РД 34.21.122-87 — Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений — полный текст

1.1. В соответствии с назначением зданий и сооружений необходимость выполнения молниезащиты, её категория, а при использовании стержневых и тросовых молниеотводов — тип зоны защиты определяются по табл. 1 в зависимости от среднегодовой продолжительности гроз в месте нахождения здания или сооружения, а также от ожидаемого количества поражений его молнией в год.

Таблица 1 (извлечение основных строк)

Полная таблица со всеми 17 строками, включая упрощённые случаи для сельских строений (пп. 5, 9, защита по п. 2.30) — в официальном тексте.

1.2. Здания I и II категорий защищаются от прямых ударов молнии, вторичных проявлений и заноса высокого потенциала через наземные и подземные коммуникации; III категория — от прямых ударов и заноса потенциала только по наземным коммуникациям. Наружные установки II категории — от прямых ударов и вторичных проявлений; III категории — только от прямых ударов.

1.3–1.5. Правила выбора категории молниезащиты всего здания при смешанном составе помещений: если площадь помещений I категории — менее 30 % площади здания, молниезащиту всего здания допускается выполнять по II категории (с усиленной защитой ввода в помещения I категории); аналогично для II/III категорий (порог также 30 %).

1.6. В целях защиты от прямых ударов молнии следует максимально использовать в качестве естественных молниеотводов существующие высокие сооружения (дымовые трубы, водонапорные башни, ЛЭП).

1.7. В качестве заземлителей молниезащиты допускается использовать все рекомендуемые ПУЭ заземлители электроустановок, кроме нулевых проводов ВЛ до 1 кВ.

1.8. Железобетонные фундаменты следует использовать как заземлители молниезащиты при непрерывной электрической связи по арматуре и сварном присоединении к закладным деталям. Не допускается при защите бетона от коррозии эпоксидными/полимерными покрытиями в агрессивных грунтах и при влажности грунта менее 3 %.

1.9–1.13. Требования к выравниванию потенциалов внутри зданий шириной более 100 м; временные мероприятия при строительстве высоких зданий начиная с высоты 20 м; устройства молниезащиты должны быть приняты в эксплуатацию к началу отделочных работ (при взрывоопасных зонах — до начала комплексного опробования оборудования).

1.14. Проверка состояния устройств молниезащиты — для зданий I и II категорий 1 раз в год перед грозовым сезоном, для III категории — не реже 1 раза в 3 года. Сопротивление заземлителей при проверке не должно превышать результат приёмо-сдаточных замеров более чем в 5 раз — иначе требуется ревизия заземлителя.

Молниезащита I категории (пп. 2.1–2.10). Защита от прямых ударов — только отдельно стоящими стержневыми или тросовыми молниеотводами с зоной защиты типа А (п. 2.1). Наименьшее допустимое расстояние Sв по воздуху от объекта до опоры молниеотвода при высоте здания до 30 м и ρ≤100 Ом·м — 3 м, увеличивается при большем удельном сопротивлении грунта и высоте здания (п. 2.3). Резервуарные парки со сжиженными газами общей вместимостью более 8000 м³ защищаются отдельно стоящими молниеотводами (п. 2.16).

Молниезащита II категории (пп. 2.11–2.24). Может выполняться отдельно стоящими или установленными на объекте молниеотводами, а при уклоне кровли не более 1:8 — молниеприёмной сеткой из стальной проволоки не менее 6 мм с шагом ячеек не более 6×6 м (п. 2.11). Токоотводы прокладываются к заземлителям не реже чем через 25 м по периметру. Здания с металлической кровлей используют саму кровлю как молниеприёмник.

Молниезащита III категории (пп. 2.25–2.33). Аналогично II категории, но шаг ячеек молниеприёмной сетки — не более 12×12 м (п. 2.25). Для небольших сельских строений (пп. 5, 9 табл. 1) допускаются упрощённые способы (п. 2.30): токоотвод по стволу ближайшего высокого дерева, тросовый молниеприёмник над коньком кровли, стержневой молниеприёмник на дымовой трубе или присоединение металлической кровли к заземлителю.

Защита труб, башен, вышек (п. 2.31). При высоте до 50 м — один стержневой молниеприёмник высотой не менее 1 м; от 50 до 150 м — два молниеприёмника, соединённых на верхнем торце; более 150 м — не менее трёх молниеприёмников или стальное кольцо сечением не менее 160 мм².

Опоры стержневых молниеотводов рассчитываются на механическую прочность как свободно стоящие конструкции; опоры тросовых — с учётом натяжения троса, ветровой и гололёдной нагрузок (3.1). Материал опор — сталь любой марки, железобетон или дерево (3.2). Стержневые молниеприёмники — из стали сечением не менее 100 мм² и длиной не менее 200 мм, защищены от коррозии (3.3). Тросовые молниеприёмники — из стальных многопроволочных канатов сечением не менее 35 мм² (3.3). Соединения — как правило, сваркой; допускаются болтовые с переходным сопротивлением не более 0,05 Ом при ежегодном контроле (3.4).

Таблица 3 — минимальные сечения (диаметры) токоотводов и заземлителей

Прямой удар молнии — непосредственный контакт канала молнии со зданием, сопровождающийся протеканием тока молнии. Вторичное проявление молнии — наведение потенциалов на металлических элементах конструкции близкими разрядами молнии. Занос высокого потенциала — перенесение в здание по протяжённым металлическим коммуникациям электрических потенциалов от прямых и близких ударов молнии. Молниеотвод — устройство, воспринимающее удар молнии и отводящее её ток в землю; состоит из опоры, молниеприёмника, токоотвода и заземлителя. Зона защиты молниеотвода — пространство, внутри которого объект защищён от прямых ударов молнии с надёжностью не ниже определённого значения: зона А — не ниже 99,5 %, зона Б — не ниже 95 %. Молниеотводы по конструкции делятся на стержневые (вертикальный молниеприёмник), тросовые (горизонтальный, на двух опорах) и сетки. Естественные заземлители — заглублённые в землю металлические и железобетонные конструкции зданий; искусственные заземлители — специально проложенные в земле контуры из полосовой или круглой стали.

Среднегодовая продолжительность гроз в часах определяется по карте (для СССР) или по данным ближайшей метеостанции. Ожидаемое количество N поражений молнией в год: для сосредоточенных объектов (труб, башен) N = 9πh²n·10⁻⁶; для зданий прямоугольной формы N = [(S+6h)(L+6h) − 7,7h²]n·10⁻⁶, где h — наибольшая высота объекта, м; S, L — ширина и длина здания, м; n — удельная плотность ударов молнии в 1 км² земной поверхности в год. Соотношение продолжительности гроз и плотности разрядов n: 10–20 ч → n=1; 20–40 ч → n=2; 40–60 ч → n=4; 60–80 ч → n=5,5; 80–100 ч → n=7; свыше 100 ч → n=8,5.

Приложение задаёт формулы для построения зон защиты типа А (надёжность ≥99,5 %) и типа Б (≥95 %) для пяти конструктивных случаев: одиночный стержневой молниеотвод, двойной стержневой молниеотвод (одинаковой и разной высоты), многократный стержневой молниеотвод, одиночный тросовый молниеотвод, двойной тросовый молниеотвод. Для одиночного стержневого молниеотвода высотой h≤150 м зона Б имеет габариты: h₀=0,92h (высота вершины конуса защиты), r₀=1,5h (радиус на уровне земли); для зоны А — h₀=0,85h, r₀=(1,1−0,002h)h. Для молниеотводов высотой 150–600 м и для двойных/многократных конструкций применяются более сложные формулы с поправками на расстояние между молниеотводами L. Полный набор формул для каждого случая — в официальном тексте.