ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΑΝΑΓΚΑΙΟΤΗΤΑΣ ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΚΑΤΑ IEC :2010

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ ΤΟΜΕΑΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΑΝΑΓΚΑΙΟΤΗΤΑΣ ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΚΟΙΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΚΑΤΑ IEC :2010 Μπάτσκος Ηλίας A. E. M. : 6406 Επιβλέπων καθηγητής: Π.Ν. ΜΙΚΡΟΠΟΥΛΟΣ Θεσσαλονίκη Ιούλιος

2 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Το σύγγραμμα αυτό αποτελεί τη διπλωματική μου εργασία στο τμήμα των Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Α.Π.Θ. Ο σκοπός της αυτής διπλωματικής εργασίας ήταν η δημιουργία λογισμικού για την αποτίμηση των διάφορων κινδύνων σύμφωνα με το πρότυπο IEC :2010, το οποίο αφορά στην αντικεραυνική προστασία κοινών κατασκευών. Η εφαρμογή μπορεί να χρησιμοποιηθεί από μηχανικούς για μελέτες αλλά και από φοιτητές για εκπαιδευτικούς σκοπούς στο πλαίσιο της διδασκαλίας των μαθημάτων Υψηλών Τάσεων. Συνεπώς δημιουργήθηκε με βασικές αρχές σχεδίασης τη φιλικότητα πρός τον χρήστη και την οργανωμένη εισαγωγή δεδομένων σε κατάλληλες ομάδες. Η διάρθρωση της διπλωματικής εργασίας αναλύεται ως εξής: Στο πρώτο κεφάλαιο επεξηγούνται οι επιστημονικοί όροι οι οποίοι αναφέρονται στο πρότυπο. Στο δεύτερο κεφάλαιο αναλύεται η μέθοδος διαχείρισης κινδύνου. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται η εκτίμηση των συνιστωσών κινδύνου για κοινές κατασκευές κτιρίων. Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται λεπτομερής μαθηματική ανάλυση όλων των εμπλεκόμενων όρων. Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζονται αναλυτικά οι τροποποιήσεις που έχουν γίνει σε σχέση με την προηγούμενη οδηγία :2006 της IEC και τι επιπτώσεις έχουν. Στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η εφαρμογή που δημιουργήθηκε με το Microsoft Visual Studio και σε γλώσσα προγραμματισμού C#. Τέλος στο έβδομο συγκεντρώνονται τα συμπεράσματα της εργασίας. Κατά την διάρκεια της ενασχόλησης με την εργασία αυτή αντιμετωπίστηκαν προβλήματα τόσο στην κατανόηση των κανονισμών της IEC, όσο και στην δημιουργία του κώδικα του λογισμικού στη γλώσσα προγραμματισμού C#,ειδικά λόγω της προσπάθειας για εισαγωγή δεδομένων σε πραγματικό χρόνο. Στο σημείο αυτό θα ήθελα να ευχαριστήσω τον Αν. Καθηγητή κ. Π. Ν. Μικρόπουλο, χωρίς την βοήθεια του οποίου θα ήταν αδύνατη η επίλυση των θεωρητικών και πρακτικών προβλημάτων που αντιμετωπίστηκαν και η διεκπεραίωση της εργασίας. Επίσης θα ήθελα να ευχαριστήσω ιδιαίτερα τον απόφοιτο του τμήματος φυσικής του Α.Π.Θ και μεταπτυχιακό φοιτητή του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας Παναγιώτη Κουτσοβασίλη για την πολύτιμη βοηθειά του στην δημιουργία και ενσωμάτωση του κώδικα του λογισμικού. 2

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1.Επεξήγηση όρων...σελ Βλάβη και απώλειες...σελ Πηγή της βλάβης... σελ Τύποι βλαβών... σελ Τύποι απωλειών... σελ Κίνδυνος και συνιστώσες κινδύνου...σελ Κίνδυνος... σελ Συνιστώσες κινδύνου εξαιτίας πλήγματος κεραυνού στο κτίριο...σελ Συνιστώσα κινδύνου εξαιτίας πλήγματος κεραυνού κοντά στο κτίριο... σελ Συνιστώσες κινδύνου εξαιτίας πλήγματος κεραυνού σε γραμμή συνδεδεμένη στο κτίριο... σελ Συνιστώσες κινδύνου εξαιτίας πλήγματος κεραυνού κοντά σε γραμμή συνδεδεμένη στο κτίριο... σελ Σύνθεση συνιστωσών κινδύνου...σελ Διαχείρηση κινδύνου...σελ Βασική διαδικασία...σελ Αποδεκτός κίνδυνος RT... σελ Ειδική διαδικασία εκτίμησης της ανάγκης για προστασία...σελ Διαδικασία εκτίμησης της αποτελεσματικότητας του κόστους προστασίας...σελ Εκτίμηση των συνιστωσών κινδύνου...σελ Βασική εξίσωση...σελ Εκτίμηση των συνιστωσών κινδύνου εξαιτίας πλήγματος κεραυνού στο κτίριο (S1)...σελ. 15 3

4 3.3. Εκτίμηση των συνιστωσών κινδύνου εξαιτίας πλήγματος κεραυνού κοντά στο κτίριο(s2)...σελ Εκτίμηση των συνιστωσών κινδύνου εξαιτίας πλήγματος κεραυνού σε γραμμή συνδεδεμένη στο κτίριο(s3)...σελ Εκτίμηση των συνιστωσών κινδύνου εξαιτίας πλήγματος κεραυνού κοντά σε γραμμή συνδεδεμένη στο κτίριο...σελ Ανάλυση όρων...σελ Εκτίμηση του ετήσιου αριθμού επικύνδινων συμβάντων...σελ Εκτίμηση του μέσου ετήσιου αριθμού επικύνδινων συμβάντων εξαιτίας πλήγματος κεραυνού σε κτίριο ND και σε παρακείμενο κτίριο NDJ...σελ Εκτίμηση του μέσου ετήσιου αριθμού επικύνδινων συμβάντων εξαιτίας πλήγματος κεραυνού κοντά σε κτίριο NM...σελ Εκτίμηση του μέσου ετήσιου αριθμού επικύνδινων συμβάντων εξαιτίας πλήγματος κεραυνού σε γραμμή συνδεδεμένη στο κτίριο NL...σελ Εκτίμηση του μέσου ετήσιου αριθμού επικύνδινων συμβάντων εξαιτίας πλήγματος κεραυνού κοντά σε γραμμή συνδεδεμένη στο κτίριο NI..σελ Εκτίμηση της πιθανότητας PX για βλάβη...σελ Πιθανότητα PA, κεραυνικό πλήγμα σε κτίριο να προκαλέσει τραυματισμό ζωντανών οργανισμών απο ηλεκτροπληξία... σελ Πιθανότητα PB κεραυνικό πλήγμα σε κτίριο να προκαλέσει υλικές βλάβες... σελ Πιθανότητα PC κεραυνικό πλήγμα σε κτίριο να προκαλέσει βλάβη στα εσωτερικά συστήματα... σελ Πιθανότητα PΜ κεραυνικό πλήγμα κοντά σε κτίριο να προκαλέσει βλάβη στα εσωτερικά συστήματα... σελ Πιθανότητα PU κεραυνικό πλήγμα σε κτίριο να προκαλέσει τραυματισμό ζωντανών οργανισμών απο ηλεκτροπληξία... σελ Πιθανότητα PV κεραυνικό πλήγμα σε γραμμή να προκαλέσει υλικές βλάβες... σελ Πιθανότητα PW κεραυνικό πλήγμα σε γραμμή να προκαλέσει βλάβη στα εσωτερικά συστήματα... σελ. 31 4

5 4.5.8 Πιθανότητα PZ κεραυνικό πλήγμα κοντά σε εισερχόμενη γραμμή να προκαλέσει βλάβη στα εσωτερικά συστήματα...σελ Εκτίμηση των απωλειών LX για συγκεκριμένο τύπο βλάβης εξαιτίας ενός επικύνδινου συμβάντος...σελ Απώλεια ανθρώπινης ζωής(l1)... σελ Απώλεια υπηρεσίας στο κοινό(l2)... σελ Απώλεια πολιτιστικής κληρονομιάς(l3)...σελ Οικονομική απώλεια(l4)... σελ Εκτίμηση του κόστους των απωλειών...σελ Τροποποιήσεις του προτύπου :2010 σε σχέση με το πρότυπο :2006 της IEC...σελ Συλλεκτήριες επιφάνειες...σελ Eκτίμηση του μέσου ετήσιου αριθμού επικύνδινων συμβάντων εξαιτίας πλήγματος κεραυνού κοντά σε κτίριο... σελ Eκτίμηση του μέσου ετήσιου αριθμού επικύνδινων συμβάντων εξαιτίας πλήγματος κεραυνού σε γραμμή συνδεδεμένη στο κτίριο...σελ Eκτίμηση του μέσου ετήσιου αριθμού επικύνδινων συμβάντων εξαιτίας πλήγματος κεραυνού κοντά σε γραμμή συνδεδεμένη στο κτίριο... σελ Πιθανότητες PX...σελ Πιθανότητα PA, κεραυνικό πλήγμα σε κτίριο να προκαλέσει τραυματισμό ζωντανών οργανισμών απο ηλεκτροπληξία... σελ Πιθανότητα PC κεραυνικό πλήγμα σε κτίριο να προκαλέσει βλάβη στα εσωτερικά συστήματα... σελ Πιθανότητα PΜ κεραυνικό πλήγμα κοντά σε κτίριο να προκαλέσει βλάβη στα εσωτερικά συστήματα... σελ Πιθανότητα PU κεραυνικό πλήγμα σε εισερχόμενη γραμμή να προκαλέσει τραυματισμό ζωντανών οργανισμών απο ηλεκτρ/ξία...σελ Πιθανότητα PV κεραυνικό πλήγμα σε γραμμή να προκαλέσει υλικές βλάβες... σελ. 47 5

6 5.2.6.Πιθανότητα PW κεραυνικό πλήγμα σε γραμμή να προκαλέσει βλάβη στα εσωτερικά συστήματα... σελ Πιθανότητα PZ κεραυνικό πλήγμα κοντά σε εισερχόμενη γραμμή να προκαλέσει βλάβη στα εσωτερικά συστήματα...σελ Λογισμικό για την μελέτη αντικεραυνικής προστασίας σε κτίρια...σελ Τύπος και διαστάσεις κτιρίου...σελ Βασικό κτίριο... σελ Γειτονικό κτίριο... σελ Χαρακτηριστικά κτιρίου...σελ Περιβαλλοντικές επιρροές...σελ Μέτρα προστασίας...σελ Εισερχόμενες γραμμές παροχής...σελ Γραμμή ισχύος... σελ Γραμμή τηλεπικοινωνιών... σελ Τύποι απώλειας...σελ Απώλεια ανθρώπινης ζωής... σελ Απώλεια υπηρεσίας στο κοινό... σελ Απώλεια πολιτιστικής κληρονομιάς... σελ Οικονομική απώλεια... σελ Αποτελέσματα...σελ Υπολογισμένες παράμετροι... σελ Υπολογισμένοι κίνδυνοι... σελ Συμπεράσματα Αποτίμηση...σελ Βιβλιογραφία...σελ. 69 6

7 1.Επεξήγηση όρων 1.1.Βλάβη και απώλειες Πηγή της βλάβης Το ρεύμα κεραυνού αποτελεί την κύρια πηγή της βλάβης.οι ακόλουθες πηγές προκύπτουν ανάλογα με το σημείο του πλήγματος : S1: Πλήγμα σε κτίριο S2: Πλήγμα κοντά σε κτίριο S3: Πλήγμα σε γραμμή (Ισχύος ή Τηλ/νιών) S4: Πλήγμα κοντά σε γραμμή (Ισχύος ή Τηλ/νιών) Τύποι βλαβών Υπάρχουν τρείς βασικοί τύποι βλαβών που μπορούν να προκύψουν ως συνέπεια απο το πλήγμα ενός κεραυνού : D1:Τραυματισμός ζωντανών οργανισμών απο ηλεκτροπληξία D2:Υλική βλάβη μέρους, ολόκληρου του κτιρίου ή και παρακείμενων κτιρίων D3: Βλάβη ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών συστημάτων του κτιρίου Τύποι απωλειών Κάθε τύπος βλάβης, είτε από μόνος του είτε σε συνδιασμό με άλλους, μπορεί να προκαλέσει διάφορους τύπους απωλειών στο υπό προστασία κτίριο, ανάλογα με τα χαρακτιριστικά και το περιεχόμενο του κτιρίου : L1: Απώλεια ανθρώπινης ζωής L2: Απώλεια υπηρεσίας στο κοινό L3: Απώλεια πολιτιστικής κληρονομιάς L4: Οικονομική απώλεια (κτίριο, περιεχόμενο, δραστηριότητα) 7

8 Πίνακας 1-Συγκεντρωτικά οι πηγές βλαβών,οι τύποι βλαβών και οι τύποι απωλειών ανάλογα με το σημείο του πλήγματος Πλήγμα κεραυνού Κτίριο Σημείο πλήγματος Πηγή βλάβης Τύπος βλάβης Τύπος απώλειας S1 D1 D2 D3 L1, L4a L1, L2, L3, L4 L1b, L2, L4 S2 D3 L1b, L2, L4 S3 D1 D2 D3 L1, L4a L1, L2, L3, L4 L1b, L2, L4 S4 D3 L1b, L2, L4 a-λαμβάνεται υπόψη μόνο αν υπαρχει πιθανότητα απώλειας ζώων b-λαμβάνεται υπόψη μόνο αν υπάρχει πιθανότητα έκρυξης και για νοσοκομεία ή κτίρια όπου μια βλάβη στα εσωτερικά συστήματα μπόρει να απειλήσει άμεσα ανθρώπινες ζωές 8

9 1.2.Κίνδυνος και συνιστώσες κινδύνου Κίνδυνος Ο κίνδυνος (R) είναι η τιμή που σχετίζεται με την πιθανή μέση ετήσια απώλεια. Για κάθε τύπο απώλειας που μπορεί να προκύψει σε ένα κτίριο, πρέπει να εκτιμηθεί ο αντίστοιχος κίνδυνος. Οι κίνδυνοι προς εκτίμηση σε ένα κτίριο είναι οι εξείς : R1 : Κίνδυνος απώλειας ανθρώπινης ζωής R2 : Κίνδυνος απώλειας υπηρεσίας προς το κοινό R3 : Κίνδυνος απώλειας πολιτιστικής κληρονομιάς R4 : Κίνδυνος οικονομικής απώλειας Κάθε κίνδυνος αποτελείται απο τις αντίστοιχες συνιστώσες του. Για να προχωρήσουμε στην εκτίμησή του πρέπει να προσδιορίσουμε και να υπολογίσουμε τις συνιστώσες του μιας και ο κίνδυνος ισούται με το άθροισμα των συνιστωσών του. Μπορούμε να κατηγοριοποιήσουμε τις συνιστώσες κινδύνου για ενα κτίριο ανάλογα με το σημείο του πλήγματος ως εξής: Συνιστώσες κινδύνου εξαιτίας πλήγματος κεραυνού στο κτίριο RA : Συνιστώσα που σχετίζεται με τον τραυματισμό ζωντανών οργανισμών απο ηλεκτροπληξία εξαιτίας τάσεων επαφής και βηματικών τάσεων μεσα στο κτίριο και σε μια ακτίνα 3 μέτρων γύρω του. Μπορούν να προκύψουν απώλειες τύπου L1 και σε περίπτωση παρουσίας ζώων απώλεις τύπου L4. RB : Συνιστώσα που σχετίζεται με υλική βλάβη εξαιτίας πυρκαγιάς ή έκρηξης λόγω σπινθήρων, που μπορεί να θέσει σε κίνδυνο και το περιβάλλον του κτιρίου. Απώλειες κάθε τύπου μπορεί να προκύψουν (L1, L2, L3, L4) RC : Συνιστώσα που σχετίζεται με βλάβη στα εσωτερικά συστήματα εξαιτίας ηλεκτρομαγνητικών κρούσεων απο το ρεύμα κεραυνού. Προκύπτουν απώλειες τύπου L2, L4 και σε περιπτώσεις όπου υπάρχει πιθανότητα έκρυξης και για νοσοκομεία ή κτίρια όπου μια βλάβη στα εσωτερικά συστήματα μπόρει να απειλήσει άμεσα ανθρώπινες ζωές, προκύπτουν και απώλειες τύπου L1. 9

10 1.2.3 Συνιστώσα κινδύνου εξαιτίας πλήγματος κεραυνού κοντά στο κτίριο RM : Συνιστώσα που σχετίζεται με βλάβη στα εσωτερικά συστήματα εξαιτίας ηλεκτρομαγνητικών κρούσεων απο το ρεύμα κεραυνού. Προκύπτουν απώλειες τύπου L2, L4 και σε περιπτώσεις όπου υπάρχει πιθανότητα έκρυξης και για νοσοκομεία ή κτίρια όπου μια βλάβη στα εσωτερικά συστήματα μπόρει να απειλήσει άμεσα ανθρώπινες ζωές, προκύπτουν και απώλειες τύπου L Συνιστώσες κινδύνου εξαιτίας πλήγματος κεραυνού σε γραμμή συνδεδεμένη στο κτίριο RU : Συνιστώσα που σχετίζεται με τον τραυματισμό ζωντανών οργανισμών απο ηλεκτροπληξία εξαιτίας τάσεων επαφής. Μπορούν να προκύψουν απώλειες τύπου L1 και σε περίπτωση παρουσίας ζώων απώλειες τύπου L4. RV : Συνιστώσα που σχετίζεται με υλική βλάβη εξαιτίας του ρεύματος κεραυνού που διαρρέεται μέσω των εισερχόμενων στο κτίριο γραμμών. Απώλειες κάθε τύπου μπορεί να προκύψουν (L1, L2, L3, L4) RW : Συνιστώσα που σχετίζεται με τη βλάβη των εσωτερικών συστημάτων εξαιτίας υπερτάσεων στις εισερχόμενες στο κτίριο γραμμές. Προκύπτουν απώλειες τύπου L2, L4 και σε περιπτώσεις όπου υπάρχει πιθανότητα έκρυξης και για νοσοκομεία ή κτίρια όπου μια βλάβη στα εσωτερικά συστήματα μπόρει να απειλήσει άμεσα ανθρώπινες ζωές, προκύπτουν και απώλειες τύπου L Συνιστώσες κινδύνου εξαιτίας πλήγματος κεραυνού κοντά σε γραμμή συνδεδεμένη στο κτίριο RZ : Συνιστώσα που σχετίζεται με τη βλάβη των εσωτερικών συστημάτων εξαιτίας υπερτάσεων στις εισερχόμενες στο κτίριο γραμμές. Προκύπτουν απώλειες τύπου L2, L4 και σε περιπτώσεις όπου υπάρχει πιθανότητα έκρυξης και για νοσοκομεία ή κτίρια όπου μια βλάβη στα εσωτερικά συστήματα μπόρει να απειλήσει άμεσα ανθρώπινες ζωές, προκύπτουν και απώλειες τύπου L1. 10

11 1.3. Σύνθεση συνιστωσών κινδύνου Παρακάτω παρουσιάζονται οι συνιστώσες κινδύνου που λαμβάνονται υπόψη για κάθε τύπο απωλειών. R1 : Κίνδυνος απώλειας ανθρώπινης ζωής R 1 = RA1 + RB1 + RC1 (1)+ R M 1 (1)+ RU 1+ R V1+ R W 1( 1) + RZ1(1) (1) -Λαμβάνεται υπόψη μόνο αν υπάρχει πιθανότητα έκρυξης και για νοσοκομεία ή κτίρια όπου μια βλάβη στα εσωτερικά συστήματα μπόρει να απειλήσει άμεσα ανθρώπινες ζωές. R 2 : Κίνδυνος απώλειας υπηρεσίας προς το κοινό R 2 = R B 2 + R C 2+ R M 2+ R V 2+ R W 2+ R Z 2 R 3 : Κίνδυνος απώλειας πολιτιστικής κληρονομιάς R 3= R B3 + R V3 R4 : Κίνδυνος οικονομικής απώλειας R4 = RA 4 (2)+ R B 4 + RC4 + R M 4+ R U 4 (2) + R V 4 + R W 4+ R Z 4 (2) -Λαμβάνεται υπόψη μόνο αν υπάρχει πιθανότητα απώλειας ζώων 11

12 Πίνακας 2:Συνιστώσες κινδύνου που λαμβάνονται υπόψη για κάθε τύπο απώλειας Πηγή βλάβης Πλήγμα σε κτίριο S1 Συνιστώσ RA α κινδύνου Πλήγμα κοντά σε κτίριο S2 Πλήγμα σε γραμμή Πλήγμα συνδεδεμένη στο κτίριο κοντά σε S3 γραμμή συνδεδε μένη στο κτίριο S4 RB RC RM RU RV RW RZ * *a *a * * *a *a R2 * * * * * * R3 * * * Κίνδυνος για κάθε τύπο απώλειας R1 R4 * *b * * * * *b * a-λαμβάνεται υπόψη μόνο αν υπάρχει πιθανότητα έκρυξης και για νοσοκομεία ή κτίρια όπου μια βλάβη στα εσωτερικά συστήματα μπόρει να απειλήσει άμεσα ανθρώπινες ζωές b-λαμβάνεται υπόψη μόνο αν υπάρχει πιθανότητα απώλειας ζώων 12

13 2. Διαχείρηση κινδύνου 2.1. Βασική διαδικασία Αναγνώριση των χαρακτηριστικών του υπό προστασία κτιρίου δηλαδή το κτίριο αυτό καθ'αυτό, τις εγκαταστάσεις του, τα περιεχόμενά του, την παρουσία ανθρώπων, το περιβάλλον. Αναγνώριση των πιθανών τύπων απωλειών στο κτίριο και του αντίστοιχου κινδύνου R (R1, R2, R3, R4) Εκτίμηση της ανάγκης για προστασία, συγκρίνωντας τους κινδύνους R1, R2, R3 με τους αντίστοιχους αποδεκτούς κινδύνους RT Εκτίμηση της αποτελεσματικότητας του κόστους προστασίας συγκρίνοντας το συνολικό κόστος των απωλειών με και χωρίς μέτρα προστασίας όπως θα δειχθεί παρακάτω 2.2. Αποδεκτός κίνδυνος R T Ενδεικτικές τιμές του αποδεκτού κινδύνου RT όταν προκύπτει απώλεια ανθρώπινης ζωής, απώλεια υπηρεσίας στο κοινό και απώλεια πολιτιστικής κληρονομιάς δίνονται παρακάτω. Πίνακας 3: Τυπικές τιμές αποδεκτού κινδύνου RT Τύποι απωλειών RT (year -1) L1 Απώλεια ανθρώπινης 10-5 ζωής L2 Απώλεια υπηρεσίας στο κοινό 10-3 L3 Απώλεια πολιτιστικής κληρονομιάς

14 2.3. Ειδική διαδικασία εκτίμησης της ανάγκης για προστασία Για την εκτίμηση των κινδύνων R1, R2 και R3 ακολουθείται η παρακάτω διαδικασία : Αναγνώριση των συνιστωσών RX απο τις οποίες αποτελείται ο κάθε κίνδυνος Υπολογισμός των αναγνωρισμένων συνιστωσών Υπολογισμός του συνολικού κινδύνου R και σύγκρισή του με την αντίστοιχη τιμή του αποδεκτού κινδύνου RT Αν R >RT υπάρχει ανάγκη λήψης μέτρων προστασίας ώστε να ισχύει R RT για κάθε κίνδυνο που προκύπτει για το κτίριο Διαδικασία εκτίμησης της αποτελεσματικότητας του κόστους προστασίας Σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να απαιτείται αξιολόγηση του οικονομικού οφέλους που προκύπτει απο τη λήψη μέτρων προστασίας που έχουν σκοπό τη μείωση των οικονομικών απωλειών L4. Η διαδικασία έχει ως εξής: Αναγνώριση των συνιστωσών RX απο τις οποίες αποτελείται ο κίνδυνος R4 Υπολογισμός των αναγνωρισμένων συνιστωσών RX χωρίς να λάβουμε υπόψη νέα/πρόσθετα μέτρα προστασίας Υπολογισμός του ετήσιου κόστους απωλειών εξαιτίας κάθε συνιστώσας Υπολογισμός του συνολικού ετήσιου κόστους απωλειών CL χωρίς να λάβουμε υπόψη μέτρα προστασίας Επιλογή των μέτρων προστασίας Υπολογισμός των αναγνωρισμένων συνιστωσών RX λαμβάνοντας υπόψη τα νέα/πρόσθετα μέτρα προστασίας που απαιτούνται Υπολογισμός του ετήσιου κόστους απωλειών εξαιτίας κάθε συνιστώσας Υπολογισμός του συνολικού ετήσιου κόστους απωλειών CRL λαμβάνοντας υπόψη μέτρα προστασίας Υπολογισμός του ετήσιου κόστους των μέτρων προστασίας CPM Αν CL < CR L+C P M τα μέτρα προστασίας δεν αποτελούν οικονομικά συμφέρουσα λύση κατά την διάρκεια ζωής του κτιρίου. 14

15 3. Εκτίμηση των συνιστωσών κινδύνου 3.1. Βασική εξίσωση Κάθε συνιστώσα κινδύνου RA, RB, RC, RM, RU, RV, RW, RZ μπορεί να εκφραστεί απο την ακόλουθη σχέση: RX = NX * PX * LX όπου NX είναι ο ετήσιος αριθμός επικύνδινων συμβάντων και εξαρτάται απο την κεραυνική πυκνότητα του εδάφους, τα χαρακτηριστικά του υπό προστασία κτιρίου, το περιβάλλον του κτιρίου, τις συνδεδεμένες στο κτίριο γραμμές και το έδαφος. PX είναι η πιθανότητα βλάβης σε ενα κτίριο και εξαρτάται απο τα χαρακτηριστικά του υπό προστασία κτιρίου, τις συνδεδεμένες στο κτίριο γραμμές και τα μέτρα προστασίας LX είναι η συνεπακόλουθη απώλεια και εξαρτάται απο την λειτουργία του κτιρίου, την παρουσία ανθρώπων, τις υπηρεσίες που παρέχονται στο κοινό, την αξία των αγαθών που μπορεί να επηρεάσει μια βλάβη και τα μέτρα προστασίας που θα ληφθούν για να ελαχιστοποιήσουν τις απώλειες Εκτίμηση των συνιστωσών κινδύνου εξαιτίας πλήγματος κεραυνού στο κτίριο (S1) Συνιστώσα που σχετίζεται με τον τραυματισμό ζωντανών οργανισμών απο ηλεκτροπληξία (D1) R A = N D * PA * LA Συνιστώσα που σχετίζεται με υλική βλάβη (D2) RB= ND * PB * LB Συνιστώσα που σχετίζεται με βλάβη εσωτερικών συστημάτων (D3) RC= ND * PC * LC 3.3. Εκτίμηση των συνιστωσών κινδύνου εξαιτίας πλήγματος κεραυνού κοντά στο κτίριο (S2) Συνιστώσα που σχετίζεται με βλάβη εσωτερικών συστημάτων (D3) R M = N M * PM * L M 15

16 3.4. Εκτίμηση των συνιστωσών κινδύνου εξαιτίας πλήγματος κεραυνού σε γραμμή συνδεδεμένη στο κτίριο (S3) Συνιστώσα που σχετίζεται με τον τραυματισμό ζωντανών οργανισμών απο ηλεκτροπληξία (D1) Συνιστώσα που σχετίζεται με υλική βλάβη (D2) Συνιστώσα που σχετίζεται με βλάβη εσωτερικών συστημάτων (D3) Σε περίπτωση που το κτίριο έχει περισσότερες απο μια συνδεδεμένες γραμμές με διαφορετικές διαδρομές, οι υπολογισμοί πρέπει να πραγματοποιούνται ξεχωριστά για κάθε γραμμή. Σε περίπτωση που το κτίριο έχει περισσότερες απο μια συνδεδεμένες γραμμές που ακολουθούν την ίδια διαδρομή, οι υπολογισμοί θα πρέπει να γίνουν μόνο για την γραμμή με τα χειρότερα χαρακτηριστικά, δηλαδή τη γραμμή με τις υψηλότερες τιμές NL και NI που συνδέεται σε εσωτερικά συστήματα με τη χαμηλότερη τιμή UW Εκτίμηση των συνιστωσών κινδύνου εξαιτίας πλήγματος κεραυνού κοντά σε γραμμή συνδεδεμένη στο κτίριο Συνιστώσα που σχετίζεται με βλάβη εσωτερικών συστημάτων (D3) Σε περίπτωση που το κτίριο έχει περισσότερες απο μια συνδεδεμένες γραμμές με διαφορετικές διαδρομές, οι υπολογισμοί πρέπει να πραγματοποιούνται ξεχωριστά για κάθε γραμμή. Σε περίπτωση που το κτίριο έχει περισσότερες απο μια συνδεδεμένες γραμμές που ακολουθούν την ίδια διαδρομή, οι υπολογισμοί θα πρέπει να γίνουν μόνο για την γραμμή με τα χειρότερα χαρακτηριστικά, δηλαδή τη γραμμή με τις υψηλότερες τιμές NL και NI που συνδέεται σε εσωτερικά συστήματα με τη χαμηλότερη τιμή UW (Τάση αντοχής εσωτερικών συστημάτων). 16

17 Πίνακας 4: Συνιστώσες κινδύνου για διάφορους τύπους βλαβών και διάφορες πηγές βλαβών Τύπος βλάβης Πηγή βλάβης S1 Πλήγμα στο κτίριο S2 S3 Πλήγμα κοντά Πλήγμα σε στο κτίριο εισερχόμενη γραμμή D1: RA = ND* PA* LA Tραυματισμός ζωντανών οργανισμών απο ηλεκτροπληξία RU = (NL+NDJ)* PU* LU D2: Yλική βλάβη RB = ND* PB* LB RV = (NL+NDJ)* PV*LV D3: Bλάβη εσωτερικών συστημάτων RC = ND* PC* LC RM= NM* PM* LM RW = (NL+NDJ)* PW* LW 17 S4 Πλήγμα κοντά σε εισερχόμενη γραμμή RZ = NI* PZ* LZ

18 4. Ανάλυση όρων 4.1. Εκτίμηση του ετήσιου αριθμού επικύνδινων συμβάντων Ο μέσος ετήσιος αριθμός Ν των επικύνδινων συμβάντων εξαιτίας κεραυνικών πληγμάτων εξαρτάται απο την κεραυνική δραστηριότητα της περιοχής στην οποία βρίσκεται το υπό μελέτη κτίριο και απο τα φυσικά του χαρακτηριστικά. Για τον υπολογισμό της παραμέτρου Ν πολλαπλασιάζουμε την ετήσια κεραυνική πυκνότητα του εδάφους ΝG με μια ισοδύναμη συλλεκτήρια επιφάνεια, λαμβάνοντας υπόψη και τους παράγοντες για τα χαρακτηριστικά του κτιρίου. Η ετήσια κεραυνική πυκνότητα του εδάφους ΝG δηλαδή ο αριθμός των κεραυνών ανά τετραγωνικό χιλιόμετρο και ανά έτος έχει προκαθορισμένη τιμή ανάλογα με τη γεωγραφική θέση στην οποία βρίσκεται το κτίριο και παρέχεται απο ισοκεραυνικούς χάρτες. Σε περίπτωση που ενας τέτοιος χάρτης δεν είναι διαθέσιμος τότε η τιμή του ΝG δίνεται απο τον τύπο ΝG = 0.1 * TD όπου TD είναι ο αριθμός καταιγίδων ανα έτος Εκτίμηση του μέσου ετήσιου αριθμού επικύνδινων συμβάντων εξαιτίας πλήγματος κεραυνού σε κτίριο ND και σε παρακείμενο κτίριο NDJ Η παράμετρος ND υπολογίζεται απο τον τύπο ND = N G * AD * CD * 10-6 (Κεραυνοί ανά έτος) και σε περίπτωση ύπαρξης παρακείμενου κτιρίου N DJ = NG * AD J * C DJ * CT * 10-6 (Κεραυνοί ανά έτος) Για απομωνομένα κτίρια σε επίπεδο έδαφος η συλλεκτήρια επιφάνεια AD είναι η επιφάνεια που διαγράφεται απο μια ευθεία με κλίση 1 προς 3 που κυκλώνει το κτίριο και περνάει απο τα ανώτερα μέρη του κτιρίου και καταλήγει στο έδαφος όπως φαίνεται και στο παρακάτω σχήμα. 18

19 Εκτίμηση της συλλεκτήριας επιφάνειας AD ( ADJ για γειτονικό κτίριο) για διάφορους τύπους κτιρίων: Για κτίρια με ορθογώνια βάση και επίπεδη οροφή η συλλεκτήρια επιφάνεια AD δίνεται απο τύπο AD = L * W + 6 * H *( L+W )+ 9 * π * H2 (m 2) Για κτίρια με ορθογώνια βάση και τριγωνική σκέπη η συλλεκτήρια επιφάνεια AD δίνεται απο τύπο AD = 6 *L * H1 + 9 * π * ( H2 ) 2 (m 2) αν 2 * ( H2 H1 ) / W > 1/3 ή A D = 6 * L* W * H1* ( L+W )+ 9 * π *( H1 )2 W< 1/3 19 (m 2) αν 2 *( H2 H1 ) /

20 Για κυλινδρικά κτίρια η συλλεκτήρια επιφάνεια AD δίνεται απο τύπο AD =π * ( D/2 + 3 * H )2 (m 2) Για κτίρια με προεξέχον τμήμα η συλλεκτήρια επιφάνεια AD δίνεται απο τύπο AD= 9 * π *( HPICK )2 (m 2) 20

21 Πίνακας 5.Ο παράγοντας CD (CDJ για γειτονικό κτίριο) εξαρτάται απο τη θέση του κτιρίου σε σχέση με το περιβάλλον του. Σχετική θέση CD/CDJ Κτίριο περικυκλωμένο απο ψηλότερα αντικείμενα 0.25 Κτίριο περικυκλωμένο απο αντικείμενα με ίδιο η μικρότερο ύψος 0.5 Απομονωμένο κτίριο 1 Απομονωμένο κτίριο σε λόφο ή βουνοκορφή 2 Πίνακας 6.Ο παράγοντας CT εξαρτάται απο το είδος της γραμμής που συνδέεται στο κτίριο Τύπος γραμμής CT Γραμμή ισχύος χαμηλής τάσης, τηλεπ/νίας 1 Γραμμή ισχύος υψηλής τάσης(με μετ/στή ΥΤ/ΧΤ)

22 4.2. Εκτίμηση του μέσου ετήσιου αριθμού επικύνδινων συμβάντων εξαιτίας πλήγματος κεραυνού κοντά σε κτίριο NM Η παράμετρος NM υπολογίζεται απο τον τύπο N M = NG * AM * 10-6 (Κεραυνοί ανά έτος) όπου A M είναι η συλλεκτήρια επιφάνεια που διαγράφεται απο μια ευθεία περιμετρικά του κτιρίου και σε απόσταση 500 μέτρων Για κτίρια με ορθογώνια βάση και επίπεδη οροφή η συλλεκτήρια επιφάνεια A M δίνεται απο τύπο A M = 1000* ( L+W ) + π * 5002 Για κτίρια με ορθογώνια βάση και τριγωνική σκέπη η συλλεκτήρια επιφάνεια AM δίνεται επίσης απο τον τύπο A M = 1000 ( L+ W ) + π * 5002 (m 2) Για κυλινδρικά κτίρια η συλλεκτήρια επιφάνεια AM δίνεται απο τύπο A M = π * ( D +500 )2 (m 2) (m 2) Για κτίρια με προεξέχον τμήμα η συλλεκτήρια επιφάνεια AM δίνεται απο τύπο A M =1000 ( L+W ) + π * 5002 (m 2) 4.3. Εκτίμηση του μέσου ετήσιου αριθμού επικύνδινων συμβάντων εξαιτίας πλήγματος κεραυνού σε γραμμή συνδεδεμένη στο κτίριο NL Η παράμετρος NL υπολογίζεται απο τον τύπο : NL = NG * AL * CI * CE * CT * 10-6 (Κεραυνοί ανά έτος) όπου AL είναι η συλλεκτήρια επιφάνεια των κεραυνών που πλήττουν τη συνδεδεμένη στο κτίριο γραμμή και δίνεται απο τη σχέση : AL = 40 * LL (m 2) με LL το μήκος της γραμμής όπου σε περίπτωση που είναι άγνωστο λαμβάνεται ίσο με 1000 μέτρα. Η παράμετρος CI εξαρτάται απο το είδος της εγκατάστασης της γραμμής ενώ η CE απο το περιβάλλον στο οποίο βρίσκεται το προς μελέτη κτίριο και δίνονται απο τους ακόλουθους πίνακες : 22

23 Πίνακας 7.Ο παράγοντας CI εξαρτάται απο το είδος της εγκατάστασης της γραμμής Εγκατάσταση CI Εναέρια 1 Υπόγεια 0.5 Υπόγεια καλώδια που διατρέχουν εξολοκλήρου μέσα απο γειωμένο πλέγμα 0.01 Πίνακας 8. Ο παράγοντας CE εξαρτάται απο το περιβάλλον στο οποίο βρίσκεται το υπό μελέτη κτίριο Περιβάλλον CE Αγροτικό 1 Προαστιακό 0.5 Αστικό 0.1 Αστικό με κτίρια ψηλότερα των 20 μέτρων

24 4.4. Εκτίμηση του μέσου ετήσιου αριθμού επικύνδινων συμβάντων εξαιτίας πλήγματος κεραυνού κοντά σε γραμμή συνδεδεμένη στο κτίριο NI Η παράμετρος NI υπολογίζεται απο τον τύπο : NI = NG * AI * CI * CE * CT * 10-6 (Κεραυνοί ανά έτος) όπου AI είναι η συλλεκτήρια επιφάνεια των κεραυνών κοντά στη συνδεδεμένη στο κτίριο γραμμή και δίνεται απο τον τύπο : AI = 4000 * LL (m 2) Στο παρακάτω σχήμα παρουσιάζονται γραφικά οι συλλεκτήριες επιφάνειες που αναλύθηκαν προηγουμένως 24

25 4.5.Εκτίμηση της πιθανότητας PX για βλάβη 4.5.1Πιθανότητα PA, κεραυνικό πλήγμα σε κτίριο να προκαλέσει τραυματισμό ζωντανών οργανισμών απο ηλεκτροπληξία Η PA δίνεται απο τον τύπο : PA = PT A * PB Πίνακας 9.PTA είναι η πιθανότητα κεραυνικό πλήγμα σε κτίριο να προκαλέσει τραυματισμό ζωντανών οργανισμών απο ηλεκτροπληξία εξαιτίας επικύνδινων τάσεων επαφής και βηματικών τάσεων Μέτρο προστασίας PTA Κανένα μέτρο προστασιας 1 Προειδοποιητικά μηνύματα 10-1 Ηλεκτρική μόνωση (τουλάχιστον 3mm 10-2 δικτυωμένου πολυαιθυλενιου) εκτεθειμένων αντικειμένων π.χ. αγωγών καθόδου Αποτελεσματική εξίσωση δυναμικών στο 10-2 έδαφος Φυσικοί περιορισμοί ή πλαίσιο κτιρίου που χρησιμοποιείται ως σύστημα αγωγών καθόδου 0 Εάν έχουμε λάβει περισσότερα από ένα μέτρα προστασίας η τελική τιμή της P T A είναι το γινόμενο των αντίστοιχων τιμών των μέτρων προστασίας. 25

26 Πιθανότητα PB κεραυνικό πλήγμα σε κτίριο να προκαλέσει υλικές βλάβες Πίνακας 10.Η πιθανότητα PB εξαρτάται απο την κλάση του Συστήματος Αντικεραυνικής Προστασίας(ΣΑΠ) του κτιρίου αν αυτό υπάρχει Χαρακτηριστικά κτιρίου Τάξη(στάθμη) του ΣΑΠ PB Το κτίριο δεν προστατεύεται απο Σύστημα Αντικεραυνικής Προστασίας(ΣΑΠ) - 1 Το κτίριο προστατεύεται απο ΣΑΠ IV 0.2 III 0.1 II 0.05 I 0.02 Κτίριο με σύστημα σύλληψης συμμορφωμένο με ένα 0.01 ΣΑΠ τάξης I και πλαίσιο κτιρίου απο συνεχές μέταλλο ή ενισχυμένο σκυρόδεμα που λειτουργεί ως σύστημα αγωγών καθόδου Κτίριο με μεταλλική οροφή και σύστημα σύλληψης, που 0 πιθανότατα περιλαμβάνει φυσικά συστατικά, με πλήρη προστασία οποιασδήποτε εγκατάστασης της οροφής απο άμεσο πλήγμα και πλαίσιο κτιρίου απο συνεχές μέταλλο ή ενισχυμένο σκυρόδεμα που λειτουργεί ως σύστημα αγωγών καθόδου 26

27 4.5.3.Πιθανότητα PC κεραυνικό πλήγμα σε κτίριο να προκαλέσει βλάβη στα εσωτερικά συστήματα Η πιθανότητα PC δίνεται απο τον τύπο : PC = PSPD * CLD Πίνακας 11. Η πιθανότητα PSPD εξαρτάται απο το επίπεδο προστασίας έναντι κρουστικών τάσεων εξαιτίας κεραυνών που παρέχουν οι συσκευές SPD(Surge Protection Devices) αν αυτές υπάρχουν LPL PSPD Χωρίς προστασία απο SPD 1 III-IV 0.05 II 0.02 I 0.01 Μικρότερες τιμές της PSPD είναι πιθανές σε περίπτωση προστασίας από SPD με καλύτερα χαρακτηριστικά από αυτά των SPD που έχουν καθοριστεί για τη στάθμη προστασίας LPL-I 27

28 Πίνακας 12.Οι παράγοντες CLD και CLI εξαρτώνται απο τις συνθήκες θωράκισης, γείωσης, σύνδεσης και μόνωσης των γραμμών και των καλωδιώσεων γενικότερα Τύπος εξωτερικής γραμμής Σύνδεση στην είσοδο της στο κτίριο CLD CLI Εναέρια χωρίς θωράκιση Δεν καθορίζεται 1 1 Υπόγεια χωρίς θωράκιση Δεν καθορίζεται 1 1 Γραμμή ισχύος με Καμία ουδετερογειώσεις Υπόγεια γραμμή (ισχύος ή τηλ/νών) με θωράκιση Η θωράκιση δεν συνδέεται στον ίδιο ζυγό με τον εξοπλισμό Εναέρια γραμμή (ισχύος ή τηλ/νών) με θωράκιση Η θωράκιση δεν συνδέεται στον ίδιο ζυγό με τον εξοπλισμό Υπόγεια γραμμή (ισχύος ή τηλ/νών) με θωράκιση Η θωράκιση συνδέεται στον ίδιο ζυγό με τον εξοπλισμό 1 0 Εναέρια γραμμή (ισχύος ή τηλ/νών) με θωράκιση Η θωράκιση συνδέεται στον ίδιο ζυγό με τον εξοπλισμό 1 0 Αγωγός προστασίας, καλώδια διαμέσου προστατευτικής ταινίας, μεταλλικοί σωλύνες Η θωράκιση συνδέεται στον ίδιο ζυγό με τον εξοπλισμό 0 0 Χωρίςεξωτερική γραμμή Ανεξάρτητα συστήματα χώρίς σύνδεση με εξωτερικές γραμμές 0 0 Κάθε τύπου Μονωμένη επιφάνεια 0 0 Εάν δεν υπάρχει προστασία των εσωτερικών συστημάτων, τότε ο παράγοντας CLD λαμβάνεται ίσος με 1. 28

29 Πιθανότητα PΜ κεραυνικό πλήγμα κοντά σε κτίριο να προκαλέσει βλάβη στα εσωτερικά συστήματα Η πιθανότητα PM δίνεται απο τον τύπο : PM= PSPD * PM S όπου η PM S δίνεται με τη σειρά της απο τον τύπο : PM S =(K S 1 * K S2 * K S 3 * K S 4 )2 όπου KS1 παράμετρος που λαμβάνει υπόψη την αποτελεσματικότητα του κτιρίου ως προς θωράκιση έναντι ηλεκτρομαγνητικού θορύβου KS2 παράμετρος που λαμβάνει υπόψη την αποτελεσματικότητα της προστασίας ως προς θωράκιση έναντι ηλεκτρομαγνητικού θορύβου KS3 παράμετρος που λαμβάνει υπόψη τα χαρακτηριστικά της εσωτερικής καλωδίωσης και δίνεται απο τον ακόλουθο πίνακα Πίνακας 13. Τύπος εσωτερικής καλωδίωσης KS3 Καλώδιο χωρίς θωράκιση -χώρίς πρόβλεψη όδευσης για αποφυγή κλειστών βρόχων (αγωγοί με διαφορετικές οδεύσεις μέσα σε μεγάλα κτίρια-επιφάνεια βρόχων 50 m2) 1 Καλώδιο χωρίς θωράκιση - πρόβλεψη όδευσης για αποφυγή μεγάλων κλειστών βρόχων (αγωγοί με ίδια όδευση ή με διαφορετική όδευση σε μικρά κτίρια -επιφάνεια βρόχων 10m2) 0.2 Καλώδιο χωρίς θωράκιση -πρόβλεψη όδευσης για αποφυγή κλειστών βρόχων (αγωγοί με ίδια οδευσηεπιφάνεια βρόχων 0.5m2) 0.01 Καλώδια με θωράκιση και καλώδια που 0 οδεύουν μέσα απο μεταλλικούς σωλύνες (σύνδεση της θωράκισης των σωλύνων όδευσης και του εξοπλισμού σε κοινό ζυγό εξίσωσης δυναμικού) KS4 παράμετρος που λαμβάνει υπόψη την κρουστική τάση αντοχής(uw) των συστημάτων του κτιρίου και είναι ίσο με 1/ UW 29

30 Πιθανότητα PU κεραυνικό πλήγμα σε εισερχόμενη γραμμή να προκαλέσει τραυματισμό ζωντανών οργανισμών απο ηλεκτροπληξία Η PU δίνεται απο τον τύπο : PU = P TU * PSPD * PLD * CLD Πίνακας 14.PTU είναι η πιθανότητα κεραυνικό πλήγμα σε εισερχόμενη γραμμή να προκαλέσει τραυματισμό ζωντανών οργανισμών εξαιτίας επικύνδινων τάσεων επαφής και εξαρτάται απο τα μέτρα προστασίας που έχουν ληφθεί Μέτρα προστασίας PTU Χωρίς μέτρα προστασίας 1 Προειδοποιητικά μηνύματα 10-1 Ηλεκτρική μόνωση 10-2 Φυσικοί περιορισμοί 0 Εάν έχουμε λάβει περισσότερα απο ένα μέτρα προστασίας η τελική τιμή της PTU είναι το γινόμενο των αντίστοιχων τιμών των μέτρων προστασίας. Πίνακας 15. PLD είναι η πιθανότητα βλάβης στα εσωτερικά συστήματα λόγω πλήγματος σε εισερχόμενη γραμμή και εξαστάται απο την αντίσταση του θωρακισμένου καλωδίου RS και την κρουστική τάση αντοχής (UW) του εξοπλισμού Τύπος Συνθήκες όδευσης γραμμ,θωράκισης και σύνδεσης ής Κρουστική τάση αντοχής (UW) σε KV Ω/km<RS<=20Ω/ 1 km Ω/km<RS<=5Ω/k 0.9 m RS<=1Ω/km Εναέρια ή υπόγεια, χωρίς 1 θωράκιση ή με θωράκιση που δεν συνδέεται στον ίδιο ζυγό σύνδεσης με τον εξοπλισμό Εναέρια ή υπόγεια Γραμμέ με ς θωράκιση, Ισχύος με την ή θωράκιση Τηλ/νώ να ν συνδέεται στον ίδιο ζυγό σύνδεσης με τον εξοπλισμό

31 Πιθανότητα PV κεραυνικό πλήγμα σε γραμμή να προκαλέσει υλικές βλάβες Η πιθανότητα PV δίνεται απο τον τύπο : PV = PSPD *PLD*CLD Πιθανότητα PW κεραυνικό πλήγμα σε γραμμή να προκαλέσει βλάβη στα εσωτερικά συστήματα Η πιθανότητα PW δίνεται απο τον τύπο : PW =PSPD * PLD * CLD Πιθανότητα PZ κεραυνικό πλήγμα κοντά σε εισερχόμενη γραμμή να προκαλέσει βλάβη στα εσωτερικά συστήματα Η πιθανότητα PZ δίνεται απο τον τύπο : PZ = PSPD * PLI * CLI Πίνακας 16. PLI είναι η πιθανότητα βλάβης στα εσωτερικά συστήματα εξαιτίας πλήγματος κοντά σε εισερχόμενη γραμμή και εξαρτάται απο το είδος της γραμμής και τα χαρακτηριστικά του εξοπλισμού Τύπος Κρουστική τάση αντοχής(uw) σε KV γραμμής Γραμμές ισχύος Γραμμές τηλ/νιών

32 4.6. Εκτίμηση των απωλειών LX για συγκεκριμένο τύπο βλάβης εξαιτίας ενός επικύνδινου συμβάντος Οι διάφορες απώλειες LX ποικίλουν ανάλογα με τύπο της απώλειας L1 : Απώλεια ανθρώπινης ζωής L2 : Απώλεια υπηρεσίας στο κοινό L3 : Απώλεια πολιτιστικής κληρονομιάς L4 : Οικονομική απώλεια (κτίριο, περιεχόμενο, δραστηριότητα) και τον τύπο της βλάβης που προκαλείται. D1 :Τραυματισμός ζωντανών οργανισμών απο ηλεκτροπληξία D2 :Υλική βλάβη D3 : Βλάβη εσωτερικών συστημάτων Απώλεια ανθρώπινης ζωής (L1) Οι τιμές για τις παραμέτρους LA, LB, LC, LM, LU, LV, LW, LZ δίνονται από τις παρακάτω σχέσεις : LA = LU = rt * LT * tz / 8760 LB = LV = rp * rt * hz * L F* tz /8760 LC = LM = LW = LZ = LO * tz / 8760 όπου LT είναι το μέσο ποσοστό ανθρώπων που τραυματίζονται απο ηλεκτροσόκ εξαιτίας ενός επικύνδινου συμβάντος LF είναι το μέσο ποσοστό ανθρώπων που τραυματίζονται απο φυσικές βλάβες εξαιτίας ενός επικύνδινου συμβάντος LO είναι το μέσο ποσοστό ανθρώπων που τραυματίζονται απο βλάβη στα εσωτερικά συστήματα εξαιτίας ενός επικύνδινου συμβάντος 32

33 Πίνακας 17.Τυπικές τιμές των LT, LF, LO ανάλογα με τον τύπο της βλάβης και για διάφορες περιπτώσεις κτιριών Τύπος βλάβης Τυπικές τιμές απωλειών Τύπος κτιρίου D1:Τραυματισμό ς λόγω ηλεκ/ξίας LT 10-2 Όλοι οι τύποι D2:Υλική βλάβη LF 10-1 Κίνδυνος έκρηξης 10-1 Νοσοκομείο, ξενοδοχείο, σχολείο, δημόσιο κτίριο 5*10-2 Χώρος ψυχαγωγίας, εκκλησία, μουσείο 2*10-2 Βιομηχανικό, εμπορικό 10-2 Άλλου τύπου 10-1 Κίνδυνος έκρηξης 10-2 Μονάδα εντατικής θεραπείας και κέντρο επεμβάσεων νοσοκομείου 10-3 Άλλα μέρη νοσοκομείου D3: Βλάβη εσωτερικών συστημάτων LO Πίνακας 18.Ο παράγοντας rt μειώνει την απώλεια ανθρώπινης ζωής και εξαρτάται απο τον τύπο του εδάφους ή του δαπέδου Τύπος επιφάνειας Αντίσταση επαφής kω rt Γεωργική, τσιμέντο <= Μάρμαρο, κεραμική Χαλίκι, μοκέτα, χαλί Άσφαλτος, λινάτσα, ξύλο >=

34 Πίνακας 19. Ο παράγοντας rp μειώνει την απώλεια απο φυσικές βλάβες και εξαρτάται απο τις προφυλάξεις που έχουν παρθεί για την μείωση των συνεπειών πυρκαγιάς Προφυλάξεις rp Καμία προφύλαξη 1 Ένα από τα 0.5 παρακάτω:πυροσβεστήρες, εγκαταστάσεις πυρόσβεσης χειροκίνητης λειτουργίας, χειροκίνητες εγκαταστάσεις συναγερμού, κρούνους, θαλάμους πυρασφάλειας, εξόδους κινδύνου Ένα από τα παρακάτω :αυτόματες 0.2 εγκαταστάσεις πυρόσβεσης, αυτόματες εγκαταστάσεις συναγερμού Πίνακας 20.Ο παράγοντας rf μειώνει την απώλεια απο φυσικές βλάβες και εξαρτάται απο τον κίνδυνο πυρκαγιάς ή έκρηξης στο κτίριο Κίνδυνος Πιθανότητα rf Έκρηξη Πυρκαγιά Έκρηξη ή πυρκαγιά 1 Μεγάλη 10-1 Μέτρια 10-2 Μικρή 10-3 Καμία 0 34

35 Πίνακας 21.Ο παράγοντας hz αυξάνει την απώλεια απο φυσικές βλάβες εάν υπάρχουν ειδικές περιπτώσεις κινδύνων Τύπος ειδικού κινδύνου hz Κανένας ειδικός κίνδυνος 1 Χαμηλό επίπεδο πανικού (κτίριο μέχρι 2 2 ορόφων χωρητικότητας μέχρι 100 ατόμων) Μέτριο επίπεδο πανικού (κτίριο 5 αθλητικών ή κοινωνικών γεγονότων με χωρητικότητα μέχρι 1000 ατόμων) Δυσκολία εκκένωσης (Παρουσία ατόμων με κινητικές δυσκολίες,νοσοκομεία) 5 Υψηλό επίπεδο πανικού (κτίριο 10 αθλητικών ή κοινωνικών γεγονότων με χωρητικότητα μεγαλύτερη των 1000 ατόμων) Και tz είναι ο χρόνος παρουσίας ανθρώπων στο κτίριο σε ώρες ανα έτος και σε περίπτωση που δεν είναι υπολογίσιμος λαμβάνεται ίσος με Απώλεια υπηρεσίας στο κοινό (L2) Οι τιμές για τις παραμέτρους LB, LC, LM, LV, LW, LZ δίνονται απο τις παρακάτω σχέσεις : LB = LV = rp * rf * LF LC = LM = LW = LZ = LO 35

36 Πίνακας 22.Τυπικές μέσες τιμές των LF, LO ανάλογα με τον τύπο της βλάβης της υπηρεσίας στο κοινό Τύπος βλάβης Τυπικές τιμές απωλειών Τύπος υπηρεσίας D2:Υλική βλάβη D3: Βλάβη εσωτερικών συστημάτων LF LO 10-1 Αέριο, νερό, γραμμή ισχύος 10-2 Τηλεόραση, γραμμή τηλ/νιών 10-2 Αέριο, νερό, γραμμή ισχύος 10-3 Τηλεόραση, γραμμή τηλ/νιών Απώλεια πολιτιστικής κληρονομιάς (L3) Οι τιμές για τις παραμέτρους LB, LV δίνονται απο την παρακάτω σχέση : LB = LV = rp * rf * LF όπου το LF αναφέρεται σε μουσεία και εκθέσεις και λαμβάνεται ίσο με Οικονομική απώλεια (L4) Οι τιμές για τις παραμέτρους LA, LB, LC, LM, LU, LV, L W, LZ δίνονται απο τις παρακάτω σχέσεις : LA = LU = rt * LT * ca /ct LB = LV = rp * rf * LF LC = LM = LW = LZ = LO * cs /ct 36

37 Πίνακας 23.Τυπικές τιμές των LT,LF,LO ανάλογα με τον τύπο της βλάβης και για διάφορες περιπτώσεις κτιριών Τύπος βλάβης Τυπικές τιμές απωλειών Τύπος κτιρίου D1:Τραυματισμ LT ός λόγω ηλεκ/ξίας LF D2:Υλική βλάβη D3:Βλάβη εσωτερικών συστημάτων LO 10-2 Παρουσία ζώων 1 Κίνδυνος έκρηξης 0.5 Νοσοκομείο,βιομ ηχανία,μουσείο,γ εωργικό 0.2 Ξενοδοχείο,σχολ είο,γραφείο,εκκλ ησία,χώρος ψυχαγωγίας,εμπ ορικό κατάστημα 10-1 Άλλο 10-1 Κίνδυνος έκρηξης 10-2 Ξενοδοχείο,βιομ ηχανία,γραφείο,ξ ενοδοχείο,εμπορ ικό κατάστημα 10-3 Μουσείο,γεωργικ ό,σχολείο,εκκλησ ία,χώρος ψυχαγωγίας 10-4 Άλλο Και ca είναι η αξία των ζώων cs είναι η αξία των εσωτερικών συστημάτων ct είναι το σύνολο της αξίας των ζώων, του κτιρίου, των περιεχομένων του, των εσωτερικών συστημάτων καθώς και της οικονομικής δραστηριότητας. 37

38 4.7. Εκτίμηση του κόστους των απωλειών Το κόστος των απωλειών χωρίς να λάβουμε υπόψη τα μέτρα προστασίας CL δίνεται απο τον τύπο : CL = R4 * ct όπου R4 είναι ο κίνδυνος που σχετίζεται με την οικονομική απώλεια χωρίς να λάβουμε υπόψη τα μέτρα προστασίας Το κόστος των απωλειών λαμβάνοντας υπόψη τα μέτρα προστασίας CRL δίνεται απο τον τύπο : CRL = R' 4 * ct όπου R'4 είναι ο κίνδυνος που σχετίζεται με την οικονομική απώλεια λαμβάνοντας υπόψη τα μέτρα προστασίας Το ετήσιο κόστος των μέτρων προστασίας CPM δίνεται απο τον τύπο : CPM = CP * ( i + a + m ) όπου CP είναι το κόστος των μέτρων προστασίας i είναι ο τόκος του κεφαλαίου a το ποσοστό απόσβεσης του κεφαλαίου m το ποσοστό συντήρησης Ο ετήσιος ισολογισμός SM δίνεται απο τον τύπο : SM = CL - ( CPM + CRL ) και αν SM > 0 έχουμε θετικό ισολογισμό και τα μέτρα προστασίας που έχουν ληφθεί είναι σε οικονομικούς όρους αποδοτικά. ` 38

39 5. Τροποποιήσεις του προτύπου :2010 σε σχέση με το πρότυπο :2006 της IEC Οι τροποποιήσεις που έχουν γίνει αφορούν συλλεκτήριες επιφάνειες NX, πιθανότητες πρόκλησης τραυματισμών και διαφόρων βλαβών PX, συντελεστές απώλειας ανθρώπινης ζωής και οικονομικής απώλειας εξαιτίας φυσικών βλαβών LB, LV, την RZ συνιστώσα κινδύνου εξαιτίας πλήγματος κεραυνού κοντά σε γραμμή συνδεδεμένη στο κτίριο που σχετίζεται με βλάβη εσωτερικών συστημάτων και την ανεκτή τιμή κινδύνου R T για την απώλειας πολιτιστικής κληρονομιάς. Όσον αφορά τους συντελεστές απώλειας ανθρώπινης ζωής και οικονομικής απώλειας εξαιτίας φυσικών βλαβών, λαμβάνονται πλέον υπόψη και εκτεταμένες βλάβες σε γειτονικά κτίρια και το περιβάλλον, έτσι στην τελική τιμή του συντελεστή για απώλειες ανθρώπινης ζωής προστίθεται ο συντελεστής : LBE = LVE = LFE * (te/8760) όπου LFE το μέσο ποσοστό ατόμων που τραυματίζονται από φυσικές βλάβες έξω απο το κτίριο και te οι ώρες παρουσίας ατόμων στην επικύνδινη ζώνη έξω από το κτίριο και όμοια για οικονομικές απώλειες ο συντελεστής: LBE = LVE = LFE * (ce/ct) όπου LFE το μέσο ποσοστό της αξίας των αγαθών που καταστρέφονται λόγω φυσικών βλαβών έξω από το κτίριο και ce/ct το ποσοστό της αξίας τους σε σχέση με την συνολική αξία του κτιρίου Οδηγούμαστε λοιπόν στην αύξηση των συντελεστών LB, LV για τις περιπτώσεις απώλειας ανθρώπινης ζωής και οικονομικής απώλειας εξαιτίας φυσικών βλαβών και κατεπέκταση των αντίστοιχων συνιστωσών RB, RV. Η RZ συνιστώσα κινδύνου εξαιτίας πλήγματος κεραυνού κοντά σε γραμμή συνδεδεμένη στο κτίριο που σχετίζεται με βλάβη εσωτερικών συστημάτων δίνεται απο τον τύπο : RZ = NI * PZ * LZ. Σύμφωνα με τις παλιές οδηγίες η RZ είναι : RZ = ( NI -NL ) * PZ * LZ δηλαδή εξαρτάται και από το μέσο ετήσιο αριθμό επικύνδινων συμβάντων εξαιτίας πλήγματος κεραυνού σε γραμμή συνδεδεμένη στο κτίριο. Οδηγούμαστε λοιπόν στην αύξηση του κινδύνου RZ. Η ανεκτή τιμή κινδύνου R T για την απώλειας πολιτιστικής κληρονομιάς μειώθηκε απο 10-3 σε

40 5.1. Συλλεκτήριες επιφάνειες 5.1.1Eκτίμηση του μέσου ετήσιου αριθμού επικύνδινων συμβάντων εξαιτίας πλήγματος κεραυνού κοντά σε κτίριο Η εκτίμηση του μέσου ετήσιου αριθμού επικύνδινων συμβάντων εξαιτίας πλήγματος κεραυνού κοντά σε κτίριο NM υπολογίζεται απο τον τύπο: NM = NG * AM * 10-6 (Κεραυνοί ανά έτος) όπου ΝG η ετήσια κεραυνική πυκνότητα του εδάφους, A M είναι η συλλεκτήρια επιφάνεια που διαγράφεται απο μια ευθεία περιμετρικά του κτιρίου και σε απόσταση 500 μέτρων απο το κτίριο. AD (m2) η συλλεκτήρια επιφάνεια του υπο μελέτη κτιρίου Σύνφωνα με την προηγούμενη οδηγία της IEC ο μέσος ετήσιος αριθμός επικύνδινων συμβάντων εξαιτίας πλήγματος κεραυνού κοντά σε κτίριο υπολογιζόταν από τον τύπο : NM = NG * (AM AD * CD) * 10-6 (Κεραυνοί ανά έτος) όπου AD (m2) η συλλεκτήρια επιφάνεια του υπό μελέτη κτιρίου και CD παράγοντας που εξαρτάται απο τη θέση του κτιρίου σε σχέση με το περιβάλλον του και δίνεται στον πίνακα 24. Πίνακας 24. Επιπλέον αυξήθηκε η απόσταση της ευθείας απο το κτίριο, η οποία διαγράφει περιμετρικά του κτιρίου την συλλεκτήρια επιφάνεια AM, απο 250m σε 500m. Γίνεται προφανές οτι ο όρος ΝΜ αυξάνεται, αυξάνοντας έτσι τη συνιστώσα κινδύνου εξαιτίας πλήγματος κεραυνού κοντά στο κτίριο R M όπου : RM = NM * PM* LM. 40

41 5.1.2.Eκτίμηση του μέσου ετήσιου αριθμού επικύνδινων συμβάντων εξαιτίας πλήγματος κεραυνού σε γραμμή συνδεδεμένη στο κτίριο Η εκτίμηση του μέσου ετήσιου αριθμού επικύνδινων συμβάντων εξαιτίας πλήγματος κεραυνού σε γραμμή συνδεδεμένη στο κτίριο NL υπολογίζεται απο τον τύπο NL = NG * AL * CI * CE * CT * 10-6 (Κεραυνοί ανά έτος) όπου ΝG η ετήσια κεραυνική πυκνότητα του εδάφους, AL είναι η συλλεκτήρια επιφάνεια των κεραυνών που πλήττουν τη συνδεδεμένη στο κτίριο γραμμή και δίνεται απο τη σχέση (m2) AL = 40 * LL με LL το μήκος της γραμμής που εισέρχεται στο κτίριο και CI παράγοντας που εξαρτάται απο το είδος της εγκατάστασης της γραμμής, CE παράγοντας που εξαρτάται απο το περιβάλλον στο οποίο βρίσκεται το κτίριο, CT παράγοντας που εξαρτάται απο το είδος της γραμμής που συνδέεται στο κτίριο και δίνονται απο τους πίνακες 7, 8 και 6. Σύνφωνα με την προηγούμενη οδηγία της IEC η NL υπολογίζεται απο τον τύπο NL = NG * AL * CD * CT * 10^ - 6 (Κεραυνοί ανά έτος) όπου η συλλεκτήρια επιφάνεια AL δίνεται απο τον τύπο AL=( LL - 3 *( Ha + Hb )) * 6 *Hc AL=( LL -3*( Ha+Hb ))*( ρ ^ 1/2) (m2) για εναέρια γραμμή και (m2) για υπόγεια γραμμή όπου Ha, Hb ύψη του κτιρίου Hc το ύψος των καλωδίων της γραμμή και ρ η αντίσταση του εδάφους, CD και CT παράγοντες που δίνονται στους πίνακες 24 και 6 αντίστοιχα. Παρατηρούμε ο παράγοντας θέσης CD αντικαταστάθηκε απο το γινόμενο των παραγόντων CI και CE που εξαρτώνται απο απο το είδος της εγκατάστασης της γραμμής και απο το περιβάλλον στο οποίο βρίσκεται το υπό μελέτη κτίριο. Η τιμή του γινομένου μπορεί να είναι μεγαλύτερη ή μικρότερη απο την τιμή του CD ανάλογα με τις επιλογές που θα γίνουν. Επίσης παρατηρούμε οτι ο νέος τρόπος υπολογισμού της συλλεκτήριας επιφάνειας AL οδηγεί στην αύξηση της τιμής της και κατεπέκταση των τιμών των συνιστωσών κινδύνου RU, RV,RW όπου : RU = (NL+NDJ) * PU* LU συνιστώσα που σχετίζεται με τον τραυματισμό ζωντανών οργανισμών απο ηλεκτροπληξία. 41

42 RV = ( NL+NDJ )* PV * LV συνιστώσα που σχετίζεται υλική βλάβη RW = (NL+NDJ) * συστημάτων PW* LW συνιστώσα που σχετίζεται με βλάβη εσωτερικών Eκτίμηση του μέσου ετήσιου αριθμού επικύνδινων συμβάντων εξαιτίας πλήγματος κεραυνού κοντά σε γραμμή συνδεδεμένη στο κτίριο Η εκτίμηση του μέσου ετήσιου αριθμού επικύνδινων συμβάντων εξαιτίας πλήγματος κεραυνού κοντά σε γραμμή συνδεδεμένη στο κτίριο NI υπολογίζεται απο τον τύπο : NI = NG * AI * CI * CE * CT * 10-6 (Κεραυνοί ανά έτος) όπου ΝG η ετήσια κεραυνική πυκνότητα του εδάφους, AI είναι η συλλεκτήρια επιφάνεια των κεραυνών κοντά στη συνδεδεμένη στο κτίριο γραμμή και δίνεται απο τον τύπο : AI = 4000 * LL (m2) με LL το μήκος της γραμμής που εισέρχεται στο κτίριο και CI, CE, CT παράγοντες που δίνονται απο τους πίνακες 7, 8 και 6. Σύνφωνα με την προηγούμενη οδηγία της IEC η NI υπολογίζεται απο τον τύπο : NI=NG * A I* CE * CT * 10-6 (Κεραυνοί ανά έτος) όπου η AI δίνεται απο τους τύπους ΑΙ =1000 * LL (m2) AI =25 * LL * (ρ ^ 1/2) για εναέριες γραμμές και (m2) για υπόγειες γραμμές ενώ CE, CT δίνονται απο τους πίνακες 8 και 6. Παρατηρούμε οτι στον τύπο υπολογισμού της NI έχει εισέρθει ο παράγοντας CI μικρότερος ή ίσος της μονάδας, όπως επίσης και οτι ο νέος τρόπος υπολογισμού του AI αυξάνει την τιμή του και κατεπέκταση την τιμή της RZ = NI* PZ* LZ συνιστώσας που σχετίζεται με βλάβη εσωτερικών συστημάτων. 42

43 5.2. Πιθανότητες PX Πιθανότητα PA, κεραυνικό πλήγμα σε κτίριο να προκαλέσει τραυματισμό ζωντανών οργανισμών απο ηλεκτροπληξία Η πιθανότητα PA, κεραυνικό πλήγμα σε κτίριο να προκαλέσει τραυματισμό ζωντανών οργανισμών απο ηλεκτροπληξία δίνεται απο τον τύπο : PA= PT A * PB όπου PTA είναι η πιθανότητα κεραυνικό πλήγμα σε κτίριο να προκαλέσει τραυματισμό ζωντανών οργανισμών απο ηλεκτροπληξία εξαιτίας επικύνδινων τάσεων επαφής και βηματικών τάσεων και PB η πιθανότητα κεραυνικό πλήγμα σε κτίριο να προκαλέσει υλικές βλάβες και δίνοναι απο τους πίνακες 9 και 10. Σύνφωνα με την προηγούμενη οδηγία της IEC η πιθανότητα PA ισούται με την πιθανότητα PT A. Παρατηρούμε οτι σύμφωνα με τον νέο τρόπο υπολογισμού, η τελική τιμή της PA θα είναι μικρότερη μιας και η PB είναι μικότερη ή ίση της μονάδας, πράγμα που οδηγεί στη μείωση της RA συνιστώσας κινδύνου που σχετίζεται με τον τραυματισμό ζωντανών οργανισμών απο ηλεκτροπληξία που δίνεται απο τον τύπο RA = ND * PA * LA όπου η PA δίνεται απο τον πίνακα Πιθανότητα PC κεραυνικό πλήγμα σε κτίριο να προκαλέσει βλάβη στα εσωτερικά συστήματα Η πιθανότητα PC κεραυνικό πλήγμα σε κτίριο να προκαλέσει βλάβη στα εσωτερικά συστήματα δίνεται απο τον τύπο : PC= PSPD * CLD όπου η πιθανότητα P SPD εξαρτάται απο το επίπεδο προστασίας έναντι κρουστικών τάσεων εξαιτίας κεραυνών που παρέχουν οι συσκευές SPD (Surge Protection Devices) αν αυτές υπάρχουν και CLD παράγοντας που εξαρτάται απο τις συνθήκες θωράκισης, γείωσης, σύνδεσης και μόνωσης των γραμμών και των καλωδιώσεων γενικότερα και δίνονται απο τους πίνακες 11 και 12. Σύνφωνα με την προηγούμενη οδηγία της IEC η πιθανότητα PC ισούται με την πιθανότητα PSPD. Παρατηρούμε λοιπόν οτι στον τύπο υπολογισμού της PC εισέρχεται μια εξάρτηση απο τις συνθήκες θωράκισης, γείωσης, σύνδεσης και μόνωσης των γραμμών και των καλωδιώσεων γενικότερα. Η PSPD δίνεται παρακάτω. 43

44 Πίνακας Πιθανότητα PΜ κεραυνικό πλήγμα κοντά σε κτίριο να προκαλέσει βλάβη στα εσωτερικά συστήματα Η πιθανότητα PΜ κεραυνικό πλήγμα κοντά σε κτίριο να προκαλέσει βλάβη στα εσωτερικά συστήματα δίνεται απο τον τύπο : PM= PSPD * PMS όπου η PMS δίνεται με τη σειρά της απο τον τύπο : PM S= (KS1 * KS2 * KS3 * KS4 )2 όπου KS1 παράμετρος που λαμβάνει υπόψη την αποτελεσματικότητα του κτιρίου ως προς θωράκιση έναντι ηλεκτρομαγνητικού θορύβου, KS2 παράμετρος που λαμβάνει υπόψη την αποτελεσματικότητα της προστασίας ως προς θωράκιση έναντι ηλεκτρομαγνητικού θορύβου, KS3 παράμετρος που λαμβάνει υπόψη τα χαρακτηριστικά της εσωτερικής καλωδίωσης και δίνεται απο τον πίνακα 13. Και KS4 παράμετρος που λαμβάνει υπόψη την κρουστική τάση αντοχής (UW) των συστημάτων του κτιρίου και είναι ίσο με 1/ UW, όπου το κατώφλι της τάσης αντοχής επεκτάθηκε στο 1KV απο 1.5KV. Σύνφωνα με την προηγούμενη οδηγία της IEC η πιθανότητα PΜ ισούται με την PMS η οποία εξαρτάται από την τιμή της KM S = KS1 * KS2 * KS3 * KS4 όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα 44

45 Πίνακας 26 με το KS3 να δίνεται απο τον παρακάτω πίνακα και το KS4 να είναι ίσο με 1.5/UW. Πίνακας 27 Εάν δεν παρέχεται η ισοδύναμη προστασία SPD που προβλέπεται απο το πρότυπο IEC , τότε η πιθανότατα P Μ ισούται με την πιθανότητα PMS, σε περίπτωση που παρέχεται η ισοδύναμη προστασία η P U ισούται με την μικρότερη τιμή ανάμεσα στις PSPD και PMS. Παρατηρούμε οτι η PM εξαρτάται πλέον απο την PSPD και το τετράγωνο του γινομένου των παραγόντων KS1, KS2, KS3, KS4. Η PM λοιπόν μειώνεται, ο KS 3 δεν εξαρταται πλέον απο την αντίσταση προστασίας και τέλος μειώνεται και η K S4. Η P SPD δίνεται απο τον πίνακα

46 H πιθανότητα PU κεραυνικό πλήγμα σε εισερχόμενη γραμμή να προκαλέσει τραυματισμό ζωντανών οργανισμών απο ηλεκτροπληξία H πιθανότητα PU κεραυνικό πλήγμα σε εισερχόμενη γραμμή να προκαλέσει τραυματισμό ζωντανών οργανισμών απο ηλεκτροπληξία δίνεται απο τον τύπο : PU=PTU*PSPD*PLD*CLD όπου PTU είναι η πιθανότητα κεραυνικό πλήγμα σε εισερχόμενη γραμμή να προκαλέσει τραυματισμό ζωντανών οργανισμών εξαιτίας επικύνδινων τάσεων επαφής και εξαρτάται απο τα μέτρα προστασίας που έχουν ληφθεί, η πιθανότητα PSPD εξαρτάται απο το επίπεδο προστασίας έναντι κρουστικών τάσεων εξαιτίας κεραυνών που παρέχουν οι συσκευές SPD (Surge Protection Devices) αν αυτές υπάρχουν, PLD είναι η πιθανότητα βλάβης στα εσωτερικά συστήματα λόγω πλήγματος σε εισερχόμενη γραμμή και εξαστάται απο την αντίσταση του θωρακισμένου καλωδίου RS και την κρουστική τάση αντοχής (UW) του εξοπλισμού και CLD παράγοντας που εξαρτάται απο τις συνθήκες θωράκισης, γείωσης, σύνδεσης και μόνωσης των γραμμών και των καλωδιώσεων γενικότερα και δίνονται απο τους πίνακες 14, 11, 15 και 12. Σύνφωνα με την προηγούμενη οδηγία της IEC εάν δεν παρέχεται η ισοδύναμη προστασία SPD που προβλέπεται απο το πρότυπο IEC , τότε η πιθανότατα PU ισούται με την πιθανότατα PLD, σε περίπτωση που παρέχεται η ισοδύναμη προστασία η PU ισούται με την μικρότερη τιμή ανάμεσα στις PSPD και PLD. Όταν παρέχονται μέτρα προστασίας όπως, υλικοί περιορισμοί, προειδοποιητικές αναγγελίες κλπ, η PU πρέπει να μειώνεται περεταίρω πολλαπλασιάζοντάς την με την τιμή της PA. Η PLD και η PSPD δίνεται απο τους πίνακες 28 και 25. Πίνακας 28 Παρατηρούμε οτι η PU εξαρτάται πλέον από το γινόμενο των PSPD και PLD και απο τους παράγοντες PTU, CLD που οδηγούν στη μείωση της. 46

47 5.2.5.Η πιθανότητα PV κεραυνικό πλήγμα σε γραμμή να προκαλέσει υλικές βλάβες Η πιθανότητα PV κεραυνικό πλήγμα σε γραμμή να προκαλέσει υλικές βλάβες δίνεται από τον τύπο : PV = PSPD* PLD * CLD όπου η πιθανότητα PSPD εξαρτάται από το επίπεδο προστασίας έναντι κρουστικών τάσεων εξαιτίας κεραυνών που παρέχουν οι συσκευές SPD (Surge Protection Devices) αν αυτές υπάρχουν, PLD είναι η πιθανότητα βλάβης στα εσωτερικά συστήματα λόγω πλήγματος σε εισερχόμενη γραμμή και εξαρτάται από την αντίσταση του θωρακισμένου καλωδίου RS και την κρουστική τάση αντοχής (UW) του εξοπλισμού και CLD παράγοντας που εξαρτάται απο τις συνθήκες θωράκισης, γείωσης, σύνδεσης και μόνωσης των γραμμών και των καλωδιώσεων γενικότερα και δίνονται απο τους πίνακες 11, 15 και 12. Σύνφωνα με την προηγούμενη οδηγία της IEC εάν δεν παρέχεται η ισοδύναμη προστασία SPD που προβλέπεται από το πρότυπο IEC , τότε η πιθανότατα PV ισούται με την πιθανότατα PLD, σε περίπτωση που παρέχεται η ισοδύναμη προστασία η PV ισούται με την μικρότερη τιμή ανάμεσα στις PSPD και PLD και PSPD, PLD δίνονται απο τους πίνακες 25 και 28 αντίστοιχα. Παρατηρούμε οτι η PV εξαρτάται πλέον απο το γινόμενο των PSPD και PLD και απο τον παράγοντα CLD που οδηγούν στη μείωση της Η πιθανότητα PW κεραυνικό πλήγμα σε γραμμή να προκαλέσει βλάβη στα εσωτερικά συστήματα Η πιθανότητα PW κεραυνικό πλήγμα σε γραμμή να προκαλέσει βλάβη στα εσωτερικά συστήματα δίνεται από τον τύπο : PW = PSPD * PLD * CLD όπου η πιθανότητα PSPD εξαρτάται από το επίπεδο προστασίας έναντι κρουστικών τάσεων εξαιτίας κεραυνών που παρέχουν οι συσκευές SPD (Surge Protection Devices) αν αυτές υπάρχουν, PLD είναι η πιθανότητα βλάβης στα εσωτερικά συστήματα λόγω πλήγματος σε εισερχόμενη γραμμή και εξαστάται από την αντίσταση του θωρακισμένου καλωδίου RS και την κρουστική τάση αντοχής (UW) του εξοπλισμού και CLD παράγοντας που εξαρτάται από τις συνθήκες θωράκισης, γείωσης, σύνδεσης και μόνωσης των γραμμών και των καλωδιώσεων γενικότερα και δίνονται απο τους πίνακες 11, 15 και 12. Σύνφωνα με την προηγούμενη οδηγία της IEC εάν δεν παρέχεται η ισοδύναμη προστασία SPD που προβλέπεται απο το πρότυπο IEC , τότε η πιθανότατα PW ισούται με την πιθανότατα PLD, σε περίπτωση που παρέχεται η ισοδύναμη 47

48 προστασία η PW ισούται με την μικρότερη τιμή ανάμεσα στις PSPD και PLD που δίνονται απο τους πίνακες 25 και 28. Παρατηρούμε οτι η PW εξαρτάται πλέον απο το γινόμενο των PSPD και PLD και απο τον παράγοντα CLD που οδηγούν στη μείωση της Πιθανότητα PZ κεραυνικό πλήγμα κοντά σε εισερχόμενη γραμμή να προκαλέσει βλάβη στα εσωτερικά συστήματα Πιθανότητα PZ κεραυνικό πλήγμα κοντά σε εισερχόμενη γραμμή να προκαλέσει βλάβη στα εσωτερικά συστήματα δίνεται από τον τύπο : PZ=PSPD*PLI*CLI όπου η πιθανότητα PSPD εξαρτάται από το επίπεδο προστασίας έναντι κρουστικών τάσεων εξαιτίας κεραυνών που παρέχουν οι συσκευές SPD (Surge Protection Devices) αν αυτές υπάρχουν, PLI είναι η πιθανότητα βλάβης στα εσωτερικά συστήματα εξαιτίας πλήγματος κοντά σε εισερχόμενη γραμμή και εξαρτάται από το είδος της γραμμής και τα χαρακτηριστικά του εξοπλισμου, o παράγοντας CL I εξαρτάται από τις συνθήκες θωράκισης, γείωσης, σύνδεσης και μόνωσης των γραμμών και των καλωδιώσεων γενικότερα.οι πίνακες που δίνουν τα PSPD, PLI, CLI είναι οι 11, 16, 12 αντίστοιχα. Σύνφωνα με την προηγούμενη οδηγία της IEC εάν δεν παρέχεται η ισοδύναμη προστασία SPD που προβλέπεται απο το πρότυπο IEC , τότε η πιθανότατα PΖ ισούται με την πιθανότατα PLΙ, σε περίπτωση που παρέχεται η ισοδύναμη προστασία η PW ισούται με την μικρότερη τιμή ανάμεσα στις PSPD και PLΙ που δίνονται απο τους πίνακες 25 και 29. Πίνακας 29 Παρατηρούμε ότι η PZ εξαρτάται πλέον από το γινόμενο των PSPD και PLΙ τον παράγοντα CLI που οδηγούν στη μείωση της. 48 και από

49 6.Λογισμικό για την μελέτη αντικεραυνικής προστασίας σε κτίρια. Βασικός σκοπός της διπλωματικής εργασίας ήταν η ανάπτυξη μιας εφαρμογής λογισμικού η οποία θα δίνει τη δυνατότητα στο χρήστη, γνωρίζοντας τα χαρακτιριστικά του υπό μελέτη κτιρίου και του γύρω περιβάλλοντος και εισάγοντας τα στο πρόγραμμα να υπολογίσει αυτόματα όλους τους κινδύνους απώλειας που εμφανίζονται στο συγκεκριμένο κτίριο σύμφωνα με το πρότυπο :2010 της IEC, καθώς και να ελέγξει αν απαιτείται ή όχι προστασία και σε περίπτωση που απαιτείται να προτείνεται η απαραίτητη στάθμη προστασίας. Εκτελώντας το πρόγραμμα για πρώτη φορά εμφανίζεται η εισαγωγική καρτέλα του προγράμματος για μερικά δευτερόλεπτα. Εικόνα 1 : Εισαγωγικό παράθυρο 49

50 6.1.Τύπος και διαστάσεις κτιρίου Βασικό κτίριο Η δομή του προγράμματος φαίνεται αμέσως στην πρώτη καρτέλα του παραθύρου εισαγωγής δεδομένων. Το πρόγραμμα αποτελείται απο εφτά βασικές καρτέλες εισαγωγής και επιλογής δεδομένων και κάποιες υποκαρτέλες. Η εισαγωγή των δεδομένων γίνεται σε πραγματικό χρόνο και ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να μετακινείται σε οποιαδήποτε καρτέλα επιθυμεί, ελέγχοντας έτσι άμεσα το αντίκτυπο οποιασδήποτε επιλογής κάνει μέσω της καρτέλας των αποτελεσμάτων. Ο χρήστης μπορεί επίσης να μετακινηθεί ανάμεσα στις καρτέλες και με τα κουμπιά Previous και Next, να αλλάξει το μέγεθος του παραθύρου στην οθόνη και να βγεί απο το πρόγραμμα με τον κλασσικό τρόπο εφαρμογών των windows. Στην πρώτη καρτέλα ο χρήστης επιλέγει τον τύπο του κτιρίου και εισάγει τις ανάλογες διαστάσεις κάθε φορά. Οι πιθανές επιλογές και διαστάσεις είναι οι παρακάτω: 1.Ορθογώνιο με επίπεδη οροφή (Ύψος, Μήκος, Πλάτος) 2.Ορθογώνιο με τριγωνική οροφή (Ύψος 1, Ύψος 2, Μήκος, Πλάτος) 3.Κυλινδρικό κτίριο (Διάμετρος, Ύψος) 4.Πολύπλοκο σχήμα με τμήμα της οροφής να προεξέχει (Ύψος προεξοχής, Ύψος κτιρίου, Μήκος, Πλάτος) 5.Πολύπλοκο σχήμα με γνώστη συλλεκτήρια επιφάνεια (Συλλεκτήρια επιφάνεια) 50

51 Εικόνα 2 : Παράθυρο εισαγωγής τύπου και διαστάσεων βασικού κτιρίου Επίσης ο χρήστης μπορεί να επιλέξει αν θα υπάρχει γειτονικό κτίριο. 51

52 6.1.2.Γειτονικό κτίριο Σε περίπτωση ύπαρξης γειτονικού κτιρίου κάνοντας κλίκ στην υποκαρτέλα του γειτονικού κτιρίου, εμφανίζεται πανομοιότυπη καρτέλα με αυτήν του βασικού κτιρίου, όπου ο χρήστης εισάγει τα δεδομένα του γειτονικού κτιρίου. Εικόνα 3 : Παράθυρο εισαγωγής τύπου και διαστάσεων γειτονικού κτιρίου 52

53 6.2.Χαρακτηριστικά κτιρίου Η καρτέλα 2 αφορά τα χαρακτηριστικά του κτιρίου, τον κίνδυνο πυρκαγιάς, τα προληπτικά μέτρα έναντι πυρκαγιάς, τον κίνδυνο έκρηξης, την παρουσία ειδικού κινδύνου, τον τύπο του εδάφους ή του δαπέδου και την αποτελεσματικότητα της θωράκισης του κτιρίου έναντι ηλεκτρομαγνητικού θορύβου. Εικόνα 4 : Παράθυρο εισαγωγής χαρακτηριστικών κτιρίου 53

54 6.3.Περιβαλλοντικές επιρροές Στην τρίτη καρτέλα ο χρήστης επιλέγει τον παράγοντα τοποθεσίας του βασικού και του γειτονικού κτιρίου αν αυτό υπάρχει, τον περιβαλλοντικό παράγοντα καθώς και την κεραυνική συχνότητα της περιοχής απευθείας ή μέσω εισαγωγής των ημερών ανά έτος που προβλέπεται καταιγίδα απευθείας ή με τη βοήθεια του ισοκεραυνικού χάρτη για περιοχές της Ελλάδας που εμφανίζεται πατώντας το αντίστοιχο κουμπί. Εικόνα 5 : Παράθυρο εισαγωγής περιβαλλοντικών χαρακτηριστικών κτιρίου 54

55 Εικόνα 6 : Ισοκεραυνικός χάρτης της Ελλάδας 55

56 6.4.Μέτρα προστασίας Σε αυτήν την καρτέλα ο χρήστης επιλέγει την κατηγορία του συστήματος αντικεραυνικής προστασίας του κτιρίου και σε περίπτωση που υπάρχει προστασία, επιλέγει και τα μέτρα προστασίας απο ηλεκτροληξία εξαιτίας πλήγματος στο κτίριο. Επίσης επιλέγει την κατηγορία προστασίας έναντι υπερτάσεων και τα μέτρα προστασίας απο ηλεκτροληξία εξαιτίας πλήγματος σε εισερχόμενη στο κτίριο γραμμή. Εικόνα 7 : Παράθυρο εισαγωγής μέτρων προστασίας 56

57 6.5.Εισερχόμενες γραμμές παροχής 6.5.1Γραμμή ισχύος Στην συγκεκριμένη καρτέλα ο χρήστης επιλέγει τα χαρακτηριστικά της γραμμής ισχύος που τροφοδοτεί το κτίριο. Επιλέγει τον τύπο εγκατάστασης της γραμμής (εναέρια, υπόγεια, με μονομένες επιφάνειες, χωρίς εξωτερική γραμμή), τον τύπο εγκατάστασης, τον τύπο εσωτερικής καλωδίωσης, το μήκος της γραμμής, την τάση αντοχής των εσωτερικών συστημάτων καθώς και αν υπάρχει θωράκιση της γραμμής και τον τύπο της. Ανάλογα με τον τύπο της εγκατάστασης και της θωράκισης της γραμμής ενεργοποιούνται ή απενεργοποιούνται κάποια απο τα πεδία επιλογής. Εικόνα 8 : Παράθυρο εισαγωγής χαρακτηριστικών γραμμής ισχύος 57

58 6.5.2.Γραμμή τηλεπικοινωνιών Η καρτέλα αυτή είναι πανομοιότυπη με την καρτέλα της γραμμής ισχύος, οι επιλογές όμως αφορούν την γραμμή τηλεπικοινωνιών. Εικόνα 9 : Παράθυρο εισαγωγής χαρακτηριστικών γραμμής τελεπικοινωνιών 58

59 6.6.Τύποι απώλειας Απώλεια ανθρώπινης ζωής Στην καρτέλα γίνονται επιλογές για απώλεια λόγω φυσικής βλάβης, για απώλεια λόγω βλάβης στα εσωτερικά συστήματα καθώς και ο χρόνος παρουσίας ανθρώπων στις επικύνδινες ζώνες του κτιρίου. Εικόνα 10 : Παράθυρο εισαγωγής στοιχείων απώλειας ανθρώπινης ζωής. 59

60 6.6.2.Απώλεια υπηρεσίας στο κοινό Και εδώ γίνονται επιλογές για απώλεια υπηρεσιών αν υπάρχουν, λόγω φυσικής βλάβης και βλάβης στα εσωτερικά συστήματα. Εικόνα 11 : Παράθυρο εισαγωγής στοιχείων απώλειας υπηρεσίας στο κοινό 60

61 6.6.3.Απώλεια πολιτιστικής κληρονομιάς Σε περίπτωση απώλειας πολιτιστικής κληρονομιάς επιλέγεται απο το χρήστη το ποσοστό της αξίας της κληρονομιάς σε σχέση με την συνολική αξία του κτιρίου. Εικόνα 12 : Παράθυρο εισαγωγής στοιχείων απώλειας πολιτιστικής κληρονομιάς. 61

62 6.6.4.Οικονομική απώλεια Όσον αφορά την οικονομική απώλεια ο χρήστης επιλέγει τα ποσοστά της αξίας των ζώων, των εσωτερικών συστημάτων και των υπάρχοντων μέτρων προστασίας σε σχέση με την συνολική αξία του κτιρίου. Σε περίπτωση που έχουν ληφθεί μέτρα προστασίας ο χρήστης επιλέγει το επιτόκιο και το ποσοστό απόσβεσης της επένδυσης και το ποσοστό συντήρησης των μέτρων που έχουν ληφθεί.τέλος γίνονται και επιλογές για την απώλεια λόγω φυσικής βλάβης και βλάβης των εσωτερικών συστημάτων. Εικόνα 13 : Παράθυρο εισαγωγής στοιχείων οικονομικής απώλειας. 62

63 6.7.Αποτελέσματα Υπολογισμένες παράμετροι Στην παρακάτω καρτέλα παρουσιάζονται τα πρώτα αποτελέσματα που προκύπτουν και συγκεκριμένα όλες οι συλλεκτήριες επιφάνειες καθώς και τα ετήσια κεραυνικά πλήγματα που θα δεχτεί η καθεμία απο αυτές. Επίσης παρουσιάζονται σχηματικά οι συλλεκτήριες επιφάνειες και ο τύπος του υπό μελέτη βασικού κτιρίου. Εικόνα 14 : Παράθυρο εμφάνισης υπολογισμένων παραμέτρων 63

64 6.7.2.Υπολογισμένοι κίνδυνοι Στην τελευταία καρτέλα του προγράμματος φαίνονται στον πρώτο πίνακα οι συνιστώσες των υπολογισμένων κινδύνων για το κτίριο ομαδοποιημένες ανάλογα με τον τύπο της πιθανής απώλειας που προκαλούν, στον δεύτερο πίνακα φαίνονται οι κίνδυνοι εξαιτίας άμεσου και έμμεσου κεραυνικού πλήγματος, οι συνολικοί υπολογισμένοι κίνδυνοι καθώς και οι ανεκτοί κίνδυνοι, ομαδοποιημένοι πάντα ανάλογα με τον τύπο της απώλειας που προκαλούν. Στον τελευταίο πίνακα συγκρίνεται ο συνολικός κίνδυνος με τον αντίστοιχο αποδεκτό για κάθε τύπο απώλειας και εμφανίζεται θετικό μήνυμα αν προστατεύεται το κτίριο, ενώ σε περίπτωση που δεν προστατεύεται το κτίριο εμφανίζεται μήνυμα που ενημερώνει το χρήστη οτι πρέπει να λάβει περισσότερα μέτρα προστασίας. Εικόνα 15 : Παράθυρο εμφάνισης υπολογισμένων κινδύνων Αφού επιλέξουμε τα κατάλληλα μέτρα προστασίας και εισάγουμε τα απαραίτητα δεδομένα στην καρτέλα που αφορά τις οικονομικές απώλειες όπως φαίνεται στις παρακάτω εικόνες, βλέπουμε πλέον στην καρτέλα των αποτελεσμάτων τις ετήσιες αποταμιεύσεις ή απώλειες ως ποσοστό της συνολικής αξίας του κτιρίου. 64

65 Εικόνα 16 : Παράθυρο επιλογής των επιπλέον μέτρων προστασίας 65

66 Εικόνα 17 : Παράθυρο εισαγωγής της αξίας των επιπλέον μέτρων προστασίας, του επιτοκίου και της απόσβεσης της επένδυσης και τέλος του κόστους συντήρησης των μέτρων προστασίας 66