Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι ο υπολογισμός των επικίνδυνων τάσεων επαφής σε μια κατασκευή μετά από πλήγμα κεραυνού και των αντίστοιχων συνιστωσών κινδύνου σύμφωνα με το πρότυπο IEC 62305.
Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια σύντομη αλλά απαραίτητη θεωρητική ανάλυση του φαινομένου του κεραυνού. Δίνονται επίσης κάποια στοιχεία για την επίδραση του ηλεκτρικού ρεύματος στον άνθρωπο για να φανεί η σπουδαιότητα της αντικεραυνικής προστασίας. Περιγράφονται οι βασικές αρχές της αντικεραυνικής προστασίας και οι στάθμες των συστημάτων αντικεραυνικής προστασίας. Στη συνέχεια αναλύονται οι διάφορες περιπτώσεις ανάπτυξης επικίνδυνων τάσεων επαφής σε μια κατασκευή και οι μέθοδοι προστασίας που επιβάλλονται από τα διεθνή πρότυπα για την προστασία των ατόμων. Οι πιθανές συνέπειες των τάσεων επαφής και οι απώλειες που μπορεί ανά προκαλέσουν αναλύονται στο επόμενο κεφάλαιο.
Στο δεύτερο κεφάλαιο αναλύεται σύντομα το πρότυπο IEC 62305 ,το οποίο εισάγει την έννοια των συνιστωσών κινδύνου σαν εργαλείο για τη μελέτη αναγκαιότητας συστήματος αντικεραυνικής προστασίας για μια κατασκευή. Το πρότυπο ορίζει τέσσερις πηγές βλαβών , τρεις τύπους βλαβών και τέσσερις κατηγορίες απωλειών. Σύμφωνα με αυτούς τους ορισμούς εκφράζει όλους τους πιθανούς κινδύνους σε μια κατασκευή λόγω πλήγματος κεραυνού με συνιστώσες κινδύνου. Κάθε συνιστώσα εκφράζεται ως γινόμενο των επικίνδυνων συμβάντων ετησίως επί την πιθανότητα βλάβης επί την επακόλουθη απώλεια. Οι όροι αυτής της εξίσωσης αναλύονται διεξοδικά για όλες τις συνιστώσες κινδύνου. Επίσης δίνονται οι αλγόριθμοι λήψης αποφάσεων για την εγκατάσταση συστήματος αντικεραυνικής προστασίας και την αξιολόγηση κόστους-αποτελεσματικότητας. Για να γίνει αυτό εκτός από το συνολικό κίνδυνο ορίζεται, σύμφωνα πάντα με το πρότυπο IEC 62305,ο αποδεκτός κίνδυνος για κάθε κατασκευή.
Εκτός από τη θεωρητική διερεύνηση και τη μελέτη του προτύπου αναπτύχθηκε λογισμικό αξιολόγησης επικινδυνότητας (Risk Assessment Manager).Το πρόγραμμα υλοποιήθηκε στο Visual Studio 2008 με τη γλώσσα προγραμματισμού Visual Basic 2008, μια απ’ τις πιο δημοφιλείς γλώσσες καθοδηγούμενες από συμβάντα(event driven). Η γλώσσα αυτή επέτρεψε το σχεδιασμό ενός γραφικού περιβάλλοντος φιλικού προς το μηχανικό, ο οποίος δε χρειάζεται να είναι εξοικειωμένος με πρότυπο. Αρκεί να εισάγει τα βασικά χαρακτηριστικά της κατασκευής και στη συνέχεια να επιλέξει από λίστα επιλογών τις ρυθμίσεις που ταιριάζουν σε κάθε κατασκευή. Το πρόγραμμα δίνει επίσης τη δυνατότητα στο μηχανικός να χωρίσει την κατασκευή σε ζώνες να αποθηκεύσει και να αναζητήσει προηγούμενες μελέτες. Στο τρίτο κεφάλαιο αναλύεται ο τρόπος εισαγωγής των δεδομένων και η παρουσίαση των αποτελεσμάτων μέσω εικόνων(screenshots).Δίνεται επίσης παράδειγμα αξιολόγησης κινδύνου για κτίριο γραφείων με τρεις ζώνες(χώρος γραφείων), χώρος διακομιστών (servers) και στάθμευσης. Αρχικά γίνεται μελέτη της κατασκευής χωρίς αντικεραυνική προστασία και στη συνέχεια εφαρμόζονται συνδυασμοί μέτρων αντικεραυνικής προστασίας. Φαίνονται έτσι οι δυνατότητες που δίνει το πρόγραμμα για εύκολο υπολογισμό των συνιστωσών κινδύνου με ρύθμιση διαφόρων παραμέτρων.
Στο τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα συμπεράσματα που προέκυψαν από αυτή τη διπλωματική εργασία και προτείνονται βελτιώσεις που θα μπορούσε να περιλαμβάνει η δεύτερη έκδοση του προγράμματος.
Στο Παράρτημα δίνεται ο κώδικας του προγράμματος. Αποτελείται από τον κώδικα για τα 3 παράθυρα της εφαρμογής και για τις 3 μονάδες(module) οι οποίες περιλαμβάνουν τις απαραίτητες για την εφαρμογή συναρτήσεις. / The subject of this essay is the calculation of hazardous touch voltages inside a structure after a lightning strike according to international standard IEC 62305.
First chapter is a brief but essential theoretical approach on the lightning phenomenon. The effects of electrical current to human bodies are also briefly analyzed in order to point out the importance of lightning protection. The fundamentals of lightning protection are stated, as well as the level of it as defined from the international standards. At the end of the first chapter the various scenarios of the development of touch voltages in a structure after a lightning strike are developed. The possible consequences and losses of these voltages are discussed in the next chapter.
The second chapter is a thorough study of the international standard IEC 62305 and introduces the risk assessment method and the calculation of risk components for structures. The standard defines four (4) possible sources of damage, three (3) possible types of damage and 4 possible types of losses. Based on this categorization all risk components can be expressed. Each risk component can be expressed as a product of the number of annual dangerous event, of the probability of damage of a structure and of the consequent loss. The terms of this equation are thoroughly explained and calculated as well as the procedures for evaluating the need of a lightning protection system and the cost-effectiveness of the protection measures. For this study to be complete the tolerable risk for each type of loss is introduced.
Along with the writing of this essay a computer program (Risk Assessment Manager) was developed. The program calculates the risk to a structure due to a lightning strike according to IEC 62305 and was written in Visual Basic 2008, one of the most popular event-driven program languages. The use of Visual Basic 2008 permitted the development of a utility friendly to users not familiar with the standard IEC 62305.The user has to insert the basic attributes of the structure and then choose from a variety of advanced characteristics of the structure. The program also allows the division of the structure to more than one zone, to save and load older studies. At the third chapter the way the program works is examined with the use of screenshots. A case study of a three zone structure (offices, server’s room and parking) is presented. Initially the risks of the structure without lightning protection are calculated and then different types of measures are applied.
In the last chapter results are examined and conclusions are extracted and presented. Further optimizations on the code are discussed leading to possible, future software’s improvement.
The code of the program consisting of 3 Window’s Forms and 3 modules including various functions is appended in the annex of the thesis.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/3972 |
| Date | 27 December 2010 |
| Creators | Μηλιώνη, Ευσταθία |
| Contributors | Πυργιώτη, Ελευθερία, Milioni, Efstathia, Σπύρου, Νικόλαος |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
Page generated in 0.0024 seconds