این راهنما به منظور تعیین نیاز به حفاظت و سطح حفاظتی سیستم صاعقه گیر بکار میرود و در طراحی و محاسبه آن پارامترهایی نظیر شرایط محیطی ساختمان ، نوع مصالح ساختمان، محتویات ساختمان ، ارتفاع ساختمان و اثرات بعدي برخورد صاعقه به ساختمان و....در نظر گرفته شده است.
تعیین نیاز به حفاظت و سطح حفاظتی لازم براي یکسازه بر طبق استاندارد NFC17-102 بستگی به دو پارامتر زیر دارد:
1- تعداد برخورد مستقیم صاعقه مورد انتظار به سازه (Nd)
2- تعداد قابل قبول برخورد سالیانه صاعقه (Nc)
تعیین مقدار Nd:
برای تعیین مقدار Nd ابتدا باید پارامترهای زیر را محاسبه نمود:
1- چگالی( دانسیته ) فلاش صاعقه (Ng) :عبارتست از تعداد برخورد صاعقه سالانه برای هر Km2 ، که به روش زیر تعیین میگردد:
(a): استفاده از نقشه چگالی برخورد صاعقه که در این حالت Ng=Na/2.2
(b):استفاده از منحنی ایزوکرونیک محلی Ng max=Nk/10
2- مساحت تجمیعی معادل ساختمان (بر حسب m2) (Ae) : براي سطح زمینی است که احتمال برخورد مستقیم صاعقه به آن در سال برابر با احتمال برخورد مستقیم صاعقه به ساختمان مورد نظر و برابر سطحی است که از برخورد خطوط با زاویه شیب 35 درجه در همه جهات ساختمان با گذر از بالاي ساختمان و سطح زمین ایجاد می گردد.
برای یک ساختمان با طول L و عرض W و ارتفاع H ، مساحت تجمیعی معادل برابر است با :
Ae=LW+6H(L+W)+9〖 π H〗^2
3- ضریب 1 C: ضریب محیطی که بیانگر تاثیر اشیاء قرار گرفته در داخل فاصله 3H از ساختمان می باشد و مقدار آن از روی جدول زیر تعیین می گردد.:
| C1 |
موقعیت نسبی سازه |
| 0.25 |
در صورتیکه سازه با سازه ها یا درختهای هم ارتفاع یا بلندتر احاطه شده باشد |
| 0.5 |
سازه بوسیله سازه های کوتاهتر احاطه شده باشد |
| 1 |
سازه ایزوله باشد ( سازه ای در فاصله 3H قرار نداشته باشد) |
| 2 |
سازه ایزوله بوده و بر روی بلندی قرار داشته باشد |
پس از محاسبه و تعیین سه پارامتر فوق می توان بروش زیر Nd را محاسبه نمود :
Nd=Ngmax . Ae .C1 〖 10 〗^(-6) / Year
Ncتعیین مقدار :
قبل از محاسبه مقدار Nc باید پارامترهای زیر را که در محاسبه Nc بکار می روند محاسبه نمود .
- نوع مصالح ساختمان
- محتویات ساختمان
- مسکونی یا غیر مسکونی بودن ساختمان
- اثرات برخورد صاعقه به ساختمان
چهار فاکتور بالا بصورت ضرایب C2 , c3 , c4 , C5 ، در محاسبه NC به کار می روند، با استفاده از جداول شماره 3 الی 6 تعیین می گردند :
جدول شماره 3 : ضریب جنس سازه C2
| قابل اشتعال |
معمولی |
فلزی |
سقف / سازه |
| 2 |
1 |
0.5 |
فلزی |
| 2.5 |
1 |
1 |
معمولی |
| 3 |
2.5 |
2 |
قابل اشتعال |
جدول شماره 4 : ضریب محتویات داخل سازه C3
| 0.5 |
کم ارزش و غیر قابل اشتعال |
| 1 |
ارزش متوسط و معمولی |
| 2 |
با ارزش و قابل اشتعال |
| 3 |
دارای ارزش فوق العاده و غیر قابل جایگزین و بسیاز اشتعالزا |
جدول شماره 5 : ضریب میزان تراکم جمعیت سازه C4
| 0.5 |
غیرمسکونی |
| 1 |
دارای تراکم جمعیت عادی |
| 3 |
تراکم جمعیت زیاد و تخلیه مشکل یا امکان ایجاد ترس و وحشت |
جدول شماره 6 : ضریب میزان اثر گذاری صاعقه در محیط C5
| 1 |
عدم نیاز به پیوستگی سرویس و خدمات ، بدون اثر گذاری در محیط |
| 5 |
نیاز به پیوستگی سرویس و خدمات ، بدون اثرگذاری در محیط |
| 10 |
اثرگذاری در محیط |
بعد از محاسبه C2 تا C5 و با استفاده از رابطه زیر Nc تعیین میگردد:
C=C2.C3 C4.C5
Nc = 5.5 〖10〗^(-3)/C
انتخاب سطح حفاظت :
پس از محاسبه مقادیر NdوNc میتوان نیاز به حفاظت و همچنین سطح حفاظتی لازم برای سازه ای خاص را تعیین نمود.
برای این منظور مقادیر Nd و Nc با یکدیگر مقایسه می گردند و نتیجه این مقایسه تعیین می کند که آیا نیاز به نصب سیستم صاعقه گیر وجود دارد یا نه ؟ و در صورت نیاز ، چه سطح حفاظتی مورد نیاز می باشد :
- اگر Nc>Nd باشد، در اینصورت نیازی به نصب سیستم صاعقه گیر نمی باشد.
- اگر Ncدر اینصورت سیستم صاعقه گیری با کارایی (Nc/Nd)-E>1 باید نصب گردد و سطح حفاظتی مورد نیاز از روی جدول زیر تعیین میگردد.
| فاصله برخورد D(m) |
جریان پیکI(KA) |
سطح حفاظتی متناسب با میزان کارایی |
کارایی محاسبه شده E |
| |
|
ADDITIONAL +LEVEL I |
E>0/98 |
| 20 |
2/8 |
LEVEL I |
0/95 |
| 45 |
9/5 |
LEVEL II |
0/80 |
| 60 |
14/7 |
LEVEL III |
0 |
پس ازانتخاب سطح حفاظتی مورد نیاز و با توجه به ارتفاع سازه، کلاس حفاظتی تعیین شده و نوع صاعقه گیر مورد استفاده ، از روی جدول زیر(مربو ط به HELITA) شعاع حفاظتی آن تعیین می گردد .
صاعقه گیر های الکترونیکی به عنوان جایگزینی مناسب برای روش های سنتی، قفس فارادی ارائه می گردد
