Khoảng cách của kim thu sét cổ điển
- Cột thu sét cổ điển Franklin đặc trưng cho mô hình chống sét dạng hình học. Với bán
kính bảo vệ kim thu sét là một hình nón úp. Công thức tính phạm vi an toàn phụ thuộc vào chiều cao cột và góc bảo vệ. Ngoài ra còn cần chú ý tới số liệu thống kê sự cố và cường độ đỉnh dòng xung của từng vùng. Không chỉ vậy nó còn phụ thuộc chủ yếu vào qui định trong tiêu chuẩn chống sét của từng quốc gia.
- Về lý thuyết cũng như thực tế, bán kính bảo vệ của kim thu sét cổ điển thường khá
nhỏ, chủ yếu chỉ từ 15-18m. Vì vậy để tăng hiệu quả hoạt động, người ta thường phải lắp nhiều đầu kim thu trên mái nhà.
- Một nhược điểm nữa của kim thu sét cổ điển là chỉ chống được sét đánh trực tiếp. Và
do bán kính bảo vệ nhỏ nên chỉ phù hợp với các công trình dân dụng, có độ cao từ 15-20m.
Bán kính bảo vệ của kim thu hiện đại
- Kim thu sét hiện đại sử dụng mô hình phát xạ sớm với vùng bảo vệ rộng lớn, có dạng
hình chuông. Đây được coi là giải pháp tổng thể toàn diện. Bởi nó có khả năng bảo vệ cho công trình có độ cao lên tới 300m. Xác suất bảo vệ là 98% dòng sét đánh trực tiếp. Ngoài ra còn có thể áp dụng cho hệ thống chống sét lan truyền.
- Nếu như hệ thống chống sét cổ điển cần nhiều kim thu để mở rộng bán kính bảo vệ.
Thì với công nghệ phát tia tiên đạo, chỉ cần một kim thu duy nhất cũng đạt được bán kính bảo vệ lớn cho một tòa nhà, khu chung cư, công viên, khu công nghiệp, khu di tích hay các quần thể kiến trúc rộng khác.
Trang 97
- Tiêu chuẩn áp dụng để tính bán kính bảo vệ kim thu sét hiện đại thường dùng là NFC
17-102. Theo công thức, phạm vi vùng an toàn phụ thuộc vào:
Chiều cao kim thu sét ở trên bề mặt được bảo vệ
Thời gian phát tia tiên đạo theo thực nghiệm
5.5. TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT CHO TÒA NHÀ
Theo tài liệu tham khảo số [10], bảng 5.1 trang 292, ta được số liệu mật độ sét đánh tại nơi công trình đang xây dựng là Tp. Kon Tum là 8,2 lần/km2/năm.
Qua khảo sát thực tế, công trình không nằm trong vùng bảo vệ chống sét của công trình khác nên cần tính toán hệ thống chống sét riêng cho công trình. Các công trình cao tầng hiện nay thường sử dụng thiết bị chống sét phát tia tiên đạo.
Công trình được thiết kế với 1 kim thu sét với:
Độ cao của công trình cần được bảo vệ: hx = 3,2.8 = 25,6 m
Với AB, BC lần lượt là chiều rộng và chiều dài của tòa nhà khi ta đặt kim thu sét AB=18,9m; BC=30,55m
Để công trình được bảo vệ an toàn thì bán kính bảo vệ tối thiểu của kim thu sét là:
rx = √(AB − a)2+ (BC − b)2 = √(18,9 − 4,6)2+ (30,55 − 3,1)2 = 30,95 (m)
Đối với công trình sử dụng kim thu sét cổ điển nếu bán kính bảo vệ lớn thì phải đặt nhiều kim thu sét, hoặc để giảm số kim thu sét thì chiều cao kim thu sét tương ứng sẽ tăng lên. Vì thế để tiết kiệm chi phí và đảm bảo tính thẩm mỹ của tòa nhà ta chọn loại 1 kim thu sét hiện đại có khả năng phóng tia tiên đạo bảo vệ tòa nhà với diện tích bảo vệ lớn.
Trong đó: a và b lần lượt là khoảng cách từ vị trí đặt kim thu sét đến mép ngoài gần nhất của phần mái nhà tương ứng như hình vẽ.