Расчет одиночного стержневого молниеотвода

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h<150 м представляет собой конус (рис. 9.3), вершина которого находится на высоте h₀<h, основание образует круг радиусом r₀.

Рис. 9.3. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода

Горизонтальное сечение зоны защиты на высоте защищаемого сооружения h_x представляет собой круг радиусом r_х, называемый радиусом защиты.

Для зоны типа А параметры зоны защиты одиночного стержневого мол­ниеотвода можно определить из выражений

h₀ = 0,85-h; (9.6)

r_o=(l,l 0,002h)h; (9.7)

r_x = (1,1 - 0,002 • h\h - (h_x 1 0,85)] (9.8)

Для зоны типа Б параметры зоны защиты одиночного стержневого мол­ниеотвода можно определить из выражений

h₀ = 0,92 h; (9.9)

r_o = l,5h (9.10)

r_x = l,5[h-(hJ0,92) (9.11)

Величину r_х определяют по теореме Пифагора.

Для зоны типа Б высоту молниеотвода h при известных величинах h_x и r_х определяют по формуле

h = (r_x+l,63h_x)/l,5 (9.12)

Радиус зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой ме­нее 60 м определяют из выражения

а) при 0<h_x<2/3h

г_х = 1,5 (h-l,25h_x (9.13)

б) при 2/3 h <h_x<h

r_x = 0,75(h - h_x) (9.14)

Пример 9.2. Рассчитайте радиус зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h = 10 м на высотах h, 4, 6, 8 м.

Решение. Радиус зоны защиты r_x на высоте защищаемого объекта h_x опре­деляется по формулам (9.13) и (9.14).

Для высот 4 и 6 м радиус зоны защиты определим по формуле (9.13), так как в этих случаях 0 < h_x < 2/3 h; для высоты 8 м - по формуле (9.14), так как 2/3h <h_x<h

r_x = l,5(h - l,25h_x) = 1,5(10 -1,25 • 4) = 7,5м

r_x = l,5(h - 1,25/zJ = 1,5(10 -1,25 • б) = 3,75м

r_x = 0,7 5(h - h_x) = 0,75(10 - 8) = 1,5м

Вывод. Радиусы зоны защиты молниеотвода 7,5м - на высоте 4м; 3,75 - на высоте 6м и 1,5м - на высоте 8м.

Пример 9.3. Определить оптимальную высоту одиночного стержневого молниеотвода и размеры зоны защиты на высоте защищаемого объекта (h_x = 7м) и на уровне земли для здания размером 15x3 м².

Решение. Определим r_х, используя теорему Пифагора

= 1l² +b² = 0,5л/15²+3² = 8,6

Высоту молниеотвода определим по формуле (9.14), выразив h

h = {rx/0,75) + h_x = (8,6/0, 75) +7= 18,4м. Зону защиты на уровне земли рассчитаем по формуле (9.10)

r₀ = l,5h = 1,518,4 = 27,6 м.