Приложение А (справочное). Оценка количества опасных событий в год N

Приложение А
(справочное)

Оценка количества опасных событий в год N

А.1 Общие положения

Среднее количество опасных событий в год N, возникающих вследствие ударов молнии и вызывающих негативные последствия для здания (сооружения), зависит от грозовой активности региона, где расположено здание (сооружение), и его физических характеристик. Для расчета значения N обычно умножают плотность ударов молнии в землю на эквивалентную площадь области защиты объекта и поправочный коэффициент, учитывающий физические характеристики здания (сооружения).

Плотность ударов молнии в землю - это количество ударов молнии на 1  в год. Это значение определяют на основе данных метеорологических наблюдений в различных регионах мира.

Примечание - Если карта значений неизвестна, то для умеренных областей этот показатель рассчитывают по следующей формуле:

,

(A.1)

где - количество грозовых дней (которое может быть получено по картам частоты и интенсивности возникновения гроз).

Источниками опасности для защищаемого здания (сооружения) являются:

- удар молнии в здание (сооружение),

- удар молнии вблизи здания (сооружения),

- удар молнии в линии коммуникаций здания (сооружения),

- удар молнии вблизи линий коммуникаций здания (сооружения),

- удар молнии в соседние здания (сооружения), с которыми защищаемое здание (сооружение) связано линиями коммуникаций.

А.2 Оценка среднего числа опасных событий в год, вызванных ударом молнии в здание (сооружение), , или в соседнее здание (сооружение),

А.2.1 Определение области защиты

Для изолированных зданий (сооружений) на равнинной местности область защиты представляет собой область, отсекаемую на поверхности земли конусом, образованным вращением прямой, проходящей через самые высокие точки здания (сооружения) под углом к вертикали. Угол между вертикалью и образующей конуса должен быть таким, чтобы высота конуса относилась к радиусу основания, как 1:3. Определение площади может быть выполнено графически или с помощью расчетов.

А.2.1.1 Прямоугольное здание (сооружение)

Для изолированного прямоугольного здания (сооружения) длиной L, шириной W и высотой Н на равнинной местности площадь области защиты равна

,

(A.2)

L, W и Н - измеряют в метрах (см. рисунок А.1).

Рисунок А.1 - Область защиты изолированного прямоугольного здания (сооружения)

А.2.1.2 Здания (сооружения) сложной формы

В случае, когда здание (сооружение) имеет сложную форму либо выступ на крыше (см. рисунок А.2), должен быть использован графический метод определения площади области (см. рисунок А.3).

Область защиты представляет собой область, объединяющую область , определенную в соответствии с формулой (А.2) с учетом минимальной высоты здания (сооружения) , и область, соответствующую выступу на крыше . Площадь может быть вычислена по формуле

,

(А.3)

где - высота выступа.

Рисунок А.2 - Здания (сооружения) сложной формы

Рисунок А.3 - Методы определения области защиты для здания (сооружения) сложной формы

А.2.2 Здание (сооружение) как часть более крупного здания

В случае если рассматриваемое здание (сооружение) S является частью более крупного здания В, при определении площади могут быть использованы размеры здания (сооружения) S при условии выполнения следующих условий (см. рисунок А.4):

- здание (сооружение) S является частью здания В и отделено внутри него по вертикали;

- у здания (сооружения) В отсутствует опасность возникновения взрыва;

- для устранения распространения огня между зданием (сооружением) S и другими частями здания В возведены огнеупорные стены с огнеупорностью не менее 120 (REI* 120) или применены другие эквивалентные меры защиты;

- для устранения появления перенапряжений в общих линиях коммуникаций, если таковые имеются, применены устройства защиты от импульсных перенапряжений, установленные на вводе линий коммуникаций в здание (сооружение), или другие эквивалентные меры защиты.

Примечание - Дополнительная информация относительно REI приведена в [6].

Если эти условия не выполнены, должны быть использованы размеры здания В.

Рисунок А.4 - Защищаемое здание (сооружение), представляющее собой часть более крупного здания (сооружения)

А.2.3 Местоположение здания (сооружения)

Местоположение здания (сооружения) относительно окружающих зданий (сооружений) и подверженность местности грозовым явлениям характеризуют коэффициент местоположения (см. таблицу А.1).

Более точная оценка влияния окружающих объектов может быть получена при рассмотрении высоты здания (сооружения) по сравнению с окружающими объектами или землей в пределах расстояния 3Н от здания (сооружения) для = 1.

Таблица А.1 - Коэффициент местоположения

Относительное местоположение
Здание (сооружение) окружено более высокими объектами (или деревьями)	0,25
Здание (сооружение) окружено объектами (или деревьями) такой же высоты или ниже	0,5
Изолированное здание (сооружение): отсутствуют другие объекты поблизости от здания (сооружения)	1
Изолированное здание (сооружение): расположено на бугре или холме	2

А.2.4 Количество опасных событий вследствие удара молнии в здание (сооружение) в год

Значение может быть рассчитано по формуле

,

(A.4)

где - плотность ударов молнии в землю, 1/ в год;

- площадь области защиты здания (сооружения), (см. рисунок А.5);

- коэффициент, характеризующий рельеф местности (см. таблицу А.1).

А.2.5 Количество опасных событий вследствие удара молнии в соседнее здание (сооружение)

Среднее количество опасных событий в год, вызванных ударом молнии в здание (сооружение), связанное с защищаемым зданием (сооружением) линией коммуникаций (см. 6.5 и рисунок А.5), может быть рассчитано по формуле

,

(А.5)

где - плотность ударов молнии в землю, 1/ в год;

- площадь области защиты от удара молнии в соседнее здание (сооружение), (см. рисунок А.1);

- коэффициент, характеризующий рельеф местности соседнего здания (сооружения) (см. таблицу А.1);

- коэффициент, характеризующий тип линий коммуникаций (см. таблицу А.3).

А.3 Количество опасных событий вследствие удара молнии вблизи здания (сооружения)

Среднее количество опасных событий, вызванных ударом молнии вблизи здания (сооружения) , может быть рассчитано по формуле

,

(А.6)

где - плотность ударов молнии в землю, 1/ в год;

- площадь области защиты при ударе молнии вблизи здания (сооружения), .

Область защиты ограничена линией, расположенной на расстоянии 500 м от периметра здания (сооружения) (см. рисунок А.5).

Рисунок А.5 - Области защиты (область покрытия) (, , , )

.

(A.7)

А.4 Среднее количество опасных событий в год вследствие удара молнии в линии коммуникаций

Линии коммуникаций могут быть разделены на несколько участков. Для каждого участка линий коммуникаций значение может быть рассчитано по формуле

,

(A.8)

где - количество опасных скачков напряжения с амплитудой не ниже 1 кВ (1/год) на участке линий коммуникаций);

- плотность ударов молнии в землю, 1/ в год;

- площадь области защиты при ударе молнии в линии коммуникаций, (см. рисунок А.5);

- коэффициент, характеризующий тип прокладки линий коммуникаций (см. таблицу А.2);

- коэффициент, характеризующий тип линий коммуникаций (см. таблицу А.3);

- коэффициент, характеризующий тип местоположения здания (сооружения) и его линий коммуникаций (см. таблицу А.4).

Для ударов молнии в линии коммуникаций

,

(А.9)

где - длина участка линий коммуникаций.

Если длина участка линий коммуникаций неизвестна, то принимают равной 1000 м.

Примечание 1 - Для линий электропередачи и телекоммуникационных линий требования к указанным параметрам должны соответствовать законодательным и обязательным требованиям, принятым на территории РФ.

Таблица А.2 - Коэффициент, характеризующий тип прокладки линий коммуникаций,

Тип установки линий коммуникаций
Воздушный	1
Подземный	0,5
Подземные электроды сетки заземления (подраздел 5.1 МЭК 62305-4)	0

Таблица А.3 - Коэффициент, характеризующий тип линий коммуникаций,

Тип линий коммуникаций
Низковольтные линии электропередачи и телекоммуникационные линии, а также линии передачи данных	1
Высоковольтные линии передачи (с высоковольтными и низковольтными трансформаторами)	0,2

Таблица А.4 - Коэффициент, характеризующий тип местоположения здания (сооружения) и его линий коммуникаций,

Тип местоположения здания (сооружения)
Сельская местность	1
Пригород	0,5
Городская среда	0,1
Городская среда с высотными зданиями(a)	0,01
(а) Строения выше 20 м.

Примечание 2 - Размер области защиты для подземных линий коммуникаций зависит от удельного сопротивления земли. Чем больше удельное сопротивление земли, тем больше область защиты ( пропорциональна ). Коэффициент, характеризующий тип прокладки линий коммуникаций в таблице А.2, связан с = 400Ом.

Примечание 3 - Дополнительную информацию относительно области защиты для телекоммуникационных линий можно найти в [7].

А.5 Оценка среднего количества опасных событий в год вследствие удара молнии вблизи линий коммуникаций

Линии коммуникаций могут быть разделены на несколько участков. Для каждого участка линий коммуникаций значение может быть рассчитано по формуле

,

(А.10)

где - количество перенапряжений с амплитудой не ниже 1 кВ (1/год) на линиях коммуникаций;

- плотность ударов молнии в землю, 1/ в год;

- площадь области защиты при ударе молнии вблизи линий коммуникаций (см. рисунок А.5), ;

- коэффициент, характеризующий тип прокладки линий коммуникаций (см. таблицу А.2);

- коэффициент, характеризующий тип линий коммуникаций (см. таблицу А.3);

- коэффициент, характеризующий тип местоположения здания (сооружения) и его линий коммуникаций (см. таблицу А.4).

Для ударов молнии вблизи линий коммуникаций

,

(A.11)

где - длина участка линий коммуникаций.

Если длина участка линий коммуникаций неизвестна, принимают равной 1000 м.

Примечания

1 Для линий электропередачи и телекоммуникационных линий требования к указанным параметрам должны соответствовать обязательным требованиям, принятым на территории РФ.

2 Для более точной оценки может быть использовано значение в соответствии с [8, пункт 161] и [9, пункт 162] для линий электропередачи и в соответствии с [10] для телекоммуникационных линий.