РД 34.21.122-87
Коротко: инструкция устанавливает необходимый комплекс мероприятий и устройств молниезащиты зданий и сооружений — категорию молниезащиты (I, II или III) и тип зоны защиты молниеотвода в зависимости от назначения объекта, среднегодовой продолжительности гроз в месте расположения и ожидаемого числа поражений молнией в год (табл. 1). Документ 1987 года; для зданий, сооружений и промышленных коммуникаций разработана и действует более новая Инструкция СО 153-34.21.122-2003, утверждённая приказом Минэнерго № 280 от 30.06.2003, — при устройстве молниезащиты нужно смотреть, какой из двух документов применим (см. врезку ниже).
О чём документ
Инструкция устанавливает обязательный для всех министерств и ведомств СССР комплекс мероприятий и устройств молниезащиты — для обеспечения безопасности людей и сельскохозяйственных животных, предохранения зданий, сооружений, оборудования и материалов от взрывов, пожаров и разрушений при воздействии молнии (Предисловие). Действует при разработке проектов зданий и сооружений; не распространяется на молниезащиту линий электропередачи, электрической части электростанций и подстанций, контактных сетей, антенн, а также зданий, связанных с порохом и взрывчатыми веществами (Предисловие). С введением Инструкции в 1987 году утратила силу прежняя инструкция СН 305-77.
Ключевые положения и сроки
- Категория молниезащиты определяется по табл. 1 в зависимости от класса взрывопожароопасной зоны объекта по ПУЭ (В-I, В-II, П-I, П-II и др.), среднегодовой продолжительности гроз и ожидаемого числа поражений молнией N в год (п. 1.1) — например, здания с зонами класса В-I/В-II по всей территории СССР относятся к I категории с зоной защиты типа А (строка 1 табл. 1); здания вычислительных центров — ко II категории с зоной Б (строка 10).
- Что защищает каждая категория (п. 1.2): I и II категории — от прямых ударов молнии, вторичных проявлений и заноса высокого потенциала по коммуникациям; III категория — от прямых ударов и заноса потенциала только по наземным коммуникациям.
- Надёжность зон защиты (Приложение 1, п. 5): зона А — не ниже 99,5 %; зона Б — не ниже 95 %.
- Периодичность проверки устройств молниезащиты (п. 1.14): для зданий I и II категорий — 1 раз в год перед началом грозового сезона; 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.
- Заземлители молниезащиты (п. 1.7–1.8) — допускаются любые заземлители электроустановок по ПУЭ (кроме нулевых проводов ВЛ до 1 кВ); в первую очередь используются железобетонные фундаменты зданий при условии непрерывной электрической связи по арматуре и сварного присоединения к закладным деталям.
- Минимальные сечения токоотводов и заземлителей (табл. 3) — например, круглые токоотводы снаружи здания на воздухе — не менее 6 мм в диаметре; круглые вертикальные и горизонтальные электроды в земле — не менее 10 мм; прямоугольные электроды в земле — сечением не менее 160 мм² при толщине 4 мм.
Действующая замена для зданий и сооружений — СО 153-34.21.122-2003
РД 34.21.122-87 и СО 153-34.21.122-2003 — разные документы: РД 34.21.122-87 датирован 1987 годом и не имеет формальной отметки об отмене; Инструкция СО 153-34.21.122-2003 утверждена в 2003 году приказом Минэнерго России № 280 и охватывает более широкий круг объектов (здания, сооружения и промышленные коммуникации), используя схожую, но не идентичную систему уровней защиты (I–IV вместо категорий I–III и типов зон А/Б). На практике при проектировании молниезащиты применяется действующая Инструкция СО 153-34.21.122-2003; РД 34.21.122-87 сохраняет значение для объектов и случаев, спроектированных по нему ранее, и как исторический источник методики (Приложение 4 — расчётное обоснование зон защиты).
Частые вопросы
Чем категории I–III по РД 34.21.122-87 отличаются от уровней I–IV по СО 153-34.21.122-2003?
Это две разные системы классификации разных документов: РД 34.21.122-87 делит объекты на 3 категории молниезащиты по табл. 1 (в зависимости от взрывопожароопасности и грозовой активности), а СО 153-34.21.122-2003 — на 4 уровня защиты с надёжностью 0,8–0,999 (см. карточку СО 153-34.21.122-2003). Смешивать категории одного документа с уровнями другого нельзя.
Можно ли использовать фундамент здания как заземлитель молниезащиты?
Да, п. 1.8 прямо рекомендует железобетонные фундаменты как заземлители при условии непрерывной электрической связи по арматуре и сварного присоединения к закладным деталям; в средне- и сильноагрессивных грунтах с полимерной защитой бетона от коррозии, а также при влажности грунта менее 3 % — не допускается.
Как часто нужно проверять устройства молниезащиты?
Для зданий и сооружений I и II категорий — 1 раз в год перед началом грозового сезона; для III категории — не реже 1 раза в 3 года (п. 1.14).
Связь с другими НПА
- СО 153-34.21.122-2003 — действующая Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций (утв. приказом Минэнерго № 280); применяется для проектирования молниезащиты сегодня.
- Приказ Минэнерго России № 280 от 30.06.2003 — приказ, утвердивший Инструкцию СО 153-34.21.122-2003.
- ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ — защитное заземление, зануление — общие требования к заземляющим устройствам электроустановок, смежные с заземлителями молниезащиты.
- Электробезопасность — другие документы раздела.
Связки с базой знаний
- Электробезопасность — программы обучения электротехнического и электротехнологического персонала.
- Организация электрохозяйства: ответственный, персонал, группы, наряды.
Полный текст документа
⚠️ Важно: инструкция включает объёмное Приложение 3 с формулами построения зон защиты для одиночных, двойных и многократных стержневых и тросовых молниеотводов разной высоты (более 30 вариантов формул) и Приложение 4 — пояснительное пособие с физикой разрядов молнии. Ниже приведены разделы 1–3 (общие положения, требования к молниезащите по категориям, конструкции молниеотводов) и приложения 1–2 (термины, характеристики грозовой деятельности) полностью; формулы построения зон защиты (Приложение 3) даны кратким описанием принципа расчёта без полного набора формул для каждого случая, Приложение 4 (пособие) использовано для «Ключевых положений» карточки, но не воспроизводится отдельно.
Раздел 1. Общие положения (пп. 1.1–1.14)
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)
| № | Здания и сооружения | Местоположение / условие | Тип зоны защиты | Категория |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Помещения classa В-I, В-II по ПУЭ | На всей территории СССР | Зона А | I |
| 2 | Классов B-Ia, B-Iб, В-IIа | Гроз ≥10 ч/год | N>1 — зона А; N≤1 — зона Б | II |
| 3 | Наружные установки класса В-Iг | На всей территории | Зона Б | II |
| 4 | Зоны П-I, П-II, П-IIа | Гроз ≥20 ч/год | 0,1<N≤2 (I-II ст. огнестойкости) или 0,02<N≤2 (III-V ст.) — зона Б; N>2 — зона А | III |
| 10 | Здания вычислительных центров | Гроз ≥20 ч/год | Зона Б | II |
| 11 | Животноводческие/птицеводческие здания III–V ст. (крупный скот ≥100 голов и т. п.) | Гроз ≥40 ч/год | Зона Б | III |
| 12 | Дымовые трубы, башни, вышки высотой ≥15 м | Гроз ≥10 ч/год | — (п. 2.31) | III |
| 13–14 | Жилые/общественные здания выше окружающих на 25 м в радиусе 400 м, либо отдельно стоящие выше 30 м | Гроз ≥20 ч/год | Зона Б | III |
| 15 | Общественные здания III–V ст. (детсады, школы, больницы, культурные, административные, вокзалы, гостиницы) | — | Зона Б | III |
| 16–17 | Открытые зрелищные учреждения; памятники истории и культуры | Гроз ≥20 ч/год | Зона Б | III |
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.
Раздел 2. Требования к выполнению молниезащиты по категориям (пп. 2.1–2.33, извлечение)
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.
Раздел 3. Конструкции молниеотводов (пп. 3.1–3.8)
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
| Форма токоотвода/заземлителя | Снаружи здания на воздухе | В земле |
|---|---|---|
| Круглые токоотводы и перемычки, диаметр, мм | 6 | — |
| Круглые вертикальные электроды, диаметр, мм | — | 10 |
| Круглые горизонтальные электроды, диаметр, мм | — | 10 |
| Прямоугольные электроды, сечение, мм² | 48 | 160 |
| Прямоугольные электроды, толщина, мм | 4 | 4 |
Приложение 1. Основные термины
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.
Приложение 2. Характеристики грозовой деятельности
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 3. Зоны защиты молниеотводов (принцип расчёта, без полного набора формул)
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.