Естественные молниеприемники: Вопрос: Какие конструктивные элементы зданий и сооружений могут рассматриваться как естественные молниеприемники? : Смотреть ответ

Генерация скачков напряжения может повредить оборудование, подключенное к электрической сети.

Каждый проводник страдает от прохождения индуцированных токов в переменном электромагнитном поле. Если эти проводники достигнут электронного или компьютерного оборудования, они могут нанести необратимый ущерб.

Образование искр и рассеивание тепла за счет эффекта Джоуля может привести к пожару. (Источник: Reuters) деформируется и ломается.

Прохождение тока определенной силы в течение короткого промежутка времени достаточно, чтобы вызвать риск поражения электрическим током и ожогов людей и животных.

Как защитить объекты вашей компании от атмосферных выбросов

Один луч, несущий до 30 миллионов вольт электричества, может нанести непоправимый ущерб.

В мире постоянно усложняющихся зданий и оборудования молния представляет собой постоянный риск.Удар молнии может повредить здания и привести к выходу из строя электронного оборудования. Это также может привести к пожару и серьезным экономическим потерям.

К счастью, существуют системы молниезащиты, которые обеспечат безопасность вашей компании. Учитываются не только производственные здания и сооружения, электрические и электронные системы, но и люди, которые работают в вашей компании.

В 1753 году Бенджамин Франклин изобрел громоотвод, инструмент, целью которого является привлечение молнии для направления электрического разряда на землю в определенную точку таким образом, чтобы снизить риск смерти и повреждения конструкций.

Сегодня громоотвод является частью системы молниезащиты (СМЗ).

Система молниезащиты

Система молниезащиты (СМЗ) имеет четыре основные задачи:

1. 1

    Захват луча.

2. 2

   Безопасный отвод тока молнии на землю.

3. 3

   Рассеивать ток молнии на земле.

4. 4

   Защита от побочных эффектов молнии.

Молниеотводы: определение и типы

Громоотвод представляет собой металлическую конструкцию с двугранным углом, функция которой заключается в увеличении электрического поля на конце (коронный эффект) и привлечении молнии в эту конкретную точку (молниеотвод). стержень), снижая риск удара в любой другой точке защищаемой плоскости.

Системы молниеотводов можно разделить на две группы: активные молниеотводы и пассивные молниеотводы.

Что такое единая система?

ПАССИВНАЯ СИСТЕМА

Собирающие наконечники или наконечники Франклина не выполняют никаких специальных действий во время грозы. Защита собирающих наконечников основана на положении стержней, морфологии, материале и физической реакции, происходящей в электростатическом поле.

Положительный заряд поднимается от земли через заземляющее соединение к наконечнику молниеотвода, который, будучи на преобладающей высоте, становится благоприятной точкой для удара молнии, предотвращая возникновение разряда в другом месте установки .

Защита наконечников для сбора может быть усилена сеткой для сбора. Коллекторная сетка представляет собой заземленную металлическую сетку, покрывающую все здание. При ударе молнии разряд распространяется по всей сетке, уменьшая ущерб, который он может нанести установке.

Что такое система ионного громоотвода?

АКТИВНАЯ СИСТЕМА

Ионные молниеотводы, принадлежащие к группе активных молниеотводов, имеют элементы, способные предвидеть удар молнии, чтобы защитить остальную часть территории.

Принцип работы такой же, как и у простого собирающего наконечника, но добавлена ​​дополнительная система ионизации для охвата большего радиуса защиты.

Эти системы создают восходящий след на большем расстоянии благодаря дополнительной ионизации молниеотвода, который активируется электромагнитным полем, создаваемым грозой, которое притягивает молнию к месту ее расположения, где система защиты направляет молнию к заземление, обеспечивающее защиту всей установки.

Эта ионизация, не теряющая мощности со временем, позволяет активную защиту с более широким радиусом защиты. С помощью этой методики можно покрыть не только структуру, но и ее окрестности или открытые пространства.

Активная защита и пассивная защита

Разница между активной и пассивной защитой заключается в действиях, которые эти системы выполняют во время шторма.

Радиус защиты, который может быть покрыт различными типами внешней молниезащиты, является основным (и самым важным) отличием.

Это отличие позволяет выделить преимущества АКТИВНОЙ системы защиты:

• Гораздо больший радиус защиты: может покрывать более чем вдвое больший радиус защиты, чем один молниеотвод, в зависимости от модели.
• Более экономично: когда необходимо покрыть очень большую площадь, установка большого количества простых точек Франклина может быть дороже, чем установка АКТИВНОЙ системы молниеотводов.
• Уменьшение визуального воздействия: поскольку требуется меньшее количество элементов, эстетика конструкции или защищаемой зоны будет меньше затронута.
• Повышенная безопасность: активная защита защищает не только конструкцию, но и окружающую среду и открытые пространства.

Далее вы познакомитесь с двумя активными системами молниеотводов, разработанными и запатентованными Proinex.

Активные молниеотводы

Что это такое и какими характеристиками они обладают

Компания Proinex предлагает молниеотводы двух различных конструкций, которые используются в соответствии с требованиями конструкции защиты.

Молниеотвод Punta Franklin ENZA-2

Молниеотвод ENZA-2® представляет собой ионизирующий молниеотвод активного типа. Этот громоотвод изготовлен полностью из нержавеющей стали и отличается особой эстетикой, уменьшенными размерами и высокой производительностью.

Разработан с целью оптимизации классического каптора Франклина.

В результате была получена конструкция, характеристики которой намного превосходят характеристики обычного наконечника Франклина, повышая безопасность за счет применения радиуса действия пассивного молниеотвода.

Как работает громоотвод ENZA-2?

ENZA-2® — громоотвод с мощным ионизатором окружающего воздуха.

Оснащен ионным излучателем, состоящим из 4-х электродов длиной 300 мм, которые питаются от электростатического поля, усиливающегося в зависимости от активности грозового облака, приближающегося к защитной зоне.

Это заметное отличие от громоотвода Punta Franklin, который, не имея излучателя ионизации воздуха, делает защищаемую зону более небезопасной.

Ионизация, создаваемая излучателями молниеотвода ENZA-2®, потенциально увеличивается по мере приближения молнии, что ухудшает диэлектрическую жесткость воздуха и значительно снижает градиент срабатывания молниеотвода.

Таким образом, одна и та же молния индуцирует возврат, когда ступенчатый лидер находится дальше, что объясняет более высокие характеристики молниеотвода ENZA-2® по сравнению со стандартным Franklin Point.

EOS-34 Ионный громоотвод

EOS-34® представляет собой ионизирующий молниеотвод из группы активных молниеотводов, состоящий из 3 частей:

1. Наконечник Франклина
2. Излучатели
902
3. Ускоритель ионов Зона защиты наконечника Франклина была одной из основных задач с момента изобретения громоотвода.

   Густав Карпат в 1931 году достиг этой цели, ионизируя воздух вокруг точки Франклина внешними ионизирующими источниками.

   В Proinex мы пошли еще дальше и разработали ионный громоотвод EOS-34®, который имеет преимущества перед другими решениями.

   Работа ионного громоотвода EOS-34® основана на поглощении энергии электростатическим полем, генерируемым грозовым облаком, и молнией, генерируемой вниз от облака, и по мере продвижения к земле создает увеличение градиента среды, в которой находится ионный громоотвод EOS-34®.

   Почему ионный громоотвод EOS-34 является хорошим решением?

   Ионизирующие источники вне системы имеют ограниченную энергию (типичным является тот факт, что ионизация, производимая радиоактивным изотопом, не становится чувствительной к излучению острия Франклина при приближении трассера).

   В отличие от ионного громоотвода EOS-34®, поскольку излучение зависит от градиента потенциала между эталонным полем, воспринимаемым молниеотводом, и полем земли, которое увеличивается по мере приближения ступенчатого трассера, в нашем саморегулирующаяся система.

   Каково назначение различных частей ионизирующего громоотвода EOS-34?

   1- Наконечник Франклина

    Это классический однотактный датчик (антитехнология наконечников, как показывает лабораторный опыт, делает громоотвод менее эффективным).

   2- Излучатели

   Это 4 зонда, направленных вниз и наружу, функция которых заключается в регистрации напряженности поля в воздухе в состоянии ниже кончика Франклина.

   3- Ускоритель ионов

    Это концентрическое кольцо с иглой Франклина, имеющее двойное назначение. Ускорение ионов, доставляемых эмиттером (а), и превышение предела Таунсенда (б).

   а- Ускоритель ионов стремится разогнать доставленные эмиттером ионы так, чтобы они приобрели такую ​​скорость, что их отклоняет ветер, циркулирующий вокруг точки Франклина во время шторма.

   b- Вторая цель — добиться такого ускорения скорости ионов, которое позволит преодолеть предел зоны Таунсенда, экспоненциально умножая количество ионов, окружающих наконечник Франклина.

   Эффект Таунсенда : Эффект Таунсенда, также называемый эффектом Рамзауэра, представляет собой физическое явление, связанное с рассеянием низкоэнергетических электронов атомами благородного газа.

   Технический прогресс с годами открыл новые возможности для защиты зданий и промышленных сооружений, сделав их менее уязвимыми для угрозы этого природного явления: молнии.

   Ионные разрядники EOS-34® и ENZA-2® были разработаны и испытаны в престижной лаборатории высокого напряжения INTI (Национальный институт промышленных технологий Аргентины) и имеют соответствующие сертификаты этой организации.

   Системы молниезащиты должны быть проверены после любого зафиксированного удара молнии по вашей конструкции.

   Поэтому существуют устройства, которые подсчитывают случаи ударов молнии и позволяют узнать, получил ли разряд молниеотвод.

   Счетчик молний

   Счетчик молний Proinex — это устройство, которое мы разработали для регистрации каждого удара молнии во внешних установках молниезащиты.

   Это электромеханическое устройство устанавливается на водосточной трубе молниеотвода на высоте примерно 1 метр от земли и не требует внешнего источника питания или батарей, поскольку для работы использует собственную энергию молнии.

   Предназначен для обнаружения электрической энергии, которая отводится в землю через проводник при ударе молнии.

   Прибор регистрирует каждое воздействие, по одному увеличивая свой электронный счетчик, что позволяет постоянно и надежно контролировать количество разрядов, которые получила система защиты.

   Выводы

   Молния может разрушить и повредить большие или малые здания, промышленные объекты или электронные системы и оборудование.

   Кроме того, нельзя оставаться слепым к потенциальным рискам безвозвратных потерь человеческой жизни.

   Принимая во внимание невообразимые экономические потери, с которыми сталкивается владелец в результате этого природного явления, нельзя игнорировать необходимость оснащения вашего предприятия надлежащими средствами молниезащиты.

   Инвестиции в систему молниезащиты более экономичны, чем расходы на повреждения и поломки конструкций, электрического и электронного оборудования, вызванные атмосферными разрядами.

   Молниеотводы — Scientific American

   В это время года у нас обычно возникают вопросы о молниеотводах, таких как их наилучшая форма, наилучшее вещество, его толщина и способы их монтажа. Какая перемена произошла в умах людей, уважающих молнию, после открытия философом Франклином ее тождества с электричеством. Одно время считалось, что янтарная бусина имеет таинственную связь с духовным миром, отсюда и старые восточные легенды о волшебных кольцах и т. д.Римские солдаты с благоговением смотрели на огоньки, которые часто можно было видеть танцующими на концах их копий; и матросы с удивлением смотрели на мерцающие огни — их «Кастор и Поллукс», — которые часто играли вокруг «главного грузовика». Открытие Стивена Грея в 1720 г., немногим более века назад, ot_elegtricity знаменует собой важную эру в физической науке; но самое важное открытие, связанное с нашим текстом, было сделано Франклином, о котором мы упоминали. Это открытие было одним из самых романтических, с которыми мы знакомы за всю историю философии.Как великий благородный старый философ-печатник предстает перед мысленным взором, стоя в своем строгом коричневом пальто, глядя своим спокойным задумчивым лицом вверх, на крошечного воздушного змея, которого он поднял, чтобы выманить молниеносного Дурачка из темной громовой колесницы и запереть его. его на пол матери-земли. В этот момент родилась новая наука — о молниеотводах; Франклин был современным Прометеем, похитившим небесный огонь. Дальнейшие исследования доказали, что земля и воздух одинаково подвержены влиянию электричества и что это всепроникающая стихия.Было показано, что в природе не существовало тела, через которое не распространялось бы это тонкое начало, что вмешательство постоянно производило изменения; f другими физическими силами, и, таким образом, в усилиях, предпринимаемых для восстановления равновесия, мы имеем проявления электрического явления — молнии. На каждой стадии роста животных и растений электричество либо поглощается, либо выделяется, и никакое изменение формы материи не может происходить без изменения ее электрических состояний.Когда под интенсивным солнечным воздействием вода превращается в пар, электрическое равновесие нарушается, и в стремлении природы восстановить утраченное равновесие между землей и воздухом возникают грозы. Электричество аккумулируется и плавает в облаках, и если оно не будет тихо разряжено или возвращено обратно на землю, когда облако перезаряжается своей артиллерией, оно вырывается наружу в ярости и иногда оказывается очень разрушительным для людей и имущества детей человеческих. Когда молния ударяет в дерево, переходя на землю из облака, она часто раскалывает его на части; он никогда не проходит мимо твердого вещества, на которое падает; он пытается найти путь к земле через промежутки между частицами, составляющими твердый объект; когда этих каналов недостаточно для его передачи, они выбрасываются в стороны, а дерево, дом или другой объект, пораженный ударом, раскалывается во всех направлениях.Существуют определенные тела, которые благодаря своему особому молекулярному строению обладают свойством свободно пропускать через себя эту жидкость, и любое из этих тел достаточного размера, чтобы передать на землю все электричество грозового облака, если помещенный в непосредственной близости от нее, так же тихо, удобно и безвредно пройдет на землю, как по трубе отводится дождевая вода с крыши здания. Эти тела называются молниеотводами; Франклин был первым, кто применил их — его практический ум всегда обращал внимание на полезное, и это было одно из его самых полезных открытий.Медный или железный стержень, воздвигнутый так, чтобы выступать над самой высокой точкой здания и опуститься в какую-нибудь влажную часть земли, выполняет, как мы сказали, ту же функцию для молнии, что и желоб для дождевой воды, проводя ее. в цистерну с крыши дома. Медь — лучший молниеотвод — не бойтесь, что она будет слишком толстой: Фарадей говорит: «Сплошная часть — это великая цель». До сих пор многие считали научным фактом, что поверхность была всем в молниеотводе, поэтому скрученные железные стержни и сплющенные полосы ошибочно использовались вместо толстых стержней одинакового диаметра повсюду.Если мы возьмем проволоку и составим гальваническую цепь с сильной батареей, если одна часть проволоки будет утончена или сделана из другого металла, например железное звено в медной цепи, то тонкая часть будет интенсивно греется, так же будет и железная ссылка. Поэтому молниеотвод должен иметь одинаковую толщину ниже верхней точки и должен быть изготовлен из одного M*d металла сверху донизу. Железный стержень может иметь наконечник из серебра или меди. Принцип изготовления и установки молниеотводов очень прост; это может сделать любой человек или дать указания по этому поводу, кто уделяет меньше всего внимания изложенным нами принципам.Толщина железного, по нашему мнению, должна быть хотя бы полдюйма в диаметре, но пусть это будет скорее толстая проволока, чем не иметь вовсе никакой. Опоры для крепления проводника к дымоходу или стене дома должны быть непроводящими, такими как тонкие полоски металла, вбитые в сухие лакированные деревянные колышки, а проводник всегда должен иметь наибольшую металлическую поверхность и раздел ; и он должен заканчиваться в какой-нибудь влажной части земли, такой как колодец или цистерна. Хорошая система молниеотводов может защитить любую территорию страны от грозы.В этом вопросе наука права, и теперь на юге Франции виноградари защищают свои лозы от разрушительного града, вызванного внезапным замерзанием воды дождевого облака, когда внезапные электрические разряды лишают его скрытого тепла. Это они делают, поднимая громоотводы над своими садами; там, где они распространены в изобилии, град теперь почти неизвестен в тех местах, где когда-то они были весьма часты. Так много приобрел человек, вылетев змея из рук американского философа.

   Громоотводы работают, говорит эксперт

   «Громоотводы обеспечивают безопасный путь молнии к земле». Поскольку почти 2000 гроз обрушиваются на Землю в любой момент времени, это означает, что в секунду происходит около 50 ударов молнии, и некоторые из них могут попасть в вашу крышу. Но установка громоотвода может избавить вас от беспокойства по поводу болта в вашем доме, говорит эксперт по молниям из Техасского университета A&M.

   Ричард Орвилл, профессор атмосферных наук, более 35 лет изучающий молнии и создавший Национальную сеть обнаружения молний (NLDN), , считает, что громоотводы являются полезными инструментами для отрицания положительной силы удара молнии. Более 20 лет назад Орвилл руководил ключевыми исследованиями в области физики молнии и помог создать сеть NLDN, расположенную в 48 штатах и ​​Канаде и обнаруживающую большинство (95 процентов) ударов молнии в землю. Это услуга Vaisala, Inc.который часто используется экспертами по погоде и военными.

   «Громоотводы обеспечивают безопасный путь молнии к земле», — отмечает он.

   «Они размещаются на самой высокой точке здания, а направленный вверх от стержня поводок соединяется со ступенчатым поводком, направленным вниз. Заземленный стержень обеспечивает безопасный путь для электричества, достигающего земли».

   Орвилл знает по опыту.

   В 2008 году в его собственный дом недалеко от кампуса A&M в Техасе ударила мощная молния, которая врезалась в дерево в 18 футах от его дома, а оттуда повредила освещение в его бассейне и электрическую систему дома.Окончательный счет за ремонт составил около 4500 долларов.

   «Пиковый ток разряда составил 158 000 ампер, и мы знаем это именно потому, что он был зарегистрирован сетью Lightning», — добавляет он. «Большинство болтов находятся в диапазоне от 25 000 до 30 000 ампер, так что это было во много раз больше, чем обычно. Громоотвод мог бы выдержать удар и сэкономить мне финансовые расходы. Мы также потеряли дерево».

   Немногие дома сегодня оборудованы громоотводом, но если вы живете в районе, где часто бывают грозы, было бы неплохо иметь его, отмечает он.

   «Если у вас в доме есть металлическая крыша, как у некоторых людей, то, безусловно, стоит подумать о ее установке, — говорит он, — потому что вероятность того, что она будет повреждена, выше. У нас в Техасе грозы бывают 12 месяцев в году, так что мы получаем свою долю молний».

   Он говорит, что Хьюстон является столицей молний Техаса, и город получает около 20 ударов на квадратную милю каждый год.

   Однажды Орвилла попросили расследовать удар молнии, в результате которого погибли две девочки 12 и 13 лет в лагере девочек-скаутов в северной части штата Нью-Йорк.«Это произошло за городом в лагере, и здание, в котором находились девочки, представляло собой хижину посреди большой группы деревьев», — вспоминает он. «Это было трагическое происшествие, но на самом деле нет никакой тайны, почему молния попала именно в это здание. Он был окружен множеством высоких деревьев, а они притягивают молнии».

   Стержни не могут предотвратить такие удары, особенно в очень высоких конструкциях, добавляет он. Эмпайр-стейт-билдинг в Нью-Йорке высотой более 1400 футов с момента открытия в 1931 году тысячи раз подвергался ударам молнии, но он был построен с элементами громоотвода.

   «Сегодня большинство небоскребов в больших городах имеют такие элементы, в том числе громоотводы», — говорит Орвилл. «Это стандартная строительная процедура»

   Если вам нужен громоотвод для дома, его можно приобрести во многих строительных центрах или заказать через Интернет.

   «Они могут дать вам душевное спокойствие, потому что они действительно работают», — подтверждает Орвилл.

   «Я бы порекомендовал иметь более одного вдоль линии крыши, особенно если это большой дом, и если вы не супер-пупер мастер на все руки, это одна работа, которую должен делать профессиональный установщик.

   Для получения дополнительной информации о сети обнаружения молний в Хьюстоне посетите веб-сайт http://atmo.tamu.edu/ciams/lma/index.html.

   Удары молнии — Как защитить свой дом, свои вещи и себя

   Удары молнии — Как защитить свой дом, свои вещи и себя | Распространение домашних инспекций

   С детства я слышал истории о молниях, бьющих людей.
   Мой отец был директором начальной школы Рок-Бридж в течение многих лет, и он рассказал мне
   историю о маленьком 5-летнем мальчике, которого ударила молния, и он был убит в своем доме.
   В детстве я сидел на своей кровати и просто окаменел от того, что это
   произойдет со мной!

   Во взрослом возрасте я был очарован молнией! Я видел, как молния ударяла в деревья возле нашего дома
   и загоралась. Я видел, как он попал в трансформатор и в нашем доме!
   В дом моей сестры и зятя ударила молния в металлическом отливе на самой высокой
   точке крыши.Ток прошел по желобам и поджег внутреннюю проводку.
   В другой раз наш сосед позвонил нам после бури и спросил, может ли Стюарт приехать и помочь ему перевезти
   мертвый скот. Семь голов крупного рогатого скота сидели рядом с линией забора у дерева, когда молния ударила
   в дерево, а затем прошла вдоль забора и убила весь скот электрическим током!

   Так как же нам защитить наши дома и их содержимое

   
   от ударов молнии?

   В соответствии с Национальным электротехническим кодексом (NEC) и CEC требуется определенное заземление, соединение

   и функции защиты, предназначенные для защиты от молнии..

   Эти меры безопасности значительно снижают риск удара током или поражения электрическим током для человека в

   дома, а также риск возникновения пожара от молнии.

   Защита внешней части вашего дома

   Громоотводы не защитят молнию от ударов, но помогут безопасно направить ее от вашего дома, если правильно установлены.
   Убедитесь, что громоотводы надежно прикреплены к крыше вашего дома и заглублены в землю с помощью троса.
   Молния также имеет тенденцию путешествовать по земле, поэтому, если вы планируете посадить деревья во дворе,
   держите более высокие деревья на безопасном расстоянии от вашего дома.
   Возможно, вы захотите инвестировать в систему освещения, установленную профессиональной компанией, которая учитывает весь ваш дом,
   окружающие постройки и ландшафтный дизайн при заземлении на случай удара молнии.

   Защита салона

   Молния может повредить электронику, телефон и другие системы в вашем доме, подключенные к электрической розетке.
   Самый простой способ защитить ваши приборы — отключить их, как только вы впервые услышите раскаты грома.Сетевые фильтры
   обеспечат безопасность вашей электроники. Просто знайте, какой из них вам нужен.
   Перейдите по адресу: http://www.wikihow.com/Choose-a-Surge-Protector , чтобы узнать, как правильно выбрать устройство защиты.

   Защита себя и своей семьи

   Согласно READY.GOV:

   • Используйте погодное радио NOAA с батарейным питанием для получения обновлений от местных властей.
   • Избегайте контакта с проводными телефонами и устройствами, в том числе подключенными к сети для подзарядки.
     Можно использовать беспроводные и беспроводные телефоны, не подключенные к настенным розеткам.
   • Избегайте контакта с электрическим оборудованием или шнурами. Отключите электроприборы и другие электроприборы
     , такие как компьютеры, и выключите кондиционеры. Скачки напряжения от молнии могут привести к серьезным повреждениям.
   • Избегайте контакта с водопроводом. Не мыть руки, не принимать душ, не мыть посуду,
     и не стирать. Сантехника и сантехника могут проводить электричество.
   • Держитесь подальше от окон и дверей и держитесь подальше от крыльца.
   • Не ложитесь на бетонный пол и не прислоняйтесь к бетонным стенам.
   • Избегайте естественных громоотводов, таких как высокое изолированное дерево на открытой местности.
   • Избегайте вершин холмов, открытых полей, пляжа или лодки на воде.
   • Укройтесь в прочном здании. Избегайте изолированных навесов или других небольших построек на открытых площадках.
   • Избегайте контакта с металлическими предметами — тракторами, сельскохозяйственной техникой, мотоциклами, тележками для гольфа, клюшками для гольфа и велосипедами.
   • Если вы за рулем, постарайтесь безопасно съехать с проезжей части и припарковаться. Оставайтесь в автомобиле и включите аварийную сигнализацию
     , пока не закончится сильный дождь.Не прикасайтесь к металлическим или другим поверхностям, проводящим электричество, внутри и снаружи автомобиля.

   БУДЬТЕ ПРОАКТИВНЫ и БЕРЕГИТЕСЬ ОТ УДАРОВ МОЛНИИ!

   
   

    

   Помочь вам открыть для себя здоровье вашего дома

   ГРОМОПОВОДОВ ВЫПОЛНЯЮТ РАБОТУ, НО СТОЯТ ЛИ ОНИ ЗАТРАТ? – Orlando Sentinel

   Разрушительная сила молнии устрашающа, и люди давно искали защиту от нее.

   В Средние века, когда господствовало мнение, что молния никогда не ударяет в одно и то же место дважды, они клали куски деревьев, уничтоженных молнией, под свои кровати, надеясь, что будущие молнии минуют их и окружающую структуру.

   В 1753 году в статье в «Альманахе бедного Ричарда» Бенджамин Франклин описал громоотводы, их расположение и свою веру в их способность защитить дом. Более 1000 читателей Альманаха, по-видимому, оборудовали свои дома розгами.Тем не менее, многие люди оставались скептичными.

   Первое успешное испытание стержня было в 1760 году, когда в дом, оснащенный стержнями Франклина, попало прямое попадание. Кончик стержня обгорел на три дюйма, но дом не пострадал. Жезлы Франклина стали появляться на крышах домов, амбаров и других построек по всей колонии. Современные стержни по сути такие же, как у Франклина, и их продолжают устанавливать в качестве эффективной защиты.

   Некоторые эксперты задаются вопросом, подходят ли громоотводы для каждого дома.Некоторые утверждают, что, поскольку шансы на попадание в здание невелики, стоимость установки стержней — от 500 до 1500 долларов в зависимости от размера и местоположения — не оправдана для среднего дома.

   Домовладельцы должны решить для себя, хотят ли они потратить деньги на защиту от катастрофы, которая может никогда не произойти.

   Есть и другие факторы, которые необходимо учитывать. Исторические или знаковые дома выиграют от стержней, потому что ремонт повреждений этих конструкций часто затруднен или невозможен.Стоимость установки стержней минимальна по сравнению с возможной потерей архитектурного сокровища.

   Здания, которые выше окружающих построек, имеют больше шансов попасть под удар, чем другие. Отдельные здания на высоких открытых участках земли находятся в более опасном месте, чем здания в долинах или на низинах и равнинах. Высокие деревья в непосредственной близости от дома могут привлекать молнии, в результате чего они взрываются и разлетаются обломки.

   Климат и широта являются другими факторами.В теплых южных районах больше гроз и, следовательно, больше молний, ​​чем в более холодных северных районах. Таким образом, опасность от молнии во Флориде выше, чем в штате Мэн. По данным Atmospheric Research Systems в Палм-Бей, около 10 000 ударов молнии могут ударить в землю всего за час во время сильных летних гроз от Тампы до Орландо.

   Подрядчик, устанавливающий громоотводы, должен быть сертифицирован Институтом защиты от молний, ​​а/я 1039, Вудсток, Иллинойс.60098.

   Клеммы или стержни должны соответствовать местным строительным нормам и располагаться на расстоянии не более 20 футов друг от друга. Эти стержни должны быть прикреплены плетеной медной, алюминиевой или оцинкованной стальной проволокой к заземляющим контактам, расположенным в диагонально противоположных углах дома. Заземляющий кабель должен проходить не менее чем в 2 футах от фундамента и проникать в землю на глубину 8 футов. Глубина может варьироваться в зависимости от проводимости почвы.

   Дымоход и водопровод, включая вентиляционную трубу, а также водопроводные трубы также должны быть подключены к системе.Если металлические дымоходы и желоба находятся в пределах 6 футов от системы, их также следует подсоединить.

   Ток молнии также может попасть в дом при скачках напряжения через входящие электрические линии. Скачки могут повредить приборы и бытовые электрические компоненты. Чтобы предотвратить это, разрядники для защиты от перенапряжения могут быть установлены лицензированным электриком или работником коммунальной компании. Кроме того, многие специалисты рекомендуют защищать компьютеры, телевизоры и аудиотехнику индивидуальными фильтрами перенапряжения.

   Многие домовладельцы ошибочно полагают, что их телевизионные антенны могут защитить дом от молнии. Если антенна не установлена ​​должным образом, она даже может вызвать проблемы, привлекая удары молнии. Антенна должна иметь хорошее заземление и разрядник на входе антенны. Без заземления любой всплеск электричества от молнии может перейти от антенны к более заземленному проводнику, такому как водопроводные трубы в стенах дома. Это может вызвать пожар.Но даже правильно заземленная антенна не обеспечивает адекватной защиты от молнии для среднего дома.

   Деревья называют «естественными громоотводами природы», потому что они легко притягивают молнии. Кажется, что тополь, пихта, дуб и ель притягивают болты больше, чем другие деревья. Но проводимость почвы и ее расположение могут стать хорошими громоотводами из других деревьев. Деревья в пределах 10 футов от дома должны быть оснащены клеммами и гибкими заземляющими разъемами.

   Обзор молниезащиты — Институт молниезащиты

    

   Общая отраслевая информация

   Институт молниезащиты — это общенациональная некоммерческая организация, основанная в 1955 году для продвижения образования, повышения осведомленности и безопасности в области молниезащиты.Индустрия молниезащиты зародилась в Соединенных Штатах, когда Бенджамин Франклин постулировал, что молния — это электричество, и можно использовать металлический стержень, чтобы отвести молнию от здания. Молния является непосредственной причиной более 50 смертей и 400 травм каждый год, и трудно защитить людей на открытых площадках. Прямые удары молнии причиняют ущерб от пожаров, превышающий 200 миллионов долларов в год, а страховые компании прямо или косвенно выплачивают убытки на миллиарды долларов, связанные с молнией.Большая часть этих потерь собственности может быть сведена к минимуму, если не устранена, за счет обеспечения надлежащей молниезащиты сооружений. LPI стремится к тому, чтобы современные системы молниезащиты обеспечивали максимально возможное качество как материалов, так и методов установки для максимальной безопасности.

   Национальная ассоциация противопожарной защиты. (NFPA) публикует документ # 780 под названием Стандарт по установке систем молниезащиты , который считается национальным руководством по проектированию полных систем молниезащиты в США.NFPA опубликовала свой первый документ по защите от молнии в 1904 году. Документы NFPA, такие как Национальный электротехнический кодекс (NEC — NFPA 70), Национальный кодекс топливного газа (NFPA 54) и Единый пожарный кодекс (NFPA 1), разрабатываются комитетом для рассмотрения. принятие новой информации по безопасности по конкретным темам, связанным с пожарами.

   Стандарт молниезащиты № 780 пересматривается каждые три года для обновления. NFPA 780 включает молниезащиту для типичной конструкции здания в главе 4 в качестве требований к обычным конструкциям.Документ 780 охватывает множество специальных конструкций, от хранилищ опасных материалов до лодок и кораблей и открытых сооружений для пикника, и дает рекомендации по личной безопасности на открытом воздухе. NFPA 780 предлагает лучшее, что мы знаем сегодня в теории и технологиях систем защиты, проверенных опытными профессионалами отрасли в юридически признанном формате.

   Испытания продукции на предмет компонентов молниезащитного материала на заводе перед отправкой для внесения в список и маркировки проводятся Underwriters Laboratories, Inc.(УЛ) . Стандарт UL 96 устанавливает минимальные требования к конструкции молниеприемников, кабельных проводов, фитингов, соединителей и крепежных деталей, используемых в качественных системах молниезащиты. У UL есть инспекционный персонал, который регулярно посещает производственные объекты, чтобы проверить соответствие для дальнейшего использования их утвержденных товарных этикеток.

   Полевая проверка завершенных установок молниезащиты также может быть организована UL через подрядчиков по установке, перечисленных в их программе.UL уже много лет выпускает продукт Master Label для систем, полностью соответствующих стандарту UL 96A. Стандарт 96A основан на общих требованиях NFPA 780, но в UL есть Техническая комиссия по стандартам (STP) для рассмотрения требований к более удобному для проверки формату, что приводит к некоторым различиям. UL также проверит соответствие некоторых других признанных на национальном уровне стандартов (например, NFPA 780) на предмет полного соответствия систем. Некоторые частичные конструкции могут быть доступны для осмотра в полевых условиях в рамках их программы «Письмо о выводах».

   Институт молниезащиты (LPI) принимает последнее издание стандарта NFPA 780 в качестве справочного документа для проектирования системы. LPI выступает за использование UL в качестве стороннего инспекционного органа для компонентов в соответствии с их документами UL 96. LPI публикует этот документ # 175 , основанный на NFPA 780, с дополнительными пояснительными материалами, полезными для монтажников и инспекторов.

   LPI предоставляет отраслевую программу самоконтроля для участников сертификации подмастерьев, мастеров-установщиков и инспекторов-дизайнеров.Отдельные лица сдают экзамены, которые включают требования перечисленных выше стандартов молниезащиты и применение этих принципов к примерам проектирования. Продление членства требуется каждый год, а дополнительные экзамены проводятся примерно каждые три года, когда обновляются национальные стандарты. Заключение контрактов с профессионалами, прошедшими квалификацию в рамках процесса LPI, обеспечивает дополнительный уровень гарантии качества при первоначальной установке системы и ресурсы для будущей проверки и обслуживания существующих систем.

   LPI внедрила программу проверки для завершенных установок под названием LPI-IP . LPI-IP предоставляет услуги по сертификации, более тщательные и полные, чем любая предыдущая программа проверки от LPI или других программ, доступных в настоящее время на рынке. Благодаря использованию контрольно-пропускных пунктов, обзоров и инспекций на месте сертификация системы LPI-IP обеспечивает безопасность с использованием квалифицированного персонала по установке и независимых инспекторов. LPI-IP предлагает «Сертификат основной установки» для полных конструкций, «Сертификат восстановленной основной установки» для ранее сертифицированных конструкций и «Проверку ограниченного объема» для частичных систем в определенных контрактах.Это критический элемент для спецификатора, владельца и страховщика имущества, обеспечивающих проверку качества установок молниезащиты сторонним независимым источником.

   Системы молниезащиты для сооружений обычно не являются требованием национальных строительных норм и правил, хотя стандарты могут быть приняты органом, имеющим юрисдикцию в отношении общего строительства или конкретных помещений. Поскольку молниезащита может рассматриваться как вариант, очень важно, чтобы заказчик, строительный подрядчик и страховщик имущества были знакомы с национальными стандартами для обеспечения максимально возможного уровня безопасности. Системы молниезащиты имеют замечательные показатели защиты от физической опасности для людей, структурных повреждений зданий и выхода из строя внутренних систем и оборудования. Полученная ценность начинается с надлежащего проектирования, продолжается посредством качественной установки и должна включать проверку и сертификацию. Конечной целью является безопасное убежище, безопасность инвестиций и устранение возможных простоев системы в условиях одного из самых разрушительных природных явлений.

   Общая информация о системе

   Стандарты США для комплектных систем молниезащиты включают NFPA 780, UL 96 и 96A и LPI 175 . Эти стандарты основаны на фундаментальном принципе обеспечения достаточно прямого металлического пути с низким сопротивлением и низким импедансом для прохождения тока молнии и принятия мер по предотвращению разрушения, пожара, ущерба, смерти или травм при протекании тока с крыши. уровня ниже класса.Стандарты представляют собой консенсус органов власти в отношении основных требований к конструкции и характеристикам квалифицированных конструкций и продуктов. Ожидается, что полная система защиты, основанная на надежных инженерных принципах, исследованиях, отчетах об испытаниях и полевом опыте, обеспечит личную и структурную безопасность от молнии и ее побочных эффектов. Стандарты постоянно пересматриваются для новых продуктов, технологий строительства и подтвержденных научных разработок, направленных на устранение опасности молнии.Хотя материальные компоненты могут показаться очень похожими, конфигурация общей конструкции системы сильно изменилась за последние 25 лет, чтобы отразить сегодняшний образ жизни.

   Есть пять элементов , которые должны быть установлены для обеспечения эффективной системы молниезащиты. Устройства прекращения разряда должны быть приспособлены для прямого подключения молнии и должны быть спроектированы таким образом, чтобы принимать удары до того, как они достигнут изолированных строительных материалов. Кабельные проводники направляют ток молнии по конструкции и через нее без повреждений между молниеотводами вверху и системой заземляющих электродов внизу.Система заземляющих электродов класса ниже должна эффективно перемещать молнию к конечному пункту назначения вдали от конструкции и ее содержимого. Соединение или взаимосвязь системы молниезащиты с другими внутренними заземленными металлическими системами должны быть предусмотрены, чтобы исключить возможность внутренних боковых вспышек молнии. Наконец, устройств защиты от перенапряжения должны быть установлены на каждом служебном входе, чтобы остановить проникновение молнии из инженерных сетей и дополнительно выровнять потенциал между заземленными системами во время грозовых явлений.Когда эти элементы правильно идентифицированы на этапе проектирования, включены в аккуратную и профессиональную установку, и не происходит никаких изменений в здании, система защитит от повреждения молнией. Элементы этой системы пассивного заземления всегда выполняют одну и ту же функцию, но общая конструкция индивидуальна для каждой конкретной конструкции.

   Компоненты молниезащиты

   изготовлены из материалов , устойчивых к коррозии, и их необходимо защищать от ускоренного износа.Многие компоненты системы будут подвергаться воздействию атмосферы и климата. Комбинации материалов, образующих электролитические пары в присутствии влаги, не должны использоваться. Компоненты токоведущей системы должны обладать высокой проводимостью. Преобладающие почвенные условия на площадке будут влиять на компоненты подземной системы. Срок службы системы и цикл технического обслуживания/замены зависят от выбора материала и местных условий. Системные материалы должны быть согласованы с используемыми конструкционными материалами, включая отливы, наличники, кожухи вентиляторов, различные кровельные системы, чтобы сохранить влагозащитную оболочку в течение предполагаемого срока службы здания.

    

   Медь, медные сплавы (включая латунь и бронзу) и алюминий являются основными материалами компонентов системы. Они служат наилучшей комбинацией функций для переноса тока и защиты от атмосферных воздействий. Поскольку алюминиевые материалы имеют несколько меньшую токопроводящую способность и механическую прочность, чем медные изделия аналогичного размера, перечисленные и маркированные материалы для защиты от молнии включают в себя детали большего физического размера. Например, чтобы считаться эквивалентным, воздухораспределитель минимального размера будет иметь диаметр ½ дюйма для алюминия по сравнению с диаметром 3/8 дюйма для меди.

   Вода, стекающая с меди, окисляет алюминиевые и оцинкованные поверхности, поэтому при согласовании конструкции системы необходимо учитывать гальванические факторы для возможных проблем при монтаже. Квалифицированные биметаллические фитинги используются для согласования компонентов системы для требуемых переходов от алюминия к меди. Они могут включать перечисленные продукты для этой цели или, в некоторых случаях, компоненты из нержавеющей стали. Алюминий никогда не должен соприкасаться с землей или почвой. Алюминий никогда не должен соприкасаться с поверхностями, окрашенными щелочной краской, или заделываться непосредственно в бетон.

   Если какой-либо продукт подвергается необычному механическому повреждению или смещению, он может быть защищен молдингом или покрытием, но необходимо соблюдать осторожность, чтобы запорные муфты и другие компоненты, установленные на крыше, выполняли свою функцию при приеме приспособлений. Компоненты молниезащиты под контактными зажимами могут быть скрыты внутри здания ниже уровня крыши во время строительства или при наличии доступа. Скорость тока молнии и разделение потока между несколькими путями не позволят компонентам нагреваться до какой-либо мгновенной температуры воспламенения, опасной для типичных строительных материалов.Включение системы в конструкцию позволяет соединить конструкционный металлический каркас и внутренние заземленные системы, а также обеспечивает защиту от смещения и проблем с техническим обслуживанием, что полезно для продления срока службы системы.

   Материалы, подходящие для использования в системах молниезащиты, внесены в список , имеют маркировку и прошли испытания в соответствии со стандартом UL 96. При выборе конструкции проводника необходимо максимально увеличить площадь поверхности для прохождения молнии и гибкость конфигурации для выполнения изгибов и поворотов, необходимых при установке.Базы молниезащиты эффективно осуществляют передачу удара с концевого устройства на жилу кабеля и надежно крепятся к различным поверхностям зданий в сложных погодных условиях. Фитинги для сращивания должны поддерживать контакт с проводниками, длина которых достаточна для обеспечения передачи тока и защиты от воздействия окружающей среды. Заземляющие электроды должны обеспечивать надлежащий контакт с землей для рассеивания заряда и удовлетворять требованиям пригодности для жизненного цикла в почвах с различным составом. Размеры соединительных устройств обеспечивают адекватное соединение систем для создания выравнивания потенциалов по всей конструкции.Устройства защиты от перенапряжения квалифицированы для более высоких уровней тока, чтобы удовлетворить потребности, связанные с молниезащитой.

   Прекращение забастовки

   Молниезащитные устройства выполняют системную функцию приема прямых молний. Они представляют собой зонт от проникновения молнии в непроводящие строительные материалы для защиты от пожара или взрыва. Любое металлическое тело толщиной 3/16 дюйма или более, выступающее над конструкцией, выдержит удар молнии без прожигания.Таким образом, в некоторых случаях элементы конструкции могут быть включены в качестве концевых запоров. Высокие мачты или воздушные грозозащитные тросы, подобные защите линий электропередач, могут служить для прекращения удара. Однако в большинстве случаев малые терминалы специального назначения составляют большую часть систем прекращения забастовки. Эти ненавязчивые компоненты предпочтительнее из-за простоты монтажа и эстетических соображений, и их можно скоординировать в наиболее эффективную конфигурацию для всех типичных строительных конструкций.

   Окружающая нас атмосфера электрически заряжена, но в свободном воздухе поддерживается относительно сбалансированное распределение ионов. Когда мы поднимаем в воздух здание, дерево или даже человека в меньшей степени, мы меняем этот электрический баланс. Электрическое поле накапливается для изменения точек геометрии наземных объектов. Такие элементы, как гребни и особенно концы гребней, края зданий с плоскими крышами и даже углы становятся точками скопления ионов, которые повышают восприимчивость к ударам молнии.Надлежащая система устройств прекращения удара учитывает эти реалии за счет использования молниеприемников по сконфигурированному шаблону, предназначенному для использования точек естественного накопления ионов в здании для втягивания молнии в систему защиты. Чем выше конструкция и чем серьезнее планарные изменения (например, вертикальная стена переходит в горизонтальную плоскую крышу), тем больше возможностей для крепления в этих критических стыках. Проектирование системы воздухоприемников , выступающих всего на 10 дюймов над этими структурными точками упора и вдоль гребней и краев, как было доказано более чем вековой практикой, обеспечивает перехват около 95% зарегистрированных вспышек молнии, в том числе наиболее жестокий.Теоретически некоторые удары молнии с более низким потенциалом могут происходить на плоских плоскостях вдали от молниезащиты, разработанной в соответствии со Стандартами, но последствия находятся в допустимых пределах для обычной конструкции. Учитывая более низкий уровень энергии, необходимый для байпаса, другие компоненты заземления конструкции, включенные в полную систему молниезащиты, и случайную вероятность соединения с компонентом системы в любом случае, этот метод защиты здания считается наиболее эффективным.

   Защита самых высоких и наиболее выступающих элементов здания с помощью запорных устройств, в зависимости от геометрии здания, также обеспечивает определенный уровень защиты нижних частей конструкции или элементов, находящихся в «тени» более высоких полностью защищенных зон. Зона защиты существует от любого вертикального запорного устройства и более того, от вертикального полностью защищенного уровня здания. Зона защиты описывается в Стандартах молний с использованием модели сферы радиусом 150 футов (46 метров) для идентификации элементов, находящихся под защитой более высоких элементов системы или пристроек на расстояниях, которые требуют дополнительной защиты с помощью дополнительных клемм удара.Это похоже на перекатывание шара диаметром 300 футов (92 метра) с уклона на противоположный уровень, а затем над зданием на противоположный уровень во всех мыслимых направлениях. Если мяч касается изолированного строительного материала, то добавляется дополнительный ударный терминал. Области, поддерживаемые ударными терминалами, ударным терминалом и уклоном, а также вертикальные стены, затем находятся под защитой правильно спроектированных элементов системы. Эта геометрическая модель для защиты всех конструкций основана на последнем этапе процесса крепления молнии и снова охватывает более 90% возможных ударов молнии.Для более важных структур, таких как те, которые содержат взрывчатые вещества или легковоспламеняющиеся жидкости и пары, модель уменьшена до сферы радиусом 100 футов (30 метров), которая покрывает более 98% зарегистрированных ударов молнии.

   Система молниезащиты защищает конструкцию от удара молнии, предоставляя предпочтительные точки крепления. Медные или алюминиевые воздухораспределители предпочтительнее в большинстве случаев из-за их проводимости и устойчивости к атмосферным воздействиям.Квалифицированные видные металлические строительные элементы также могут выполнять эту функцию. В особых случаях, когда молния не может проникнуть внутрь, использование высоких мачт и воздушных заземляющих проводов, используемых в модели с уменьшенной зоной, может обеспечить дополнительную защиту. Защита таких вещей, как стандарты освещения или деревья, может обеспечить некоторую защиту области на основе модели зоны. Конфигурация конструкции молниезащиты является первым ключевым элементом для создания полной системы молниезащиты.

   Проводники

   Компонент системы проводников полной молниезащиты включает кабели основных размеров, конструкционную сталь здания, а также соединительные или соединительные провода к внутренним заземленным системам здания.Основные проводники выполняют функцию токопровода от устройств прекращения удара к системе заземления. Основные кабели изготовлены из меди или алюминия с высокой проводимостью и хорошо работают во внешней среде. Молния ищет путь к земле, поэтому даже при использовании очень проводящих материалов прокладка кабелей должна быть горизонтальной или нисходящей. По своей концепции это похоже на гравитационный поток воды на плоских участках с уклоном в водосточные желоба или в водосточные желоба в водосточные системы.Кабели необходимо прокладывать с использованием длинных плавных изгибов не менее чем на 90 градусов. Молния оказывает значительное механическое воздействие на кабели, а острые изгибы или углы могут быть повреждены, а в худших случаях молния может вызвать дугу. Эту механическую силу можно сравнить с подачей воды под давлением через пожарный шланг — проводник попытается выпрямиться, что может привести к повреждению фитингов, крепежных деталей или самого проводника.

   Медные и алюминиевые жилы магистральных кабелей для молниезащиты разработаны по стандарту гладкого переплетения или канатной укладки с использованием отдельных проводов меньшего сечения.Эта конструкция обеспечивает максимальную площадь поверхности на единицу веса проводника для размещения молнии, которая быстро перемещается по поверхности. Эта конструкция также позволяет легче сгибать и формировать систему проводников вдоль, вокруг и над элементами конструкции здания. Открытые проводники крепятся с интервалом не более трех футов, чтобы удерживать систему на месте от ветра и непогоды. Все устройства прекращения удара должны быть подключены к проводникам с минимум двумя путями к системе заземления.Устройства защиты от ударов, охватывающие различные участки сооружения, должны быть соединены между собой в единую систему либо по кровельным токоотводам, либо по токоотводам, либо путем взаимного соединения элементов системы заземления для разных уровней или выступов кровли. Провода молниеотвода могут быть скрыты под или внутри конструкции — на чердаках и стенах или в бетонных заливках — потому что скорость молнии снижает потенциал нагрева проводов до температуры искрового воспламенения строительных материалов до значительно ниже уровня повреждения.

   Токоотводы или токоотводы представляют собой элементы системы основных проводов, которые обычно передают молнию от системы уровня крыши к системе заземления. Это может быть кабельный провод или непрерывный стальной каркас толщиной 3/16 дюйма или более, соответствующий стандарту , или их комбинация. Арматурная сталь или арматура неприемлемы в качестве замены проводника кабеля, но каждый отвод кабеля должен быть прикреплен к несущему каркасу вверху и внизу каждого вертикального участка.Все устройства отключения разряда должны иметь как минимум два пути к земле, чтобы разделить молнию по нескольким путям, поэтому в самом маленьком здании должно быть минимум два токоотвода. Токоотводы для больших зданий могут быть рассчитаны со средними интервалами в 100 футов по периметру здания, хотя системные компоненты для специальных элементов конструкции здания могут потребовать дополнительных токоотводов для удовлетворения требований к нескольким путям. Важно рассчитать площадь защищаемого периметра, чтобы получить правильное распределение спусков для коньковых крыш, которые включают заделку только по вершине.

   Предоставление нескольких путей для тока молнии имеет большое преимущество, заключающееся в снижении общей энергии на любом данном проводнике. Это влияет не только на размер проводника, но и удерживает молнию на заданных нами путях, чтобы свести к минимуму боковые вспышки во внутренние системы и уменьшить потенциальные проблемы с внутренней индукцией. Стандарты молниезащиты требуют минимального количества молний по периметру, но большее количество путей может быть очень полезным для обеспечения защиты оборудования и людей внутри.Тот факт, что конструкция стальной рамы создает наибольшее количество квалифицированных вертикальных путей, соединенных горизонтально на многоуровневых конструкциях, делает ее предпочтительной для использования в качестве отводов для обеспечения улучшенной защиты от вторжения побочного эффекта молнии. Несмотря на то, что кабельные проводники необходимы для токоотводов в конструкциях из литого бетона, необходимое соединение арматуры помогает создать аналогичную сеть защиты в высотных строительных проектах.

   Заземление

   Правильно выполненные соединения заземления необходимы для эффективного функционирования системы молниезащиты, поскольку они служат для распределения молнии по земле.Это не означает, что сопротивление заземления должно быть низким, а скорее то, что распределение металла в земле или, в крайних случаях, на ее поверхности должно быть таким, чтобы обеспечить рассеяние разряда молнии без причинения ущерба.

   Низкое сопротивление желательно, но не обязательно, как это может быть продемонстрировано крайними случаями, с одной стороны, здания, стоящего на влажной глинистой почве, а с другой стороны, здания, стоящего на голой скале. В первом случае, если грунт имеет нормальное удельное сопротивление, ожидается, что сопротивление надлежащего заземляющего электрода будет менее 50 Ом, и опыт показал, что двух таких соединений с землей на небольшом прямоугольном здании достаточно.В этих благоприятных условиях обеспечение адекватных средств для рассеивания энергии вспышки без риска серьезного повреждения является простым делом. Во втором случае было бы невозможно сделать хорошее заземление в обычном смысле этого слова, потому что большинство пород являются изолирующими или, по крайней мере, имеют высокое сопротивление; следовательно, чтобы получить эффективную почву, необходимы более сложные средства. Наиболее эффективные системы состоят из разветвленной проводной сети , проложенной по поверхности скалы, окружающей здание, к которой подсоединены токоотводы.Сопротивление между такой компоновкой и землей может быть высоким, но в то же время распределение потенциала вокруг здания по существу такое же, как если бы оно опиралось на проводящий грунт, и результирующий защитный эффект также по существу такой же. Система заземляющих электродов молниезащиты служит для отвода молнии в любые существующие слои почвы и отвода ее от конструкции.

   Сеть заземляющих электродов будет в значительной степени определяться опытом и суждениями лица, планирующего установку, с должным учетом минимальных требований Стандартов, которые предназначены для охвата обычных случаев, которые могут возникнуть, с учетом Имейте в виду, что, как правило, чем обширнее подземный металл, тем эффективнее система заземления.Устройство заземления зависит от характера почвы, начиная от одиночных заземляющих стержней, если почва глубокая, до использования нескольких электродов, заземляющих пластин, радиальных или подземных проводных сетей, где почва неглубокая, сухая или с плохой проводимостью. Каждый нисходящий кабель должен заканчиваться соединением заземляющего электрода, предназначенным для системы молниезащиты. Электроды системы электроснабжения или связи не должны использоваться вместо заземлителей молнии. Конечный продукт должен включать соединение отдельных заземляющих электродов различных систем.

   Везде, где это целесообразно, соединения с заземляющими электродами должны выполняться снаружи стены фундамента или достаточно далеко, чтобы избежать заглубленных фундаментов, заглушек труб и т. д. Заземляющие электроды должны быть установлены ниже линии замерзания, где это возможно. Материалы, используемые для заземляющих электродов, должны быть пригодны для любого щелочного или кислого состава почв для обеспечения длительного срока службы.

   Во время разряда тока молнии в системе проводников заземляющие электроды следует рассматривать как точки, через которые протекает сильный ток между системой прекращения удара молнии и землей вокруг сооружения.Следовательно, важно размещение с целью отвода потока тока от конструкции наиболее выгодным образом. Это будет реализовано за счет размещения заземляющих устройств на внешних концах, таких как углы и наружные стены конструкции, и предотвращения, насколько это возможно, протекания тока под зданием. В некоторых случаях, особенно когда речь идет о пристройках к существующему зданию, может возникнуть необходимость в размещении токоотводов и заземления внутри и под сооружением.

   Контур заземления , опоясывающий конструкцию, соединяющую все токоподводящие кабели в их основании и/или устройства заземляющих электродов, является наилучшим способом выравнивания потенциалов для всей системы молниезащиты. Всегда возможно иметь различные значения сопротивления заземляющих электродов даже на одной и той же конструкции.

   Поскольку разделение молнии по нескольким путям начинается в точке прекращения удара и следует по системе проводников к земле, различные значения сопротивления электродов могут нарушить эту функцию.Заземляющий контур решает эту потенциальную проблему и обеспечивает обширную сеть проводов для улучшения системы заземления. Контур заземления требуется для каждой конструкции , превышающей 60 футов в высоту. Если соединительный контур не может быть проложен в земле, то для выполнения этого требования его можно разместить внутри конструкции. Эта петля на уровне земли также обеспечивает соединение с другими заземленными системами здания.

   Все средства заземления внутри или на конструкции должны быть соединены между собой для обеспечения общего потенциала земли с использованием молниеотвода основного размера.Это включает в себя систему заземляющих электродов молниезащиты, электрическую, коммуникационную и антенную системы , а также системы металлических трубопроводов , входящие в конструкцию, такие как водопроводные, газовые и газовые линии, металлические трубопроводы и т. д. Подключение к газовым линиям должно быть выполнено заказчиком. стороне счетчика, чтобы избежать нарушения катодной защиты линий обслуживания. Если все эти системы подключены к непрерывной металлической системе водопровода, требуется только одно соединение между заземлением молниезащиты и водопроводом.Системное соединение может быть выполнено в нескольких точках вблизи входов в здание для систем или может использоваться одно жесткое соединение на шине заземления. Приведение всех заземленных систем здания к одному и тому же потенциалу на одном уровне — это первый шаг к защите внутренних компонентов и людей от молнии. Начинается процесс склеивания компонентов системы с внутренними системами здания против боковых вспышек.

   Выравнивание потенциалов (соединение)

   Основные токопроводящие компоненты системы молниезащиты были описаны в их самой ранней форме Бенджамином Франклином.Современные методы изготовления компонентов и конструкции, включающие систему в конструкцию, изменили внешний вид системы, но философия прекращения разряда, проводимости и заземления остается прежней: принять молнию и направить ее в землю. Наиболее драматические изменения, связанные с проектированием системы молниезащиты, связаны с адаптацией того, как мы строим и оснащаем современное здание, или с тем, что мы могли бы назвать «фактором внутренней сантехники». Современное здание включает металлические трубы, такие как водопровод, канализация и газовые системы, а также схемы для электрических и коммуникационных систем, которые обеспечивают внутренние пути для молнии, чтобы повредить компоненты и приблизить людей к опасности.

   В начале удара молнии в систему может произойти немедленное повышение напряжения до 1 000 000 вольт на выступающих компонентах, перемещающихся до 0 вольт на заземление. Любая другая независимо заземленная система здания, находящаяся в непосредственной близости от компонентов молниезащиты, будет иметь 0 вольт, поэтому естественной тенденцией является то, что часть или вся молния покидают нашу токопроводящую систему и переходят на альтернативный путь заземления. Если расстояние между потенциальными путями достаточно короткое, дуга или боковая вспышка могут возникнуть через воздух или строительные материалы, что создает потенциал пожара или взрыва.

   Поскольку внутренние заземленные строительные системы пронизывают структуру, этот потенциал существует на уровне крыши, на стенах здания или в них и даже потенциально ниже уровня земли. Молния распространяется от заземляющих электродов системы вблизи поверхности земли и может вернуться по металлическим трубам или другим основаниям обратно в здание. Альтернативные пути от внутренних заземленных цепей не предназначены для прохождения тока молнии (опасность возгорания), а соединения металлических труб не предназначены для токопроводящих устройств, ведущих к тепловой деформации или проблемам с ударом.Оборудование внутри сооружений, от раковины, подключенной как к водопроводу, так и к канализации, до персонального компьютера, подключенного как к электросети, так и к телефонной или антенной цепям, становится дополнительными точками для разряда тока молнии между независимо заземленными системами , создавая значительный хаос.

   Полная система молниезащиты решает эту проблему путем соединения или соединения металлических строительных систем с системой молниезащиты для создания общего потенциала земли .Когда заземленные системы соединены вместе, у молнии нет причин покидать наш спроектированный путь прохождения тока, потому что произвольная дуга по точкам не существует. Необходимо соединить каждую заземленную систему здания и систему непрерывных металлических трубопроводов с системой заземляющих электродов молниезащиты на уровне земли. Низкопрофильные конструкции могут нуждаться во взаимосвязи систем только на уровне крыши, когда они находятся в непосредственной близости от компонентов системы молниезащиты.По мере того, как конструкции становятся выше, становится необходимым соединить верхнюю часть вертикального расширения каждой внутренней заземленной системы с системой крыши молниезащиты. Наконец, в высотном строительстве системы заземления здания соединяются между собой на уровне земли, на уровне крыши и на промежуточных уровнях, чтобы обеспечить достаточное выравнивание потенциалов между длинными проводниками и избежать дугового разряда.

   Внутренняя дуга между заземленными системами также зависит от количества путей от системы молниезащиты крыши до системы заземления.Чем больше путей, тем больше мы разделяем молнию на сегменты с более низким напряжением, тем меньше вероятность того, что дуга пройдет через любую среду в альтернативные системы. Включение стальной надстройки в систему молниезащиты обеспечивает колонны и балки, а также промежуточные соединения с максимальным разделением молнии и, таким образом, минимизируют разницу потенциальных внутренних проблем. Стандарты требуют соединения кабельных вводов с арматурной сталью (арматурой) в залитых колоннах вверху и внизу каждого прогона, создавая аналогичный эффект, хотя эта механическая структурная система сама по себе не считается подходящей для прохождения тока молнии.Арматурная сталь, заземленные внутренние системы и молниезащита также должны быть соединены друг с другом с вертикальными интервалами в 200 футов для поддержания выравнивания потенциалов.

   Соединение вместе заземленных систем обычно выполняется с помощью небольших фитингов и кабелей или проводов , проложенных по крышам конструкций. Соединение для выравнивания потенциалов — это не то же самое, что обеспечение пропускной способности по току. Однако во многих случаях проще использовать полноразмерные системные компоненты, потому что конструкция размещает их близко к желаемым точкам соединения.Когда мы склеиваем внутри конструкции или ниже уровня грунта, более типично использовать полноразмерные компоненты, главным образом, для большей механической прочности по сравнению с реалиями строительства.

   Расширение системы молниезащиты за счет включения заземленной системы Соединение для любой конструкции является критическим элементом, основанным на индивидуальном проекте здания для его использования и процессах, характерных для его предполагаемого использования.

   Защита от перенапряжения

   Системы молниезащиты предназначены в первую очередь как системы противопожарной защиты – чтобы здание не сгорело и не потеряло людей и оборудование внутри.Внедрение металлических услуг в структуру обеспечивает пути для молнии, которые следуют из внешней среды, создавая опасность внутри. Мы связываем или соединяем заземление и трубы с системой молниезащиты, чтобы частично избежать этой проблемы. Следующим шагом является обеспечение защиты цепей, связанных с электрическими линиями, линиями связи и/или линиями передачи данных, которые могут передавать молнию в сооружение. Самые серьезные проблемы связаны с линиями инженерных коммуникаций , которые представляют собой обширные системы, установленные либо на столбах, либо под землей, которые могут передавать дополнительные косвенные удары зданию.Полная система молниезащиты в соответствии со Стандартами включает в себя устройства защиты от перенапряжения на каждом вводе инженерных коммуникаций здания, независимо от того, являются ли они коммунальными или, возможно, встроенными, как антенная система.

   Устройства защиты от перенапряжения для входов в здания предназначены для «движения» по линии, обнаружения проблем с перенапряжением и передачи избыточной энергии непосредственно на землю. УЗИП, предназначенные для защиты от грозовых перенапряжений, должны быстро реагировать на появление резко нарастающей волны и быть в состоянии поддерживать заземление в случае сильного перенапряжения, а затем возвращаться к своей функции контроля.Большинство устройств имеют два или более внутренних элемента для выполнения задачи и реагируют примерно на 150% стандартного рабочего напряжения системы. Элементы SPD можно рассматривать как самоотверженные, и они могут со временем перегорать, защищая от множества небольших перенапряжений (например, стандартных перенапряжений при переключении от электропередачи) или нескольких массивных перенапряжений, таких как прямые грозовые разряды. Поэтому важно, чтобы устройства защиты SPD были доступны для просмотра или имели световые индикаторы или другие идентификаторы, чтобы знать, что ваша защита работает так, как задумано.Поскольку служебные входы для различных систем работают при различном напряжении, компоненты УЗИП должны быть индивидуального размера для каждой системы и, как правило, упакованы индивидуально для выполнения определенных функций, но если услуги входят в подсобное помещение для распределения по всему зданию в общей зоне, один УЗИП может быть разработан для выполнения нескольких функций в одном корпусе. Поскольку добавление длины пути заземления служит только для замедления времени реакции компонентов УЗИП, устройство УЗИП должно подключаться как можно напрямую к системе заземления, всегда с минимальной длиной провода.

   Надлежащим образом установленные устройства защиты от перенапряжения на всех входах на фидерах проводников защищают массовый вход молнии в конструкцию, защищая проводку от возгорания и в целом защищая такие предметы, как большие двигатели, осветительные приборы и другое надежное утилизирующее оборудование. Это конкретное требование Стандартов – защита от разрушения здания. Внутри каждой современной структуры у нас есть множество устройств, работающих при низком напряжении, включая печатные платы, которые действительно не предназначены для работы при 150-процентном уровне пропускания SPD только на входе.

   Также возможны индуктивные воздействия на внутреннюю проводку и оборудование даже при хорошо спроектированной системе молниезащиты. Ток массивного прямого удара молнии в конструкцию создает магнитное поле, исходящее от проводников, поэтому в любой ближайшей альтернативной цепи может возникнуть некоторое дополнительное напряжение из-за индукции. Хотя стандарты защиты от молнии и Национальный электротехнический кодекс только рассматривают защиту от перенапряжений на внутреннем оборудовании как необязательную, это может быть критической потребностью в защите для владельца.Защита аудио/видеокомпонентов, систем связи, компьютерного оборудования и/или технологического оборудования может иметь большое значение для качества работы предприятия, бесперебойной работы и физической защиты пользователей оборудования. УЗИП, установленные на утилизационном оборудовании, должны обеспечивать защиту всех цепей, питающих устройство, чтобы обеспечить общую точку заземления. Поскольку системы утилизационного оборудования, как правило, специфичны для объекта, обычно требуется индивидуальная оценка для определения рентабельных решений.

   Когда устройства защиты от перенапряжения передают энергию в систему заземления, это мгновенное соединение всех систем электропроводки обеспечивает выравнивание потенциалов для этих металлических систем, точно так же, как соединение между компонентами системы молниезащиты и альтернативными заземлениями системы здания обеспечивает общее взаимосоединение. Достижения в области технологий продолжают изменять среду зданий, в которых мы живем, работаем и развлекаемся. Применение УЗИП вместе с токонесущими компонентами и взаимосвязью заземленных систем здания обеспечивает полный пакет для полной системы молниезащиты для защиты конструкции, людей и оборудования внутри.

   Осмотр и обслуживание

   Открытые компоненты системы молниезащиты представляют собой медь, алюминий или другой металл, предназначенный для передачи тока, обеспечивающий соединение и сохраняющий работоспособность в условиях открытой погоды. Как и в случае любого другого строительного элемента, изготовленного из подобных материалов, окисление или коррозия компонентов не ожидается при нормальных условиях в течение продолжительного периода или нормального «срока службы» конструкции .Компоненты системы, спрятанные внутри конструкции между кровлей и уклоном, защищены от атмосферных воздействий и неправильного обращения. Система заземляющих электродов может быть защищена от атмосферных воздействий и атмосферных воздействий, но подвержена потенциальной деградации из-за состава почвы и влаги. Можно ожидать, что надлежащая первоначальная установка обеспечит защиту навсегда или, по крайней мере, в течение разумного срока службы конкретного здания.

   Существуют дополнительные реалии строительства, использования нами зданий и даже неизвестные местные условия, которые требуют рассмотрения технического обслуживания для системы молниезащиты.Пассивную систему заземления, такую ​​как молниезащита, нелегко оценить неспециалистам — вы не можете щелкнуть выключателем или открыть кран, чтобы увидеть, находится ли он в рабочем состоянии.

   Бывают случаи, когда изменения в структуре создают необходимость в обслуживании или расширении исходной системы. Замена кровли здания, внесение дополнений в структурный каркас здания или добавление вентиляционных труб или антенн для новых внутренних процессов — очевидные области, требующие рассмотрения и обработки.Не столь очевидно, но, как сообщается, основной причиной обязательного пересмотра систем является привычка рабочих других профессий удалять и не переустанавливать компоненты системы, потому что они не понимают важности общей конструкции системы молниезащиты .   Также возможно, что соседняя технологическая труба будет выбрасывать вещество, переносимое ветром к компонентам вашей системы, которое разлагает материалы гораздо быстрее, чем ожидалось. Любые и все эти элементы требуют периодической проверки и технического обслуживания, чтобы гарантировать работоспособность системы в условиях удара молнии, но их, безусловно, можно игнорировать с серьезными непредвиденными последствиями.

   Программа осмотра и возможного технического обслуживания должна быть реализована, чтобы гарантировать постоянную эффективность системы на конструкции. Визуальный осмотр может проводиться ежегодно с использованием контрольного списка и скромного обучения у вашего поставщика молниезащиты для учета любого мелкого ремонта, такого как ослабление фитингов, неправильное крепление, повреждение оголенных кабелей, замена снятого оборудования или повреждение устройств защиты от перенапряжения. Это может сделать обычный техник по обслуживанию здания или даже владелец здания с некоторым руководством.Если профессионал по молниезащите не используется для каждой ежегодной проверки, то каждые пять лет было бы важно проводить «проверочную» проверку, привлекая знающего человека — инспектора или установщика — для более тщательной проверки.

   Полный контрольный осмотр будет включать в себя визуальные проверки, а также проверку непрерывности для проверки эффективности системы от крыши до уровня земли, а также наземные испытания для проверки работы скрытых подземных электродов.Программа обеспечения качества, разработанная для обслуживания вашей системы молниезащиты, устранит неожиданности, которые могут привести к катастрофическим последствиям.

   Реализация системы молниезащиты включает в себя искусство, науку, мастерство и технологическую интуицию. Это специализированная отрасль со своими собственными стандартами, разработанными специально для борьбы с великим случайным разрушителем природы. Как и в любом начинании, опыт, обучение и сертификация лиц, участвующих в проектировании, установке и проверке полной системы молниезащиты, определяют конечное качество.Институт молниезащиты направляет наши усилия на обучение специалистов, владельцев, пользователей и широкой общественности безопасной и эффективной защите от молний и предоставляет качественные ресурсы через наше членство для выполнения этой важной услуги для всей строительной отрасли.

    

   Лианы являются естественными громоотводами?

   152

   живых тканей 43 стеблей виноградной лозы (диаметром 5–100 мм) и 42

   ветвей крон деревьев аналогичного размера в дубово-гикориевых лесах умеренного пояса вокруг Луисвилля.Основными

   видами винограда были Toxicodendron radicans , Parthenocissus quinquefolia и Vitis

   aestivalis , а центральными деревьями были Acer saccharum , Carya glabra , Juglans nigra ,

   Quercus rubra и Ulmus americana . Среднее (± SE) удельное сопротивление стеблей виноградной лозы

   (167 ± 17,9 Ом·м) было значительно ниже, чем удельное сопротивление ветвей деревьев того же размера

   (281 ± 18,1 Ом·м; ANCOVA F

   1,82 = 89,2). , Р < 0.0001; Рис. 15.2), SUG-

   выдает, что лозы несут основную часть тока от забастовки молнии в короне

   их принимающих деревьев. УЭС различались между породами деревьев (F

   4,36 = 2,84,

   P = 0,038) и винограда (F

   2,39 = 5,43, P = 0,008), а диапазон значений УЭС перекрывал

   . слегка (рис. 15.2), предполагая, что не все виды древесных лиан потенциально защищают все виды деревьев.

   2 Потребности в исследованиях

   Исследования воздействия молнии на окружающую среду создают много логистических проблем.

   Главным среди них является точная количественная оценка роли молнии в

   динамике леса. В частности, документирование несмертельных, незаметных ударов по отдельным

   деревьям требует непрерывной регистрации ударной активности в лесах в

   меньших пространственных масштабах, чем это возможно в настоящее время с помощью триангуляции электромагнитных сигналов.

   Однако быстрый темп технического прогресса в области электроники и спутникового мониторинга может вскоре преодолеть это препятствие.

   Помимо представленных здесь гипотез, остается ответить на ряд основных вопросов, касающихся экологии молнии. Во-первых, наиболее вероятно, что самые высокие (т. е. возникающие)

   деревьев в лесу будут поражены, как предположил Андерсон (1964)? Каким бы

   ответ ни казался интуитивным, разница в высоте между деревьями в сплошном лесу может быть слишком мала, чтобы иметь значение в масштабе типичного удара молнии, а

   данные из умеренных лесов неубедительны (Mäkelä et al. .2009). Во-вторых, устойчивы ли некоторые виды деревьев к ударам молнии (Furtado 1935; Anderson 1964)?

   Молния была силой отбора на протяжении всей эволюции земной жизни.

   В то время как ожидается, что ни одно дерево не переживет редкие, интенсивные (например, GC) молнии (рис. 15.1),

   разумно предположить, что некоторые виды кроновых деревьев имеют анатомические или физиологические особенности, которые сводят к минимуму ущерб от более низких -интенсивные (например, CG) удары, которые

   встречаются чаще всего.Наконец, каково влияние искусственных аттракторов молнии на

   динамику леса? Недавний рост беспроводной связи и бурения скважин на углеводороды привел к резкому увеличению числа вышек в лесах, даже в относительно отдаленных местах. Такие башни обычно возвышаются над окружающим лесным пологом и действуют как аттракторы молний (Раков и Умань

   2007), потенциально изменяя местную динамику леса.По иронии судьбы, купольные краны, которые

   были построены по всему миру для изучения экологии леса, должны аналогичным образом

   нарушать частоту естественных ударов.