сферы r, м	Размер ячейки Wm, м	Защитный угол , °
I	20	5 x 5	См. рисунок 1
II	30	10 x 10
III	45	15 x 15
IV	60	20 x 20

 

 

Примечания

1 Не применяют для значений h больше отмеченных как . В этих случаях используют только метод катящейся сферы и метод сетки.

2 h - высота молниеприемника над плоскостью начала отсчета защищаемого участка.

3 Для значений высоты h менее 2 м угол постоянный.

 

Рисунок 1 - Защитный угол для каждого класса СМЗ

 

Вероятностный метод расчета зон защиты в Российской Федерации применяют в соответствии с требованиями нормативных документов [1] - [3].

5.2.3 Молниеприемники для защиты от ударов молнии в боковые поверхности высотных сооружений

5.2.3.1 Сооружения высотой менее 60 м

Вероятность ударов молнии с малыми токами в вертикальную боковую поверхность сооружения высотой менее 60 м настолько мала, что необходимость ее рассматривать отсутствует. Крыши и горизонтальные поверхности должны быть защищены в соответствии с классом СМЗ, определяемым расчетом риска по ГОСТ Р МЭК 62305-2.

5.2.3.2 Сооружения высотой 60 м и более

При высоте сооружения 60 м и более возможны удары молнии в его боковую поверхность, особенно в выступающие части, углы и края поверхностей.

Примечание - Риск таких ударов молнии незначителен. Боковые удары молнии составляют лишь несколько процентов от общего числа ударов молнии по высоким сооружениям. Параметры таких ударов значительно ниже, чем при ударах молнии по верхней части сооружений. Однако электрическое и электронное оборудование, размещенное на внешних стенах сооружений, может быть повреждено даже ударами молнии с небольшими значениями тока молнии.

 

Система молниеприемников должна быть установлена для защиты верхней части боковых поверхностей сооружений (верхнюю часть сооружения, превышающую по высоте 60 м, но не более 20% верхней части сооружения) и оборудования, установленного на этой части сооружений (см. приложение A).

Правила размещения систем молниеприемников на верхних частях сооружения должны соответствовать требованиям IV уровня защиты от молнии. Молниеприемники должны быть расположены на углах, краях и выступающих частях (таких как балконы, смотровые площадки и т.п.).

Допускается использовать в качестве молниеприемников внешние металлические элементы: металлическое покрытие или металлические навесные панели стен, при условии соответствия их минимальных размеров требованиям таблицы 3. Кроме того, можно применять в качестве естественных молниеприемников токоотводы или соединения с естественными токоотводами, такими как стальной каркас сооружения или металлическая электрически непрерывная арматура бетона, отвечающая требованиям 5.3.5.

Примечание - Рекомендуется использование естественных токоотводов и заземляющих устройств.

 

5.2.4 Конструкции молниеприемников

Молниеприемники неизолированной СМЗ допускается устанавливать следующим образом:

- если кровля выполнена из негорючего материала, то проводники молниеприемников могут быть размещены на поверхности кровли;

- если кровля выполнена из горючего материала, то должно быть выбрано безопасное расстояние между проводниками молниеприемников и материалом. Для соломенной крыши, для монтажа кровли, в которой не используют стальные стержни, достаточным является расстояние не менее 0,15 м; для других горючих материалов - не менее 0,10 м;

- части сооружения, выполненные из горючего легковозгораемого материала, не должны находиться в прямом контакте с элементами внешней СМЗ и непосредственно под любым металлическим покрытием крыши, в котором возможен прожиг током молнии (см. 5.2.5).

Также должны быть защищены и менее горючие кровли, такие как деревянные листы.

Примечания

1 Если на плоской крыше возможно накопление воды, то молниеприемники должны быть установлены выше ее самого высокого уровня.

2 Примеры элементов зданий из негорючих материалов: металлический каркас со стенами из кирпичной кладки, кирпичная кладка, кладка из бетонных блоков, металлическое покрытие, гравийная крыша, металлические панели с фальцованным соединением, бетонные плиты, сталь, стекло.

3 Примеры элементов зданий из горючих материалов: деревянные стропила, стены с деревянным каркасом, деревянные полы и крыши, деревянные листы, однослойные пластиковые мягкие кровли.

4 Примеры горючих легко возгораемых материалов: ткани, дерево или бумага.

 

5.2.5 Естественные молниеприемники

В качестве естественных молниеприемников и части СМЗ в соответствии с 5.1.3 допускается использовать нижеприведенные части сооружения.

a) Металлические листы, покрывающие сооружение, при условии, что:

- обеспечена надежная электрическая непрерывность между различными частями (например, посредством пайки твердым припоем, сварки, обжатия, фальцовки, соединения винтами или болтами);

- толщина металлического листа не менее значения t', приведенного в таблице 3, если допускается прожиг листа или воспламенение горючих материалов под листом;

- толщина металлического листа не менее значения t, приведенного в таблице 3, если не допускается прожиг листа или нагрев внутренней поверхности листа в месте удара молнии может представлять опасность;

- они не покрыты изолирующим материалом.

Примечание - Должно быть подтверждено, что нагрев внутренней поверхности в точке удара молнии не представляет опасности. Вопросы нагрева внутренней поверхности и воспламенения допускается не рассматривать, если металлические листы лежат в зоне защиты от молнии 0_B (см. ГОСТ Р МЭК 62305-4).

 

Таблица 3

 

Минимальная толщина металлических листов или металлических

труб, применяемых в системах молниеприемников

 

Класс системы молниезащиты	Материал	Толщина t <a>, мм	Толщина t' <b>, мм
От I до IV	Свинец	-	2,0
	Сталь (нержавеющая, оцинкованная)	4	0,5
	Титан	4	0,5
	Медь	5	0,5
	Алюминий	7	0,65
	Цинк	-	0,7
<a> t - прожиг отсутствует. <b> t' - только для металлических листов, если не требуется предотвращать прожиг листа, воспламенение материала под листом и не имеет значения нагрев внутренней поверхности листа.

 

b) Металлические элементы конструкции крыши (фермы, взаимосвязанная арматура и т.п.) под неметаллической кровлей, если повреждение этой неметаллической кровли допустимо.

c) Металлические части, такие как украшения, перила, трубы, покрытия парапетов и т.п., имеющие площадь поперечного сечения не менее, чем требуемая для стандартных молниеприемников.

d) Металлические трубы и резервуары на крыше при условии, что они выполнены из материала, имеющего толщину и площадь поперечного сечения в соответствии с таблицей 6.

e) Металлические трубы и резервуары с горючими или взрывоопасными смесями при условии, что они выполнены из материала с толщиной не менее значения t, приведенного в таблице 3, и что повышение температуры на внутренней поверхности в точке удара молнии не представляет опасности (дополнительная информация приведена в приложении D).

Если условия по толщине материала не выполнены, то трубы и резервуары должны быть защищены от прямого удара молнии.

Трубопроводы с горючими или взрывоопасными смесями не следует рассматривать в качестве естественных молниеприемников, если прокладка во фланцевом соединении неметаллическая или если фланцы не соединены электрически.

Примечание - Тонкое покрытие защитной краской или покрытие битумом толщиной около 1 мм, или покрытие ПВХ толщиной 0,5 мм не считают изолятором. Подробная информация приведена в приложении E (E.5.3.4.1 и E.5.3.4.2).