| Popis: |
Актуальність роботи. Проблема надійного захисту будівель та споруд від прямих ударів блискавки (ПУБ) є завжди актуальною при експлуатації будівель, споруд та інженерних мереж. Існує ряд вимог для улаштування та експлуатації системи блискавкозахисту, які контролюються відповідними нормативними документами і повинні бути дотримані та виконані при проектуванні системи. Задля забезпечення надійного та безперебійного функціонування інженерних систем будівель та споруд за допомогою системи блискавкозахисту завжди була актуальною науково-технічною проблемою, дослідженню і вирішенню якої присвячено численні роботи вчених та науково-дослідних і проектних організацій. Актуальними напрямкам дослідженя: розробка алгоритму ефективного захисту від блискавки; оцінка та особливості розрахунку ризиків; визначення зон захисту утворених різними видами блискавкоприймачів; вдосконалення і аналіз ефективних систем блискавкозщахисту. Із появою нових технологій перехоплення прямих ударів блискавки виникла потреба у дослідженні функціонування та особливостей улаштування системи блискавкозахисту із раннім випуском стримера. Система блискавкозахисту із раннім випуском стримера/ Early Streamer Emission Air Termination (ESE) – це відносно нове рішення проблеми ураження блискавкою будівель і конструкцій яке було пов’язане із застосуванням класичної моделі системи блискавкозахисту. Ґрунтуючись на теоретичні і практичні дослідження, вважається, що ESE забезпечує більш ефективний захист від блискавки порівняно із класичною систеою блискавкозахисту (КСБЗ). Однак, науково-технічна база, що підтверджує ефективність даної вдосконаленої системи БЗ, ще недостатньо конкретна і дослідження функціонування цих технологій все ще залишається відкритою для подальшого вивчення та вдосконалення теми. Сучасна система ESE оснащена спеціальним пристроєм, який використовується для розширення ефективного діапазону захисту зони будівлі чи конструкції порівняно із класичною системою. На сьогоднішній день на ринку представлено кілька типів пристроїв ESE, де, за заявами виробників, кожен тип має різний радіус захисту. Таким чином, актуальною задачею є розробка способів оптимального вибору типу блискавкоприймача при улаштуванні системи блискавкозахисту будівель та споруд за допомогою оцінки ризиків систем блискавкозахисту та розрахунку компонентів зовнішньої системи блискавкозахисту. Мета та завдання дослідження: підвищення ефективності блискавкозахисту будівель і споруд. 1. Проаналізувати нормативні вимоги щодо БЗ будівель та споруд в Україні. 2. Здійснити аналіз технічних засобів улаштування системи БЗ. 3. Моделювання зон захисту систем ESE та класичного блискавкоприймачів. 4. Аналіз особливостей розміщення доземних провідників для систем ESE та класичного БЗ. 5. Визначення ефективності роботи різних типів блискавкоприймачів систем блискавкозахисту будівлі. Об’єктом дослідження є процес улаштування систем блискавкозахисту. Предмет дослідження: зони захисту різних типів блискавкоприймачів системи блискавкозахисту та економічна доцільність їх впровадження. Методи дослідження. Розробки і дослідження проводилися на основі розрахунку методом захисного кута – для визначення радіусу зони захисту будівлі при улаштуванні класичного блискавкоприймача; методом блискавкоприймальної сітки – для розміщення і покриття сіткою поверхню покрівлі, яка забезпечить зони захисту від прямих ударів блискавки. Для моделювання зон захисту класичних та ESE блискавкоприймачів використано програмне забезпечення AutoCAD. Наукова новизна одержаних результатів. 1. Реалізовано систематизацію видів блискавкоприймачів для проектування системи блискавкозахисту (СБЗ) будівель, що дає змогу спростити процедуру вибору обладнання при улаштування СБЗ. 2. На основі аналізу ESE і класичного блискавкрпиймачів проведено вдосконалення методики проектування СБЗ , що дає змогу визначити покриття зони захисту будівель. 3. Проведений аналіз економічних та технічних показників різних систем БЗ дає оцінку доцільності впровадження вибраної системи БЗ на етапі проектування. Практичне значення одержаних результатів. Отримані результати від дослідження можна впроваджувати і використовувати: - для зменшення економічних втрат власників будівель та конструкцій, які можуть виникати унаслідок удару блискавки; - для оптимізації вибору та улаштування системи блискавкозахисту; - для зменшення фінансових затрат на улаштування системи блискавкозахисту . Relevance of the work. The problem of reliable protection of buildings and structures from direct lightning strikes (PUB) is always relevant in the operation of buildings, structures and utilities. There are a number of requirements for the installation and operation of lightning protection systems, which are controlled by relevant regulations and must be met and met when designing the system. In order to ensure reliable and uninterrupted operation of engineering systems of buildings and structures with lightning protection has always been an urgent scientific and technical problem, research and solution of which is devoted to numerous works of scientists and research and design organizations. Relevant areas of research: development of an algorithm for effective lightning protection; assessment and features of risk calculation; determination of protection zones formed by different types of lightning receivers; improvement and analysis of effective lightning protection systems. With the advent of new technologies for intercepting direct lightning strikes, there is a need to study the functioning and features of the lightning protection system with early release of the streamer. The Early Streamer Emission Air Termination (ESE) system is a relatively new solution to the problem of lightning strikes on buildings and structures, which was associated with the use of the classic model of lightning protection system. Based on theoretical and practical research, it is believed that ESE provides more effective lightning protection compared to the classic lightning protection system (LSMS). However, the scientific and technical base that confirms the effectiveness of this improved database system is still not specific and the study of the functioning of these technologies still remains open for further study and improvement of the topic. The modern ESE system is equipped with a special device that is used to expand the effective range of protection of the building or structure area compared to the classic system. To date, there are several types of ESE devices on the market, where, according to manufacturers, each type has a different protection radius. Thus, the urgent task is to develop ways to optimally select the type of lightning rod when installing a lightning protection system of buildings and structures by assessing the risks of lightning protection systems and calculating the components of the external lightning protection system. The purpose and objectives of the study: to increase the effectiveness of lightning protection of buildings and structures. 1. Analyze the regulatory requirements for the BZ of buildings and structures in Ukraine. 2. To carry out the analysis of technical means of arrangement of system BZ. 3. Modeling of protection zones of ESE systems and classical lightning rods. 4. Analysis of the features of the location of terrestrial conductors for ESE systems and classical database. 5. Determining the efficiency of different types of lightning rods of lightning protection systems of the building. The object of research is the process of arranging lightning protection systems. Subject of research: protection zones of different types of lightning arresters of the lightning protection system and economic feasibility of their implementation. Research methods. Developments and researches were carried out on the basis of calculation by a method of a protective angle - for definition of radius of a zone of protection of the building at the device of a classical lightning receiver; lightning mesh method - to place and cover the roof surface with mesh, which will provide protection zones against direct lightning strikes. AutoCAD software was used to model the protection zones of classic and ESE lightning rods. Scientific novelty of the obtained results. 1. Systematization of types of lightning receivers for the design of lightning protection system (LAS) of buildings has been implemented, which allows to simplify the procedure for selecting equipment for the installation of lightning protection. 2. On the basis of the analysis of ESE and classical lightning rods, the improvement of the design method of SBS was carried out, which allows to determine the coverage of the building protection zone. 3. The analysis of economic and technical indicators of different BZ systems assesses the feasibility of implementing the selected BZ system at the design stage. The practical significance of the results obtained. The results of the study can be implemented and used: - to reduce the economic losses of owners of buildings and structures that may occur due to lightning; - to optimize the choice and arrangement of lightning protection system; - to reduce the financial costs of installing a lightning protection system. |
