TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 9385:2012
BS 6651:1999
CHỐNG SÉT CHO CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG - HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ, KIỂM TRA VÀ BẢO TRÌ HỆ THỐNG
Protection of structures against lightning - Guide for design, inspection and maintenance
Lời nói đầu
TCVN 9385:2012 được chuyển đổi từ TCXDVN 46:2007 thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo quy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm b khoản 2 Điều 7 Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.
TCVN 9385:2012 do Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
CHỐNG SÉT CHO CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG - HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ, KIỂM TRA VÀ BẢO TRÌ HỆ THỐNG
Protection of structures against lightning - Guide for design, inspection and maintenance
1. Phạm vi áp dụng
1.1. Tiêu chuẩn này đưa ra những chỉ dẫn thiết kế, kiểm tra và bảo trì hệ thống chống sét cho các công trình xây dựng. Tiêu chuẩn này cũng đưa ra những chỉ dẫn cho việc chống sét đối với các trường hợp đặc biệt như kho chứa chất nổ, những công trình tạm như cần cẩu, khán đài bằng kết cấu khung thép, và các chỉ dẫn chống sét cho các hệ thống lưu trữ dữ liệu điện tử.
2. Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).
BS 7430:1998, Code of practice for earthing.
BS 923-2:1980, Guide on high-voltage testing techniques.
BS 5698-1, Guide to pulse techniques and apparatus - Part 1: Pulse terms and definitions.
UL 1449:1985, Standard for safety for transient voltage surge suppressors.
ITU-T K.12 (2000), Characteristics of gas discharge tubes for the protection of telecommunications installations.
3. Thuật ngữ và định nghĩa
3.1. Hệ thống chống sét (Lightning protection system)
Toàn bộ hệ thống dây dẫn được sử dụng để bảo vệ một công trình khỏi tác động của sét đánh.
3.2. Bộ phận thu sét (Air termination network)
Một bộ phận của hệ thống chống sét nhằm mục đích thu hút sét đánh vào nó.
3.3. Mạng nối đất (Earth termination network)
Một bộ phận của hệ thống chống sét nhằm mục đích tiêu tán dòng điện sét xuống đất.
3.4. Dây xuống (Down conductor)
Dây dẫn nối bộ phận thu sét và mạng nối đất.
3.5. Cực nối đất (Earth electrode)
Bộ phận hoặc nhóm các bộ phận dẫn điện có tiếp xúc với đất và có thể truyền dòng điện sét xuống đất.
3.6. Cực nối đất mạch vòng (Ring earth electrode)
Cực nối đất tạo ra một vòng khép kín xung quanh công trình ở dưới hoặc trên bề mặt đất, hoặc ở phía dưới hoặc ngay trong móng của công trình.
3.7. Cực nối đất tham chiếu (Reference earth electrode)
Cực nối đất có thể tách hoàn toàn khỏi mạng nối đất để dùng vào mục đích đo đạc kiểm tra.
3.8. Điện cảm tự cảm (Self-inductance)
Đặc trưng của dây dẫn hoặc mạch tạo ra trường điện từ ngược khi có dòng điện thay đổi truyền qua chúng.
Điện cảm tự cảm của một dây dẫn hoặc mạch tạo ra thế điện động được tính từ công thức:
 |
(1)
|
trong đó:
V
|
là trường điện từ ngược tính bằng vôn (V);
|
L
|
là điện cảm tự cảm tính bằng Henri (H);
|
 |
là tốc độ thay đổi dòng tính bằng Ampe trên giây (A/s).
|
3.9. Điện cảm tương hỗ (Mutual-inductance)
Đặc trưng của mạch ở đó một điện áp được tạo ra trong một vòng kín bởi một dòng điện thay đổi trong một dây dẫn độc lập.
Điện cảm tương hỗ của một vòng kín tạo ra một điện áp tự cảm được tính như sau:
 |
(2)
|
trong đó:
V
|
là điện áp tự cảm trong vòng kín tính bằng vôn (V);
|
M
|
là điện cảm tương hỗ tính bằng Henri (H);
|
|
là tốc độ thay đổi dòng trong một dây dẫn độc lập tính bằng Ampe trên giây (A/s).
|
3.10. Điện cảm truyền dẫn (Transfer-inductance)
Đặc trưng của mạch ở đó một điện áp được tạo ra trong một vòng kín bởi một dòng điện thay đổi trong một mạch khác mà một phần của nó nằm trong vòng kín.
Điện cảm truyền dẫn của một vòng kín tạo ra một điện áp tự cảm được tính như sau:
 |
(3)
|
trong đó:
V
|
là điện áp tự cảm trong vòng kín tính bằng vôn (V);
|
Mt
|
là điện cảm truyền dẫn tính bằng Henri (H);
|
|
là tốc độ thay đổi dòng trong một mạch khác tính bằng Ampe trên giây (A/s).
|
3.11. Vùng bảo vệ (Zone of protection)
Thể tích mà trong đó một dây dẫn sét tạo ra khả năng chống sét đánh thẳng bằng cách thu sét đánh vào nó.
4. Quy định chung
4.1. Các hướng dẫn trong tiêu chuẩn này mang tính tổng quát, khi áp dụng vào một hệ thống chống sét cụ thể cần xem xét tới các điều kiện thực tế liên quan đến hệ thống đó. Trong những trường hợp đặc biệt khó khăn thì cần tham khảo ý kiến của các chuyên gia.
4.2. Trước khi tiến hành thiết kế chi tiết một hệ thống chống sét, cần phải quyết định xem công trình có cần chống sét hay không, nếu cần thì phải xem xét điều gì đặc biệt có liên quan đến công trình (xem Điều 7 và Điều 8).
4.3. Cần kiểm tra công trình hoặc nếu công trình chưa xây dựng thì kiểm tra hồ sơ bản vẽ và thuyết minh kỹ thuật theo các yêu cầu về phòng chống sét được quy định ở tiêu chuẩn này.
4.4. Đối với những công trình không có các chi tiết bằng kim loại phù hợp thì cần phải đặc biệt quan tâm tới việc bố trí tất cả các bộ phận của hệ thống chống sét sao cho vừa đáp ứng yêu cầu chống sét vừa không làm ảnh hưởng đến thẩm mỹ của công trình.
4.5. Đối với các công trình xây dựng có đa phần kết cấu bằng kim loại thì nên sử dụng các bộ phận bằng kim loại đó trong hệ thống chống sét để làm tăng số lượng các bộ phận dẫn sét. Như thế vừa tiết kiệm kinh phí cho hệ thống chống sét lại không làm ảnh hưởng đến thẩm mỹ của công trình. Tuy nhiên, khi sét đánh vào phần kim loại, đặc biệt đối với kim loại được sơn mạ, có thể phá hủy các lớp sơn mạ ngoài kim loại; đối với khối xây có cốt thép có thể gây đổ khối xây. Có thể giảm thiểu rủi ro trên bằng giải pháp sử dụng hệ thống chống sét được cố định trên bề mặt công trình.
4.6. Những kết cấu kim loại thường được sử dụng như một bộ phận trong hệ thống chống sét gồm có khung thép, cốt thép trong bê tông, các chi tiết kim loại của mái, ray để vệ sinh cửa sổ trong nhà cao tầng.
4.7. Toàn bộ công trình phải được bảo vệ bằng một hệ thống chống sét kết nối hoàn chỉnh với nhau, không có bộ phận nào của công trình được tách ra để bảo vệ riêng.
5. Chức năng của hệ thống chống sét
Chức năng của hệ thống thu và dẫn sét là thu hút sét đánh vào nó rồi chuyển dòng điện do sét tạo ra xuống đất một cách an toàn, tránh sét đánh vào các phần kết cấu khác cần được bảo vệ của công trình. Phạm vi thu sét của một hệ thống thu và dẫn sét không cố định nhưng có thể coi là một hàm của mức độ tiêu tán dòng điện sét. Bởi vậy phạm vi thu sét là một đại lượng thống kê.
Mặt khác, phạm vi thu sét ít bị ảnh hưởng bởi cách cấu tạo hệ thống thu và dẫn sét, cho nên sự sắp đặt theo chiều ngang và chiều thẳng đứng là tương đương nhau. Do đó không nhất thiết phải sử dụng các đầu thu nhọn hoặc chóp nhọn, ngoại trừ việc đó là cần thiết về mặt thực tiễn.
6. Vật liệu và kích thước
6.1. Vật liệu
Khi lựa chọn vật liệu, cần xem xét nguy cơ bị ăn mòn bao gồm ăn mòn điện hóa. Đối với việc bảo vệ dây dẫn, cần chú ý lớp bảo vệ chống lại sự ăn mòn trong môi trường khắc nghiệt, ví dụ:
a) Phủ dây dẫn bằng chì dày ít nhất 2 mm trên đỉnh ống khói. Bọc chì cả hai đầu và tại các điểm đấu nối;
b) Nếu có thể thì bộ phận thu sét nên để trần, nếu không có thể dùng lớp PVC mỏng 1 mm để bọc trong trường hợp cần chống gỉ (đặc biệt đối với vật liệu nhôm).
Tiết diện của các mối nối trong có thể bằng khoảng một nửa mối nối ngoài (xem 12.10.2).
6.2. Kích thước
Kích thước của các bộ phận hợp thành trong một hệ thống chống sét cần đảm bảo các yêu cầu nêu trong Bảng 1 và Bảng 2. Độ dày của các tấm kim loại sử dụng trên mái nhà và tạo thành một phần của hệ thống chống sét cần đảm bảo yêu cầu trong Bảng 3.
Đăng nhận xét