Header Ads

أخر المواضيع

ما هي طريقة ال"Rolling sphere method" لتصميم نظام الحماية من الصواعق؟

ما هي طريقة ال"Rolling sphere method" لتصميم نظام الحماية من الصواعق؟


تعتبر حماية المباني من الصواعق من الأمور المهمة عند تصميم المباني وخاصة في المباني التي تشمل محتويات مهمة مثل أجهزة الكمبيوتر المركزية والمباني الحكومية التي تحتوي بداخلها على العديد من الأشياء الثمينة مثل المتاحف والمعارض الأثرية، ومحطات توليد ونقل الطاقة الكهربية، وهناك العديد من الطرق المستخدمة لتصميم أنظمة الحماية من الصواعق للمباني، ومن اشهر هذه الطرق طريقة ال"Rolling sphere method".

 وتُستخدم هذه الطريقة لتصميم نظام الحماية من الصواعق وفقًا للمعيار الدولي لتصميم أنظمة الحماية من الصواعق IEC 62305. كما توفر طريقة "Rolling Sphere" مجموعة من معلومات التصميم مثل موقع قضبان الصواعق والموصلات السفلية والأقطاب الكهربائية الأرضية وغيرها من المعدات.




طريقة  ال Rolling Sphere

طريقة Rolling Sphere ومهمتها في عملية التصميم  تتلخص في كونها وسيلة مساعدة لتحديد أماكن تثبيت القضبان الهوائية في المبنى الذي يحتاج للحماية من الصواعق، وما يميز هذه الطريقة أنها تراعي حسابات ضربات البرق الجانبية على عكس الطرق الأخرى، كما هو موضح في الشكل أدناه.


 يتم دحرجة كرة تخيلية، يتم تحديد نصف قطرها بناءً على فئة الشدة المتوقعة لضربات الصواعق التي يتم تحديدها مسبقًا بناء على مجموعة من العوامل مثل موقع المبنى، وارتفاعه، والمواد التي صنع منها، والعديد من العوامل الأخرى. ويتم تحديد نقاط التلامس بين سطح الكرة وحواف المبنى أثناء التدحرج على المبنى، وأي مكان يتلامس فيه المبنى مع الكرة هو منطقة غير محمية، مما يتطلب وضع قضبان هوائية في هذا المكان.


طريقة  ال Rolling Sphere



كيف يتم تحديد نصف قطر الكرة في طريقة ال "Rolling Sphere" ؟

كما ذكرنا سابقًا، يتم تحديد فئة الحماية المستخدمة للمبنى سواء كانت من الدرجة الأولى أو الثانية إلى الدرجة الرابعة، بناءً على العديد من العوامل مثل موقع المبنى وارتفاعه ونوع المكونات المستخدمة في بناء المبنى، هل هو مبنى معدني أم خرساني، وهل توجد مبان أخرى بجواره أم لا، و بناءً على هذه العوامل يتم تحديد درجة الحماية المستخدمة في تصميم نظام الحماية من الصواعق، ومن ثم يتم تحديد نصف قطر الكرة المستخدمة في طريقة ال"Rolling Sphere".


كلما كان نصف قطر الكرة أصغر، كلما لامست الكرة الأجزاء التي لا تلمسها الكرة ذات القطر الأكبر، وبالتالي كلما كان نصف قطر الكرة الوهمية أصغر، ارتفع مستوى الحماية، وبالتالي الهياكل مع حماية من الدرجة الأولى تتمتع بأعلى مستوى من الحماية. والجدول التالى يوضح قطر الكرة المناسب مع كل درجة من درجات الحماية.

كيف يتم تحديد نصف قطر الكرة في طريقة ال "Rolling Sphere" ؟





بالتأكيد، قد يتجاوز ارتفاع المبنى ارتفاع نصف الكرة الوهمية المستخدمة،  ولكن إمكانية الضربات الجانبية للمباني التي  يفوق إرتفاعها 60 م تكون ضئيلة إلى حد ما، كما تسمح طريقة Rolling Sphere للمصممين أيضًا بتقسيم الهيكل الخارجي للمبنى إلى مجموعة من المناطق لزيادة مستوى الحماية في المبنى كما هو موضح أدناه.


كيف يتم تحديد نصف قطر الكرة في طريقة ال "Rolling Sphere" ؟


حسابات قضبان الصواعق لطريقة  ال "Rolling Sphere"

مسافة الفصل بين القضبان  

عند استخدام قضبان متعددة لحماية سطح مستوٍ ، يمكن استخدام المعادلة التالية:


 d=2√(2rh-h^2 )


d = المسافة الفاصلة بين القضبان (متر)

r = نصف قطر الكرة المتدحرجة (بالأمتار)

h = ارتفاع القضبان (متر)




حسابات مسافة اختراق  ال "Rolling Sphere"


حسابات مسافة اختراق  ال "Rolling Sphere"

عند تصميم نظام الحماية من الصواعق لمبنى أو لهيكل مثبت على السقف ، يصبح عمق اختراق الكرة المتدحرجة بين قضبان إنهاء الهواء عاملاً حاسمًا.

 p=r-√(r^2-(d/2)^2 )

حيث ان 

p = مسافة الاختراق (متر)

r = نصف قطر الكرة المتدحرجة (بالأمتار)

د = المسافة بين القضبان الهوائية



حسابات مسافة اختراق  ال "Rolling Sphere"


يوضح الجدول التالي بعض الحسابات المستخدمة





ليست هناك تعليقات