KDS_피뢰설비

KDS 설계기준 318010 피뢰설비

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피뢰설비 설계 기준

1. 일반사항

(1) 목적

본 기준은 건축물 등의 물리적 손상 및 인명의 위험을 저감시키기 위해 설치하는 피뢰설비의 설계에 필요한 표준적 설계방법을 제공하여 합리적인 계획 및 설계를 도모하는 데 목적이 있다.

(2) 적용범위

  • 낙뢰의 우려가 있는 건축물, 높이 20미터 이상인 건축물 또는 관계 법령에서 정하는 높이 20미터 이상의 공작물에 설치하는 피뢰설비의 설계에 적용한다.
  • 다음의 구조물에 피뢰설비 설치를 검토할 경우에도 적용한다.
    • 낙뢰가 많은 지역의 건축물 및 첨탑, 연돌 등의 구조물
    • 직격뢰나 부근에 낙뢰가 친 적이 있는 건축물
    • 평지 단독 건축물 또는 산 정상 등에 위치한 건축물
    • 낙뢰로 인해 피해가 예상되는 건축물 (많은 사람이 모이는 건축물, 대규모 축사, 공공기관 등의 중요 업무를 하는 건축물, 중요 문화재 건축물, 위험물을 저장 또는 취급하는 건축물)

(3) 참고 기준

  • 관련 법규: 건축물의 설비기준 등에 관한 규칙, 건축물의 구조기준 등에 관한 규칙, 산업표준화법령, 전기사업법령, 전기공사업법령, 전력기술관리법령, 지진․화산재해대책법령
  • 관련 기준: 전기설비기술기준(산업통상자원부), KDS 31 10 20(건축전기설비 일반사항, 국토교통부), KDS 41 17 00(건축물 내진설계기준, 국토교통부)
  • 참조 표준: KS C IEC 60364 (저압전기설비), KS C IEC 60614-1 (전기설비용 전선관), KS C IEC 62305 (피뢰시스템), KS C IEC 61643-12 (저압서지보호장치), KS C IEC 61663 (통신선 뇌보호), KS C IEC 62561 (피뢰시스템 구성요소)

(4) 용어의 정의: 내용 없음

(5) 기호의 정의: 내용 없음

(6) 시설물의 구성

  • 피뢰설비는 외부 피뢰시스템, 내부 피뢰시스템 및 뇌로 인한 전자기임펄스(LEMP; lightning electromagnetic impulse)에 대한 기기의 보호설비 등으로 구성한다.

2. 조사 및 계획

(1) 일반

피뢰설비 설계의 조사 및 계획은 피뢰설비의 설계 및 시공에 필요한 정보를 얻기 위해 실시한다.

(2) 조사

  • 보호대상 건축물에 피뢰설비를 설치하기 위해 필요한 건축물의 위치, 낙뢰 빈도, 설비 중요도, 낙뢰시 예상되는 경제적 손실 등 설계에 필요한 각종 자료와 정보를 얻기 위하여 실시한다.

3. 재료: 내용 없음

4. 설계

(1) 일반사항

  • 대상 건축물에 적용하는 피뢰시스템의 등급 및 보호에 관한 사항은 한국산업표준의 낙뢰리스크 평가에 의할 수 있다.
  • 서로 접속된 구조물의 철근, 강제 철골조와 같이 항상 구조물 내부에 있는 도전성 재료의 자연적 구성부재는 피뢰시스템의 일부로 사용할 수 있다.

(2) 외부 피뢰시스템

  • 외부 피뢰시스템은 낙뢰로부터 건축물을 보호하여 뇌전류를 안전하게 대지로 방류할 수 있도록 수뢰부, 인하도선, 접지극으로 구성한다.

    (2.1) 수뢰부시스템

    • 돌침, 수평도체, 메시도체를 각각 사용하거나 이들을 조합한 방식으로 설계한다. 다만, 방사능피뢰침은 사용하지 않는다.
    • 수뢰부시스템의 배치는 건축물의 높이 및 보호등급에 따라 보호각법, 회전구체법, 메시법 또는 이들을 조합하여 사용하며, 표 4.2-1과 그림 4.2-2를 이용하여 보호대상물이 보호범위 안에 들어가도록 배치하고 검토·확인한다.
    • 독립 피뢰도체(돌침, 수평도체, 메시도체)는 보호범위 안의 금속제 시설물과 뇌전류가 흐를 때 방전이 발생되지 않도록 이격하여 시설한다.
    • 높이 60 m 이상의 고층 건축물에 대해서는 측뢰로부터 설비들을 보호할 수 있도록 최상부 20%에 해당되는 부분에 수뢰부시스템을 설치한다. 다만, 20%에 해당되는 부분이 60 m 이하인 경우는 60 m부터로 한다.
    • 수뢰부로 사용할 수 있는 재료는 원칙적으로 표 4.2-2와 같으며, 이와 동등 이상의 도전성, 열적강도, 기계적 강도 및 내후성이 있다고 인정되는 것은 수뢰부로 이용할 수 있다.
    • 수뢰부로서 조건을 충족하는 옥상의 난간 및 울타리 등의 금속재료는 인하도선에 접속한다.

    (2.2) 인하도선시스템

    **(2.2.1) 인하도선의 배치**

* 인하도선은 불꽃방전을 최소화하기 위해 병렬 전류통로 형성, 도선 길이는 최소가 되도록 한다.

**(2.2.2) 독립형 피뢰설비인 경우**

* 돌침형인 경우 각 돌침 기둥마다 1조 이상 설치한다.
* 수평도체인 경우 각 말단마다 1조 이상 설치한다.
* 메시도체인 경우 각 지지점(구조물)마다 1조 이상 설치한다.

**(2.2.3) 비독립형 피뢰설비인 경우**

* 철골조, 철근콘크리트조 및 철골철근콘크리트조 건축물의 인하도선은 건축구조체를 사용할 수 있으며, 이때 구조체 및 접속부분의 전기적 연속성을 충족하도록 설계한다.
* 건축구조체를 인하도선으로 사용하지 않는 경우에는 다음에 의한다.
    * 인하도선은 보호대상 구조물의 바깥 둘레에 균등한 간격으로 모서리 가까이에 배치하며, 대표적인 인하도선 사이의 거리는 표 4.2-3과 같다.
    * 인하도선은 2조 이상을 설치한다.
    * 높이가 20 m를 초과하는 보호대상물은 지표면 부근과 수직높이 최대 20 m 마다 수평 환상도체를 설치하여 인하도선과 상호접속 한다.

**(2.2.4) 시험단자 설치**

* 건축부재 이용의 경우를 제외하고는 인하도선과 접지시스템 사이는 항상 폐로상태이고, 측정 시 공구로 개방 가능한 시험단자를 설치한다.

**(2.2.5) 인하도선, 수뢰도체, 피뢰침의 재료와 최소 단면적**

* 수뢰도체, 피뢰침과 인하도선의 재료, 형상과 단면적은 표 4.2-4의 값 이상이어야 한다.

    (2.3) 피뢰용 접지시스템

    **(2.3.1) 접지극의 종류**

* 접지극은 A형 접지극과 B형 접지극을 단독 또는 조합하여 사용한다.

**(2.3.2) 접지극의 재료 및 단면적**

* 접지극의 재료 및 단면적은 표 4.2-5에 따른다.
* A형 접지극은 각 인하도선에 접속된 보호대상 구조물 외부에 설치한 수평 또는 수직 접지극으로써 접지극은 2개 이상이어야 한다. 또한 수평 또는 수직 접지극의 길이는 그림 4.2-3의 이상으로 한다.
* B형 접지극은 환상 접지극 또는 메시형 접지극에 의해 둘러싸이는 면적의 평균 반지름 r(같은 면적을 가진 원의 반경)을 그림 4.2-3에 표시된 길이 이상으로 하고, 그것이 충족되지 않을 때는 A형 접지극을 추가한다.

(3) 내부 피뢰시스템

**(3.1) 일반사항**

* 내부 피뢰시스템은 외부 피뢰시스템 또는 구조물의 다른 도전부에 흐르는 뇌전류에 의해 보호대상 구조물 내에서 위험한 불꽃방전의 발생을 방지하도록 시설한다.

**(3.2) 피뢰등전위 본딩**

    **(3.2.1) 시설방법**

    * 피뢰설비, 금속구조체, 금속시설물, 전력계통의 도전부와 보호범위 내부의 전력, 약전 및 통신설비는 본딩용 도체 또는 서지보호장치(SPD)로 일괄 접속한다.
    * 건축물 내에서 금속제 시설물은 지표면에서 본딩 바를 본딩용 도체에 접속하여 접지시스템에 접속한다.
    * 가스관과 수도관의 도중에 절연부품이 사용되는 경우에는 서지보호장치(SPD)를 사용하여 연결시킨다.

    **(3.2.2) 계통외도전부**

    * 계통외도전부의 등전위본딩은 가능한 인입점 부근에서 한다.
    * 피뢰설비 대상이 아닌 금속제 시설물, 전기설비, 통신설비와 계통외도전부는 접지극에 접속한다.

    **(3.2.3) 전기 및 통신설비**

    * 건축물의 인입점 부근에서 서지보호장치(SPD)를 사용하여 등전위본딩을 한다.
    * 건축물 내 피뢰구역(LPZ)간의 경계에 서지보호장치(SPD)를 사용하여 등전위본딩을 한다.

    **(3.2.4) 이격**

    * 피뢰시스템에 근접한 설비로서 등전위본딩이 불가능한 경우에는 안전이격거리를 확보해야 한다.

    **(3.2.5) 본딩도체**

    * 본딩 바 상호접속 본딩도체 및 접지극에 직접 접속하는 본딩도체의 최소단면적과, 내부 금속설비를 본딩 바에 접속하는 본딩 도체의 최소 단면적은 표 4.3-1과 같다.

**(3.3) 서지보호장치(SPD)**

    **(3.3.1) 서지보호장치 구분**

    * 전원용은 병렬형을 사용한다.
    * 통신용(신호, 데이터용 포함)은 직렬형을 사용한다.

    **(3.3.2) 설치방법**

    * 전원 및 통신설비는 건축물의 인입점 부근과 건축내의 피뢰구역(LPZ)간의 경계에서 사용하여 등전위본딩을 한다.
    * 건축물에 시설되는 전기전자설비들이 낙뢰피해를 받지 않도록 건축물의 인입점, 분전반 등에 적합한 전원용을 설치한다.
    * 통신설비에는 각 통신설비의 기능을 저해하거나 방해하지 않는 적합한 것을 선정하여 설치한다.
    * 전원용은 유지관리가 원활하게 이루어지도록 성능열화 상태를 나타내는 표시장치를 설치한다.

표 4.2-1, 4.2-2, 4.2-3, 4.2-4, 4.2-5, 4.3-1은 본 시방서에 첨부된 표와 같으며, 그림 4.2-1, 4.2-2, 4.2-3는 본 시방서에 첨부된 그림과 같다.

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