تحلیل ریسک برای حفاظت در برابر صاعقه و دسته بندی کلاس های حفاظت در برابر صاعقه

کلاس حفاظت ساختمان در برابر صاعقه بر مبنای احتمال برخورد صاعقه و خسارت مورد انتظار تعیین می شود. در آلمان، استاندارد 2-62305 DIN EN  شامل سه پیوست است که در بر گیرندهی اطلاعات اضافی در مورد مدیریت ریسک می باشد. به طور مثال، پیوست ۲ (محاسبات تخمین ریسک خسارت برای سازه ها)، که برای کمک به محاسبه ی ریسک خسارت منتشر شده است، که روند محاسبه ی آن در حالت عادی و بدون کمک این پیوست، پیچیده است.
همچنین، کلاس حفاظت در برابر صاعقه را می توان بر مبنای داده های آماری، نظیر آمار منتشر شده توسط شرکتهای بیمه ی اموال تعیین کرد. کارایی حفاظت در برابر صاعقه در کلاس ۱ دارای بیشترین مقدار و برابر با ۹۸٪ است، و این عدد در کلاس 4  به پایین ترین مقدار خود یعنی ۸۱٪ یا در برخی مراجع به ۷۹٪ می رسد (شکل 1.20).
هزینه و زمان صرف شده در استقرار یک سیستم حفاظت در برابر صاعقه (به طور مثال، زاویه ی حفاظتی ضروری و فواصل مش ها و برقگیرها)، برای سیستم های حفاظت کلاس ۱ بیشتر از سیستم های حفاظت کلاس ۴ است.

• کلاس ۱ حفاظت در برابر صاعقه = بیشترین نیاز برای حفاظت، نظیر بیمارستان ها

• کلاس ۲ حفاظت در برابر صاعقه = نیاز اساسی برای حفاظت، نظیر مناطق مستعد آتش سوزی

• کلاس ۳ حفاظت در برابر صاعقه = نیاز محدود برای حفاظت، نظیر منازل مسکونی

• کلاس ۴ حفاظت در برابر صاعقه = کمترین نیاز برای حفاظت ( در آلمان به کار برده نمی شود)

 کشورهای زیادی، آمار تعداد رویدادهای صاعقه را در آن کشور ثبت می کنند. به لطف وجود سیستم موقعیت یاب صاعقه BLIDS، داده های مختص هر منطقه در آلمان، اتریش، و سوئیس در دسترس هستند. داده های بیشتر را می توان در پیوست ملی ۱ به استاندارد آلمانی 62305-2 DIN EN یافت. در استانداردها توصیه می شود که مقادیر حاصله از این مراجع دو برابر شوند (شکل 1.21)

 آنالیز ریسک نواحی تحت خطر برخورد صاعقه را نه فقط برای فضاهای واقعی ساختمان، بلکه برای ناحیه ی معادل جذب صاعقه نیز در نظر می گیرد إشكل ۱۰۲۲). برخوردهای صاعقه چه به صورت مستقیم و چه به نواحی نزدیک ساختمان، باعث کوپل شدن جریان و ورود آن به داخل سازه های ساختمانی می شود. ناحیه ی معادل جذب صاعقه، دایره ای است با شعاع سه برابر ارتقاع ساختمان، به مرکز پایه ی ساختمان برخورد صاعقه به خطوط انتقال برق با در نزدیکی این خطوط و نفوذ آن به داخل ساختمان نیز می تواند باعث خسارت شود.

ناحیه ی معادل جذب صاعقه برای برخوردهای غیر مستقیم صاعقه، دایره ای با شعاع ۵۰۰ متر با مرکزیت پایه ی ساختمان و ناحیه ای با گستره ی ۲۰۰۰ متر از هر طرف خط برق است(شکل 1.23).

 ریسک خسارت با استفاده از داده های تهدید صاعقه و آسیب هایی که ممکن است به افراد و دارایی وارد شود، ارزیابی می شود. هر چه ریسک صاعقه بیشتر شود خسارت نیزمحتمل تر می شود، و در طراحی سیستم حفاظت در برابر صاعقه نیز باید کلاس های بالاتری در نظر گرفته شوند.

 • فرکانس برخوردهای صاعقه بر حسب منطقه

• ناحیه ی معادل جذب صاعقه

•  مجروح شدن یا مرگ افراد

• خرابی غیرقابل قبول سرویس ها

•  از دست رفتن گنجینه های فرهنگی که غیر قابل جایگزینی هستند

• تلفات مالی

یکی از روشهای تعیین کلاس های لازم برای حفاظت در برابر صاعقه، استفاده از داده های آماری است. در آلمان، فدراسیون بیمه ی آلمان، دستورالعمل VdS2010 (حفاظت در برابر صاعقه و سرج مطابق با ریسک را منتشر کرده است که دسته بندی ساختمان ها در آن به این روش انجام می شود (جدول 1.5).

در ساختمان هایی که خطری افراد را تهدید نمی کند، نیاز برای برپایی حفاظت در برابر صاعقه را می توان فقط مطابق با معیارهای اقتصادی ارزیابی کرد از یک سو، لحاظ کردن احتمال برخورد صاعقه و هزینه ی خساراتی که وارد خواهد کرد، ضروری است. از سوی دیگر، مقایسه ی این خسارت با هزینه ی استقرار سیستم حفاظت در برابر صاعقه، و کاهش خسارت که متعاقب نصب این سیستم حاصل خواهد شد نیز امری لازم است.

 در ساختمانی که هیچ اقدامی برای حفاظت در برابر صاعقه انجام نشده است، هزینه های سالیانه با ضرب کردن احتمال برخورد صاعقه در خسارتی که این برخورد می تواند به اموال و دارایی وارد کند به دست می آید( شکل 1.24).

 در ساختمانی که حفاظت در برابر صاعقه انجام شده است، احتمال خسارت کمتر است. هزینه های سالانه با ضرب کردن احتمال برخورد صاعقه (که اکنون کمتر شده است) در خسارت احتمالی که در صورت برخورد صاعقه روی خواهد داد، و هزینه سالانه ی سیستم حفاظت در برابر صاعقه به دست می آید.

 مقرون به صرفگی حفاظت در برابر صاعقه با مقایسه ی هزینه های سالانه ی ساختمان بدون حفاظت در برابر صاعقه و هزینه های سالانه یک ساختمان که در برابر صاعقه حفاظت شده است حاصل می شود(شکل 1.24).

 محاسبات در صورتی دقیق هستند که شامل پارامترهای متعدد دیگری باشند که در این حالت باید مطابق با آنالیز ریسک که در استاندارد VDE 0185-305-2) IEC62305-2 مطرح شده است انجام می پذیرد.