بررسی و ارزیابی صاعقه براساس آیین نامه های معتبر بین المللی
چشم انداز
در این گزارش قصد داریم بر اساس آیین نامه های معتبر بین المللی از جمله (NFC-17-102 کشور فرانسه و IEC-62305 , BS-IEC-62305-2 , BS-IEC-62305-1 کشور انگلستان) به ارزیابی صاعقه بپردازیم
مقدمه:
پس از معرفی صاعقه و عوامل آن، نگاهی کوتاه به حفاظت ساختمان در برابر صاعقه می اندازیم.
سپس با بررسی دقیق مشخصات ساختمان به ارزیابی بیمارستان از رویکرد های مختلف آیین نامه خواهیم پرداخت.
صاعقه چیست؟
صاعِقه، آذَرَخَش یا تُندَر پدیده‌ای طبیعی بر اثر برخورد ابرهای دارای بارهای ناهم نام، واکنش‌های الکتریکی شدیدی به صورت نور تولید می‌گردد که با صدای شدیدی به نام رعد همراه است.
دلیل بروز صاعقه چیست؟
وجود بخار آب، حرارت و هوای گرم باعث ایجاد ابرهای کلمونیموس می گردد. این مدل ابر بسیار گسترده و طول آن بالغ بر 15 کیلومتر و حداقل دارای ضخامت 10 کیلومتر است. گاهی از اوقات وجود ضخامت بالا در وضعیت جوی متلاطم موجب ایجاد دمای تا 65- درجه ی سانتی گراد می شود. همچنین سرعت حرکت بالای ابر و دمای یاد شده باعث ایجاد کریستال های یخ در لایه بالایی ابر و ذرات ریز آب در لایه های پایین گشته و در اثر سرعت ابر، این دو لایه باردار می گردند، به نحوی که کریستال های یخ بار مثبت و ذرات آب، بار منفی به خود می گیرند.
در این میانه لایه ی نسبتاً خنثی (از جنس هوای خشک یا مرطوب) با قطر یک تا 2 کیلومتر، نقش یک جداکننده را در این سیستم اجرا می کند (مانند خازن با دو صفحه ی باردار و عایق در میان که هر چقدر نقش این جداکننده پر رنگ تر باشد، ظرفیت خازن افزایش می یابد. وضعیت عادی اتمسفر زمین بار (الکتریسته ساکن) حدود 100 ولت بر متر (ارتفاع) را دارا است. در هنگامی که این سیستم ابر به وجود آمد، بار ساکن اتمسفر زمین افزایش می یابد و به 15 تا 20 کیلوولت بر متر می رسد. همچنین حرکت ابر باردار باعث حرکت بار مثبت زمین می گردد. این انتقال بار تا آن جا ادامه پیدا می کند که شدت بار در اتمسفر بین 15 تا 20 کیلو ولت بر متر برسد. در این حالت به شدت احتمال تخلیه بین دو بار مثبت ابر و منفی زمین افزایش می یابد. تا این که در محلی با شرایط بهتر (فاصله ی کم تر یا شدت بار بیش تر) تخلیه ی الکتریکی انجام می پذیرد.
در این حالت بار منفی ابر به سمت بار مثبت زمین انتقال یافته در سطح زمینه یا هادی که به زمین متنصل است، تخلیه انجام می پذیرد. بر طبق برآوردها حدود 96% از صاعقه ها بین ابر و زمین انجام می پذیرد و 4% مابقی بین ابر با ابر و یا در داخل خود ابر انجام می پذیرد.
چرا باید صاعقه گیر نصب کرد؟
اثرات مخرب صاعقه یا ناشی از برخورد مستقیم صاعقه بوده و یا از ولتاژهای القایی میدان های الکترومغناطیسی آن ناشی می گردد و شوک های الکتریکی ناشی از صاعقه منجر به اثرات زیر می گردد:
- آسیب رساندن به نیروی انسانی
- آسیب رساندن به تجهیزات الکتریکی و ارتباطی
- ایجاد خطا در داده ها و اطلاعات ارسالی
- از کار افتادگی و توقف دستگاه ها
بنابراین اولا بایستی از خطر برخورد مستقیم صاعقه به ساختمان و تاسیسات که می تواند منجر به تخریب فلزی ، آتش سوزی و تلفات انسانی آن ها می گردد جلوگیری نمود و ثانیاً، از دستگاه ها و تجهیزات الکتریکی و مخابراتی داخل ساختمان در برابر این خطرات حفاظت نمود. برای حفاظت از ساختمان از صاعقه گیر استفاده می گردد که بدان حفاظت اولیه گفته می شود و برای حفاظت از تجهیزات الکتریکی داخل ساختمان از ارستر استفاده می گردد که به این نوع حفاظت، حفاظت ثانویه گفته می شود.
بنابراین سیستم حفاظت از صاعقه شامل حفاظت اولیه (صاعقه گیر)، حفاظت ثانویه (ارستر) می باشد که این دو مکمل یکدیگر می باشند. بدیهی است که هم صاعقه گیر و هم ارستر نیاز به سیستم ارت دارند.
حفاظت اولیه:
به منظور حفاظت از سازه ها در برابر صاعقه باید از نفوذ جریان صاعقه به داخل ساختمان جلوگیری کرد. این کار به وسیله سیستم صاعقه گیر که شامل: صاعقه گیر، هادی میانی و ارتینگ می باشد انجام می گیرد. در صورت استفاده از این سیستم در بالای ساختمان، صاعقه به صاعقه گیر برخورد کرده و جریان آن از طریق هادی میانی به زمین انتقال می یابد. بدین ترتیب سیستم صاعقه گیر از عواملی همچون: تخریب فلزی، آتش سوزی و آسیب پذیری نیروی انسانی جلوگیری می کند.
حفاظت ثانویه:
علاوه بر خطرات اشاره شده در بالا، برخورد مستقیم صاعقه موجب القا شوک های الکتریکی در خطوط انتقال می گردد. با توجه به رشد روزافزون استفاده از تجهیزات الکترونیکی در زندگی روزمره میزان اهمیت آن بیشتر می گردد. بنابراین برای حفاظت از این سیستم ها و کنترل شوک ها، باید از حفاظت کننده های اضافه ولتاژ یعنی برقگیر مطابق استاندارد استفاده نمود.
