Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Cột thu lôi”
Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
Dòng 17:
Phạm vi bảo vệ của hệ thu lôi là khoảng không gian quanh hệ thu lôi, bao bọc và bảo vệ về mặt chống sét cho công trình và người ở bên trong, được xác định bằng thực nghiệm.
Phạm vi bảo vệ của hệ thu lôi phụ thuộc vào [[chiều cao]] của cột thu lôi (cao độ đỉnh kim). Cột thu lôi càng cao thì phạm vi bảo vệ càng lớn.
=== Hệ một kim thu lôi độc lập ===
[[Tập tin:PhamViBaoVeThuLoi.png|nhỏ|850px|phải|Phạm vi bảo vệ của các hệ thu lôi: cột thu lôi độc lập, hệ 2 cột cao bằng nhau, hệ 2 cột cao khác nhau.]]
Theo lý thuyết của [[Benjamin Franklin]], phạm vi bảo vệ của một kim thu lôi độc lập là phần không gian nằm bên trong mặt tròn xoay quanh trục là kim thu lôi [[chiều cao]] H, tạo bởi đường sinh là đường cong có phương trình là:
:r<sub>x</sub>=1,6pH(H-h<sub>x</sub>)/(H+h<sub>x</sub>) với p=1,0 khi 0≤h<sub>x</sub>≤H≤30,0 (m) và p=5,5/H<sup>0,5</sup> khi H>30 (m).
trong đó: h<sub>x</sub> và r<sub>x</sub> là cao độ và bán kính đường tròn trên mặt chiếu bằng tâm là kim thu lôi, của từng điểm x trên đường sinh.
Dòng 30:
Tiêu chuẩn thiết kế chống sét Việt Nam TCXDVN 46:2007, coi đường sinh phạm vi bảo vệ cột thu lôi độc lập là đường thẳng nghiêng với phương thẳng đứng của kim một góc bảo vệ là 45<sup>o</sup>.<ref>[http://thuvienphapluat.vn/TCVN/Xay-dung/TCXDVN-46-2007-chong-set-cho-cong-trinh-xay-dung-huong-dan-thiet-ke-903776.aspx Tiêu chuẩn TCVN 46:2007.]</ref> Tiêu chuẩn TCVN 46:2007, xem xét tới diện tích mặt bằng phạm vi bảo vệ ở cao độ chân cột thu lôi (có thể ở cốt nền mặt đất hoặc có thể là mái công trình).
Nếu so sánh trên cùng một diện tích hình tròn mặt bằng phạm vi bảo vệ ở cao độ chân cột thu lôi, của các trường hợp áp dụng TCXD 46:1984 và TCXDVN 46:2007 và tiêu chuẩn TCVN 9385-2012 với nhau, thì [[chiều cao]] yêu cầu của cột thu lôi độc lập theo tiêu chuẩn TCXDVN 46:2007 và tiêu chuẩn TCVN 9385-2012 là '''H<sub>c</sub>''', cao gấp rưỡi [[chiều cao]] cột yêu cầu theo tiêu chuẩn 1984 là '''H''', ('''H<sub>c</sub>=1,5H'''). Như vậy, để bảo vệ chống sét cho cùng một diện tích mặt bằng chân cột thu lôi đơn, thì tiêu chuẩn TCXDVN 46:2007 và tiêu chuẩn TCVN 9385-2012, yêu cầu an toàn hơn.
=== Hệ hai kim thu lôi cao bằng nhau kết hợp bảo vệ ===
[[Tập tin:HeHaiCotThuLoi.jpg|nhỏ|300px|phải|Phạm vi bảo vệ của hệ thu lôi 2 kim cao bằng nhau H hoặc Hc=1,5H, nằm cách nhau một khoảng A≤5,0H. (H là theo tiêu chuẩn thiết kế chống sét Việt Nam TCXD 46:1984, trang 23-24, và Hc là theo Tiêu chuẩn TCXDVN 46:2007).]]
Theo TCXD 46:1984, khi hai kim thu lôi cao bằng nhau, đặt cách nhau một khoảng cách đủ nhỏ (nhỏ hơn giới hạn được xác định bên dưới), nhưng có thể vẫn lớn hơn đường kính hình tròn mặt bằng phạm vi bảo tại chân cột (bằng 3H), thì ngoài các phạm vi bảo vệ [[mặt nón|hình nón]] quanh từng cột (giống như cột độc lập), ở giữa khoảng 2 cột phạm vi bảo vệ còn được mở rộng tạo thành vùng phạm vi bảo vệ kết hợp là không gian nằm bên dưới một [[mặt bậc hai]] có dạng yên ngựa. Đường sinh trên mặt đứng đi qua trục nối 2 cột, của mặt cong yên ngựa này được lấy là đường cung tròn có tâm nằm trên trung trực của khoảng cách hai cột trên mặt bằng, và nằm ở cao độ 4H (4 lần [[chiều cao]] cột thu lôi). Theo tiêu chuẩn TCXD 46:1984, đường sinh trên mặt đứng đi qua trục nối 2 cột, của [[mặt yên ngựa|mặt cong yên ngựa]] (hyperbolic paraboloid) này được lấy là đường cung tròn bán kính R, có tâm nằm trên [[đường trung trực]] của khoảng cách hai cột trên mặt bằng A, và nằm ở cao độ 4H (4 lần [[chiều cao]] cột thu lôi). Điểm thấp nhất của đường sinh này, nằm tại trung điểm khoảng cách 2 cột trên mặt bằng A, có cao độ h<sub>o</sub> được xác định là:
:'''h<sub>o</sub>=4H – ((0,25A<sup>2</sup>+9H<sup>2</sup>)<sup>1/2</sup>)=<math>4H - \sqrt{(0,25A^2+9H^2)}</math>'''
Với A là khoảng cách 2 cột trên mặt bằng. Khoảng cách A càng lớn h<sub>o</sub> càng nhỏ (khi h<sub>o</sub>=0 thì 2 cột trở về trường hợp độc lập không còn tạo thành hệ kết hợp nữa). Do đó, điều kiện để hai cột bằng nhau kết hợp bảo vệ là:
Dòng 40:
Tiêu chuẩn TCXDVN 46:2007 lấy đường sinh trên là đường thẳng gẫy khúc, hợp bởi góc bảo vệ 60<sup>o</sup> từ đỉnh mỗi cột, vào bên trong khoảng 2 cột. Do đó, tg60<sup>o</sup>=1,732=A/(2(H<sub>c</sub> – h<sub>o</sub>)), điều kiện để 2 cột bằng nhau kết hợp bảo vệ theo tiêu chuẩn 2007, là:
:A≤3,4641H<sub>c</sub>
(và nếu lấy [[chiều cao]] cột thu lôi theo tiêu chuẩn TCXDVN 46:2007 gấp rưỡi [[chiều cao]] cột theo tiêu chuẩn 1984, (H<sub>c</sub>=1,5H), thì:'''A≤5,196H'''='''3,464H<sub>c</sub>''').
Phạm vi bảo vệ kết hợp bên trong giữa hai cột mặc dù được giới hạn bởi mặt bậc hai, nhưng trong các tiêu chuẩn chống sét 1984 và 2007 đều coi gần đúng giao tuyến của mặt cong này với mặt bằng cao độ chân cột là đường thẳng gấp khúc đối xứng vơi nhau qua trục nối hai cột và qua đường trung trực của trục này. Các đường thẳng này tạo thành vùng diện tích mặt bằng bảo vệ kết hợp ở chân cột thu lôi, mở rộng và nối liền hai diện tích hình tròn phạm vị bảo vệ tại chân mỗi cột với nhau, trong khoảng giữa hai cột. Phương trình của các đoạn thẳng biên được xác định là:
Dòng 52:
=== Hệ nhiều kim thu lôi cao bằng nhau kết hợp bảo vệ ===
[[Tập tin:PhamViBaoVeHeThuLoi.jpg|nhỏ|600px|phải|Phạm vi bảo vệ của hệ thu lôi 3 kim đều cao bằng H (theo tiêu chuẩn TCXD 46:1984), và hệ thu lôi 4 kim đều cao Hc=1,5H (theo tiêu chuẩn TCXDVN 46:2007), cùng nằm trên đường tròn ngoại tiếp đường kính là D=8bmin=4,1676H.]]
Phạm vi bảo vệ của hệ 3 cột (kim) thu lôi thành tam giác hay nhiều cột thành đa giác kết hợp bảo vệ, được hình thành bởi sự kết hợp tất cả các phạm vi bảo vệ kết hợp của các cặp đôi kim thu lôi đặt tại các đỉnh của tam giác hay đa giác đó. Nếu là các đa giác thì hệ luôn có thể chia thành các tam giác kim thu lôi. Trong một tam giác kim thu lôi luôn có duy nhất một đường tròn ngoại tiếp tam giác thu lôi đi qua chân của tất cả các cột. Để đảm bảo an toàn thì tất cả ba cặp đôi phạm vi bảo vệ kết hợp (trên các cạnh tam giác) phải kết hợp phủ kín hết vùng diện tích mặt bằng bên trong hình tam giác kim thu lôi đó. Điều này liên quan tới 3 bán kính nhỏ nhất (b<sub>min1</sub>, b<sub>min2</sub>, b<sub>min3</sub>) của phạm vi bảo vệ kết hợp trên mỗi cạnh tam giác (là khoảng các giữa 2 cột trong 1 cặp) tại cao độ chân cột về mỗi phía của trục 2 cột (cạnh tam giác). Các bán kính nhỏ nhất này đạt được tại vị trí trung điểm của mỗi cạnh tam giác thu lôi và b<sub>min1</sub>=1,5h<sub>o1</sub>='''1,5(4H - ((0,25(A<sub>1</sub>)<sup>2</sup>+9H<sup>2</sup>)<sup>1/2</sup>))''', b<sub>min2</sub>=1,5h<sub>o2</sub>='''1,5(4H - ((0,25(A<sub>2</sub>)<sup>2</sup>+9H<sup>2</sup>)<sup>1/2</sup>))''', b<sub>min3</sub>=1,5h<sub>o3</sub>='''1,5(4H - ((0,25(A<sub>3</sub>)<sup>2</sup>+9H<sup>2</sup>)<sup>1/2</sup>))'''. Với H là [[chiều cao]] cần thiết của các cột thu lôi; và A<sub>1</sub>, A<sub>2</sub>, A<sub>3</sub> là các cạnh của tam giác thu lôi. Các bán kính nhỏ nhất này càng nhỏ khi các cạnh tam giác càng lớn. Cạnh tam giác lớn nhất khi nó đạt tới giá trị là đường kính D của đường tròn ngoại tiếp tam giác, tức là trường hợp 2 trong 3 cột thu lôi nằm trên đường kính D của đường tròn ngoại tiếp, hay tam giác thu lôi là tam giác vuông. Trường hợp tam giác thu lôi là tam giác vuông cân, thì bán kính bảo vệ '''b<sub>min</sub> =1,5(4H - ((0,25D<sup>2</sup>+9H<sup>2</sup>)<sup>1/2</sup>))=<math>1,5(4H - \sqrt{(0,25D^2+9H^2)})</math>''' sẽ đảm bảo việc phủ kín hết vùng diện tích mặt bằng bên trong hình tam giác kim thu lôi, khi '''D=8b<sub>min</sub>'''=4,1676H. Do đó, Tiêu chuẩn chống sét TCVN 46:1984 quy định điều kiện '''D≤8b<sub>min</sub>''' và '''b<sub>min</sub>≥0''' để đảm bảo phạm vi diện tích mặt bằng chân cột ở phía trong tam giác thu lôi được hoàn toàn bảo vệ. Khi đó, [[chiều cao]] cột thu lôi yêu cầu H được xác định là:
:'''H≥(D/4,1676)''' (theo TCXD 46:1984), với D là đường kính đường tròn ngoại tiếp tam giác thu lôi.
Theo tiêu chuẩn TCVN 9385-2012 thì khoảng cách L của lưới ô vuông 4 cột thu lôi cao bằng nhau, (nằm trên đường tròn ngoại tiếp, có đường kính '''D''') phải đảm bảo '''L ≤ 2H<sub>c</sub>'''<ref>Điều 8.2 Góc bảo vệ, TCVN 9385-2012, trang 15.</ref>. ('''H<sub>c</sub>''' là [[chiều cao]] cột thu sét theo TCXDVN 46:2007 và TCVN 9385-2012.) Do đó '''D= <math>\sqrt{2}L</math>≤ 2,828H<sub>c</sub>''' (Theo tiêu chuẩn TCVN 9385-2012) (mà 2,828H<sub>c</sub>=2,828.(1,5H)= 4,243H, với H là [[chiều cao]] cột thu lôi theo tiêu chuẩn TCXD 46:1984).
=== Hệ dây và lưới thu lôi ===
| |||