5.8.3. Молниезащита III категории

К III категории молниезащиты относятся объекты, последствия поражения которых связаны с меньшим материальным ущербом, чем при наличии взрывоопасной среды. Это здания и сооружения с пожароопасными помещениями или строительными конструкциями низкой огнестойкости, причем для них требования к молниезащите ужесточаются с увеличением вероятности поражения объекта.

Кроме того, к III категории отнесены объекты, поражение которых представляет опасность электрического воздействия на людей и животных: большие общественные здания, животноводческие строения, высокие сооружения типа труб, башен, монументов. К III категории отнесены мелкие строения в сельской местности, где чаще всего используются сгораемые конструкции. Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к III категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии и заноса высокого потенциала через наземные (надземные) металлические коммуникации [2, п.1.2 ], что отражено в табл. 5.12. Защита от прямых ударов молнии может выполняться отдельно стоящими или установленными на защищаемом объекте стержневыми или тросовыми молниеотводами, а также молниеприемной сеткой, что представлено в табл. 5.13 [2, п.п. 2.25, 2.26].

Наружные установки, отнесенные по устройству молниезащиты к III категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии [2, п. 1.2 ]. Молниезащита наружных установок, содержащих горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 61 °С, должна выполняться согласно [2, п. 2.29]. Особенности молниезащиты животноводческих объектов, металлических скульптур, строений в сельской местности, неметаллических труб и башен, изложенных в [2, п.п. 2.27-2.31], представлены в таблице 5.14.

Таблица 5.12

Молниезащита зданий и сооружений III категории

Виды воздействий молнии	Средства и способы молниезащиты
Прямые удары молнии	Отдельно стоящие стержневые или тросовые молниеотводы	Зона защиты в соответствии с табл. 5.3
	Установленные на защищаемом объекте стержневые или тросовые молниеотводы
	Молниеприемная сетка (при уклоне кровли не более 1:6) с шагом ячеек не более 12х12 м
Занос высокого потенциала через наземные (надземные) металлические коммуникации	Присоединение коммуникаций на вводе в здание или сооружение к заземлителю электроустановок или защиты от прямых ударов молнии.

Таблица 5.13

Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений

III категории молниезащиты

кровля	Молние-приемники	Токоотводы		Искусственные заземлители защиты от прямых ударов молнии
				Эквивалентное удельное сопротивление грунта
				Ом·м	Ом·м
Неметаллическая кровля	Отдельно стоящие стержневые молниеотводы		Каждый токоотвод присоединяется к заземлителю, состоящему минимум из двух вертикальных электродов длиной не менее 3 м, объединенных горизонтальным электродом длиной не менее 5 м
	Отдельно стоящие тросовые молниеотводы
	Установленные на объекте стержневые молниеотводы	От каждого стержневого молниеотвода не менее двух токоотводов
	Установленные на объекте тросовые молниеотводы	От каждой стойки тросового молниеотвода не менее двух токоотводов
	Молниеприемная сетка – при уклоне кровли не более 1:8. Шаг ячеек сетки – не более 12х12 м.	Токоотводы должны быть проложены не реже чем через 25 м по периметру здания		По периметру здания в земле на глубине не менее 0,5 м проложить наружный контур, состоящий из горизонтальных электродов	Если площадь здания м2, то к контуру в местах присоединения токоотводов приварить по одному вертикальному или горизонтальному лучевому электроду длиной 2-3 м
Металлическая кровля	Металлическая кровля

Таблица 5.14

Молниезащита объектов

Объекты	Молниезащита
1. Строения для крупного рогатого скота и конюшни	При защите отдельно стоящими молниеотводами их опоры и заземлители располагать не ближе чем в 5 м от входа в строения. При установке молниеприемников или укладке сетки на защищаемом строении в качестве заземлителей использовать железобетонный фундамент или наружный контур, проложенный по периметру строения под асфальтовой или бетонной отмосткой. К заземлителям защиты от прямых ударов молнии должны быть присоединены находящиеся внутри строения металлические конструкции, оборудование и трубопроводы, устройства выравнивания электрических потенциалов
2. Металлические скульптуры и обелиски	Присоединить металлические скульптуры и обелиски к заземлителю любой конструкции, приведенной в п.2.26 [1РД]. При наличии часто посещаемых площадок вблизи таких сооружений большой высоты должно быть выполнено выравнивание потенциала в соответствии с п. 1.10 [1РД]
3. Наружные установки, содержащие горючие жидкости с температурой вспышки выше 61 °С	Корпуса установок из железобетона, металлические корпуса установок и резервуаров при толщине крыши менее 4 мм оборудовать молниеотводами, установленными на защищаемом объекте или отдельно стоящими. Металлические корпуса установок и резервуаров при толщине крыши 4 мм и более присоединить к заземлителю.
4. Неметаллические трубы, башни, вышки, высотой более 15 м	до 50 м	Один стержневой молниеприемник высотой не менее 1 м		От молниеприемников должна быть предусмотрена прокладка одного токоотвода	Сечения (диаметры) токоотводов должны удовлетворять требованиям табл.3 [1], а в зонах с высокой загазованностью или агрессивными выбросами в атмосферу диаметры токоотводов должны быть не менее 12 мм
	от 50 до 150 м	Два стержневых молниеприемников высотой не менее 1 м, соединенных на верхнем торце трубы		Токоотводы должны быть проложены не реже чем через 25 м по периметру основания сооружения, их минимальное количество два
	более 150 м	Не менее трех стержневых молниеприемников высотой 0,2-0,5 м или по верхнему торцу трубы должно быть уложено стальное кольцо сечение не менее 160 мм2.
5. Расположенные в сельской местности небольшие строения с неметаллической кровлей (указаны в п.п. 5 и 9 табл. 2)	Минимальный диаметр молниеприемников и токоотводов – 6 мм; заземлитель – один вертикальный или горизонтальный электрод длиной 2-3 м, диаметром 10 мм, уложенный на глубине не менее 0,5 м.		При наличии на расстоянии 3-10 м от строения деревьев, в 2 раза и более превышающих его высоту с учетом всех выступающих на кровле предметов (дымовые трубы, антенны) - по стволу ближайшего из деревьев должен быть проложен токоотвод, верхний конец которого выступает над кроной дерева не менее чем на 0,2 м. У основания дерева токоотвод присоединить к заземлителю.
			Если конек кровли соответствует наибольшей высоте строения над ним, то подвесить тросовый молниеприемник, возвышающийся над коньком не менее чем на 0,25 м. Опорами для молниеприемника могут служить закрепленные на стенах строения деревянные планки. Токоотводы прокладывают с двух сторон по торцевым стенам строения и присоединяют к заземлителям. При длине строения менее 10 м токоотвод и заземлитель могут быть выполнены только с одной стороны.
			При наличии возвышающейся над всеми элементами кровли дымовой трубы - над ней установить стержневой молниеприемник высотой не менее 0,2 м, проложить по кровле и стене строения токоотвод и присоединить его к заземлителю
			При наличии металлической кровли ее следует, хотя бы в одной точке, присоединить к заземлителю; при этом токоотводами могут служить наружные металлические лестницы, водостоки. К кровле должны быть присоединены все выступающие на ней металлические предметы

Задачи для самостоятельного решения

Е.1. Выбрать способ защиты от прямых ударов молнии здания с неметаллической кровлей, требующего устройства молниезащиты III категории. Ответ обосновать.

Е.2. Выбрать способ защиты от прямых ударов молнии здания с металлической кровлей, требующего устройства молниезащиты III категории. Ответ обосновать.

Е.3. Можно ли защиту от прямых ударов молнии здания с неметаллической кровлей, требующего устройства молниезащиты III категории, выполнить стержневым молниеотводом, установленным на кровле?

Е.4. Можно ли защиту от прямых ударов молнии здания с неметаллической кровлей, и требующего устройства молниезащиты III категории, выполнить тросовым молниеотводом, установленным на кровле?

Е.5. Определить наименьшее расстояние по воздуху от здания, требующего устройства молниезащиты III категории, размерами: высота – 24 м, длина – 16 м, ширина 12 м, до опоры стержневого молниеотвода, если грунт – чернозем ( Ом·м), в качестве заземлителя используется одна железобетонная свая диаметром 35 см и длиной 5,5 м.

Е.6. Определить наименьшее допустимое расстояние от защищаемого объекта, требующего устройства молниезащиты III категории, до троса в середине пролета, если грунт – супесь ( Ом·м). Применяется искусственный заземлитель, состоящий из трех вертикальных прямоугольных электродов длиной 3,5 м сечением 180 мм² и толщиной 6 мм, объединенных горизонтальным электродом сечением 160 мм² и толщиной 4 мм, при расстоянии между вертикальными электродами 6 м. Суммарная длина молниеприемников и токоотводов составляет 150 м.

Е.7. Дать заключение о возможности использования молниеприемной сетки для здания с неметаллической кровлей при ее уклоне 1:6, требующего устройства молниезащиты III категории.

Е.8. Дать заключение о возможности использования молниеприемной сетки для здания с неметаллической кровлей при ее уклоне 1:12, требующего устройства молниезащиты III категории.

Е.9. Для здания с металлическими фермами, требующего устройства молниезащиты III категории, определить мероприятия для защиты от прямых ударов молнии. В кровле здания используются несгораемые утеплитель и гидроизоляция.

Е.10. Для здания с металлическими фермами, требующего устройства молниезащиты III категории, определить мероприятия для защиты от прямых ударов молнии. В кровле здания используются трудносгораемые утеплитель и гидроизоляция.

Е.11. Определить способ защиты от прямых ударов молнии здания, с металлической кровлей, требующего устройства молниезащиты III категории. Ответ обосновать.

Е.12. Определить количество, сечение и форму токоотводов, проложенных к заземлителям для здания с металлической кровлей, требующего устройства молниезащиты III категории. Размеры здания: высота – 25 м, длина – 20 м, ширина – 12 м.

Е.13. Определить количество и размеры сечения прямоугольных токоотводов для здания, требующего устройства молниезащиты III категории, оборудованного молниеприемной сеткой. Размеры здания: высота – 15 м, длина – 55 м, ширина – 25 м.

Е.14. Определить количество и диаметр токоотводов для здания, требующего устройства молниезащиты III категории, оборудованного молниеприемной сеткой. Размеры здания: высота – 23 м, длина – 60 м, ширина – 30 м.

Е.15. Определить количество, диаметр и места расположения токоотводов, прокладываемых по наружным стенам здания, требующего устройства молниезащиты III категории и оборудованного двойным стержневым молниеотводом, установленным на объекте. Размеры здания: высота – 20 м, длина – 40 м, ширина – 15 м.

Е.16. Определить количество, диаметр и места расположения токоотводов, прокладываемых по наружным стенам здания, требующего устройства молниезащиты III категории. Защита от прямых ударов молнии выполняется одиночным тросовым молниеотводом, установленным на здании. Размеры здания: высота – 19 м, длина – 90 м, ширина – 28 м.

Е.17. Определить тип, количество и размеры искусственных заземлителей защиты от прямых ударов молнии для здания, требующего устройства молниезащиты III категории, при использовании в качестве молниеприемника металлической кровли, при невозможности использования железобетонного фундамента в качестве заземлителя. Размеры здания: высота – 27 м, длина – 28 м, ширина – 12 м, грунт – суглинок ( Ом·м).

Е.18. Определить тип, количество и размеры заземлителей защиты от прямых ударов молнии для здания, требующего устройства молниезащиты III категории, при использовании в качестве молниеприемника металлической кровли и при невозможности использования железобетонного фундамента в качестве заземлителя. Размеры здания: высота – 18 м, длина – 37 м, ширина – 16 м, грунт – супесь ( Ом·м).

Е.19. Определить тип, количество и размеры заземлителей защиты от прямых ударов молнии для здания, требующего устройства молниезащиты III категории, при использовании в качестве молниеприемника молниеприемной сетки и при невозможности использования железобетонного фундамента в качестве заземлителя. Размеры здания: высота – 20 м, длина – 55 м, ширина – 24 м, грунт – суглинок ( Ом·м).

Е.20. Определить тип, количество и размеры заземлителей защиты от прямых ударов молнии для здания, требующего устройства молниезащиты III категории, при использовании в качестве молниеприемника молниеприемной сетки и при невозможности использования железобетонного фундамента в качестве заземлителя. Размеры здания высота – 26 м, длина – 44 м, ширина – 16 м, грунт – супесь ( Ом·м).

Е.21. Определить тип, количество и размеры заземлителей защиты от прямых ударов молнии для здания, требующего устройства молниезащиты III категории, при использовании в качестве молниеприемника металлической кровли и при невозможности использования железобетонного фундамента в качестве заземлителя. Размеры здания: высота – 28 м, длина – 27 м, ширина – 12 м, грунт – каменистый ( Ом·м).

Е.22. Определить тип, количество и размеры заземлителей защиты от прямых ударов молнии для здания, требующего устройства молниезащиты III категории, при использовании в качестве молниеприемника металлической кровли и при невозможности использования железобетонного фундамента в качестве заземлителя. Размеры здания: высота – 27 м, длина – 45 м, ширина – 32 м, грунт – каменистый ( Ом·м).

Е.23. Определить тип, количество и размеры заземлителей защиты от прямых ударов молнии для здания, требующего устройства молниезащиты III категории, при использовании в качестве молниеприемника молниеприемной сетки и при невозможности использования железобетонного фундамента в качестве заземлителя. Размеры здания: высота – 18 м, длина – 40 м, ширина – 20 м, грунт – каменистый ( Ом·м).

Е.24. Определить тип, количество и размеры заземлителей защиты от прямых ударов молнии для здания, требующего устройства молниезащиты III категории, при использовании в качестве молниеприемника молниеприемной сетки и при невозможности использования железобетонного фундамента в качестве заземлителя. Размеры здания: высота – 28 м, длина – 60 м, ширина – 30 м, грунт – каменистый ( Ом·м).

Е.25. Определить тип, количество и размеры заземлителей защиты от прямых ударов молнии для здания, требующего устройства молниезащиты III категории, при использовании в качестве молниеприемника двойного стержневого молниеотвода, установленного на объекте. Размеры здания: высота – 28 м, длина – 46 м, ширина – 10 м, грунт – супесь ( Ом·м).

Е.26. Определить тип, количество и размеры заземлителей защиты от прямых ударов молнии для здания, требующего устройства молниезащиты III категории, оборудованного одиночным стержневым молниеотводом, установленным на объекте. Размеры здания: высота – 16 м, длина – 30 м, ширина – 15 м, грунт – суглинок ( Ом·м).

Е.27. Определить тип, количество и размеры заземлителей защиты от прямых ударов молнии для здания, требующего устройства молниезащиты III категории, оборудованного одиночным тросовым молниеотводом, установленным на объекте. Размеры здания: высота – 26 м, длина – 110 м, ширина – 20 м, грунт – каменистый ( Ом·м).

Е.28. Определить наименьшие допустимые расстояния в земле между заземлителем защиты от прямых ударов молнии, в качестве которого используется одна железобетонная свая диаметром 30 см и длиной 6 м и коммуникациями, вводимыми в здание, требующего устройства молниезащиты III категории, размеры которого высота – 29 м, длина – 27 м, ширина – 18 м, грунт – чернозем ( Ом·м).

Е.29. Можно ли для защиты от прямых ударов молнии здания III категории молниезащиты применять молниеприемную сетку, выполненную из стальной проволоки диаметром 8 мм, уложенную под несгораемый утеплитель, с шагом ячеек 8х8 м, узлы которой соединены сваркой. Уклон кровли здания составляет 1:6.

Е.30. Можно ли для защиты от прямых ударов молнии здания III категории молниезащиты применять молниеприемную сетку, выполненную из стальной проволоки диаметром 6 мм, уложенную под несгораемый утеплитель, с шагом ячеек 15х15 м, узлы которой соединены сваркой. Уклон кровли здания составляет 1:10.