م.م بنين محمد<br />المقدمة<br /><br />تعتبر الصواعق أحد المخاطر الطبيعية التي قد تؤدي إلى أضرار جسيمة للمباني العالية، بما في ذلك الحريق، تلف المعدات الكهربائية، أو انهيار الهيكل. لذلك، يعد تصميم نظام حماية فعّال من الصواعق جزءًا أساسيًا من هندسة الأبنية الحديثة لضمان سلامة الأرواح والممتلكات (IEC 62305, 2010).<br /><br />أهداف أنظمة الحماية من الصواعق<br /><br />حماية الهيكل الإنشائي للمبنى من التأثير المباشر للصواعق.<br /><br />حماية الأنظمة الكهربائية والإلكترونية من الصدمات الكهربائية والتداخلات.<br /><br />تقليل مخاطر الحريق الناتجة عن الصواعق.<br /><br />ضمان السلامة العامة للأشخاص داخل المبنى والمناطق المحيطة.<br /><br />مكونات نظام الحماية من الصواعق<br />1. القضبان الرأسية (Air Terminals / Lightning Rods)<br /><br />مثبتة على أعلى المبنى لجذب الصواعق مباشرة إلى النظام الآمن.<br /><br />تصنع غالبًا من النحاس أو الألمنيوم المقاوم للتآكل.<br /><br />2. شبكة التوصيل (Down Conductors)<br /><br />توصل الصاعقة من القضبان إلى الأرض.<br /><br />يجب أن تكون قصيرة، مستقيمة، وبأقل مقاومة ممكنة لضمان تصريف الطاقة بسرعة.<br /><br />3. الأرضيات الكهربائية (Earth Electrodes)<br /><br />شبكة أو قضبان مدفونة في التربة لتفريغ التيار الكهربائي بأمان.<br /><br />يتم تصميمها لضمان مقاومة أرضية منخفضة (عادة أقل من 10 أوم).<br /><br />4. أجهزة الحماية للأنظمة الكهربائية (Surge Protective Devices – SPDs)<br /><br />تحمي المعدات الكهربائية والإلكترونية من الجهد الزائد الناتج عن الصواعق.<br /><br />يتم تركيبها على لوحات الكهرباء الرئيسية والثانوية.<br /><br />5. شبكات التوصيل الداخلية<br /><br />توصيل جميع الهياكل المعدنية داخل المبنى (مثل المصاعد، الأنابيب، الأبواب المعدنية) بالشبكة الأرضية.<br /><br />يقلل من خطر القفزات الكهربائية أو الشرر الناتج عن الصاعقة.<br /><br />معايير التصميم<br /><br />اتباع IEC 62305: سلسلة معايير الحماية من الصواعق الدولية.<br /><br />تحديد مستوى الحماية (Protection Level I-IV) حسب ارتفاع المبنى، كثافة الصواعق في المنطقة، وطبيعة الاستخدام.<br /><br />دراسة نقطة جذب الصاعقة باستخدام طرق مثل طريقة Rolled Sphere Method أو Mesh Method.<br /><br />تصميم مسارات تصريف قصيرة ومستقيمة لتقليل التداخلات الكهربائية.<br /><br />مراعاة مقاومة الأرضية ومواصفات توصيل المعادن.<br /><br />تحليل المخاطر<br /><br />تقييم خطر الصاعقة المباشرة على المبنى.<br /><br />دراسة الحمل الكهربائي الزائد على المعدات.<br /><br />تحديد العواقب المحتملة: الخطر على الأرواح، المعدات، الهيكل، أو توقف النشاطات الحيوية.<br /><br />استخدام نماذج حساب احتمالية حدوث الصاعقة (Strike Probability Models).<br /><br />الصيانة والفحص<br /><br />الفحص السنوي أو نصف السنوي لأجهزة الحماية والموصلات والأرضيات.<br /><br />التأكد من عدم وجود تآكل أو انقطاع في الموصلات.<br /><br />قياس مقاومة الأرضية والتأكد من مطابقتها للمعايير.<br /><br />تحديث أنظمة الحماية عند إضافة طوابق أو تركيب أجهزة جديدة على المبنى.<br /><br />الاتجاهات الحديثة في حماية المباني العالية<br /><br />استخدام أجهزة جذب الصواعق الذكية (Early Streamer Emission – ESE) لزيادة منطقة الحماية.<br /><br />دمج الحماية الكهربائية والهيكلية مع أنظمة المراقبة الذكية (IoT) للكشف المبكر عن أي قصور في النظام.<br /><br />استخدام مواد موصلة متقدمة ومضادة للتآكل لتحسين الأداء واستمرارية الخدمة.<br /><br />الخاتمة<br /><br />تصميم أنظمة الحماية من الصواعق للمباني العالية يتطلب تحليل المخاطر، اتباع المعايير الدولية، وتصميم شبكة فعالة للقضبان، الموصلات، والأرضيات. كما يجب دمج الحماية الكهربائية للأجهزة مع التوصيل الهيكلي لضمان سلامة الأرواح والممتلكات. التطورات الحديثة في المواد وأجهزة المراقبة الذكية تعزز من فعالية هذه الأنظمة وتقلل من المخاطر الناتجة عن الصواعق.<br /><br />المراجع (APA)<br /><br />IEC 62305. (2010). Protection Against Lightning – Part 1-4. International Electrotechnical Commission.<br /><br />Rakov, V. A., & Uman, M. A. (2003). Lightning: Physics and Effects. Cambridge University Press.<br /><br />Furse, C., & Bérengier, M. (2015). Lightning protection of structures: A review. IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, 57(3), 566–576. https://doi.org/10.1109/TEMC.2015.2417911<br /><br />Cooray, V. (2014). The Lightning Flash. The Institution of Engineering and Technology.<br /><br />Bazelyan, E. M., & Raizer, Y. P. (2000). Lightning Physics and Lightning Protection. CRC Press.<br />جامعة المستقبل الجامعة الاولى في العراق