อาคารโครงสร้างเหล็กสามารถป้องกันฟ้าผ่าได้อย่างไร?

เมื่อใดก็ตามที่ฤดูฝนพลัมใกล้เข้ามา ท้องฟ้าที่อยู่ตรงกลางและตอนล่างของแม่น้ำแยงซีในประเทศของฉันจะมืดมนเป็นเวลาหลายวัน โดยมีปริมาณน้ำฝนอย่างต่อเนื่องซึ่งบางครั้งมีขนาดใหญ่และเล็ก และบางครั้งมาพร้อมกับฟ้าร้องและฟ้าผ่าดังนั้นปัญหาการป้องกันฟ้าผ่าของอาคารจึงต้องได้รับการพิจารณาอย่างจริงจัง

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อาคารโครงสร้างเหล็กเบามีการใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงงานอุตสาหกรรม โกดัง โรงยิม และสถานที่อื่นๆ เนื่องจากมีรูปลักษณ์ที่สวยงาม ระยะเวลาก่อสร้างสั้น และต้นทุนทางวิศวกรรมต่ำอย่างไรก็ตาม หลังคาเมทัลชีทมีแนวโน้มที่จะถูกฟ้าผ่า ดังนั้นจึงแตกต่างจากการออกแบบป้องกันฟ้าผ่าของโครงสร้างอิฐคอนกรีตทั่วไปและอาคารโครงสร้างเฟรมวันนี้ ให้เรารวมตัวอย่างการประชุมเชิงปฏิบัติการโครงสร้างเหล็กเพื่อหารือเกี่ยวกับประเด็นที่เกี่ยวข้องของการออกแบบป้องกันฟ้าผ่าของหลังคาโลหะ!

1. ภาพรวมโครงการ
การประชุมเชิงปฏิบัติการโครงสร้างเหล็กเป็นองค์กรที่บูรณาการการผลิตกระแสไฟฟ้า อะลูมิเนียมอิเล็กโทรไลต์และคาร์บอนในหมู่พวกเขา การประชุมเชิงปฏิบัติการการหล่อมีหน้าที่หลักในการแปรรูปแท่งลวดอลูมิเนียมและผลิตภัณฑ์แท่งอลูมิเนียมทั้งอาคารใช้โครงสร้างเหล็กน้ำหนักเบา และขนาดจริงของอาคารเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า L=182m, W=93m, H=18.5m (จากพื้นถึงด้านล่างของเครื่องช่วยหายใจบนหลังคา)มีรายงานว่าวันที่พายุฝนฟ้าคะนองเฉลี่ยรายปีที่นี่คือ 22.0d/aเนื่องจากโรงงานตั้งอยู่ในเขตโรงงานและมีอาคารหลายหลังอยู่รอบๆ จึงไม่ใช่อาคารเดี่ยวดังนั้นปัจจัยการแก้ไขจึงเป็น 1 สำหรับการคำนวณอาคารทั่วไป

2. การกำหนดระดับการป้องกันฟ้าผ่าของอาคาร
คำนวณความหนาแน่นเฉลี่ยต่อปีของการเกิดฟ้าผ่าบนโลกตามเงื่อนไขที่ทราบ:
อึ้ง =0.024Td1.3
=0.024×221.3
=1.334 ครั้ง/(km2.a)
พื้นที่เทียบเท่าสำหรับสกัดกั้นฟ้าผ่าจำนวนเท่ากันกับอาคาร:
เอ๋=[LW+2(L+W)·
+πH (200-H)] · 10-6
= [182×93+2×(182+93)×
+3.14×18.5(200-18.5)]×10-6
=0.05934km2
สุดท้าย จำนวนฟ้าผ่าโดยประมาณในอาคารต่อปี:
N=KNgAe
=1×1.334×0.05934
=0.0791 ครั้ง/a
ในสูตร: Td—วันพายุฝนฟ้าคะนองเฉลี่ยประจำปี (d/a);
Ng—ความหนาแน่นเฉลี่ยต่อปีของฟ้าผ่าในบริเวณที่อาคารตั้งอยู่ (ครั้ง/km2.a)
เอ—พื้นที่เทียบเท่า (ตร.ม.) ที่สกัดกั้นฟ้าผ่าจำนวนเท่ากันกับอาคาร
L, W, H—ตามความยาว ความกว้าง และความสูงของอาคาร (ม.);
คาดว่าจำนวนสายฟ้าฟาดจะอยู่ที่ 0.3 ครั้ง/a≥N≥0.06 ครั้ง/a ดังนั้นจึงตั้งค่าตามการป้องกันฟ้าผ่าประเภทที่สาม

3. การสิ้นสุดฟ้าผ่า
ตามอาคารโครงสร้างเหล็กเบา การใช้สายล่อฟ้าเป็นเรื่องยุ่งยากและไม่สอดคล้องกับลักษณะของอาคารทั้งหมด ในขณะที่การใช้หลังคาโลหะเป็นตัวรับฟ้าผ่าต้องเป็นไปตามข้อกำหนดสี่ประการ
ตามข้อกำหนดของข้อกำหนด "เมื่อไม่มีวัสดุติดไฟอยู่ใต้แผ่นโลหะ ความหนาไม่ควรน้อยกว่า 0.5 มม."ซองจดหมายอาคารเวิร์กช็อปหลัก (หลังคา) ของเวิร์กช็อปทำจากแผ่นเหล็กชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน ความหนาของพื้นผิวคือ 0.53 มม. (รวมถึงชั้นสังกะสี) และแผ่นใยแก้วที่มีความหนา 75 มม. ถูกเพิ่มเข้าไปใต้ แผงหลังคาซึ่งหุ้มด้วยฟอยล์อลูมิเนียมและรองรับชั้นตาข่ายเหล็กไม่ปัก φ1.5 และขอบด้านบนของแปใยแก้วเป็นวัสดุก่อสร้างระดับ A ที่มีค่าการนำความร้อนน้อย สารหน่วงไฟ ปลอดสารพิษ และคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียร ซึ่งตรงตามข้อกำหนดของข้อกำหนดสำหรับการไม่ติดไฟในเวลาเดียวกัน ตามการแนะนำของวิศวกรรมโยธา การก่อสร้างระบบปิดของอาคารโครงสร้างเหล็กเบาใช้การบดเคี้ยวและทับซ้อนกัน และความยาวของการเชื่อมต่อหอต้องถึงยอดคลื่นหรือรางคลื่นอย่างน้อยหนึ่งยอด และมากกว่า 100m สามารถตอบสนองความต้องการของข้อกำหนดได้อย่างเต็มที่
นอกจากนี้ เหล็กแผ่นเคลือบสังกะสีแบบจุ่มร้อนที่ใช้บนหลังคายังเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี และชั้นป้องกันสีบางๆ ที่ใช้บนพื้นผิวไม่ได้เป็นฉนวนเคลือบตามหมายเหตุในข้อมูลจำเพาะ จึงเป็นไปตามข้อกำหนดของข้อกำหนด
โดยสรุป ในโครงการนี้ แผงโลหะของโครงสร้างเหล็กไฟบนหลังคาสามารถใช้เป็นอุปกรณ์ตัวนำอากาศได้
ในการทำงานที่ดีในการออกแบบระบบป้องกันฟ้าผ่าบนหลังคาเมทัลชีท นอกจากการเลือกรูปแบบการป้องกันฟ้าผ่าที่ดีแล้ว ให้เลือกตัวรับฟ้าผ่าที่ดี แต่ยังทำหน้าที่ได้ดีในการลงดินและลงกราวด์ด้วย

4. นำลง
สำหรับอาคารโครงสร้างเหล็กเบา มีแผงสีหลายประเภท ซึ่งแบ่งออกเป็นแผ่นเดียวและแผ่นคอมโพสิตการประชุมเชิงปฏิบัติการใช้แผ่นคอมโพสิตในระหว่างการก่อสร้าง สาขาวิชาวิศวกรรมโยธาและสาขาวิชาไฟฟ้าจะต้องร่วมมือกันเพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้ของแผ่นโครงหลังคาโลหะ โครงหลังคา แป และเสาเหล็กดังนั้นเสาเหล็กจึงถูกใช้เป็นตัวนำลงระหว่างการก่อสร้าง

5. อุปกรณ์ต่อสายดิน
ในการออกแบบปัจจุบัน แท่งเหล็กพื้นฐานมักใช้เป็นตัวกราวด์ตามธรรมชาติ และใช้เหล็กแบนอาบสังกะสี 40X4 เพื่อเชื่อมต่อ และใช้พันธะศักย์ไฟฟ้าทั่วไปในการออกแบบนี้ ไม่จำเป็นต้องใช้เหล็กแบนอาบสังกะสีขนาด 40X4 อย่างเคร่งครัด แต่ฐานรากแบบแถบระหว่างเสาเหล็กกับฐานรากอิสระของเสาเหล็กนั้นใช้สำหรับการเชื่อมที่เชื่อถือได้เพื่อสร้างเส้นทางไฟฟ้าสำหรับอาคารที่มีโครงสร้างเหล็กเบา สลักเกลียวฐานรากควรฝังไว้ล่วงหน้าในการก่อสร้างฐานรากอิสระของเสาเหล็ก เพื่อที่ว่าเมื่อติดตั้งเสาเหล็กแล้ว สลักเกลียว น็อต และเสาเหล็กจะเชื่อมต่อเข้าด้วยกันควรสังเกตว่าสลักเกลียวและการเสริมฐานรากของเสาเหล็กไม่ได้เชื่อมต่ออยู่ใต้ดิน!ดังนั้น นักออกแบบไฟฟ้าควรต้องใช้วิชาเอกวิศวกรรมโยธาเพื่อระบุในคำแนะนำการออกแบบว่าเหล็กเส้นพื้นฐานและสลักเกลียวสายดินควรเชื่อมอย่างน่าเชื่อถือด้วยเหล็กเส้นหรือเหล็กกลมไม่น้อยกว่า φ10 ในระหว่างการก่อสร้าง และควรทำการป้องกันการกัดกร่อนที่ จุดเชื่อมสำหรับลงกราวด์ด้วยวิธีนี้ การเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้จะเกิดขึ้นจากหลังคาไปยังเสาเหล็ก และจากนั้นไปยังฐานราก เพื่อให้แน่ใจว่ากระแสฟ้าผ่ามีช่องทางปล่อยที่สมบูรณ์
นอกจากนี้ อย่าลืมจองแผ่นต่อสายดินไว้ที่ตำแหน่งกลางแจ้งที่เหมาะสม เพื่อป้องกันไม่ให้หน่วยก่อสร้างเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อสายดินเทียม และทดสอบความต้านทานของสายดินเมื่อความต้านทานของสายดินไม่ตรงตามข้อกำหนดระหว่างการก่อสร้าง

6. สรุป
การป้องกันฟ้าผ่าของอาคารหลังคาโลหะเป็นโครงการที่ยากต่อการจัดการ แต่ในอาคารดังกล่าว ตราบใดที่แผงแซนวิชบนหลังคา (หรือแผ่นเหล็กทำโปรไฟล์) ของอาคารโครงสร้างเหล็กเบาที่มีความหนา 0.5 มม. สามารถใช้เป็นตัวรับฟ้าผ่าได้ การใช้เหล็ก คอลัมน์ถูกใช้เป็นตัวนำลง และแท่งเหล็กพื้นฐานใช้เป็นตัวกราวด์ตามธรรมชาติ และเชื่อมต่อได้อย่างน่าเชื่อถือด้วยเหล็กแบนชุบสังกะสีหรือคานวงแหวนกราวด์ และติดตั้งการเชื่อมต่อแบบศักย์ไฟฟ้า