ارزیابی میزان خطر صاعقه :
ارزیابی میزان خطرصاعقه برای هربنا یا سازه به عوامل مختلفی بستگی دارد که عبارتند از:
– نوع بنا یا سازه(برج ،مسکونی ،تجمعی ، صنعتی و مانند آن).
– ساختار و مصالح به کار رفته در بنا ( چوب ، آجر، بتن فولاد و مانند آن)وبه اختصار یعنی آنکه نوع ساختمان آجری است یا بتنی ؟ دارای اسکلت فلزی یا بتنی مسلح است ؟ آیا سقف فلزی دارد ؟ و…
– ارتفاع ساختمان و موقعیت نسبی آن نسبت به بلندی سایر بنا ها .
– موقعیت توپوگرافی محل (زمین مسطح ، تپه ماهور کوهستانی ).
– محتوای تصرف از نظر آتش گیری و نیزدفعات رعدو برق درمنطقه مورد نظر.
– محتویات ساختمان چیست ؟( اشیاء با ارزش یک موزه ، مرکز تلفن یا اثاثیه یک خانه کهنه معمولی یا اشیاء اسقاط) و… انواع صاعقه گیر ها ( برقگیرها )
بطور کلی برقگیر هایی که معمولاً برای محافظت خارجی ساختمانها و دیگر تأسیسات یاد شده ممکن است بکار برده شود عبارتند از:
۱- برقگیر قفس فاراده یا شکلی از آن.
۲- برقگیر مولد برق اولیه : (ESE : Early Streamer Emission) موسوم به صاعقه گیر الکترونیکی.
۳-صاعقه گیر های اتمی که از سال ۱۳۷۵ در ایران استفاده از آن ممنوع گردیده است.
صاعقه گیر قفس فارادی یا شکلی از آن
این گونه برقگیر ها که ممکن است متشکل از تعدادی میله برقگیر فرانکلین یا ترکیبی از میله ها ، سیم های کشیده شده و شبکه هادی ها باشند برای محافظت ساختمان ها و دیگر تأسیسات (از جمله مناره ها و برج ها ،بناهای گنبدی شکل دودکش های بلند کارخانه ها، دکل های خطوط انتقال نیروی برق و…) در برابر صاعقه مناسب و قابل استفاده می باشند.
اصول محافظت ساختمان ها ودیگرتأسیسات
این اصول در برابرصاعقه براساس جذب، هدایت و دفع بارالکتریکی به زمین از طریق مسیرعبورجریان برق جداگانه باحداقل مقاومت و بدون اینکه خطری ایجاد کند استوار می باشد، که ممکن است شامل سیستم های حفاظت بیرونی و درونی باشد. مسیرمذکورشامل پایانه های هوایی(Air Terminals) شبکه هادی ها از تسمه و یا سیم مسی رابط و پایانه های زمینی(Ground Terminal) یاچاه های اتصال زمین می باشد.
ساده ترین نوع برقگیر که در سال ۱۷۵۳ میلادی به وسیله بنجامین فرانکلین طراحی و ساخته شده ، میله فرانکلین است .
مشخصات پایانه های هوایی قفس فاراده ( میله های برقگیر)
۱-میله برقگیر یک پارچه و سر میله تک شاخه و یا چند شاخه باید از جنس مس خالص ( با ضریب رسانایی حدود ۹۵% )ساخته شده و نوک شاخه ها به شکل مخروطی تیز بوده و صیقلی شده باشد . برای نصب سر میله ( تک شاخه و یا چند شاخه ) بر روی میله برقگیر باید قسمت داخلی انتهای آن دارای دنده متناسب با دنده میله برقگیر باشد.
۲- میله برقگیر دو پارچه باید از میله یا لوله مسی صیقل داده شده ساخته شود و دو سر آن ( یک سر برای سوار کردن سر میله و سر دیگر برای نصب روی پایه ) به طول مناسب دنده شده باشد .
قطر میله برقگیر دو پارچه باید حداقل ۶۳/۰ اینچ و حداکثر یک اینچ بوده و طول آن نیز حداقل یک متر و حداکثر دو متر باشد. در مواقعی که ارتفاع میله برقگیر از یک متر متجاوز باشد باید از نقطه ای که از نصف ارتفاع آن کمتر نباشد حفاظت لازم از نظر ایستایی میله در نظر گرفته شود.
طول میله برقگیر فرانکلین
این طول برای ابنیه مختلف به شرح ذیل خواهد بود :
– مناره ها و برج ها و دود کشهای کارخانه ها و دکل های خطوط انتقال نیرو ، حدود ۳۰ سانتیمتر بالاتراز سطح حفاظت.
– بنا های گنبدی شکل بستگی به شعاع مقطع قسمت پایین گنبد داشته و طول میله برقگیر باید طوری محاسبه و انتخاب شود که بعد از نصب برروی گنبد ، ارتفاع ازسر برقگیر تا مقطع قسمت پایین گنبد بزرگتر از شعاع قسمت پایین گنبد باشد.ولی در هر صورت نباید ارتفاع برقگیر از بالاترین بخش گنبد کمتر از ۳۰ سانتیمتر باشد.
– برج سیلو های مختلف ، ساختمان کارخانه ها و ابنیه گوناگون ، حداقل یک متر و حداکثر دو متر بالاتر از سطح حفاظت . دراینگونه موارد باید تمهیدات لازم در برابر واژگونی میله هاپیش بینی شود.
– دکل های فلزی مخصوص نصب پرچم ، میله برقگیر مخصوص تیرهای نصب پرچم مشابه سر میله تک شاخه بوده ، ولی باید دارای پایه مناسب برای نصب روی تیر و همچنین حفاظ باشد
تعداد پایانه ها ی هوایی مورد نیاز برای محافظت ساختمان ها
این تعداد ، بستگی به سطح پشت بام ساختمان مربوط ارتفاع و فواصل نصب پایانه ها دارد که برحسب استاندارد مورد مراجعه مختلف است . فواصل نصب پایانه های مزبور بر اساس استاندارد NFPA 78 به قرار زیر است :
فواصل پیرامونی سقف های مسطح یا با شیب ملایم و سقف ها ی شیب دار : در مواردی که ارتفاع نوک پایانه هوایی از سطح مورد حفاظت از ۱۰ اینچ (۲۵۴ میلیمتر) کمتر نباشد، فواصل نصب بر روی نقاط پیرامونی سقف های مسطح یا با شیب ملایم و نیز فواصل نصب بر روی خط الرأس سقف های شیب دار ، باید حد اکثر ۲۰ فوت ( ۶ متر ) در نظر گرفته شود و در صورتی که ارتفاع مزبور حداقل ۲۴ اینچ ( ۶۰ سانتیمتر) یا بیشتر باشد فواصل نصب باید حداکثر ۲۵ فوت ( ۶/۷ متر) انتخاب شود . در این گونه موارد فواصل نصب پایانه های هوایی از کناره ها و گوشه های سطوح نامبرده باید حداکثر ۶۰ سانتیمتر باشد .
حداقل ابعاد تسمه مسی شبکه
حداقل ابعاد تسمه مسی شبکه مشبک اتصال پایانه های هوایی در پشت بام برای سطح تا ۱۸۰۰ متر مربع باید ۳*۲۰ میلیمتر و بیشتر از ۱۸۰۰ متر مربع ۳*۲۵ میلیمتر یا بیشتر باشد .
حداقل ابعاد تسمه مسی هادی های ارتباطی
حداقل ابعاد تسمه های مسی هادی های ارتباطی ( هادی های نزولی ) بین شبکه مشبک پشت بام و پایانه های زمینی برای سطح تا ۹۰ متر مربع وارتفاع حداکثر ۱۸ متر باید۳*۲۰ میلیمتر(یا سیم مسی لخت با حداقل سطح مقطع ۷۰ میلیمتر مربع) و بیشتر از ۹۰ متر ۳*۲۵ میلیمتر(یا سیم مسی لخت با حداقل سطح مقطع ۹۰ میلیمتر مربع) یا بالاتر باشد .
روش های تعیین تعداد هادی های نزولی
برای تعیین تعداد هادی های ارتباطی ( هادی های نزولی ) بین شبکه مشبک پشت بام و پایا نه های زمینی باید یکی از دو روش زیر ملاک محاسبه قرار گیرد :
۱-احتساب پیرامون : بطور کلی برای هر ۳۰ متر محیط ( پیرامون) تحت محافظت برقگیر باید یک نزولی در نظر گرفته شود ، لیکن حداقل تعداد نزولی ها برای هر نوع ساختمان دو عدد خواهد بود
۲-احتساب مساحت : برای سطوح تحت محافظت برقگیر تا ۳۶۰ متر مربع مساحت دو نزولی و برای هر ۲۷۰ مترمربع مازاد یک نزولی اضافی باید در نظر گرفته شود .
بطور مثال: تا ۳۶۰ متر مربع دو نزولی ، ۶۳۰ متر مربع سه نزولی، ۹۰۰ متر مربع چهار نزولی ، ۱۱۷۰ الی ۱۲۰۰ متر مربع پنج نزولی ، و به همین ترتیب ادامه می یابد .
لازم به ذکر است که در هر صورت مقاومت سیستم پایانه های زمینی نباید از ۵ اهم تجاوز کند .
