Trên cơ sở nghiên cứu các mô hình, người ta có thể xác định vùng bảo vệ của cột thu lôi. Đó là khoảng không gian gần cột thu lôi mà vật được bảo vệ trong đó, có rất ít khả năng bị sét đánh.
Phạm vi bảo vệ cột thu lôi là hình nón cong tròn xoay có tiết diện ngang là những hình tròn, ở độ cao hx có bán kính Rx
Nguyên tắc tính toán vùng bảo vệ của kim thu lôi:
Hình 4.1: Nguyên tắc tính toán vùng bảo vệ của kim thu lôi
Bán kính bảo vệ của kim ở độ cao hx:
Trong đó:
rx: bán kính bảo vệ của công trình.
h: Độ cao của cột thu sét.
P = 1 nếu h 30 (m).
P = nếu h > 30 (m).
Trong trường hợp có hai cột thu lôi, phạm vi bảo vệ của hai cột thu lôi được thể hiện như hình sau:
Hình 4.2: Vùng bảo vệ của 2 cột thu lôi
Trong đó, Rx được xác định theo công thức trên, còn bx – là bề ngang hẹp nhất của phạm vi bảo vệ ở độ cao hx, xác định theo công thức:
Ở đây:
a - khoảng cách giữa 2 cột thu lôi (m)
ha - chiều cao hiệu dụng của cột thu lôi (m), và
Đặc biệt, khi có hai kim đặt gần nhau thì sẽ có hiện tượng tương hỗ giữa hai kim, sẽ tạo nên một cột giả tưởng h0 có gây ra phạm vi bảo vệ trong thực tế.
Với
Khi phối hợp nhiều cột để bảo vệ một diện tích, thì từng đôi cột một có phạm vi bảo vệ như hai cột. Phạm vi bảo vệ phía trong các cột không cần vẽ, nhưng có yêu cầu như sau:
a. Tính toán chống sét cho nhà B1, B2, B3, B4
Nhà B1, B2, B3, B4 có chiều cao khoảng 10m, mái bằng nên theo nguyên tắc bảo vệ trọng điểm ta sẽ đặt cọc thu lôi ở 4 góc của tòa nhà. Như vậy, nhà B1 với diện tích (6×40m) ta sẽ chọn được số lượng kim thu lôi như sau:
Chọn kim có độ cao
Ta chỉ cần xét trên các cạnh, nếu có kim giả tưởng
Như vấy, nếu ta đặt 2 kim có độ cao 2m ở 2 góc cạnh 6m thì có kim giả tưởng.
Với N là số kim trên 1 cạnh chiều dài với
Như vây, trên cạnh 40m của nhà B1, số kim cần có là
Vây số kim trên cạnh 40m là 4 cái.
Kiểm tra trên cạnh 40m
Tính toán bán kính bảo vệ: 1 a12 2 a14 a23 D 4 a34 3
b. Tính toán chống sét cho nhà B5
Nhà B5 có chiều cao khoảng 16m, chắn mái. Như vậy theo nguyên tắc bảo vệ trọng điểm, ta sẽ đặt kim thu sét tại vị trí nhô cao.
Chọn kim thu sét có độ dài 2m.
- Số lượng kim trên cạnh 1 ( 30m ) sẽ là
Chọn 4 kim thu sét
- Số lượng kim trên cạnh 2 ( 60m ) sẽ là
Chọn 6 kim thu sét - Tính bán kính bảo vệ: