2.3. Графо-эмпирический метод определения параметров молнезащиты

Целью метода является определение полной высоты молниеотвода для конкретного объекта. Эта цель достигается путем совместного масштабного черчения и эмпирических расчетов.

На формате А-3 в оптимальном масштабе выполняется чертеж заданного объекта (условного параллелепипеда), который должен быть защищен от поражения молниею в двух проекциях – вид сверху и вид сбоку.

На изометричном эскизе здания выбирается место установки молниеотвода таким, чтобы необходимая зона защиты имела минимальные размеры.

На чертеже проекция здания на склоне должна бать с заданным углом склона α, при этом выбирается такая боковая проекция здания, что бы молниеотвод изображался на чертеже на расстоянии S_в от здания (рис. 2.1).

Определяется размещение зоны защиты и здания в зависимости друг от друга.

Для этого по формулам (табл. 2.2) в зависимости от зоны защиты (А,Б,В) рассчитываются размеры зоны защиты.

h₀ - высота зоны защиты ,м (равна высоте молниеотвода без молниеприемника;

r₀ - радиус зоны защиты, м

Таблица 2.2

Определение параметров зоны защиты одно стержневого молнеотвода для различных типов (А, Б, В)

Вид зоны защиты	Рассчитываемые параметры зоны защиты
А	при h > 190 м r0 и rx рассчитывать для h = 190 м
Б	при h >250 м r0 и rx рассчитывать для h = 250 м;
В

Кроме того , может бать определен текучий радиус зоны защиты r_x1, который зависит от высоты h_x1. Для каждого конкретного объекта наибольшее значение имеет r_x, который рассчитывается в зависимости от высоты здания, когда h_x = f(h_б) Значения h_x можно определить методом графических или геометрических расчетов. В случае, когда = 0, h_x = h_б..

Для предварительного расчета размеров зоны защиты и ее вычерчивания, принимается произвольное значение высоты молниеотвода h_н ( рекомендуется 100 или 50 м, что упрощает расчеты). Тогда из формул (табл. 2.2) с подстановкой h = h_н определяем r₁ и h₁.

На проекции здания «вид сбоку», наносятся границы зоны защиты в соответствии с полученными значениями h₁ и r₁ в виде треугольника (рис. 2.1).

В случае, если граница зоны защиты располагается таким образом, что крайние точки здания располагаются за зоной (или в внутри зоны) защиты, то необходимо графически найти новую зону защиты путем параллельного переноса границы первой зоны защиты, таким образом, чтобы наиболее отдаленный габарит здания лежал на новой границе зоны защиты (рис. 2.2)

С помощью графических замеров, с учетом масштаба, определяют новые размеры зоны защиты h₂, r₂.

На виде сверху чертится молниеотвод в виде точки и наносятся границы зоны защиты в виде окружности с радиусом r_x2 (рис. 2.2).

Внимание!

Значение радиуса r_x2 определяется путем графического замера его на чертеже здания (вид сбоку, рис. 2.2). Радиус r_x2 - это переменная величина для каждой зоны защиты, которая зависит от величины h_{х2 .}. В случае, если  >0 , то r_x2 замеряется на уровне h_х2,

Если на виде сверху ни один из габаритов здания не выходит за границы r_x2, то на этом графическая часть расчетов заканчивается. Если хотя бы один из габаритов здания выходит за границы зоны защиты, то проводится новая окружность с радиусом r_x3, таким образом, чтобы самый отдаленный габарит здания лежал на этой окружности. Это будет искомый радиус зоны защиты.

Проектируя rx₃ на «вид сбоку» , определяем точку на высоте h_х3 = h_x2, через которую параллельно границам зон 1 и 2 проводится новая граница зоны защиты. Путем замеров на чертеже, с учетом масштаба, определяют новые параметры зоны защиты h₃, r₃.

Полученная графически третья зона защиты и будет искомой, так как она имеет минимальные размеры, и ни один из габаритов здания не выходит за ее границы ( ни на «виде сбоку», ни на «виде сверху»), а самый отдаленный габарит здания лежит на ее границе.

С использованием величины h₃или r₃, путем решения квадратного уравнения для соответствующей зоны защиты (табл. 2.2) определяется необходимая для защиты здания минимальная высота молниеотвода h. Формулы определения h с использованием h₃ имеют вид:

Рис. 2.2. Графический метод определения параметров зоны защиты.

зона А

; (2.3)

; ; (2.4)

зона Б

; (2.5)

; ; (2.6)

зона В

; (2.7)

; . (2.8)

Из полученных при решении уравнений (2.3 – 2.8) двух значений h необходимо выбрать одно значение, которое больше 0, или ближайшее к значению h₃ . Это значение и есть полная величина молниеотвода h (в метрах).

Уравнения с использованием r₃ для определения h можно получить простым математическим путем из формул (табл. 2.2) для соответствующих зон защиты, которые имеют вид квадратных уравнений, подобных уравнениям (2.3 – 2.8).

Определением полной высоты молниеотвода h заканчивается графо- эмпирический метод определения параметров молнезащиты.