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 = 9h2n10-6 (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