ГОСТ Р МЭК 62305-2-2010. Национальный стандарт Российской Федерации. Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 2. Оценка риска

(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 30.11.2010 № 795-ст)

МЕНЕДЖМЕНТ РИСКА

ЗАЩИТА ОТ МОЛНИИ

ЧАСТЬ 2

ОЦЕНКА РИСКА

Risk management. Protection against lightning. Part 2. Risk assessment

ISO 62305-2:2010 Protection against lightning — Part 2: Risk management (IDT)

ГОСТ Р МЭК 62305-2-2010

Группа Т59

Предисловие

Сведения о стандарте

1. Подготовлен Автономной некоммерческой организацией «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» (АНО «НИЦ КД») на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в разделе 4.

2. Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 10 «Менеджмент риска».

4. Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 62305-2:2010 «Защита от молнии. Часть 2. Менеджмент риска» (IEC 62305-2:2010 «Protection against lightning — Part 2: Risk management»).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (подраздел 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном Приложении ДА.

5. Введен впервые.

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет.

Введение

Удар молнии может быть опасен для зданий (сооружений) и/или линий коммуникаций.

• гибели и травмированию живых существ, находящихся непосредственно в здании (сооружении) или вблизи него.

Удар молнии может оказать неблагоприятное воздействие на прилегающую территорию или окружающую среду.

Для снижения потерь от ударов молний необходимо внедрение мер защиты. Необходимость внедрения мер защиты от молнии должна быть определена на основе оценки риска.

В настоящем стандарте риск определен как рассчитанные для здания (сооружения) возможные средние потери за год от ударов молнии. Риск зависит от:

• количества ударов молнии за год, вызывающих неблагоприятные последствия для здания (сооружения);
• вероятности повреждений при ударе молнии;
• среднего количества косвенных потерь.

В зависимости от неблагоприятных последствий для здания (сооружения) разделяют:

• удар молнии в здание (сооружение);
• удар молнии вблизи здания (сооружения);
• удар молнии в подведенные к зданию (сооружению) линии коммуникаций (линии электропередачи, телекоммуникационные линии);
• удар молнии вблизи линий коммуникаций.

Удар молнии в здание (сооружение) или коммуникации может вызвать физические повреждения и привести к гибели и травмированию живых существ. Удары молнии вблизи здания (сооружения) или его линий коммуникаций, так же как удар молнии в здание (сооружение) или коммуникации, могут вызвать отказ электрических и электронных систем вследствие перенапряжений, вызванных резистивными и индуктивными связями, возникающими в этих системах под воздействием тока молнии.

Кроме того, отказы вследствие перенапряжений в защищаемых установках и в линиях электропередачи могут также привести к перенапряжениям во внутренних системах.

Примечание. Сбои в работе электрических и электронных систем не являются областью применения стандартов серии МЭК 62305. Более подробно они описаны в МЭК 61000-4-5 [1].

Количество ударов молнии, вызывающих неблагоприятные последствия для здания (сооружения), зависит от размеров и характеристик здания (сооружения) и подведенных линий коммуникаций, от характеристик окружающей среды, а также от плотности ударов молнии в землю, выраженной количеством ударов молнии в землю за год на 1 км2 в регионе, где расположено здание (сооружение) и его линии коммуникации.

Вероятность повреждения молнией здания (сооружения) и его коммуникаций зависит также от тока молнии, типа и эффективности применяемых мер защиты.

Меры защиты могут снизить вероятность повреждений или размеры возможных потерь.

Решение о внедрении мер защиты от молнии может быть принято независимо от результатов оценки риска в соответствии с конкретной ситуацией, где трудно избежать риска.

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт применим к оценке риска удара молнии и его последствий для зданий, сооружений и их частей.

2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

МЭК 62305-1:2010 Защита от молнии. Часть 1. Общие принципы (IEC 62305-1:2010, Protection against lightning — Part 1: General principles)

МЭК 62305-3:2010 Защита от молнии. Часть 3. Физическое повреждение структур и опасность для жизни (IEC 62305-3:2010, Protection against lightning — Part 3: Physical damage to structures and life hazard)

МЭК 62305-4:2010 Защита от молнии. Часть 4. Электрические и электронные системы здания (сооружения) (IEC 62305-4:2010, Protection against lightning — Part 4: Electrical and electronic systems within structures)

3. ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

В настоящем стандарте применены термины и определения по МЭК 62305-1, а также следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 Термины и определения

3.1.1. Защищаемое здание (сооружение) (structure to be protected): здание (сооружение), для которого необходима защита от воздействия молнии.

Примечание. Защищаемое здание (сооружение) может быть частью большего здания (сооружения).

3.1.2. Здание (сооружение) с опасностью взрыва (structures with risk of explosion): здание (сооружение), содержащее твердые взрывоопасные материалы, взрывчатые вещества или опасные зоны, установленные в соответствии с классификацией МЭК 60079-10-1 [2] и МЭК 60079-10-2 [3].

3.1.4. Городская среда (urban environment): местность с высокой плотностью расположения зданий или плотно населенных районов с высотными зданиями.

Примечание. Примером городской среды является центральная часть города.

3.1.5. Пригородная среда (suburban environment): местность со средней плотностью зданий.

Примечание. Примером пригородной среды являются пригородные районы.

3.1.6. Сельская среда (rural environment): местность с низкой плотностью зданий.

Примечание. Примером сельской среды является село, деревня, поселок.

3.1.7. Номинальное выдерживаемое импульсное напряжение (rated impulse withstand voltage level); l/w: импульсное напряжение, установленное изготовителем для оборудования или его отдельных частей, характеризующее способность изоляции выдерживать временные перегрузки по напряжению.

Примечание. В настоящем стандарте использована только разность потенциалов между проводниками под напряжением и землей (МЭК 60664-1:2007 [4]).

3.1.8. Электрическая система (electrical system): система, включающая в себя элементы, работающие от низковольтных источников напряжения.

3.1.9. Электронная система (electronic system): система, включающая в себя чувствительные электронные компоненты, такие как телекоммуникационное оборудование, компьютеры, системы управления и измерительные системы, системы радиосвязи, силовые электронные установки.

3.1.10. Внутренние системы (internal systems): электрические и электронные системы, расположенные внутри здания (сооружения).

3.1.11. Линия коммуникаций (line): линия электропередачи или телекоммуникационная линия, подведенные к защищаемому зданию (сооружению).

3.1.12. Телекоммуникационная линия (telecommunication line): линия коммуникаций, обеспечивающая связь с оборудованием, расположенным в здании (сооружении), в том числе линии телефонной связи или линии передачи данных.

3.1.13. Линия электропередачи (power lines): распределительная линия коммуникаций, предназначенная для подачи электрической энергии в здание (сооружение) и питания расположенного в нем электрического или электронного оборудования. Линия электропередачи может быть низковольтной и высоковольтной.

3.1.14. Опасное событие (dangerous event): удар молнии в защищаемое здание (сооружение) или его окрестности.

3.1.15. Удар молнии в здание (сооружение) (lightning flash to a structure): удар молнии в защищаемое здание (сооружение).

3.1.16. Удар молнии вблизи здания (сооружения) (lightning flash near a structure): удар молнии в точку поражения, расположенную достаточно близко от защищаемого здания (сооружения), который может вызвать перенапряжение в сети.

3.1.17. Удар молнии в линии коммуникации (lightning flash to a line): удар молнии, направленный в линии коммуникации защищаемого здания (сооружения).

3.1.18. Удар молнии вблизи линий коммуникаций (lightning flash near a line): удар молнии в точку поражения, расположенную достаточно близко от линий коммуникаций защищаемого здания (сооружения), который может вызвать опасное перенапряжение в сети.

3.1.19. Количество опасных событий, вызванных ударом молнии в здание (сооружение) (number of dangerous events due to flashes to a structure); N_{D} : среднее количество опасных событий, вызванных ударом молнии в здание (сооружение), в год.

3.1.20. Количество опасных событий, вызванных ударом молнии в линии коммуникации (number of dangerous events due to flashes to a line); N_{L} : среднее количество опасных событий, вызванных ударом молнии в линии коммуникации, в год.

3.1.21. Количество опасных событий, вызванных ударом молнии вблизи здания (сооружения) (number of dangerous events due to flashes near a structure); N_{M} : среднее количество опасных событий, вызванных ударом молнии вблизи здания (сооружения), в год.

3.1.22. Количество опасных событий, вызванных ударом молнии вблизи линий коммуникаций (number of dangerous events due to flashes near a line); N_{I} . среднее количество опасных событий, вызванных ударом молнии вблизи линий коммуникаций, в год.

3.1.23. Электромагнитный импульс молнии (lightning electromagnetic impulse); LEMP: электромагнитное воздействие тока молнии, вызывающее, вследствие резистивных, индукционных или емкостных связей, скачок (нарастание) тока, напряжения и напряженности электрического, магнитного и электромагнитного полей.

3.1.24. Импульсное перенапряжение (surge): резкий подъем напряжения, вызванный электромагнитным импульсом удара молнии и проявляющийся в виде повышения электрического напряжения или тока до значений, представляющих опасность для изоляции или потребителя.

3.1.25. Узел (node): точка на линиях коммуникаций, в которой, в соответствии с предположениями, распространением импульсного перенапряжения можно пренебречь.

Примечание. Примерами узлов являются точки разветвления линии электропередачи, их соединения с трансформатором HV/LV, мультиплексор на телекоммуникационной линии.

3.1.26. Физическое повреждение (physical damage): повреждение здания (сооружения) и его содержимого или линий коммуникаций, полученное вследствие воздействия молнии, повлекшее механическое, термическое, химическое повреждение или взрыв.

3.1.27. Вред живым существам (injury to living beings): увечье или смерть людей или животных, полученные от поражения электрическим током, вызванным электрическим разрядом или скачком напряжения под воздействием молнии.

Примечание. Несмотря на то что вред живым существам может являться следствием самых различных причин, для целей настоящего стандарта термин «вред живым существам» подразумевает гибель и травмирование живых существ вследствие поражения электрическим током (тип опасности D1).

3.1.28. Отказ электрических и электронных систем (failure of electrical and electronic systems): повреждение электрических и электронных систем вследствие электромагнитного импульса удара молнии.

3.1.29. Вероятность повреждения (probability of damage); P_{X} : вероятность того, что опасное событие может нанести повреждение (внешнее и внутреннее) защищаемому зданию (сооружению).

3.1.30. Потери (loss); L_{X} : отношение среднего количества погибших и травмированных людей или животных, разрушенной и поврежденной продукции, оборудования и т.д. (соответствующее указанному типу повреждений) к среднему их количеству, находящихся в защищаемом здании (сооружении) на момент опасного события.

3.1.31. Риск (risk); R: отношение вероятных средних ежегодных потерь людей и продукции, возникающих из-за воздействия молнии, к общему количеству людей и продукции, находящихся в защищаемом здании (сооружении).

3.1.32. Компонент риска (risk component); R_{X} : составляющая риска, которая зависит от источника и типа повреждений.

3.1.33. Приемлемый риск (tolerable risk); R_{T} : максимальное допустимое значение риска для защищаемого здания (сооружения).

3.1.34. Зона здания (сооружения) (zone of a structure); Z_{S} : часть здания (сооружения) с однородными характеристиками, для которой при оценке компонента риска используют единый набор параметров.

3.1.35. Участок линий коммуникаций (section of a line); S_{L} : часть линий коммуникаций с однородными характеристиками, для которой при оценке компонента риска используют единый набор параметров.

3.1.36. Зона защиты от молнии (lightning protection zone); LPZ: зона, для которой установлены параметры электромагнитной среды при ударе молнии.

Примечание. Границы зоны защиты от молнии не обязательно являются физическими границами (например, стены, пол и перекрытие).

3.1.37. Уровень защиты от молнии (lightning protection level); LPL: число, соответствующее набору значений параметров тока молнии и характеризующее вероятность того, что взаимосвязанные максимальные и минимальные значения параметров конструкции не будут превышены при воздействии молнии.

Примечание. Уровень защиты от молнии используют при разработке мер защиты от соответствующего набора параметров тока молнии.

3.1.38. Меры защиты (protection measures): меры, предпринимаемые по отношению к защищаемому зданию (сооружению) с целью снижения риска.

3.1.39. Защита от молнии (lightning protection); LP: комплексная система защиты здания (сооружения) и/или его электрических и электронных систем от воздействия молнии, которая обычно включает LPS и меры защиты от электромагнитного импульса удара молнии.

3.1.40. Система защиты от молнии (lightning protection system); LPS: комплексная система защиты от молнии, предназначенная для уменьшения физических повреждений зданий (сооружений) при ударе молнии в здание (сооружение).

Примечание. LPS состоит из внешних и внутренних систем защиты от молнии.

3.1.41. Меры защиты от электромагнитного импульса молнии (LEMP protection measures); LPM: меры, предпринимаемые для защиты внутренних систем от воздействия электромагнитного импульса молнии.

Примечание. LPM является частью общей системы защиты от молнии.

3.1.42. Магнитный экран (magnetic shield): закрытый металлический, подобный сетке или сплошной щит, укрывающий защищаемое здание (сооружение) или его часть, предназначенный для сокращения количества отказов электрических и электронных систем.

3.1.43. Защитный кабель от воздействия молнии (lightning protective cable): специальный кабель с повышенной электрической прочностью диэлектрика и металлической оплеткой, находящийся в непосредственном контакте или через проводящее пластиковое покрытие с землей.

3.1.44. Защитный кабельный канал от воздействия молнии (lightning protective cable duct): кабельный канал низкого удельного сопротивления, находящийся в контакте с грунтом.

Пример. Бетонный короб, имеющий внутреннее соединение из конструктивной стальной арматуры или металлических труб.

3.1.45. Устройство защиты от импульсных перенапряжений (surge protective device); SPD: устройство, предназначенное для ограничения перенапряжения и скачков напряжения; устройство содержит по крайней мере один нелинейный компонент.

3.1.46. Система защиты от импульсных перенапряжений (coordinated SPD system): набор устройств защиты от импульсных перенапряжений, должным образом подобранных, согласованных и установленных, формирующий систему защиты, обеспечивающую снижение количества отказов электрических и электронных систем.

3.1.47. Изолирующее средство (isolating interfaces): устройство, способное уменьшить воздействие скачков напряжения, вызванных наведенным током в линиях коммуникаций, входящих в зону защиты от молнии.

Примечания.

1. Изолирующим средством являются развязывающие трансформаторы с заземленным экраном между обмотками, кабели из оптического волокна, не содержащие металла, и оптроны.

2. Изоляционные характеристики изолирующего средства должны соответствовать конкретной ситуации.

3.1.48. Уравнивание потенциалов (lightning equipotential bonding); EB: соединение с LPS металлических элементов здания (сооружения) напрямую или через устройства защиты от импульсных перенапряжений, предназначенное для снижения разности электрических потенциалов, возникающей под воздействием молнии.

3.1.49. Зона 0 (zone 0): пространство, в котором огнеопасная среда, представляющая собой смесь воздуха с горючими веществами в форме газа, пара или тумана, присутствует постоянно на протяжении продолжительных периодов времени или часто.

(Адаптировано из МЭК 60050-426:2008, 426-03-03, [5])

3.1.50. Зона 1 (zone 1): пространство, в котором огнеопасная среда, представляющая собой смесь воздуха с горючими веществами в форме газа, пара или тумана, возникает достаточно редко.

(Адаптировано из МЭК 60050-426:2008, 426-03-04, [5])

3.1.51. Зона 2 (zone 2): пространство, в котором огнеопасная среда, представляющая собой смесь воздуха с горючими веществами в форме газа, пара или тумана, обычно не может возникнуть, а при появлении сохраняется в течение короткого периода времени.

Примечания.

1. В данном определении подчеркнуто время, в течение которого существует огнеопасная среда. Общее время обычно включает в себя время поступления горючего вещества плюс фактическое время присутствия и рассеивания огнеопасной среды после прекращения поступления горючего вещества.

2. Показатели частоты возникновения и продолжительности могут быть получены из промышленных и отраслевых стандартов и норм.

(Адаптировано из МЭК 60050-426:2008, 426-03-05, [5])

3.1.52. Зона 20 (zone 20): пространство, в котором огнеопасная среда в форме облака горючей пыли в воздухе присутствует непрерывно на протяжении продолжительных периодов времени или часто.

(Адаптировано из пункта 6.2 МЭК 60079-10-2:2009, [3])

3.1.53. Зона 21 (zone 21): пространство, в котором огнеопасная среда в форме облака горючей пыли в воздухе возникает достаточно редко.

(Адаптировано из пункта 6.2 МЭК 60079-10-2:2009, [3])

3.1.54. Зона 22 (zone 22): пространство, в котором огнеопасная среда в форме облака горючей пыли в воздухе обычно не возникает, а при возникновении сохраняется в течение короткого периода времени.

(Адаптировано из пункта 6.2 МЭК 60079-10-2:2009, [3]).

3.2 Обозначения и сокращения

4. ПОЯСНЕНИЯ ТЕРМИНОВ

4.1 Повреждения и потери

4.1.1 Источник повреждений

S1: удар молнии в здание (сооружение);

S4: удар молнии вблизи линий коммуникаций.

4.1.2 Типы повреждений

4.1.3 Типы потерь

Удар молнии		Структура
Точка поражения молнией	Источник повреждения	Тип повреждения	Тип потерь
	S1	D1	L1, L4 a)
		D2	L1, L2, L3, L4, L1 b),
		D3	L2, L4
	S2	D3	L1 b), L2, L4
	S3	D1	L1, L4 a)
		D2	L1, L2, L3, L4,
		D3	L1 b), L2, L4
	S4	D3	L1 b) L2, L4
a) Только для зданий (сооружений) с опасностью возникновения взрыва, для больниц и других зданий (сооружений), где отказ внутренних и внешних систем может привести к гибели и травмированию людей. b) Только для зданий (сооружений), при повреждении которых возникает опасность гибели и травмирования животных.

4.2 Риск и компоненты риска

4.2.1 Риск

Риск R является значением возможных средних потерь в год, рассчитанных с учетом количества и вероятности появления опасных событий. Для каждого типа потерь должна быть проведена оценка соответствующего риска.

Для здания (сооружения) различают следующие виды риска:

R_{1} : риск гибели и травмирования людей;

R_{2} : риск частичного или полного разрушения общественных коммуникаций;

R_{3} : риск нанесения вреда объектам культурного назначения;

R_{4} : риск экономических потерь.

Для оценки риска R должны быть определены и вычислены соответствующие компоненты риска (в зависимости от источника и типа повреждений).

Риск R является суммой компонентов риска. При вычислении риска компоненты риска могут быть сгруппированы в зависимости от источника и типа повреждений.

4.2.2 Компоненты риска для здания (сооружения) при ударе молнии в здание (сооружение)

R_{A} : Компонент риска нанесения вреда живым существам в результате поражения электрическим током при ударе молнии в здание (сооружение) или скачке напряжения на расстоянии 3 м от токоотвода. Могут также возникнуть потери типа L1 и, в случае, когда в здании (сооружении) содержатся домашние животные, потери типа L4.

Примечание. В зданиях (сооружениях) специального назначения люди могут быть подвергнуты опасности воздействия прямого удара молнии (например, на автостоянках или на стадионах). Эти случаи также могут быть рассмотрены с использованием принципов, установленных в настоящем стандарте.

R_{B} : Компонент риска физического повреждения здания (сооружения), вызванного искрением в здании (сооружении), которое может привести к пожару или взрыву и подвергнуть опасности окружающую среду. В этом случае могут возникнуть все типы потерь (L1, L2, L3 и L4).

R_{C} : Компонент риска отказа внутренних систем, вызванного электромагнитным импульсом при ударе молнии. Потери типа L2 и L4 могут произойти во всех случаях вместе с потерями типа L1 для здания (сооружения) с опасностью возникновения взрыва, а также больниц и других зданий (сооружений), где отказ внутренних систем сразу создает опасность гибели и травмирования людей.

4.2.3 Компонент риска для здания (сооружения) при ударе молнии вблизи здания (сооружения)

4.2.4 Компоненты риска для здания (сооружения) при ударе молнии в линии коммуникаций здания (сооружения)

R_{U} : Компонент риска нанесения вреда живым существам вследствие поражения их электрическим током при перенапряжении или скачке напряжения внутри здания (сооружения). В этом случае могут произойти потери типа L1, а в сельской местности потери типа L4 с возможностью гибели и травмирования животных.

R_{V} : Компонент риска физического повреждения здания (сооружения) (пожар или взрыв, вызванные искрением между внешними инженерными сетями и металлическими частями, обычно в точке ввода линий коммуникаций), вызванного током молнии, наведенным через входящие линии коммуникации. В этом случае могут возникнуть все типы потерь (L1, L2, L3 и L4).

R_{W} : Компонент риска отказа внутренних систем, вызванного скачками напряжения во входящих линиях коммуникаций. Потери типа L2 и L4 могут произойти во всех случаях вместе с потерями типа L1 в случае зданий (сооружений) с опасностью взрыва и для больниц или других зданий (сооружений), где отказ внутренних систем сразу создает опасность гибели и травмирования людей.

Примечания.

4.2.5 Компонент риска для здания (сооружения) при ударе молнии вблизи линий коммуникаций здания (сооружения)

2. Удары молнии в трубопровод или вблизи от него не рассматривают в качестве источника повреждений в связи с тем, что трубы соединены с шиной заземления. Если такое соединение отсутствует, угроза повреждения также должна быть рассмотрена.

4.3 Состав компонентов риска для здания (сооружения)

R_{1} = R_{A1} + R_{B1} + R_{C1}^{<1>} + R_{M1}^{<1>} + R_{U1} + R_{V1} + R_{W1}^{<1>} + R_{Z1}^{<1>}.(1)

<1> Только для зданий (сооружений) с опасностью возникновения взрыва и для больниц, оснащенных электрооборудованием спасения больных, или других зданий (сооружений), где отказ внутренних систем создает опасность для жизни и здоровья людей.

R_{2} : Риск частичного или полного разрушения общественных коммуникаций:

R_{2} = R_{B2} + R_{C2} + R_{M2} + R_{V2} + R_{W2} + R_{Z2}.(2)

R_{3} = R_{B3} + R_{V3}.(3)

R_{4} : Риск экономических потерь:

R_{4} = R_{A4}^{<1>} + R_{B4} + R_{C4} + R_{M4} + R_{U4}^{<2>} + R_{V4} + R_{W4} + R_{Z4}.(4)

<1> Только для зданий (сооружений) с опасностью возникновения взрыва и для больниц, оснащенных электрооборудованием спасения больных, или других зданий (сооружений), где отказ внутренних систем создает опасность для жизни и здоровья людей.

Характеристики зданий (сооружений) и возможные меры защиты, снижающие компоненты риска для зданий (сооружений), приведены в таблице 3.

Факторы, влияющие на значение компонентов риска

5. МЕНЕДЖМЕНТ РИСКА

5.1 Основная процедура

Должна быть применена следующая процедура:

• идентификация защищаемого здания (сооружения) и его характеристик;
• идентификация всех типов потерь в здании (сооружении) и соответствующего ему риска R(R_{1} - R_{4}) ;
• оценка риска R для каждого типа потерь (R_{1} - R_{4}) ;
• оценка потребностей в защите путем сравнения риска R_{1} , R_{2} и R_{3} с приемлемым риском R_{T} ;
• оценка экономической эффективности мер защиты путем сопоставления общей суммы ущерба с применением мер защиты и без них. В этом случае для оценки ущерба должна быть выполнена оценка компонентов риска R_{4} (см. Приложение D).

5.2 Объекты оценки риска

Должны быть рассмотрены следующие объекты:

• здание (сооружение);
• оборудование и установки в здании (сооружении);
• части и содержимое здания (сооружения);
• присутствие людей в здании (сооружении) или в зоне на расстоянии до 3 м от здания (сооружения);
• окружающая среда, на которую воздействуют повреждения здания (сооружения).

Защита не охватывает линии коммуникаций за пределами здания (сооружения).

Примечание. Рассматриваемое здание (сооружение) может быть разделено на несколько зон (см. раздел 6).

5.3 Приемлемый риск R_{T}

Определение значения приемлемого риска входит в юрисдикцию высшего руководства организации. Значения приемлемого риска R_{T} в ситуациях, когда удар молнии может повлечь за собой гибель и травмирование людей или потери, связанные с нанесением вреда объектам социального или культурного назначения, приведены в таблице 4.

Значения приемлемого риска R_{T}

Для экономических потерь (L4) возможен расчет экономической эффективности, приведенный в Приложении D. Если отсутствуют данные для подобного анализа, то может быть использовано значение приемлемого риска R_{T} = 10^{- 3} .

5.4 Процедура оценки потребностей в защите от молнии

В соответствии с МЭК 62305-1 для оценки потребностей в защите от молнии следует провести анализ трех видов риска: R_{1} , R_{2} и R_{3} .

Для каждого рассматриваемого риска должны быть предприняты следующие действия:

• идентификация компонентов R_{X} , составляющих риск;
• расчет идентифицированных компонентов риска R_{X} ;
• расчет полного риска R (см. 4.3);
• идентификация приемлемого риска R_{T} ;
• сопоставление риска R со значением приемлемого риска R_{T} .

Если R \leq R_{T} , то необходимость в защите от молнии отсутствует.

Если R>R_{T} , то должны быть предприняты меры снижения всех видов риска, характерных для здания (сооружения).

a) Если R_{A} + R_{B}<R_{T} , то отсутствует необходимость в полной системе LPS, можно применить устройства защиты от импульсных перенапряжений в соответствии с МЭК 62305-3.

b) См. таблицу 3.

Примечания.

1. В случаях, когда риск не может быть снижен до приемлемого уровня, должен быть установлен самый высокий уровень защиты объекта.

2. Для зданий (сооружений) с опасностью взрыва, для которых защита от молнии является обязательным требованием (особо опасных промышленных объектов) <1>, должна быть внедрена LPS класса II или класса I. Исключения в использовании II уровня системы защиты от молнии могут быть сделаны в случае, когда это технически оправдано и одобрено соответствующими органами власти и управления. Например, во всех ситуациях разрешено использование уровня I защиты от молнии, особенно в тех случаях, когда окружающая среда или содержимое здания (сооружения) исключительно чувствительны к воздействию ударов молнии. Органы власти и управления могут разрешить установить уровень III системы защиты от молнии, если молнии возникают нерегулярно и/или здание (сооружение) и его содержимое нечувствительны к воздействию молнии.

<1> Следует руководствоваться требованиями, установленными для особо опасных промышленных объектов.

3. Если опасность удара молнии в здание (сооружение) распространяется на прилегающую территорию и окружающую среду (например, химические или радиоактивные выбросы), то необходимы дополнительные меры защиты для здания (сооружения) и прилегающей территории.

5.5 Процедура оценки экономической эффективности защиты от молнии

Кроме потребности в защите от молнии для здания (сооружения) может быть полезно выполнить расчет экономической эффективности применения мер защиты для снижения экономических потерь L4.

Оценка компонентов риска R_{4} позволяет пользователю провести оценку стоимости экономических потерь с применением мер защиты и без них (см. Приложение D).

Процедура определения экономической эффективности защиты:

• идентификация компонентов R_{X} , составляющих риск R_{4} ;
• расчет идентифицированных компонентов риска R_{X} в отсутствие дополнительных мер защиты;
• расчет стоимости потерь в год, вызванных опасностями, соответствующими каждому компоненту риска R_{X} ;
• расчет полной стоимости C_{L} в год при отсутствии мер защиты;
• адаптация и принятие выбранных мер защиты;
• расчет компонентов риска R_{X} при применении мер защиты;
• расчет стоимости косвенных потерь в год для каждого компонента риска R_{X} в защищаемом здании (сооружении);
• расчет полной стоимости C_{RL} остаточных потерь в год при применении мер защиты;
• расчет ежегодной стоимости C_{PM} выбранных мер защиты;
• сопоставление затрат при использовании мер защиты и без них.

Если C_{L}<C_{RL} + C_{PM} , то защиту от молнии можно считать экономически неэффективной.

Если C_{L} \geq C_{RL} + C_{PM} , то меры защиты позволяют сохранить здание (сооружение) и сэкономить денежные средства.

Схема процедуры оценки экономической эффективности защиты от молнии приведена на рисунке 2.

Иногда целесообразно оценить различные варианты мер защиты для выбора оптимального решения исходя из экономической эффективности.

5.6 Меры защиты от молнии

Меры защиты направлены на снижение риска и должны соответствовать типу повреждений.

Меры защиты следует считать эффективными, только если они соответствуют требованиям следующих стандартов:

• МЭК 62305-3 — для защиты от нанесения вреда живым существам и физического повреждения здания (сооружения);
• МЭК 62305-4 — для защиты от отказов внутренних систем.

5.7 Выбор мер защиты от молнии

Выбор адекватных мер защиты от молнии должен быть проведен при проектировании в соответствии с учетом вклада каждого компонента риска в полный риск R и технико-экономических аспектов реализации мер защиты.

Критические параметры должны быть идентифицированы для определения наиболее эффективных мероприятий по снижению риска R.

Для каждого типа потерь существуют меры защиты, которые индивидуально или в сочетании с другими мерами позволяют выполнить условие R \leq R_{T} . Принимаемое решение должно учитывать технические и экономические аспекты реализации мер защиты. Упрощенная блок-схема процедуры выбора мер защиты от молнии приведена на рисунке 1. В любом случае специалисты по проектированию и установке защиты от молнии должны идентифицировать самые критические компоненты риска и снизить их, при этом необходимо учитывать экономические аспекты защиты от молнии.

6. ОЦЕНКА КОМПОНЕНТОВ РИСКА ДЛЯ ЗДАНИЯ (СООРУЖЕНИЯ)

6.1 Основное уравнение

Каждый компонент риска R_{A} , R_{B} , R_{C} , R_{M} , R_{U} , R_{V} , R_{W} и R_{Z} , как установлено в 4.2.2, 4.2.3, 4.2.4 и 4.2.5, может быть рассчитан по следующей общей формуле:

где N_{X} — количество опасных событий в год (см. Приложение A);

P_{X} — вероятность повреждения здания (сооружения) (см. Приложение B);

L_{X} — косвенные потери (см. Приложение C).

Количество опасных событий N_{X} зависит от плотности ударов молнии в землю N_{G} и физических характеристик защищаемого здания (сооружения), его окрестностей, линий коммуникаций и свойств грунта.

Вероятность повреждения P_{X} зависит от характеристик защищаемого здания (сооружения) и применяемых мер защиты.

Косвенные потери L_{X} зависят от назначения здания (сооружения), присутствия в нем персонала, типа предоставляемых общественных услуг, возможной стоимости поврежденных товаров и применяемых мер защиты.

Примечание. Если повреждение молнией здания (сооружения) может вызвать нанесение вреда окрестностям и окружающей среде (например, в виде химического или радиоактивного заражения местности), то такие косвенные потери должны быть добавлены к L_{X} .

6.2 Оценка компонентов риска при ударе молнии в здание (сооружение), S1

Для оценки компонентов риска при ударе молнии в здание (сооружение) применяют следующие соотношения.

• Компонент риска нанесения вреда живым существам вследствие поражения электрическим током (D1) рассчитывают по формуле

• Компонент риска физического повреждения здания (сооружения) (D2) рассчитывают по формуле

R_{C} = N_{D}P_{C}L_{C}.(8)

Информация о параметрах, используемых для расчета этих компонентов риска, приведена в таблице 5.

Информация о параметрах, используемых для расчета компонентов риска здания (сооружения)

6.3 Оценка компонента риска при ударе молнии вблизи здания (сооружения), S2

Информация о параметрах, используемых для расчета этого компонента риска, приведена в таблице 5.

6.4 Оценка компонентов риска при ударе молнии в линии коммуникаций здания (сооружения), S3

Для оценки компонентов риска при ударе молнии в линии коммуникаций применяют следующие соотношения.

• Компонент риска нанесения вреда живым существам вследствие поражения электрическим током (D1) рассчитывают по формуле

• Компонент риска физического повреждения здания (сооружения) (D2) рассчитывают по формуле

• Компонент риска отказа внутренних систем (D3) рассчитывают по формуле

Примечание 1. Во многих случаях значением N_{DJ} можно пренебречь.

Информация о параметрах, используемых для расчета этих компонентов риска, приведена в таблице 5.

Если линии коммуникаций состоят из нескольких участков (см. 6.8), то значения R_{U} , R_{V} и R_{W} для таких линий коммуникаций равны сумме значений R_{U} , R_{V} и R_{W} , относящихся к участкам линий коммуникаций. Рассматриваемые участки расположены между зданием (сооружением) и первой точкой разветвления.

В случае если к зданию (сооружению) подходит несколько линий коммуникаций с различными маршрутами, для каждой подобной линии должен быть выполнен самостоятельный расчет.

В случае если у здания (сооружения) имеется несколько линий коммуникаций с одной и той же трассировкой, расчет должен быть выполнен для линии с наихудшими характеристиками, т.е. для линии с самыми высокими значениями N_{L} и N_{I} и самым низким значением U_{W} (т.е. для линии телекоммуникации, а не электропередачи, неэкранированной линии коммуникаций, низковольтной, а не высоковольтной линии электропередачи и т.д.).

Примечание 2. В случае, когда линии коммуникаций попадают в перекрывающиеся области защиты (области входят одна в другую), их необходимо рассмотреть только один раз.

6.5 Оценка компонента риска при ударе молнии вблизи линий коммуникаций здания (сооружения), S4

Для оценки компонента риска отказа внутренних систем (D3) при ударе молнии вблизи линий коммуникаций здания (сооружения) применяют следующую формулу:

Информация о параметрах оценки этого компонента риска приведена в таблице 5.

Если у линий коммуникаций существует несколько участков (см. 6.8), то значение R_{Z} для линий представляет собой сумму компонентов R_{Z} , относящихся к каждому участку линий коммуникаций. Рассматриваемые участки расположены между зданием (сооружением) и первой точкой разветвления.

В случае если у здания (сооружения) существует несколько линий коммуникаций с различной трассировкой, расчет должен быть выполнен для каждой подобной линии отдельно.

В случае, когда к зданию (сооружению) подведено несколько линий коммуникаций с одной и той же трассировкой, расчет должен быть выполнен для линии с наихудшими характеристиками, т.е. для линии с самыми высокими значениями N_{L} и N_{I} и самым низким значением U_{W} (т.е. для линии телекоммуникации, а не электропередачи, неэкранированных линий коммуникаций, низковольтной, а не высоковольтной линии электропередачи и т.д.).

6.6 Суммарный риск для здания (сооружения)

Компоненты риска для здания (сооружения) в соответствии с различными типами и источниками повреждений приведены в таблице 6.

Если здание (сооружение) разделяют на зоны Z_{S} (см. 6.7), необходимо рассчитать каждый компонент риска для каждой зоны Z_{S} .

Полный риск R здания (сооружения) равен сумме компонентов риска, соответствующих зонам Z_{S} выделенным в здании (сооружении).

6.7 Деление здания (сооружения) на зоны, Z_{S}

Для оценки каждого компонента риска здание (сооружение) может быть разделено на зоны Z_{S} с однородными характеристиками. Однако здание (сооружение) может быть единой зоной или его можно рассматривать как единую зону.

Зоны Z_{S} главным образом определяют на основе:

• типа грунта или пола (компоненты риска R_{A} и R_{U} );
• наличия огнеупорных перегородок (компоненты риска R_{B} и R_{V} );
• наличия пространственных экранов (компоненты риска R_{C} и R_{M} ).

Далее при определении зоны могут быть учтены следующие особенности:

• расположение внутренних систем (компоненты риска R_{C} и R_{M} );
• существующие или планируемые меры защиты (все компоненты риска);
• значение потерь L_{X} (все компоненты риска).

Деление здания (сооружения) на зоны Z_{S} должно учитывать возможность применения наиболее подходящих мер защиты от молнии.

Примечание. Зонами Z_{S} , согласно настоящему стандарту, могут быть LPZ, соответствующие МЭК 62305-4, но они могут и отличаться от зон защиты от молнии.

6.8 Деление линий коммуникаций на участки S_{L}

Для оценки компонентов риска, соответствующих удару молнии в линии коммуникаций или вблизи от них, линии коммуникаций могут быть поделены на участки S_{L} . Однако линии коммуникаций могут быть одним участком или их можно рассматривать как один участок.

Для компонентов общего риска участка S_{S} главным образом должны быть определены:

• тип линий коммуникаций (подземные или воздушные);
• коэффициенты, характеризующие область защиты ( C_{D} , C_{E} , C_{T} );
• характеристики линий коммуникаций (экранированные или неэкранированные, наличие защитного сопротивления).

Если к участку относится несколько значений параметра, то должно быть принято значение, приводящее к наиболее высокому значению риска.

6.9 Оценка компонентов риска для здания (сооружения) с зонами Z_{S}

6.9.1 Общие принципы

Для оценки компонентов риска и выбора соответствующих параметров применяют следующие правила:

• параметры, связанные с количеством опасных событий N, должны быть оценены в соответствии с Приложением A;
• параметры, относящиеся к вероятности повреждения P, должны быть оценены в соответствии с Приложением B.

Кроме того:

• для расчета компонентов R_{A} , R_{B} , R_{U} , R_{V} , R_{W} и R_{Z} должно быть использовано только одно значение каждого используемого параметра. Если для применения подходит несколько значений, то должно быть выбрано наибольшее значение;
• для компонентов R_{C} и R_{M} , если в зону входит несколько систем, значения P_{C} и P_{M} рассчитывают по следующим формулам:

где P_{Ci} и P_{Mi} — параметры, относящиеся i-й внутренней системе (i = 1, 2, 3, ...);

• параметры, относящиеся к потерям L, определяют в соответствии с Приложением C.

Должны быть сделаны исключения для P_{C} и P_{M} . Если для зоны приемлемо несколько значений параметра, следует принять значение, приводящее к наибольшему значению риска.

6.9.2 Здание (сооружение) с единственной зоной защиты от молнии

В этом случае все здание (сооружение) относят к одной зоне Z_{S} . Риск R является суммой компонентов риска R_{X} для здания (сооружения).

Отнесение здания (сооружения) к единственной зоне может привести к дорогостоящим мерам защиты, поскольку каждая мера должна охватывать все здание (сооружение).

6.9.3 Здание (сооружение) с несколькими зонами защиты от молнии

В этом случае в здании (сооружении) выделено несколько зон Z_{S} . Риск для здания (сооружения) в целом равен сумме рисков, относящихся к отдельным зонам здания (сооружения). Риск для конкретной зоны равен сумме всех компонентов риска зоны.

Деление здания (сооружения) на зоны позволяет проектировщику при оценке компонентов риска учесть особые характеристики каждой части здания (сооружения), выбрать наиболее подходящие меры защиты, учитывающие особенности зоны, снижая тем самым общую стоимость мер защиты от молнии.

6.10 Анализ экономической эффективности мер защиты от экономических потерь, (L4)

Независимо от потребности в определении мер защиты для снижения риска R_{1} , R_{2} и R_{3} полезно оценить экономическую целесообразность применения мер защиты для снижения риска R_{4} , связанного с экономическими потерями.

Объекты, для которых выполняют оценку риска R_{4} , могут быть следующими:

• здание (сооружение) в целом;
• часть здания (сооружения);
• внутренние инженерные сети;
• часть внутренних инженерных сетей;
• часть оборудования;
• содержимое здания (сооружения).

Стоимость потерь, мер защиты и возможную экономию оценивают в соответствии с Приложением D. Если конкретные данные недоступны, то можно использовать в качестве приемлемого риска значение R_{T} = 10^{- 3} .

A.1. Общие положения

Среднее количество опасных событий в год N, возникающих вследствие ударов молнии и вызывающих негативные последствия для здания (сооружения), зависит от грозовой активности региона, где расположено здание (сооружение), и его физических характеристик. Для расчета значения № обычно умножают плотность ударов молнии в землю N_{G} на эквивалентную площадь области защиты объекта и поправочный коэффициент, учитывающий физические характеристики здания (сооружения).

Плотность ударов молнии в землю N_{G} — это количество ударов молнии на 1 км2 в год. Это значение определяют на основе данных метеорологических наблюдений в различных регионах мира.

Примечание. Если карта значений N_{G} неизвестна, то для умеренных областей этот показатель рассчитывают по следующей формуле:

где T_{D} — количество грозовых дней (которое может быть получено по картам частоты и интенсивности возникновения гроз).

Источниками опасности для защищаемого здания (сооружения) являются:

• удар молнии в здание (сооружение),
• удар молнии вблизи здания (сооружения),
• удар молнии в линии коммуникаций здания (сооружения),
• удар молнии вблизи линий коммуникаций здания (сооружения),
• удар молнии в соседние здания (сооружения), с которыми защищаемое здание (сооружение) связано линиями коммуникаций.

A.2. Оценка среднего числа опасных событий в год, вызванных ударом молнии в здание (сооружение), N_{D} , или в соседнее здание (сооружение), N_{DJ}

A.2.1. Определение области защиты A_{D}

Для изолированных зданий (сооружений) на равнинной местности область защиты A_{D} представляет собой область, отсекаемую на поверхности земли конусом, образованным вращением прямой, проходящей через самые высокие точки здания (сооружения) под углом к вертикали. Угол между вертикалью и образующей конуса должен быть таким, чтобы высота конуса относилась к радиусу основания, как 1:3. Определение площади A_{D} может быть выполнено графически или с помощью расчетов.

A.2.1.1. Прямоугольное здание (сооружение)

Для изолированного прямоугольного здания (сооружения) длиной L, шириной W и высотой H на равнинной местности площадь области защиты равна

L, W и H — измеряют в метрах (см. рисунок A.1).

Рисунок A.1. Область защиты A_{D} изолированного прямоугольного здания (сооружения)

В случае, когда здание (сооружение) имеет сложную форму либо выступ на крыше (см. рисунок A.2), должен быть использован графический метод определения площади области A_{D} (см. рисунок A.3).

Рисунок A.2. Здания (сооружения) сложной формы

для здания (сооружения) сложной формы

Область защиты представляет собой область, объединяющую область A_{DMIN} определенную в соответствии с формулой (A.2) с учетом минимальной высоты здания (сооружения) H_{MIN} , и область, соответствующую выступу на крыше A_{D}\prime . Площадь A_{D}\prime может быть вычислена по формуле

A_{D}\prime = \pi(3 \cdot H_{P})^{2},(A.3)

A.2.2. Здание (сооружение) как часть более крупного здания

В случае если рассматриваемое здание (сооружение) S является частью более крупного здания B, при определении площади A_{D} могут быть использованы размеры здания (сооружения) S при условии выполнения следующих условий (см. рисунок A.4):

• здание (сооружение) S является частью здания B и отделено внутри него по вертикали;

• для устранения распространения огня между зданием (сооружением) S и другими частями здания B возведены огнеупорные стены с огнеупорностью не менее 120 (REI <*> 120) или применены другие эквивалентные меры защиты;
• для устранения появления перенапряжений в общих линиях коммуникаций, если таковые имеются, применены устройства защиты от импульсных перенапряжений, установленные на вводе линий коммуникаций в здание (сооружение), или другие эквивалентные меры защиты.

<*>) REI — внешняя огнеупорная изоляция многократного применения.

	B — защищаемое здание (сооружение) или его часть, для которых необходимо оценить A_{D}
	Здание (сооружение) или его часть, для которых отсутствует необходимость в оценке A_{D}
	S — здание (сооружение), для которого проводят оценку риска, при этом размеры S используют для оценки A_{D}
	Перегородка с огнеупорностью не менее 120 (REI > = 120)
	Перегородка с огнеупорностью менее 120 (REI < 120)
	Оборудование
	Внутренняя система
	Устройство защиты от импульсного перенапряжения

здания (сооружения)

Примечание. Дополнительная информация относительно REI приведена в [6].

Если эти условия не выполнены, должны быть использованы размеры здания B.

A.2.3. Местоположение здания (сооружения)

Местоположение здания (сооружения) относительно окружающих зданий (сооружений) и подверженность местности грозовым явлениям характеризуют коэффициент местоположения C_{D} (см. таблицу A.1).

Более точная оценка влияния окружающих объектов может быть получена при рассмотрении высоты здания (сооружения) по сравнению с окружающими объектами или землей в пределах расстояния 3H от здания (сооружения) для C_{D} = 1 .

Таблица A.1

Коэффициент местоположения C_{D}

A.2.4. Количество опасных событий вследствие удара молнии в здание (сооружение) N_{D} в год

Значение N_{D} может быть рассчитано по формуле

N_{D} = N_{G}A_{D}C_{D}10^{- 6},(A.4)

A_{D} — площадь области защиты здания (сооружения), м2 (см. рисунок A.5);

Рисунок A.5. Области защиты (область покрытия) (A_{D},A_{M},A_{I},A_{L})

A.2.5. Количество опасных событий N_{DJ} вследствие удара молнии в соседнее здание (сооружение)

Среднее количество опасных событий в год, вызванных ударом молнии в здание (сооружение), связанное с защищаемым зданием (сооружением) линией коммуникаций N_{DJ} (см. 6.5 и рисунок A.5), может быть рассчитано по формуле

N_{DJ} = N_{G}A_{DJ}C_{DJ}C_{T}10^{- 6},(A.5)

где N_{G} — плотность ударов молнии в землю, 1/км2 в год;

A_{DJ} — площадь области защиты от удара молнии в соседнее здание (сооружение), м2 (см. рисунок A.1);

C_{D} — коэффициент, характеризующий рельеф местности соседнего здания (сооружения) (см. таблицу A.1);

C_{T} — коэффициент, характеризующий тип линий коммуникаций (см. таблицу A.3).

A.3. Количество опасных событий вследствие удара молнии вблизи здания (сооружения) N_{M}

Среднее количество опасных событий, вызванных ударом молнии вблизи здания (сооружения) N_{M} , может быть рассчитано по формуле

N_{M} = N_{G}A_{M}10^{- 6},(A.6)

где N_{G} — плотность ударов молнии в землю, 1/км2 в год;

A_{M} — площадь области защиты при ударе молнии вблизи здания (сооружения), м2.

Область защиты A_{M} ограничена линией, расположенной на расстоянии 500 м от периметра здания (сооружения) (см. рисунок A.5).

A_{M} = 2 \cdot 500 \cdot (L + W) + \pi 500^{2}.(A.7)

A.4. Среднее количество опасных событий в год вследствие удара молнии в линии коммуникаций N_{L}

Линии коммуникаций могут быть разделены на несколько участков. Для каждого участка линий коммуникаций значение N_{L} может быть рассчитано по формуле

N_{L} = N_{G} \cdot A_{L} \cdot C_{I} \cdot C_{E} \cdot C_{T} \cdot 10^{- 6},(A.8)

где N_{L} — количество опасных скачков напряжения с амплитудой не ниже 1 кВ (1/год) на участке линий коммуникаций);

N_{G} — плотность ударов молнии в землю, 1/км2 в год;

A_{L} — площадь области защиты при ударе молнии в линии коммуникаций, м2 (см. рисунок A.5);

C_{I} — коэффициент, характеризующий тип прокладки линий коммуникаций (см. таблицу A.2);

C_{T} — коэффициент, характеризующий тип линий коммуникаций (см. таблицу A.3);

C_{E} — коэффициент, характеризующий тип местоположения здания (сооружения) и его линий коммуникаций (см. таблицу A.4).

Для ударов молнии в линии коммуникаций

где L_{L} — длина участка линий коммуникаций.

Если длина участка линий коммуникаций неизвестна, то L_{L} принимают равной 1000 м.

Примечание 1. Для линий электропередачи и телекоммуникационных линий требования к указанным параметрам должны соответствовать законодательным и обязательным требованиям, принятым на территории РФ.

Таблица A.2

коммуникаций, C_{I}

Коэффициент, характеризующий тип линий коммуникаций, C_{T}

Таблица A.4

(сооружения) и его линий коммуникаций, C_{E}

Примечание 2. Размер области защиты A_{L} для подземных линий коммуникаций зависит от удельного сопротивления земли. Чем больше удельное сопротивление земли, тем больше область защиты ( A_{L} пропорциональна \sqrt{\rho} ). Коэффициент, характеризующий тип прокладки линий коммуникаций C_{I} в таблице A.2, связан с \rho = 400\text{Ом} .

Примечание 3. Дополнительную информацию относительно области защиты A_{I} для телекоммуникационных линий можно найти в [7].

A.5. Оценка среднего количества опасных событий в год вследствие удара молнии вблизи линий коммуникаций N_{I}

Линии коммуникаций могут быть разделены на несколько участков. Для каждого участка линий коммуникаций значение N_{I} может быть рассчитано по формуле

N_{I} = N_{G} \cdot A_{I} \cdot C_{I} \cdot C_{E} \cdot C_{T} \cdot 10^{- 6},(A.10)

где N_{I} — количество перенапряжений с амплитудой не ниже 1 кВ (1/год) на линиях коммуникаций;

N_{G} — плотность ударов молнии в землю, 1/км2 в год;

A_{I} — площадь области защиты при ударе молнии вблизи линий коммуникаций (см. рисунок A.5), м2;

C_{I} — коэффициент, характеризующий тип прокладки линий коммуникаций (см. таблицу A.2);

C_{T} — коэффициент, характеризующий тип линий коммуникаций (см. таблицу A.3);

C_{E} — коэффициент, характеризующий тип местоположения здания (сооружения) и его линий коммуникаций (см. таблицу A.4).

Для ударов молнии вблизи линий коммуникаций

A_{L} = 4000L_{L},(A.11)

где L_{L} — длина участка линий коммуникаций.

Если длина участка линий коммуникаций неизвестна, L_{L} принимают равной 1000 м.

Примечания

1. Для линий электропередачи и телекоммуникационных линий требования к указанным параметрам должны соответствовать обязательным требованиям, принятым на территории РФ.

2. Для более точной оценки может быть использовано значение A_{I} в соответствии с [8, пункт 161] и [9, пункт 162] для линий электропередачи и в соответствии с [10] для телекоммуникационных линий.

(справочное)

B.1. Общие положения

Приведенные в настоящем Приложении значения вероятности повреждений здания (сооружения) следует применять только в тех случаях, если применяемые меры защиты соответствуют:

• МЭК 62305-3 — для мер защиты, направленных на снижение вреда живым существам и уменьшение физических повреждений здания (сооружения);
• МЭК 62305-4 — для мер защиты, направленных на снижение отказов внутренних систем.

В конкретной ситуации могут быть выбраны другие значения вероятности повреждений здания (сооружения).

Значение вероятности P_{X} меньше 1 может быть принято только в случае, когда мера защиты или характеристика соответствуют всему защищаемому зданию (сооружению) или всей защищаемой зоне здания (сооружения) Z_{S} со всем соответствующим оборудованием.

B.2. Вероятность P_{A} того, что удар молнии в здание (сооружение) нанесет вред живым существам

Значение вероятности P_{A} поражения электрическим током живых существ вследствие скачка электрического тока или напряжения, вызванных ударом молнии в здание (сооружение), зависит от применяемых LPS и дополнительных мер защиты. Значение P_{A} рассчитывают по формуле

P_{A} = P_{TA} \cdot P_{B},(B.1)

где P_{TA} зависит от применяемых дополнительных мер защиты от скачка электрического тока или напряжения (см. таблицу B.1);

• P_{B} характеризует уровень защиты от молнии (LPL), для которого разрабатываемая система защиты от молнии (LPS) соответствует МЭК 62305-3 (см. таблицу B.2).

Если применяют несколько мер защиты, то значение вероятности P_{TA} равно произведению соответствующих значений.

Примечания

1. Меры защиты эффективны для снижения P_{A} только в зданиях (сооружениях), оснащенных системой защиты от молнии (LPS), или в зданиях (сооружениях), имеющих сплошную металлическую или железобетонную структуру, действующую как естественная система защиты от молнии (LPS), где требования к соединениям и заземлению соответствуют МЭК 62305-3.

2. Если в здании (сооружении), имеющем каркас из железобетонных элементов, использована система токоотводов или если существуют физические препятствия удару молнии в здание (сооружение), то значение вероятности P_{A} незначительно.

3. Дополнительная информация приведена в подразделах 8.1, 8.2 МЭК 62305-3.

Таблица B.1

B.3. Вероятность P_{B} физического повреждения здания (сооружения) при ударе молнии в здание (сооружение)

Система защиты от молнии (LPS) является наиболее подходящей мерой защиты для снижения значения P_{B} .

Значения вероятности P_{B} физического повреждения, вызванного ударом молнии в здание (сооружение), для различных уровней защиты от молнии приведены в таблице B.2.

Примечание 1. Возможно применение других значений P_{B} , кроме приведенных в таблице B.2, если они основаны на детальном исследовании конкретной ситуации с учетом требований к критериям по размерам и проводимости, установленным в МЭК 62305-1.

Примечание 2. Характеристики LPS, включая характеристики устройств защиты от импульсных перенапряжений для соединения по уравниванию потенциалов, приведены в МЭК 62305-3.

Таблица B.2

повреждения здания (сооружения)

B.4. Вероятность P_{C} отказа внутренних систем при ударе молнии в здание (сооружение)

Система устройств защиты от импульсных перенапряжений является наиболее подходящей мерой защиты для снижения значения P_{C} .

Вероятность P_{C} отказа внутренних систем вследствие удара молнии в здание (сооружение) рассчитывают по формуле

Значение P_{SPD} зависит от применяемой системы устройств защиты от импульсных перенапряжений (отвечающей требованиям МЭК 62305-4), соответствующей LPL. Значения P_{SPD} приведены в таблице B.3.

Значение вероятности P_{SPD} для разных LPL, в соответствии

Примечание 1. Система устройств защиты от импульсных перенапряжений эффективна для снижения P_{C} только в зданиях (сооружениях), защищенных системой защиты от молнии (LPS), или зданиях (сооружениях), имеющих сплошные металлические или железобетонные структуры, которые действуют как естественные LPS, при этом должны быть учтены требования МЭК 62305-3 к соединениям и заземлению.

Примечание 2. Значение P_{SPD} может быть снижено путем применения устройств защиты от импульсных перенапряжений, имеющих более высокие характеристики защиты (от более высокого номинального электрического тока I_{N} , при более низком уровне защиты U_{P} и т.п.) по сравнению с требованиями, определенными для LPLI (см. таблицу А.3 МЭК 62305-1, Приложение E МЭК 62305-1 и Приложение D МЭК 62305-4). Эти приложения могут быть использованы для устройств защиты от импульсных перенапряжений, имеющих высокую вероятность P_{SPD} .

Примечание 3. При расчете вероятности P_{C} для неэкранированных внутренних систем принимают C_{LD} = 1 .

Примечание 4. Для неэкранированных внутренних систем:

• не соединенных с внешними линиями коммуникаций (автономная система);
• соединенных с внешними линиями коммуникаций через изолирующее средство;
• соединенных с внешними линиями коммуникаций, состоящими из кабелей, специально защищенных от молний или системы проводов, заложенных в кабельный канал, металлических проводников или труб, специально защищенных от молнии, подсоединенных к общей заземляющей шине, в соответствии с требованиями МЭК 62305-4, отсутствует необходимость в системе устройств защиты от импульсных перенапряжений для снижения P_{C} при условии, что индуцируемое напряжение U_{I} выше, чем выдерживаемое импульсное напряжение U_{W} внутренних систем (U_{I} \leq U_{W}) . Дополнительная информация об оценке индуцируемого напряжения U_{I} приведена в МЭК 62305-4 (Приложение A).

Таблица B.4

экранирования, заземления и изоляции

B.5. Вероятность P_{M} отказа внутренних систем вследствие удара молнии вблизи здания (сооружения)

Если система устройств защиты от импульсных перенапряжений не отвечает требованиям МЭК 62305-4, то значение P_{M} принимают равным значению P_{MS} .

где K_{S1} — коэффициент, характеризующий эффективность экранирования здания (сооружения), LPS или других мер защиты в пределах LPZ 0/1;

K_{S2} — коэффициент, характеризующий эффективность экранирования внутренних систем здания (сооружения) в пределах LPZ X/Y (X > 0, Y > 1);

K_{S3} — коэффициент, характеризующий внутреннюю проводку (см. таблицу B.5);

K_{S4} — коэффициент, характеризующий выдерживаемое импульсное напряжение защищаемой системы.

Таблица B.5

Значение коэффициента K_{S3} в зависимости от типа внутренней проводки

Примечание 1. В случае если оборудование, обеспеченное изолирующими средствами, состоит из трансформаторов с заземленным экраном между обмотками или использованы волоконно-оптические кабели или оптические соединители, значение вероятности P_{MS} должно быть принято равным 0 (P_{MS} = 0) .

K_{S1} = 0,12w_{m1};(B.5)

K_{S2} = 0,12w_{m2},(B.6)

где w_{m1}(m) и w_{m2}(m) — размер шага сетки пространственного экрана, или типовой ячейки LPS токоотвода, или интервал между металлическими столбами здания (сооружения), или интервал между железобетонными балками конструкции, действующими как естественные LPS.

Для сплошного металлического экрана толщиной от 0,1 до 0,5 мм K_{S1} = K_{S2} = 10^{- 4} .

Примечание 2. В случае если создана сеть в соответствии с МЭК 62305-4, значения K_{S1} и K_{S2} могут быть уменьшены в два раза.

В случае если индукционная петля проходит вблизи от экранированных проводников, расположенных на границе LPZ на расстоянии от экрана менее безопасного расстояния, значения K_{S1} и K_{S2} должны быть выше. Например, значения K_{S1} и K_{S2} должны быть удвоены, если расстояние до экрана составляет от 0,1w_{m} до 0,2w_{m} .

Для LPZ каскадного типа результирующее значение K_{S2} равно произведению соответствующих значений K_{S2} каждой LPZ.

Примечание 3. Максимальное значение K_{S1} и K_{S2} равно 1.

Коэффициент K_{S4} рассчитывают по формуле

K_{S4} = 1/U_{W},(B.7)

Примечание 4. Максимальное значение K_{S4} равно 1.

Если существует оборудование с различными уровнями выдерживаемого напряжения во внутренней системе, должен быть выбран коэффициент K_{S4} , относящийся к самому низкому уровню выдерживаемого импульсного напряжения.

Значение вероятности P_{U} нанесения вреда живым существам вследствие удара молнии в линии коммуникаций, подведенные в здание (сооружение), зависит: от характеристик экранирования коммуникаций; выдерживаемого напряжения внутренних систем, связанных с коммуникациями, обычных защитных мер (физические ограничения, предупредительные надписи, изолирующие средства и набор устройств защиты от импульсных перенапряжений, обеспечивающий выравнивание потенциалов на концах линий коммуникаций) в соответствии с МЭК 62305-3.

Значение P_{U} рассчитывают по формуле

P_{U} = P_{TU}P_{EB}P_{LD}C_{LD},(B.8)

P_{EB} — вероятность, характеризующая уравнивание потенциалов (ЕВ) в соответствии с МЭК 62305-3 и уровень защиты от молнии (LPL), для которого разработаны эти устройства защиты от импульсных перенапряжений. Значения вероятности P_{EB} приведены в таблице B.7.

P_{LD} — вероятность, характеризующая отказ внутренних систем вследствие удара молнии в линии коммуникаций, вызвавшего изменения характеристик этих линий. Значения вероятности P_{LD} приведены в таблице B.8.

C_{LD} — коэффициент, характеризующий особенности экранирования, заземления и изоляции коммуникаций. Значения C_{LD} приведены в таблице B.4.

Примечание 2. Если в соответствии с МЭК 62305-3 для выравнивания потенциалов на концах линий коммуникаций установлены устройства защиты от импульсных перенапряжений, то система заземления и соединений в соответствии с МЭК 62305-4 может дополнительно улучшить защиту от молнии.

Примечание 3. Если использовано несколько типов мер защиты, то значение вероятности P_{TU} равно произведению значений, соответствующих мерам защиты.

Примечание 5. В городских и пригородных районах низковольтные линии электропередачи обычно не экранированы кабельным каналом, тогда как телекоммуникационные линии обычно прокладывают внутри экранированных кабельных каналов (которые обычно содержат не менее 20 проводников с сопротивлением экрана 5 Ом/км и медные провода диаметром 0,6 мм). В сельской местности для низковольтных линий электропередачи, как и для телекоммуникационных линий, обычно используют неэкранированный воздушный кабель (медный провод диаметром 1 мм). Для высоковольтных линий электропередачи обычно используют экранированные кабели с сопротивлением экрана от 0,1 до 5 Ом/км. Требования к линиям электропередачи и телекоммуникационным линиям установлены в обязательных требованиях РФ.

B.7. Вероятность P_{V} физического повреждения здания (сооружения) при ударе молнии в линии коммуникаций

Значение вероятности P_{V} физического повреждения здания (сооружения) вследствие удара молнии в линии коммуникаций зависит от характеристик экранирования линий коммуникаций, выдерживаемого импульсного напряжения внутренних систем, изолирующих средств и устройств защиты от импульсных перенапряжений, обеспечивающих выравнивание потенциалов на вводе линий коммуникаций в соответствии с МЭК 62305-3.

Если система устройств защиты от импульсных перенапряжений не предусмотрена для обеспечения уравнивания потенциалов в соответствии с МЭК 62305-3, то значение P_{V} равно значению P_{LD} , где P_{LD} — вероятность отказа внутренних систем вследствие удара молнии в линии коммуникаций.

Примечание. В данном случае отсутствует необходимость в применении устройств защиты от импульсных перенапряжений в соответствии с МЭК 62305-4 для снижения P_{V} . Достаточно применения устройств защиты от импульсных перенапряжений в соответствии с МЭК 62305-3.

Значения P_{w} рассчитывают по формуле

P_{V} = P_{EB}P_{LD}C_{LD},(B.9)

где P_{EB} — вероятность, характеризующая уравнивание потенциалов (ЕВ) в соответствии с МЭК 62305-3 и уровень защиты от молнии (LPL), для которого разработаны устройства защиты от импульсных перенапряжений. Значения вероятности P_{EB} приведены в таблице B.7;

P_{LD} — вероятность отказа внутренних систем вследствие удара молнии в линии коммуникаций, вызывающего изменение характеристик этих линий. Значения вероятности P_{LD} приведены в таблице B.8;

C_{LD} — коэффициент, характеризующий экранирование, заземление и изоляцию коммуникаций. Значения C_{LD} приведены в таблице B.4.

B.8. Вероятность P_{W} отказа внутренних систем вследствие удара молнии в линии коммуникаций

Значение вероятности P_{W} отказа внутренних систем вследствие удара молнии в линии коммуникаций, входящие в здание (сооружение), зависит от характеристик экранирования линий коммуникаций, выдерживаемого напряжения внутренних систем, связанных с линиями коммуникаций, изолирующих средств и системы устройств защиты от импульсных перенапряжений.

Значения P_{V} рассчитывают по формуле

P_{W} = P_{SPD}P_{LD}C_{LD},(B.10)

P_{LD} — вероятность отказа внутренних систем вследствие удара молнии в линии коммуникаций, вызывающего изменение характеристик этих линий. Значения вероятности P_{LD} приведены в таблице B.8;

C_{LD} — коэффициент, характеризующий экранирование, заземление и изоляцию коммуникаций. Значения C_{LD} приведены в таблице B.4.

B.9. Вероятность P_{Z} отказа внутренних систем вследствие удара молнии вблизи линий коммуникаций

Значение вероятности P_{Z} отказа внутренних систем вследствие удара молнии вблизи линий коммуникаций, входящих в здание (сооружение), зависит от характеристик экранирования линий коммуникаций, выдерживаемого напряжения систем, связанных с линиями коммуникаций, изолирующих средств и системы устройств защиты от импульсных перенапряжений.

Значения P_{Z} рассчитывают по формуле

P_{Z} = P_{SPD}P_{LI}C_{LI},(B.11)

P_{LI} — вероятность отказа внутренних систем при ударе молнии вблизи линий коммуникаций в зависимости от характеристик этих линий. Значения вероятности P_{LI} приведены в таблице B.9;

Значения вероятности P_{LI} в зависимости от типа линий

Примечание. Более точная оценка P_{LI} для линий телекоммуникации приведена в [10], а для линий электропередачи — в [11].

(справочное)

C.1. Общие положения

Разработчик системы защиты от молнии или владелец здания (сооружения) должен рассчитать сумму потерь L_{X} . Метод расчета средних потерь, приведенный в настоящем Приложении, предложен Международной электротехнической комиссией (МЭК).

Примечания

1. В ситуации, когда повреждение здания (сооружения) вследствие удара в него молнии затрагивает близлежащие объекты или окружающую среду (например, химическое или радиоактивное загрязнение), необходимо провести более детальный анализ расчета потерь L_{X} с учетом всех возникших потерь.

2. Целесообразно приведенные в настоящем Приложении формулы и соотношения использовать как начальное значение для L_{X} .

C.2. Средние потери, соответствующие опасному событию

Потери L_{X} соотносят с общим количеством повреждений различного типа, вызванных одним опасным событием, произошедшим вследствие удара молнии, при этом необходимо рассмотреть степень и воздействие этих повреждений.

Значение L_{X} зависит от типа рассматриваемых потерь:

• L1 (потери, связанные с гибелью и травмированием людей): количество живых существ, подвергаемых опасности;
• L2 (потери, связанные с полным или частичным разрушением общественных коммуникаций): количество потребителей, не получивших услугу;
• L3 (потери, связанные с нанесением вреда объектам культурного назначения): стоимость здания (сооружения), его частей и содержимого, подвергаемых опасности;
• L4 (экономические потери): стоимость подвергаемых опасности животных, здания (сооружения), включая потери от нарушения деятельности, его содержимого и внутренних систем.

Каждый тип потерь соответствует определенному типу повреждений (D1, D2 и D3).

C.3. Потери, связанные с гибелью и травмированием людей, L1

Значение потерь L_{X} определяют в соответствии с таблицей C.1, учитывая, что:

• потери, связанные с гибелью и травмированием людей, зависят от характеристик зоны. Эти характеристики должны быть учтены с помощью повышающих (h_{Z}) и понижающих (r_{t},r_{f},r_{p}) коэффициентов;
• максимальное значение потерь в зоне должно быть снижено путем уменьшения отношения количества людей, которые могут быть подвергнуты опасности (n_{Z}) , к общему количеству людей в здании (сооружении) (n_{t}) ;
• уменьшение времени в часах за год, в течение которого люди находятся в зоне (t_{Z}) (общее количество часов в год составляет 8760 часов), может уменьшить потери.

Таблица C.1

Тип потерь L1: значение потерь для каждой зоны

где L_{T} — типовое значение среднего количества живых существ, подвергающихся опасности вследствие поражения электрическим током (D1), для одного опасного события (см. таблицу C.2);

L_{F} — типовое значение среднего количества живых существ, подвергающихся опасности вследствие физических повреждений здания (сооружения) (D2), для одного опасного события (см. таблицу C.2);

L_{O} — типовое значение среднего относительного количества живых существ, подвергающихся опасности вследствие отказа внутренних систем (D3), для одного опасного события (см. таблицу C.2);

r_{t} — коэффициент снижения потерь, связанных с гибелью людей в зависимости от типа грунта или пола (см. таблицу C.3);

r_{p} — коэффициент снижения потерь вследствие физических повреждений здания (сооружения) за счет использования противопожарного оборудования (см. таблицу C.4);

r_{f} — коэффициент снижения потерь вследствие физического повреждения здания (сооружения) в случае пожара или взрыва здания (сооружения) (см. таблицу C.5);

h_{z} — коэффициент повышения потерь вследствие физического повреждения здания (сооружения) при наличии особых опасностей (см. таблицу C.6);

n_{z} — количество людей в зоне;

n_{t} — общее количество людей в здании (сооружении);

t_{z} — время присутствия людей в зоне (в часах за год).

Таблица C.2

Примечание 1. Значения, приведенные в таблице C.1, относятся к людям, постоянно находящимся в здании (сооружении).

Примечание 2. Для зданий (сооружений) с опасностью возникновения взрыва может потребоваться более детальная оценка значений L_{F} и L_{O} , при этом необходимо учитывать тип здания (сооружения), опасность возникновения взрыва, опасные зоны и меры по снижению риска.

В ситуации, когда повреждение здания (сооружения) вследствие удара молнии вызывает негативные последствия для расположенных рядом зданий (сооружений) или окружающей среды (например, химическое или радиоактивное загрязнение), при расчете общих потерь L_{FT} должны быть учтены дополнительные потери L_{E} :

L_{FT} = L_{F} + L_{E},(C.1)

где L_{E} = L_{FE} \cdot t_{e}/8760 ;

L_{FE} — потери на близлежащей территории вследствие физического повреждения здания (сооружения);

t_{e} — время присутствия людей в зоне вблизи здания (сооружения).

Примечание 3. Если значения L_{FE} и t_{e} неизвестны, то L_{FE} \cdot t_{e}/8760 принимают равным 1.

Если применено несколько противопожарных мероприятий, то должно быть принято самое низкое значение r_{p} из таблицы.

В зданиях (сооружениях) с опасностью возникновения взрыва для всех случаев r_{p} = 1 .

Таблица C.3

в зависимости от типа грунта или пола

Таблица C.4

Значения коэффициента снижения потерь r_{f} в зависимости

в здании (сооружении)

Примечание 4. Для зданий (сооружений) с опасностью возникновения взрыва может потребоваться более детальная оценка r_{f} .

Примечание 5. К зданиям (сооружениям) с высокой опасностью возникновения пожара относят здания (сооружения) из горючих материалов, здания (сооружения) с крышей из горючих материалов или здания (сооружения) с установленной удельной огневой нагрузкой более 800 МДж/м2.

Примечание 6. К зданиям (сооружениям) со средней опасностью возникновения пожара относят здания (сооружения) с установленной удельной огневой нагрузкой от 800 до 400 МДж/м2.

Примечание 7. К зданиям (сооружениям) с низкой опасностью возникновения пожара относятся здания (сооружения) с установленной удельной огневой нагрузкой менее 400 МДж/м2 или здания (сооружения), выборочно содержащие горючие материалы.

Примечание 8. Установленная удельная огневая нагрузка — это отношение энергии общего количества горючего материала поверхности здания (сооружения) ко всей поверхности здания (сооружения).

Примечание 9. В настоящем стандарте здания (сооружения), содержащие опасные зоны, или здания (сооружения), содержащие материалы из твердых взрывчатых веществ, не относят к зданиям (сооружениям) с опасностью взрыва, если выполнено хотя бы одно из следующих условий:

a) время присутствия взрывоопасного вещества в здании (сооружении) менее 0,1 ч/г;

b) объем взрывоопасной смеси незначителен в соответствии с МЭК 60079-10-1 [2] и МЭК 60079-10-2 [3];

c) зона не может быть непосредственно подвергнута ударам молнии и искровым разрядам в досягаемой зоне.

Примечание 10. Для опасных зон, защищенных металлическими крышей или покрытием, условие c) выполнено, если покрытие, действующее как система естественного воздушного охлаждения, находится в целостности без пробоев или других нарушений, а внутренние системы под крышей или покрытием, если они имеются, защищены от скачков напряжения и искрения.

Таблица C.6

в случае особых видов опасности

C.4. Потери, связанные с полным или частичным разрушением общественных коммуникаций, L2

Значение L_{X} для зоны определяют в соответствии с таблицей C.7 как среднее относительное количество пользователей, не получивших соответствующую услугу вследствие одного опасного события. Значение потерь для различных типов услуг, в т.ч. работы общественных коммуникаций, приведены в таблице C.6. При этом должно быть учтено следующее:

• потери общественных коммуникаций, которые зависят от характера зон в здании (сооружении). Характер этих зон должен быть учтен с помощью понижающих коэффициентов r_{f} , r_{p} ;
• максимальное значение потерь вследствие повреждений в зонах должно быть снижено путем уменьшения отношения количества потребителей, обслуживаемых в зоне, n_{z} , к общему количеству потребителей, обслуживаемых во всем здании (сооружении), n_{t} .

где L_{F} — типовое значение среднего относительного количества живых существ, подвергающихся опасности вследствие физических повреждений (D2) для одного опасного события (см. таблицу C.2);

L_{O} — типовое значение среднего относительного количества живых существ, подвергающихся опасности вследствие отказа внутренних систем (D3) для одного опасного события (см. таблицу C.2);

r_{p} — коэффициент снижения потерь при использовании противопожарного оборудования (см. таблицу C.4);

r_{f} — коэффициент снижения потерь при опасности пожара и/или взрыва здания (сооружения) (см. таблицу C.5);

n_{z} — количество потребителей услуг в зоне;

n_{t} — общее количество потребителей услуг в здании (сооружении).

Таблица C.8

C.5. Потери, связанные с нанесением вреда объектам культурного назначения, L3

Значение L_{X} для каждой зоны определяют в соответствии с таблицей C.9. При этом необходимо учитывать следующее:

• потери невосполнимого культурного назначения, которые зависят от характера зон в здании (сооружении). Характер этих зон должен быть учтен с помощью понижающих коэффициентов (r_{f},r_{p}) ;
• максимальное значение потерь вследствие повреждений в зонах должно быть снижено путем снижения отношения стоимости объектов культурного назначения в зонах (c_{z}) к общей стоимости здания (сооружения), если оно имеет культурное назначение, и находящихся в нем объектов культурного назначения.

Таблица C.9

Тип потерь L3: значение потерь для каждой зоны

где L_{F} — типовое значение средних потерь, относительное число потерь (стоимости всех потерь), подвергающихся опасности вследствие физических повреждений здания (сооружения) (D2) для одного опасного события (см. таблицу C.10);

r_{p} — коэффициент снижения потерь при использовании противопожарного оборудования (см. таблицу C.4);

r_{f} — коэффициент снижения потерь для зданий (сооружений), полученных вследствие физических повреждений, с опасностью пожара и/или взрыва (см. таблицу C.5);

c_{z} — стоимость объектов культурного назначения в зоне;

c_{t} — общая стоимость объектов культурного назначения для всего здания (сооружения) (сумма всех зон).

Таблица C.10

Значение L_{X} для каждой зоны определяют в соответствии с таблицей C.11. При этом необходимо учитывать следующее:

• экономические потери зависят от характера зон. Характеристики этих зон должны быть учтены с помощью понижающих коэффициентов (r_{t},r_{p},r_{f}) ;
• максимальное значение потерь должно быть снижено путем снижения отношения соответствующего значения в зоне к общей стоимости c_{t} всего здания (животных, содержимого здания, внутренних систем, включая виды деятельности). Соответствующие значения в зонах зависят от типов повреждений:

Тип потерь L4: значение потерь для каждой зоны

где L_{T} — типовое значение средней стоимости потерь животных, зданий (сооружений), внутренних систем, включая доходы от их использования вследствие воздействия электрическим током (D1) для одного опасного события (см. таблицу C.12);

L_{F} — типовое значение средней стоимости потерь животных, зданий (сооружений), внутренних систем, включая доходы от их использования вследствие физических повреждений зоны (D2) для одного опасного события (см. таблицу C.12);

L_{O} — типовое значение средней стоимости потерь животных, зданий (сооружений), их содержимого, внутренних систем, включая доходы от их использования, вследствие отказа внутренних систем (D3) для одного опасного события (см. таблицу C.12);

r_{t} — коэффициент снижения потерь животных в зависимости от типа грунта или пола (см. таблицу C.3);

r_{p} — коэффициент снижения потерь при использовании противопожарного оборудования (см. таблицу C.4);

r_{f} — коэффициент снижения потерь при опасности пожара и/или взрыва здания (сооружения) (см. таблицу C.5);

c_{a} — стоимость животных в зоне;

c_{b} — стоимость строений в зоне;

c_{c} — стоимость содержимого зоны;

c_{s} — стоимость внутренних систем, включая доход от их использования в зоне;

c_{t} — общая стоимость всего защищаемого здания (сооружения) (сумма стоимостей животных, строений, их содержимого и внутренних систем, включая доход от их использования во всех зонах).

Таблица C.12

Примечание 1. Для зданий (сооружений) с риском возникновения взрыва может потребоваться более детальный анализ значений L_{F} и L_{O} с учетом типа здания (сооружения), особенностей зоны и мер по снижению риска.

В ситуации, когда повреждение здания (сооружения) вследствие удара молнии создает опасность для расположенных рядом зданий (сооружений) или окружающей среды (например, химическое или радиоактивное загрязнение), при оценке общих потерь (LFT) должны быть учтены дополнительные потери L_{E} :

L_{FT} = L_{F} + L_{E},(C.14)

c_{e} — общая стоимость животных, зданий (сооружений), содержимого внутренних систем, включая доходы от их использования, в опасных местах вблизи здания (сооружения).

Примечание 2. Если значение L_{FE} неизвестно, то L_{FE} принимают равным 1.

Приложение D (справочное)

Стоимость потерь C_{LZ} для одной зоны может быть рассчитана по следующей формуле

C_{LZ} = R_{4Z} \cdot c_{t},(D.1)

c_{t} — общая стоимость здания (в т.ч. животных, строений, содержимого и внутренних систем, включая доходы от их использования).

Стоимость общих потерь C_{L} в здании (сооружении) может быть вычислена по следующей формуле:

C_{L} = \sum C_{LZ} = R_{4} \cdot c_{t},(D.2)

где R_{4} = \sum R_{4Z} — риск потерь во всех зонах при отсутствии мер защиты.

Стоимость остаточных потерь C_{RLZ} в одной зоне при применении мер защиты может быть вычислена по следующей формуле:

C_{RLZ} = R_{4}\prime_{Z} \cdot c_{t},(D.3)

Стоимость общих остаточных потерь C_{RL} в здании (сооружении) при применении мер защиты может быть вычислена по следующей формуле

C_{RL} = \sum C_{RLZ} = R_{4}\prime_{Z} \cdot c_{t},(D.4)

Стоимость C_{PM} мер защиты в год может быть вычислена по формуле

C_{PM} = C_{P}(i + a + m),(D.5)

i — процентная ставка за использование денежных средств, потраченных на создание мер защиты;

a — коэффициент амортизации;

m — коэффициент, равный отношению стоимости технического обслуживания мер защиты за год к C_{P} .

Ежегодную экономию денежных средств S_{M} вычисляют по формуле

Применение мер защиты от молнии целесообразно, если ежегодная экономия денежных средств S_{M}>0 .

Приложение E

ПРИМЕРЫ

E.1. Общие положения

В Приложении E приведены примеры оценки риска для конкретных ситуаций: дом в сельской местности, офисное здание, больница и жилой дом. Пример показывает:

• расчет риска и определение потребности в защите;
• вклад различных компонентов риска в совокупный риск;

Примечание. В настоящем Приложении использованы гипотетические данные для иллюстрации положений, установленных в настоящем стандарте. Приведенные примеры не охватывают все существующие ситуации.

Z_{1} — прилегающие к дому территории;

Z_{2} — комнаты внутри дома.

Рисунок E.1. Дом в сельской местности

Данному типу здания соответствуют два типа потерь: гибель людей (L1) и экономические потери (L4).

Далее необходимо оценить потребность в защите. Для этого необходимо определить риск R_{1} для потерь L1, включая компоненты риска R_{A} , R_{B} , R_{U} и R_{V} (в соответствии с таблицей 2), и сопоставить полученные данные с приемлемым риском R_{T} = 10^{- 5} (в соответствии с таблицей 4). После этого выбирают приемлемые меры защиты для снижения риска.

В рассматриваемой ситуации владелец дома принял решение не проводить оценку экономических потерь и не рассматривать риск R_{4} для L4.

E.2.1. Данные и характеристики

Дом в сельской местности расположен на равнинной территории, рядом с домом отсутствуют близлежащие здания (сооружения). Плотность ударов молнии составляет N_{G} = 4 удара молнии на 1 км2 в год. В доме проживают 5 человек. Таким образом, общее количество людей равно 5, поскольку вблизи дома другие жители и прохожие отсутствуют.

Таблица E.1

Дом в сельской местности. Характеристики здания и окружающей его среды

Данные для входящих линий коммуникаций и связанных с ними внутренних систем приведены для линии электропередачи в таблице E.2, а для телекоммуникационной линии - в таблице E.3.

линия (TLC)

Для зоны Z_{1} принято, что люди не находятся вне здания. Следовательно, риск для людей R_{A} = 0 . Поскольку R_{A} является компонентом риска, относящимся к территории вблизи здания, то зону Z_{1} можно не рассматривать.

• итоговые потери одинаковы во всем здании и соответствуют типовой средней стоимости (см. таблицу C.1).

Дом в сельской местности. Значения коэффициентов

Характеристика зоны защиты		Комментарии	Обозначение	Значение	Ссылки
Тип поверхности пола		Линолеум	r_{t}	10^{- 5}	Таблица C.3
Защита от поражения электрическим током при ударе молнии в здание		Нет	P_{TA}	1	Таблица B.1
Защита от поражения электрическим током при ударе молнии в линии коммуникаций		Нет	P_{TU}	1	Таблица B.6
Опасность пожара		Низкая	r_{f}	10^{- 3}	Таблица C.5
Противопожарная защита		Нет	r_{p}	1	Таблица C.4
Внутренний пространственный экран		Нет	K_{S2}	1	Формула (B.6)
Линия электропередачи	Внутренняя проводка	Не экранирована (некоторые провода в кабелеканалах)	K_{S3}	0,2	Таблица B.5
	Система устройств защиты от импульсных перенапряжений	Нет	P_{SPD}	1	Таблица B.3
Линия телекоммуникации	Внутренняя проводка	Не экранирована (элемент контура более 10 м2)	K_{S3}	1	Таблица B.5
	Система устройств защиты от импульсных перенапряжений	Нет	P_{SPD}	1	Таблица B.3
L1: потери, связанные с гибелью и травмированием людей в здании (сооружении)		Особых опасностей нет	h_{Z}	1	Таблица C.6
		D1: поражение электрическим током вследствие скачка тока или напряжения	L_{T}	10^{- 2}	Таблица C.2
		D2: физическое повреждение здания	L_{F}	10^{- 1}
		D3: отказ внутренних систем	L_{O}	-
Коэффициент, характеризующий нахождение людей в зоне			-	1
		Итоговые параметры	L_{A}	10^{- 7}	Формула (C.1)
			L_{U}	10^{- 7}	Формула(C.2)
			L_{B}	10^{- 4}	Формула (C.3)
			L_{V}	10^{- 4}	Формула (C.3)

В таблице E.5 приведены расчетные формулы для параметров области защиты, в таблице E.6 - для ожидаемого количества опасных событий.

R_{1} = R_{A} + R_{B} + R_{U/P} + R_{V/P} + R_{U/T} + R_{V/T}.

Дом в сельской местности. Ожидаемое количество опасных событий в год

Таблица E.7

для незащищенного здания (10^{- 5})

В соответствии с таблицей E.7 основной вклад в полный риск дают следующие компоненты риска:

• R_{V} (удар молнии в линии коммуникаций) - 96%;
• R_{B} (удар молнии в здание (сооружение)) - 4%.

Для снижения риска R_{1} до приемлемого значения необходимо рассмотреть меры защиты, позволяющие снизить компоненты R_{V} и R_{B} (см. таблицу E.6). Подходящими мерами защиты являются следующие:

a) монтаж устройств защиты от импульсных перенапряжений в соответствии с LPL IV на вводе линий коммуникаций для защиты линии электропередачи и телефонной линии. В соответствии с таблицей B.7 это позволит снизить значение R_{EB} (при установке устройств защиты от импульсных перенапряжений линий коммуникаций) с 1,0 до 0,03 и в итоге значения R_{U} и R_{V} ;

b) установка IV класса LPS (включая обязательное уравнивание потенциалов). В соответствии с данными таблиц B.2 и B.7 это позволит снизить значение R_{B} с 1,0 до 0,2, значение R_{EB} (при установке устройств защиты от импульсных перенапряжений линий коммуникаций) с 1,0 до 0,05 и в итоге значения R_{U} и R_{V} .

Подставляя полученные значения в соответствующие уравнения, получают новые значения компонентов риска (см. таблицу E.8).

Таблица E.8

Дом в сельской местности. Значения компонентов риска,

здания (сооружения)

Z_{1} - прилегающая территория;

Z_{2} - зеленая зона у здания;

Z_{3} - архив;

Z_{4} - офисы;

Данному типу здания соответствуют два типа потерь: потери, связанные с гибелью и травмированием людей (L1), и экономические потери (L4).

Далее необходимо оценить потребность в защите. Для этого необходимо определить риск R_{1} для потерь L1, включая компоненты риска R_{A} , R_{B} , R_{U} и R_{V} (в соответствии с таблицей 2), и сопоставить полученные данные с приемлемым риском R_{T} = 10^{- 5} (в соответствии с таблицей 4). После этого выбирают приемлемые меры защиты для снижения риска.

В рассматриваемой ситуации владелец здания принял решение не проводить оценку экономических потерь и не рассматривать риск R_{4} для потерь L4.

E.3.1. Данные и характеристики

Административное здание расположено на равнинной территории, рядом со зданием отсутствуют близлежащие здания (сооружения). Плотность ударов молнии составляет N_{G} = 4 удара молнии на 1 км2 в год.

Данные для административного здания и близлежащей территории приведены в таблице E.9.

Административное здание. Характеристики здания и окружающей его среды

Данные для входящих линий коммуникаций и связанных с ними внутренних систем приведены для линии электропередачи в таблице E.10, а для телекоммуникационной линии - в таблице E.11.

Административное здание. Телекоммуникационная линия

Могут быть выделены следующие основные зоны:

Z_{5} - компьютерный центр.

• пространственное экранирование отсутствует.

Разработчик системы защиты здания от молнии указал следующие средние значения за год, соответствующие риску R_{1} (см. таблицу C.1) для здания в целом:

L_{T} = 10^{- 2} (внутри здания);

Эти общие значения для каждой зоны уменьшены в соответствии с количеством людей в зоне по отношению к общему количеству людей в здании.

Характеристика зоны защиты	Комментарии	Обозначение	Значение	Ссылки
Тип поверхности	Мрамор	r_{t}	10^{- 3}	Таблица C.3
Защита от поражения электрическим током при ударе молнии в здание (сооружение)	Нет	P_{TA}	1	Таблица B.1
Защита от поражения электрическим током при ударе молнии в линии коммуникаций	Нет	P_{TU}	1	Таблица B.6
Опасность пожара	Нет	r_{f}	0	Таблица C.5
Противопожарная защита	Нет	r_{p}	1	Таблица C.4
Внутренний пространственный экран	Нет	K_{S2}	1	Формула (B.6)
L1: потери, связанные с гибелью и травмированием людей в здании (сооружении)	Особые опасности: нет	H_{z}	1	Таблица C.6
	D1: поражение электрическим током вследствие скачка тока или напряжения	L_{T}	10^{- 2}	Таблица C.2
	D2: физическое повреждение здания	L_{F}	-
	D3: отказ внутренних систем	L_{O}	-
Коэффициент, характеризующий нахождение людей в зоне		-	0,02

Таблица E.14

Характеристика зоны защиты	Комментарии	Обозначение	Значение	Ссылки
Тип поверхности	Земля	r_{t}	10^{- 2}	Таблица C.3
Защита от поражения электрическим током при ударе молнии в здание (сооружение)	Нет	P_{TA}	0	Таблица B.1
Защита от поражения электрическим током при ударе молнии в линии коммуникаций	Нет	P_{TU}	0	Таблица B.6
Опасность пожара	Нет	r_{f}	1	Таблица C.5
Противопожарная защита	Нет	r_{p}	1	Таблица C.4
Внутренний пространственный экран	Нет	K_{S2}	1	Формула (B.6)
L1: потери, связанные с гибелью и травмированием людей в здании (сооружении)	Особые опасности: нет	H_{z}	1	Таблица C.6
	D1: поражение электрическим током вследствие скачка тока или напряжения	L_{T}	10^{- 2}	Таблица C.2
	D2: физическое повреждение здания	L_{F}	-
	D3: отказ внутренних систем	L_{O}	-
Коэффициент, характеризующий нахождение людей в зоне		-	0,01

Таблица E.15

Характеристика зоны защиты		Комментарии	Обозначение	Значение	Ссылки
Тип поверхности пола		Линолеум	r_{t}	10^{- 5}	Таблица C.3
Защита от поражения электрическим током при ударе молнии в здание (сооружение)		Нет	P_{TA}	1	Таблица B.1
Защита от поражения электрическим током при ударе молнии в линии коммуникаций		Нет	P_{TU}	1	Таблица B.6
Опасность пожара		Высокая	r_{f}	10^{- 1}	Таблица C.5
Противопожарная защита		Нет	r_{p}	1	Таблица C.4
Внутренний пространственный экран		Нет	K_{S2}	1	Формула (B.6)
Линия электропередачи	Внутренняя проводка	Не экранирована (некоторые провода в кабелеканалах)	K_{S3}	0,2	Таблица B.5
	Система устройств защиты от импульсных перенапряжений	Нет	P_{SPD}	1	Таблица B.3
Линия телекоммуникации	Внутренняя проводка	Не экранирована (длина контура более 10 м2)	K_{S3}	1	Таблица B.5
	Система устройств защиты от импульсных перенапряжений	Нет	P_{SPD}	1	Таблица B.3
L1: потери, связанные с гибелью и травмированием людей в здании (сооружении)		Особые опасности: небольшая паника	h_{z}	2	Таблица C.6
		D1: поражение электрическим током вследствие скачка тока или напряжения	L_{T}	10^{- 2}	Таблица C.2
		D2: физическое повреждение здания	L_{F}	0,02
		D3: отказ внутренних систем	L_{O}	-
Коэффициент, характеризующий нахождение людей в зоне			-	0,10

Характеристика зоны защиты		Комментарии	Обозначение	Значение	Ссылки
Тип поверхности пола		Линолеум	r_{t}	10^{- 5}	Таблица C.3
Защита от поражения электрическим током при ударе молнии в здание (сооружение)		Нет	P_{TA}	1	Таблица B.1
Защита от поражения электрическим током при ударе молнии в линии коммуникаций		Нет	P_{TU}	1	Таблица B.6
Опасность пожара		Низкая	r_{f}	10^{- 3}	Таблица C.5
Противопожарная защита		Нет	r_{p}	1	Таблица C.4
Внутренний пространственный экран		Нет	K_{S2}	1	Формула (B.6)
Линия электропередачи	Внутренняя проводка	Не экранирована (некоторые провода в кабелеканалах)	K_{S3}	0,2	Таблица B.5
	Система устройств защиты от импульсных перенапряжений	Нет	P_{SPD}	1	Таблица B.3
Линия телекоммуникации	Внутренняя проводка	Не экранирована (длина контура более 10 м2)	K_{S3}	1	Таблица B.5
	Система устройств защиты от импульсных перенапряжений	Нет	P_{SPD}	1	Таблица B.3
L1: потери, связанные с гибелью и травмированием людей в здании (сооружении)		Особые опасности: небольшая паника	H_{z}	2	Таблица C.6
		D1: поражение электрическим током вследствие скачка тока или напряжения	L_{T}	10^{- 2}	Таблица C.2
		D2: физическое повреждение здания	L_{F}	0,02
		D3: отказ внутренних систем	L_{O}	-
Коэффициент, характеризующий нахождение людей в зоне			-	0,80

Характеристика зоны защиты		Комментарии	Обозначение	Значение	Ссылки
Тип поверхности пола		Линолеум	r_{t}	10^{- 5}	Таблица C.3
Защита от поражения электрическим током при ударе молнии в здание (сооружение)		Нет	P_{TA}	1	Таблица B.1
Защита от поражения электрическим током при ударе молнии в линии коммуникаций		Нет	P_{TU}	1	Таблица B.6
Опасность пожара		Низкий	r_{f}	10^{- 3}	Таблица C.5
Противопожарная защита		Нет	r_{p}	1	Таблица C.4
Внутренний пространственный экран		Нет	K_{S2}	1	Формула (B.6)
Линия электропередачи	Внутренняя проводка	Не экранирована (некоторые провода в кабелеканалах)	K_{S3}	0,2	Таблица B.5
	Система устройств защиты от импульсных перенапряжений	Нет	P_{SPD}	1	Таблица B.3
Линия телекоммуникации	Внутренняя проводка	Не экранирована (длина контура более 10 м2)	K_{S3}	1	Таблица B.5
	Система устройств защиты от импульсных перенапряжений	Нет	P_{SPD}	1	Таблица B.3
L1: потери, связанные с гибелью и травмированием людей в здании (сооружении)		Особые опасности: небольшая паника	H_{z}	2	Таблица C.6
		D1: поражение электрическим током вследствие скачка тока или напряжения	L_{T}	10^{- 2}	Таблица C.2
		D2: физическое повреждение здания	L_{F}	0,02
		D3: отказ внутренних систем	L_{O}	-
Коэффициент, характеризующий нахождение людей в зоне			-	0,07

В таблице E.18 приведены расчеты параметров для областей защиты, в таблице E.19 - ожидаемое количество опасных событий.

Значения компонентов риска для незащищенного здания (сооружения) приведены в таблице E.20.

Таблица E.20

незащищенных структур (значение · 10^{- 5} )

Для данного административного здания требуется защита от молнии, потому что R_{1} = 9,65 \cdot 10^{- 5} выше, чем приемлемое значение риска R_{T} = 10^{- 5} .

E.3.5. Риск R_{1} . Выбор мер защиты

Основной вклад в риск R_{1} для административного здания в зоне Z_{3} дают риск физических повреждений от удара молнии в здание или связанные линии коммуникаций (компонент R_{V} дает вклад 50%; компонент R_{B} дает вклад 49%, которые в сумме составляют 99% совокупного риска) (см. таблицу E.20).

Эти компоненты риска могут быть снижены с помощью следующих мероприятий:

• создание системы защиты здания от молнии в соответствии с МЭК 62305-3, обеспечивающей снижение значений компонента риска P_{B} путем снижения значений вероятности R_{B} . Уравнивание потенциалов на вводах является обязательным требованием LPS, что также позволяет снизить значения компонентов риска R_{U} и R_{V} через снижение значения вероятности P_{EB} ;
• внедрение мер защиты для зоны Z_{3} (архив), обеспечивающих уменьшение последствий пожара (обеспечение огнетушителями, автоматической системой обнаружения и тушения пожара и т.д.). Это позволяет снизить значения компонентов риска R_{B} и R_{V} через снижение значения показателя r_{p} ;
• обеспечение уравнивания потенциалов в соответствии с МЭК 62305-3 на вводах здания. Это позволяет снизить значения компонентов риска R_{U} и R_{V} через снижение значения вероятности P_{EB} .

Комбинация различных мер защиты позволяет выбрать одно из следующих решений:

Решение a)

• Защита здания по III классу LPS в соответствии с МЭК 62305-3, обеспечивающая снижение значений компонентов риска R_{B}(P_{B} = 0,1) .
• Эта система защиты от молнии включает обязательное уравнивание потенциалов в соответствии с МЭК 62305-3 и установку на вводах устройств защиты от импульсных перенапряжений, разработанных для LPL III и всего здания (P_{EB} = 0,05) , что обеспечивает снижение значений компонентов риска R_{U} и R_{V} .

Решение b)

• Защита здания по IV классу LPS в соответствии с МЭК 62305-3, обеспечивающая снижение значений компонентов риска R_{B}(P_{B} = 0,2) .
• Эта система защиты от молнии включает обязательное уравнивание потенциалов в соответствии с МЭК 62305-3 и установку на вводах устройств защиты от импульсных перенапряжений, разработанных для LPL IVI и всего здания (P_{EB} = 0,05) , что обеспечивает снижение значений компонентов риска R_{U} и R_{V} .
• Использование систем пожаротушения (обнаружения пожара), обеспечивающее снижение значений компонентов риска R_{B} и R_{V} . Установка неавтоматической (ручной) системы защиты в зоне Z_{3} (архив) (r_{p} = 0,5) .

При реализации указанных выше решений значения риска, приведенные в таблице E.20, будут изменены на более низкие, приведенные в таблице E.21.

Таблица E.21

защищенного здания (значение · 10^{- 5} )

Z_{1} - прилегающие территории;

Z_{2} - палаты;

Z_{3} - операционный блок;

Z_{4} - отделение интенсивной терапии

Данному типу здания соответствуют два типа потерь: гибель людей (L1) и экономические потери (L4). Для оценки риска R_{1} и R_{4} необходимо оценить потребность в мерах защиты и их экономическую эффективность.

E.4.1. Данные и характеристики

Больница расположена на равнинной территории, рядом с ней отсутствуют соседние здания (сооружения). Плотность ударов молнии составляет N_{G} = 4 ударам молнии на 1 км2 в год.

Данные для больницы и близлежащей территории приведены в таблице E.22.

Данные для входящих линий коммуникаций и связанных с ними внутренних систем приведены: для линии электропередачи - в таблице E.23, а для телекоммуникационной линии - в таблице E.24.

Больница. Характеристики здания и его окружающей среды

Больница. Линия электропередачи

Z_{3} - операционный блок;

Таблица E.25

Больница. Распределение людей по зонам