Тема: Молниезащита высотных жилых и общественных зданий

Грозы от давних времен являются очаровательным природным явлением. Но нельзя забывать, что они являются значительной природной опасностью для человека и его окружения. Разница в электрическом заряде между облаками и землей приводит к тому, что в атмосфере возникают грозовые фронты, особенно часто это случается в летние месяцы - июль и август. То, что воспринимается нами как молния, на самом деле состоит из негативного тока, проходящего от облака к земле. При попадании молнии в здание ток нагревает не только точку попадания, но и всю его конструкцию, что значительно увеличивает вероятность возгорания. Только высокопрофессиональный монтаж систем молниезащиты в соответствии со всеми техническими нормами сможет обеспечить полную надежность и безопасность.
Молниезащита зданий представляет собой комплекс технических решений, осуществляемых с целью предотвращения возможных отрицательных последствий от прямого удара молнии, а так же вторичных проявлений удара молнии (наведенные перенапряжения, возникающие в электрических цепях при грозовом разряде). Устройство молниезащиты для зданий и промышленных коммуникаций является обязательным мероприятием для обеспечения условий безопасности, поэтому составляют содержание отдельного раздела проекта и закладываются в график строительства здания или сооружения.
Устройство молниезащиты включает в себя такие элементы как молниеприем- ник, токоотводы, систему заземления. Молниеприёмник (громоотвод, молниеотвод) - это устройство, предназначенное для перехвата молнии. Принцип действия молниеприемника состоит в том, что удар молнии приходится на наиболее высокие и хорошо заземленные металлические сооружения. Следовательно, если объект расположен в зоне защиты молниеотвода, то он не будет поражен молнией.
Почему же нас заинтересовал активный молниеприемник с точки зрения мол- ниезащиты высотных зданий?
Современные средства молниезащиты позволяют надежно защитить здания от поражения молнией. Проектирование молниезащиты высотные сооружение отличает возникновение восходящих молний, которые, стартуя от вершины сооружения, распространяются к облаку. Молния при приближении к поверхности земли несет электрический заряд, усиливающий собой электрические поля вершин объектов, находящихся на поверхности земли, и поля непосредственно у земной поверхности. Эффект продвижения электрического заряда усиливается высотой объектов из чего можно сделать вывод, что высота прямо пропорциональна скорости и времени приближения, благодаря чему увеличивается общее число грозовых ударов и увеличивается площадь стягивания молнии.
Традиционные средства молниезащиты высотных зданий не дают приемлемой зоны защиты от ударов молнии, приходится использовать комплекс защит. Важнейшей задачей электроэнергетики в области обеспечения грозозащиты и повышения надежности эксплуатации при поражениях молнией, является усовершенствование молниеприемника. Поэтому рассмотрение использования активного молниеприемника, является актуальной научно-технической задачей.
Цель работы - разработка молниезащиты высотных зданий на основе применения активных молниеотводов. Сравнение зон защиты активного и пассивного молниеотводов.
Для достижения заявленной цели были поставлены следующие задачи исследования:
1 Снижение ущерба от прямого удара молнии. Провести теоретические исследования влияния высоты здания на годовое число отключений.
2 Рассмотреть конструктивные особенности и способы установки оборудования молниеотвода.
3 Рассчитать и сравнить радиусы защиты для пассивного и активного мол- ниеприемника.
4 На примере жилого комплекса «Манхэттен» разработать активную систему молниезащиты, а также модернизировать план зданий и предложить возможный перечень домов, которые будут так же попадать в зону защиты.
5 Обосновать преимущества использования активных молниеотводов в отличие от обычных стержневых молниеотводов. Описать плюсы и минусы использования активных молниеотводов.
Новизна выпускной квалификационной работы заключается в применении активной молниезащиты для здания на примере высотного жилого дома в г.Челябинск.
Результаты исследования - работа ориентирована на решение актуальных проблем улучшения молниезащиты высотных жилых и общественных зданий.
Работа может представлять интерес для организаций, проектирующих молниезащиту, а также для строительных организаций в г.Челябинск.

Купить

В данной работе представлено описание проблем молниезащиты высотных жилых и общественных зданий. Рассмотрены стадии развития и условия образования встречного лидера. Влияние высоты объекта на увеличение общего числа грозовых ударов и площадь стягивания молнии. Рассмотрены определение категории молниезащиты, необходимой, согласно оценке факторов риска, для данного здания, определение метода и выполнение общих расчетов конструктивных параметров системы защиты. Приведены формулы и произведен расчет и сравнение защищаемых радиусов для пассивной и активной молниезащит. Представлены рисунки с зонами покрытия.
Сегодня одновременно существуют два типа молниезащиты: традиционные системы и молниеприемники с упреждающей стримерной эмиссией. Активная молниезащита значительно отличается от классической. Она обеспечиваются оптимальные условия для движения молнии, всегда направленного через ионизационный канал в молниеприемник. При этом создаваемый ионизационный канал фактически многократно увеличивает высоту молниеприемника. Для такой системы в большинстве случаев достаточно одного молниеприемника без применения дополнительной молниезащитной сетки на кровле или "пространственной клетки" на зданиях. Основой системы является молниеприемник с упреждающей стримерной эмиссией, который устанавливается на высотные здании. В зависимости от типа головки активного молниеотвода и высоты, на которой она установлена, радиус территории, защищаемой таким молниеприемником, может составлять более 100 метров, а потому защищёнными будут не только дом, а также постройки и прилегающая территория. Это означает, что там, где по классическим схемам защиты для обеспечения равного уровня защиты требуется выстраивать систему штыревых или горизонтальных молниеприемников, "пространственных клеток" с шагом в зависимости от категории молниезащиты, достаточно поставить один активный молниеотвод и степень защиты будет как минимум на том же уровне, что и по классической схеме
В ходе сравнительного анализа активной и пассивной молниезащиты для высотных жилых и общественных зданий, было отдано предпочтение в сторону первой. Это связано с зоной защиты, с наименьшими финансовыми затратами, с простотой монтажа и эксплуатации по отношению к пассивной молниезащите, а также активный молниеотвод занимает минимальное место при установки и не ухудшает эстетический вид объекта.

Купить