피뢰시스템 설계

개요

피뢰시스템 설계는 건축물과 사람, 내부 설비를 낙뢰 피해로부터 지키는 기본 설계다.

쉽게 말해 벼락이 떨어질 때 전류의 길을 미리 만들어 두는 설계다.

외부와 내부 피뢰시스템을 함께 설계하는 것이 핵심이다.

구성요소

피뢰시스템은 수뢰부, 인하도선, 접지극의 세 부분으로 구성된다.

수뢰부는 낙뢰를 직접 받고, 인하도선은 그 전류를 지면으로 옮긴다.

접지극은 전류를 대지에 방산하고, 세 요소는 등전위본딩으로 묶는다.

인하도선은 짧고 완만하게 시설해야 전압 상승을 줄인다.

보호등급

보호 등급은 뇌격전류의 크기와 확률에 따라 I~IV등급으로 나눈다.

회전구체법은 가상의 구가 구조물에 닿지 않는 영역을 보호영역으로 본다.

IV등급의 회전구체 반지름은 60m이고, 등급이 높을수록 간격이 촘촘해진다.

분리형과 일체형

피뢰방식은 건축물과의 관계에 따라 분리형과 일체형으로 나뉜다.

분리형은 이격거리를 두어 뇌격전류가 내부 설비에 직접 영향을 주지 않게 한다.

일체형은 구조체를 경로로 쓰므로 설치가 간편하지만 측면 섬락 대책이 필수다.

계산 예제

예제 건물은 가로 50m, 세로 40m, 높이 70m의 상업지구 사무용 건축물이다.

둘레는 2×(50+40)=180m다. 인하도선 수는 둘레를 간격으로 나눈 뒤 올림한다.

높이가 60m를 넘으므로 측면 수뢰부를 추가한다.

지면에서 건축물 높이의 4/5 지점, 즉 56m부터 상단까지 설치한다.

정리

앞 문제의 정답은 56m다. 70m의 4/5 지점이기 때문이다.

설계는 위험평가, 등급 결정, 수뢰부, 인하도선, 접지 순서로 진행한다.

기출에서는 분리형과 비분리형의 인하도선 배치와 인하도선 수를 계산하라고 물었다.