Молния - один из самых страшных врагов для частного дома. Её разрушительная сила настолько велика, что лишиться крова можно за считаные секунды. Конечно, случай попадания молнии в дом не самая частая причина потери недвижимости. Многим просто повезло иметь жилище рядом с громоотводами, линиями электропередач или высокими вышками. Однако пока существует опасность внезапного и полного уничтожения всего имущества, вряд ли можно жить спокойно.
Многократно увеличивается вероятность попадания молнии в дом, если он расположен на возвышенности или возле водоёмов. В таких случаях выполнение молниезащитного контура при строительных работах обязательно. СНиПом все частные строения классифицируются как здания, имеющие третий класс пожарной безопасности, а значит, подлежат защите от молний в обязательном порядке. Как правило, молниезащита проектируется вместе с домом и устанавливается в процессе его строительства.
Насколько необходима защита от молнии частному дому
Чтобы правильно выстроить молниезащиту
, нужно знать природу возникновения молнии. По причине накопления большого электрического заряда в дождевых тучах, происходит импульс огромной силы, иными словами - разряд электрического тока по самой верхней точке на местности.
Сила тока электрического разряда при ударе молнии достигает 100 тысяч ампер, а в некоторых случаях до 200 тысяч ампер. Каждую секунду на планете происходит около двух сотен молний. Даже если учесть, что вероятность попадания её в какой-то конкретный дом не так и велика, все равно лучше заранее обезопасить своё жилище и произвести монтаж конструкции, защищающий дом от удара молнии.
Во время прохождения электрического разряда через материалы дома происходит выделение колоссальной тепловой энергии, что становиться причиной пожаров и разрушений. Как известно, большая часть загородных строений возводится из деревянных материалов, а именно они больше всего подвержены риску быстрого воспламенения.
Исходя из этого, молниезащита дома становится важной и обязательной задачей при его возведении. Более того, независимо от месторасположения жилого строения в городе или за его пределами и типов строительных материалов, применяемых для его возведения, защита от молнии должна быть.
Принципы действия и виды молниезащиты
Молниезащита для частного дома может быть двух типов:
- Активная.
- Пассивная.
Традиционно применяют первый вид защиты - пассивный, который состоит из молниеприемника, отвода для тока и заземления. Принцип действия такой защиты очень прост . Молния, ударяя в приёмник, проходит через молниеотвод, который направляет разряд в землю. При проектировке любой системы защиты от молнии нужно учитывать особенности материала, из которого сделана кровля, конструкцию крыши и её особенности.
Активная молниезащита работает по несколько другому принципу. Разряд электрического тока перехватывается молниеприемником, который создаёт вокруг себя ионизированное поле, притягивая молнию. Далее принцип работы идентичен пассивной защите. При этом активный её вид действует в радиусе до ста метров, а пассивный защищает только сам дом.
Активная молниезащита наиболее предпочтительна и именно её устанавливают во многих странах для защиты дома и всей прилегающей территории. Однако она имеет высокую стоимость, что не всегда её установка может быть целесообразной.
Молниезащита частного дома своими руками
Обеспечить безопасность жилого строения можно при помощи молниезащиты, сделанной своими руками. Схема молниеотвода достаточно проста , её легко сделать самостоятельно. Любая подобная система безопасности частного дома базируется на изготовлении молниеотвода из доступных строительных материалов.
Любой молниеотвод имеет три главных составляющих, как показано схеме:
- Молниеприемник.
- Токоотвод.
- Контур заземления.
Молниеприемники
Проводник из металла, задача которого принять на себя электрический разряд молнии, называют молниеприемником. Установка его производится
на самом высоком месте кровли, при этом на крыше, имеющей сложную конструкцию, устанавливают несколько таких молниеприемников.
По своим конструктивным особенностям молниеприемники могут быть нескольких видов:
- штырь из металла;
- металлический трос;
- металлическая сетка.
Металлический штырь
При этом способе молниезащиты дома изготавливается металлический штырь, длиной от 20 сантиметров до полутора метров. Его следует монтировать на самой высокой точке крыши частного дома.
Используемый материал – медь или оцинкованная сталь, ввиду большой устойчивости к окислению. Такой штырь может иметь любую форму. Площадь сечения не должна быть меньше 100 м2. Если штырь имеет круглую форму, то его диаметр должен быть не менее 12 миллиметров. Допускается использование полой трубы, но в таком случае её диаметр должен быть немного больше, а торец, обращённый вверх, нужно заварить. Такой способ защиты дома от молнии подойдёт для любого типа металлической кровли, в том числе и для металлочерепицы.
Металлический трос
Устройство с металлическим тросом тоже достаточно просто сделать своими руками. Вся конструкция состоит из троса и пары опор, которые можно сделать из металла. Однако в этом случае их придётся изолировать.
Вдоль конька крыши натягивают стальной трос, диаметром не менее 12 мм, и закрепляют его по краям. Трос должен находиться на высоте 1–2 метров от конька крыши.
Металлическая сетка
Молниеотвод с приёмником из металлической сетки является самым лучшим вариантом защиты для крыши из черепицы.
При монтаже сетки её крепят вдоль конька крыши с ответвлениями из токоотводов, имеющих надёжное заземление по всей площади кровли.
Все молниеприемники на крыше следует обязательно соединить с лестницами, водостоками и любыми другими металлическими предметами.
Когда рядом с частным домом в непосредственной близости от него растут большие и высокие деревья, то можно использовать одно из них в качестве молниеприемника. Для этого металлический штырь следует установить так, чтобы он был выше кроны дерева на полтора метра, а затем соединить его с токоотводом. Важным условием является высота дерева - оно должно быть выше дома на 10–20 см.
Создание токоотвода
Токоотвод - одна из составляющих молниеотвода, отвечающая за провод электрического разряда от молниеприемника до контура заземления. Его делают из стальной проволоки, имеющий диаметр не менее 6 мм. Один её конец приваривается к основанию молниеприемника, а второй к контуру заземления. Качеству сварки нужно уделять особое внимание, во избежание поломки в месте крепления. Сила тока, который проходит через токоотвод, может достигать 200 000 ампер.
Крепить токоотвод нужно по контуру крыши и дома при помощи изоляторов на расстоянии 2–3 см от кровли и стен. Если токоотводов несколько , то расстояние между ними должно быть не менее 25 метров.
Нельзя закреплять проволоку вблизи дверей и дверных проёмов. При монтаже следует избегать резких изгибов и мест, где она может быть повреждена снегом или мусором. Токоотвод должен быть максимально коротким, а располагать его нужно в местах наибольшего риска попадания молнии: на острых выступах, краях фронтонов и т. д.
Заземление молниеотвода
Завершает любую конструкцию устройства для защиты от молнии - контур заземления. Его задача - обеспечить надёжный контакт всего устройства с землёй. Внешне конструкция выглядит как
три больших электрода, которые соединены между собой и утоплены в землю.
Для сборки устройства, отвечающего за заземление, понадобится сталь сечением 80 м2 или медь сечением 50 м2. В заранее выкопанной траншее, глубиной около одного метра и шириной 3 метра, нужно вбить по краям два металлических прута из меди или стали. Затем они соединяются между собой при помощи сварки и к ним приваривается токоотвод от дома. Вся конструкция забивается до основания в землю.
При сборке устройства заземления нужно помнить, что располагать его нужно не ближе пяти метров от дверей или окон, проходов, крыльца и дорожек. Расстояние от стен дома должно быть не менее одного метра.
Уход за молниезащитой
Каждый год перед началом сезона гроз следует уделять особенное внимание профилактической проверке молниезащиты дома. Все составляющие молниеотвода и места крепления нужно осмотреть, в случае необходимости произвести окраску или ремонт.
Каждые три года нужно проводить капитальный осмотр всей системы. Проверить места соединений токоотвода и контура заземления, контакты зачистить и подтянуть там. Неисправные зажимы - заменить .
Каждые пять лет производится осмотр электродов контура заземления. Для этого их нужно извлечь из земли и внимательно проверить на наличие коррозии. Если по её причине сечение электродов уменьшилось более чем на треть, то их следует заменить.
Необходимость установки системы молниезащиты для частного дома определяется собственником здания исходя из вероятности поражения объекта молнией и возможного материального ущерба. Национальные нормативные документы не предъявляют требования к обязательному выполнению системы МЗ для индивидуальных жилых домов.
Вероятность удара молнии в объект зависит в первую очередь от продолжительности гроз в районе его расположения.
Увеличить
Для дома прямоугольной формы размерами 10х12 м и высотой в коньке 8 м эта зависимость приведена в таблице:
| Среднегодовая продолжительность гроз в часах | Вероятность удара молнии в дом 10х12х8 м* |
| 10-20 | 1 удар в 332 года |
| 20-40 | 1 удар в 166 лет |
| 40-60 (Москва и обл.) | 1 удар в 83 года |
| 60-80 | 1 удар в 60 лет |
| 80-100 | 1 удар в 47 лет |
| 100 и более | 1 удар в 39 лет |
Комплекс средств молниезащиты зданий включает в себя устройства защиты от прямых ударов молнии (внешняя молниезащитная система) и устройства защиты от вторичных воздействий молнии (внутренняя молниезащитная система). В частных случаях молниезащита может содержать только внешние или только внутренние устройства.
Система внешней молниезащиты защищает непосредственно от прямого попадания молнии в объект. Данное воздействие опасно в первую очередь высокой температурой канала молнии, которое может привести к возгоранию горючих конструкций здания.
Более подробно об опасностях, которые несет грозовой разряд молнии можно узнать в цикле статей «Молниезащита для новичков» профессора Э. М. Базеляна.
Состав и исполнение компонентов внешней системы молниезащиты
Система внешней молниезащиты состоит из трех компонентов: молниеприемников, воспринимающих прямой удар молнии; заземляющего устройства, обеспечивающего растекание тока в земле, и токоотводов, осуществляющих связь между двумя первыми элементами.
Молниеприёмники
Выбор количества и высоты молниеприемников должен производиться с помощью расчета зон защиты. В расчетную зону защиты установленных мачт должен входить весь объем защищаемого объекта.
Зона защиты стержневого молниеприемника представляет собой конус, вершина которого совпадает с вертикальной осью мачты. Размеры данного конуса зависят от значения требуемой надежности.
Размеры конуса защиты согласно СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» для надежности 0,9 определяются формулами:
Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода:1 - граница зоны защиты на уровне h x , 2 - то же на уровне земли
Установка отдельно стоящей мачты для защиты дома не будет целесообразна, в силу того, что ее высота должна быть солидной (до 30 метров). Это не только дорого, трудозатратно, но и увеличивает полное количество ударов молнии в рассматриваемый участок земли. Оптимальным будет размещение мачт непосредственно на защищаемом объекте.
Установки одной мачты может быть достаточно только для дома с вальмовой (пирамидальной) кровлей при размещении мачты на вершине крыши.
Для дома прямоугольной формы с двухскатной кровлей (угол ската кровли не менее 35°) для надежной защиты необходима установка двух мачт высотой 2 метра по краям конька кровли. Для дома более сложной формы нужно производить расчет с учетом конструктивно возможных мест установки молниеприемных мачт.
Молниеприемники должны быть выполнены из материалов и размеров (площадь сечения, толщина), соответствующих ГОСТ Р МЭК 62561.2-2014.
Токоотводы
Диаметр токоотводов, выполненных из круглого проката должен быть не менее 8 мм. Токоотводы нужно располагать таким образом, чтобы между точкой поражения и землей ток растекался по нескольким параллельным путям, и длина этих путей была минимальна. Рекомендуется прокладывать токоотводы на максимальном отдалении от дверей и окон.
Непосредственный контакт токоотвода требуемого сечения с материалом стен и кровли не может привести к возгораниям, в силу того, что повышение температуры токоотвода под воздействием тока молнии недостаточно даже для начала процесса обугливания дерева, не говоря уже о других малогорючих материалах. Кроме того, тепловое воздействие очень кратковременно.
Заземляющее устройство
В качестве заземляющего устройства во всех возможных случаях необходимо использовать металлические сваи фундамента или соединенную между собой арматуру железобетонных фундаментов здания. Данное решение примененимо при возможности подключения (наличие выпусков арматуры) и при использовании в качестве гидроизоляции битумных и битумно-латексных покрытий. Эпоксидные и другие полимерные покрытия препятствуют электрическому контакту фундамента с землей, и, следовательно, данный фундамент в качестве естественного заземлителя использоваться не может.
Искусственные заземлители следует располагать под асфальтовым покрытием или в редко посещаемых местах на удалении от пешеходных дорог.
Заземляющее устройство, к которому подключен стержневой молниеприемник, должно иметь следующую минимальную конструкцию:
Три и более вертикальных электрода длиной не менее 3 метров, объединенных горизонтальным электродом, при расстоянии между вертикальными электродами не менее 5 метров.
Заземляющие электроды должны располагаться за пределами защищаемого объекта и быть как можно более распределенными. Предпочтительная глубина залегания электродов не менее 0,5 м, расстояние от стен объекта - 1 метр.
Размеры заземлителей должны соответствовать требованиям коррозионной и механической стойкости. В нормативных документах (ГОСТ Р 50571.5.54-2011) приведены минимальные размеры электродов в зависимости от материала, из которого они изготовлены.
Примечания
* Вероятное число ударов молнии в год для объекта рассчитывается по следующей формуле:
Где:
А - длина здания, м
В - ширина здания, м
Н - высота здания, м
n - среднегодовое число ударов молнии в 1 км 2 земной поверхности, 1/(км 2 *год)
Удельная плотность ударов молнии в землю n определяется исходя из среднегодовой продолжительности гроз в часах следующим образом:
| Среднегодовая продолжительность | Удельная плотность ударов молнии в землю n, 1/(км 2 *год) |
| 10-20 | 1 |
| 20-40 | 2 |
| 40-60 | 4 |
| 60-80 | 5,5 |
| 80-100 | 7 |
| 100 и более | 8,5 |
Период попадания молнии:
Комплектующие внешней молниезащиты
Традиционный вертикальный молниеприёмник в виде двухметровой (GL-21101G) или четырёхметровой (GL-21103G) мачты, поставляется с прикручиваемым острым наконечником.
Мачта изготовлена из нержавеющей стали в виде трубы с толщиной стенки 2 мм.
GL-21101G GL-21103G Вес: 5 кг 10 кг Высота: 2000 мм 4000 мм Диаметр молниеприемника: 35 мм 35 мм Толщина стенки: 2 мм 2 мм
Зажим позволяет быстро прикрепить проволочный токоотвод диаметром 8 мм к фасаду / стене здания.
Зажим с резиновой уплотняющей втулкой позволяет быстро закрепить проволочный токоотвод диаметром 8 мм на крыше, покрытой металлическим профилем / профнастилом.
В комплекте НЕТ винта (на фото - пример).
Зажим с возможностью отключения системы внешней молниезащиты (токоотводов) от заземляющего устройства (например, для проведения замеров). Позволяет соединить по прямой линии токоотводы из проволоки D8.
ZANDZ и GALMAR
Стержни заземления GALMAR и ZANDZ изготавливаются из стали с нанесенным защитным медным покрытием толщиной не менее 0.250 мм, которое обеспечивает гарантированный срок службы устройства до 100 лет.
Конструкция стержней, которые можно соединять между собой и погружать в почву на глубину до 40 метров, обеспечивает достижение низкого сопротивления заземления на небольшой площади. Монтаж производится силами одного человека без использования строительной и специализированной техники.
Модульное заземление можно приобрести и в виде готовых комплектов, и в виде отдельных комплектующих.
Ознакомиться с подробной информацией о технологии модульного заземления можно на отдельной странице .
Пример выполнения молниезащиты частного дома на основе изделий GALMAR и ZANDZ
В правой части страницы приведен список изделий, используя которые, можно организовать полную систему внешней молниезащиты. Все предложенные изделия соответствуют требованиям национальных нормативных документов к минимальным размерам, качеству контактного соединения, механической прочности, сроку службы и т.д.
Молниеприемные мачты крепятся на вертикальных поверхностях стен или дымовых труб, вентиляционных шахт. При размещении мачт следует учитывать размер вылета ската кровли над стенами и проверять возможность применения держателей 21101G/21102G.
Большая часть зажимов для токоотводов представлена в двух исполнения: оцинкованная крашенная сталь и медь. Крепление токоовода с помощью зажимов выполняется с шагом 1 метр. Тип зажимов выбирается исходя из поверхности размещения (кровля: плоская, скат, конек; фасад и т.д.) и его материала (металлопрофиль, натуральная черепица и т.д.). Следует обратить внимание, что у фасадных и кровельных зажимов нет в комплекте анкерных болтов. Их тип и длину необходимо выбирать в зависимости от материала основания.
Также возможен вариант крепления токоотводов к водосточной системе дома (крепление к водосточному желобу, трубе).
Заземляющее устройство собирается из компонентов системы модульного заземления.
Пример комплектации изделий для молниезащиты дома прямоугольной формы размерами 8х10 м высотой в коньке 8 м, угол ската кровли 35°. Материал кровли - металлочерепица, материал стен - брус деревянный.
А=10 м; В=8 м; Н=8 м; α=35°;
Нкр=3,5 м; Нст=4,5 м; Lск=6,1 м
Молниеприемники соединяются между собой для организации двух токоотводов от каждого молниеприемника.
| Молниеприемник | ||
| GL-21101G | GALMAR Молниёприемник вертикальный (молниеприёмник-мачта) | 2 шт. |
| GL-21202 | GALMAR Держатель для молниеприёмника - мачты GL-21101G к стене (нержавеющая сталь) | 2 шт. |
| GL-20022 | GALMAR Зажим к молниеприёмнику - мачте GL-21101G для токоотводов (нержавеющая сталь) | 2 шт. |
| Токоотвод | ||
| GL-11149-10/20/50 | GALMAR Проволока омеднённая (D 8 мм / S 50 мм²; бухта 10/20/50 метров) | 40 м |
| GL-11551A | GALMAR Зажим для соединения токоотводов (крашенная оцинкованная сталь) | 6 шт. |
| Зажимы для крепления токоотводов на кровле | ||
| GL-11564A | GALMAR Зажим на конёк для токоотвода с его возвышением над зажимом на 15 мм (крашенная оцинкованная сталь) | 11 шт. |
| GL-11747A | GALMAR Зажим на крышу, покрытую металлическим профилем / профнастилом, для токоотвода (крашенная оцинкованная сталь) | 12 шт. |
| Зажимы для крепления спусков токоотводов | ||
| GL-11703A | GALMAR Зажим к фасаду для токоотвода с возвышением 15 мм (крашенная оцинкованная сталь) | 10 шт. |
| GL-11562A | GALMAR Зажим контрольный для соединения токоотводов проволока + полоса (крашенная оцинкованная сталь) | 2 шт. |
| Заземляющее устройство | ||
| GL-11075-10/20/50 | GALMAR Полоса омеднённая (30*4 мм / S 120 мм²; бухта 10/20/50 метров) | 20 м |
| ZZ-001-065 | ZANDZ Штырь заземления омедненный резьбовой (D14; 1,5 м) | 6 шт. |
| ZZ-002-061 | ZANDZ Муфта соединительная резьбовая | 4 шт. |
| ZZ-003-061 | ZANDZ Наконечник стартовый | 3 шт. |
| ZZ-004-060 | ZANDZ Головка направляющая для насадки на отбойный молоток | 1 шт. |
| ZZ-005-064 | ZANDZ Зажим для подключения проводника | 5 шт. |
| ZZ-006-000 | ZANDZ Смазка токопроводящая | 1 шт. |
| ZZ-008-000 | ZANDZ Насадка на отбойный молоток (SDS max) | 1 шт. |
В случае, если у вас возникли какие-либо сложности в расчете или подборе комплектующих, вы всегда можете обратиться за помощью в наш технический центр.
Технические мероприятия, определяемые как молниезащита загородного дома согласно требованиям ПУЭ должны рассматриваться с учётом особенностей их реализации в каждом конкретном случае. И, действительно, лишь редкие частные постройки располагаются вблизи высотных сооружений с размещённым на них устройством молниезащиты. Многие из таких строений находятся в изолированном положении и требуют особой защиты от молнии, которая чаще всего разряжается в одиночные объекты.
Нормативы
Согласно действующим нормативам (СНиП, в частности) все загородные жилые постройки относятся к 3-му классу пожаробезопасности и подлежат обязательному оборудованию грозозащитным оборудованием.
При этом обустройство эффективной молниезащиты коттеджа, например, должно быть предусмотрено ещё на стадии подготовки строительного проекта. Такой подход к решению вопроса позволяет получить надёжную систему предупреждения пожара, естественным образом интегрированную в архитектуру возводимого дома.
Однако многие владельцы уже готовых частных строений хотели бы защитить свой дом самостоятельно, что требует определённых знаний и навыков. О том, как грамотно и без излишних проблем смонтировать эффективную молниезащиту своими руками и пойдёт речь дальше.
Что надо учитывать при установке
Тип и эффективность действия молниезащиты, выбираемой индивидуально для каждой сельской постройки, зависит от ряда факторов. Вот важнейшими из них:
- техническое состояние частного дома;
- его расположение по отношению к другим объектам;
- качество грунта в месте расположения защищаемого частного строения, обеспечивающее хорошее заземление всей конструкции в целом.
В случае ветхого и плохо защищённого от воздействия природных факторов строения вероятность его поражения грозовым разрядом резко возрастает, что потребует от владельца дополнительных приспособлений для молниезащиты.
Близкое расположение высотных объектов
С другой стороны, даже совершенно новые частные дома могут подвергнуться влиянию молнии, если они располагаются в непосредственной близости от антенных вышек, крупных и высоких деревьев или столбов.
Все перечисленные высотные объекты являются хорошей целью для грозового разряда и обладают так называемым «экранным эффектом», в зону которого попадает и расположенный поблизости жилой дом. При расчёте размеров мачты молниеприёмника наличие поблизости таких объектов обязательно учитывается.
Состояние почвы
Качество грунта в месте расположения дома очень важно с точки зрения эффективности используемого в составе молниезащиты заземлителя, защитное действие которого основано на стекании разрядного тока в почву.
В тех случаях, когда на даче или в месте расположения загородного частного дома грунт обладает низкой электропроводностью, необходимо заранее побеспокоиться об искусственных мерах её повышения. Сделать это удаётся за счёт добавления в почву водного раствора поваренной соли или других химикатов.
Компенсировать недостаточную электропроводность грунта также удаётся за счёт снижения сопротивления токоотвода и заземлителя, к которым подсоединяется молниеотвод в частном доме.
Однако этот вариант повышения эффективности молниезащиты, как правило, приводит к увеличению издержек на расходные материалы и удорожанию всей системы в целом.
Особое внимание выбору надёжной молниезащиты должно уделяться в ситуации, когда в непосредственной близости от частного дома имеется естественный водоём или ключевой источник. В районах с показателем грозовой активности более 40 часов в год риск поражения в этом случае будет максимален.
Конструкция молниеотвода
Для того чтобы для частного загородного дома самостоятельно, необходимо ознакомиться с принципом работы молниезащиты.
В момент грозового разряда молния попадает в приёмное устройство (металлический штырь, трос или сетку), после чего она отводится по специальной стальной ленте непосредственно на заземлитель.
В этой части защитной цепочки происходит стекание тока в грунт, сопровождающееся резким падением мощности электрического заряда.
Таким образом, самостоятельное обустройство молниеотвода для частного дома предполагает изготовление следующих обязательных элементов защиты от грозы:
- молниеприёмника штыревого или сетчатого типа;
- надёжного токоотвода (спуска);
- заземляющего устройства (контура заземления молниезащиты).
Типовой штыревой молниеприемник изготавливается в виде толстого стального прутка сечением порядка 10-20 миллиметров и длиной около 2,5 метров. При монтаже штырь надёжно крепится в любой высоко расположенной точке кровли таким образом, чтобы его заострённый конец возвышался над этим местом не менее чем на 2 метра.
Обратите внимание, что в качестве точки крепления может быть выбран либо конёк крыши частного дома, либо труба, отводящая дым.
Сразу оговоримся, что указанный вариант молниеприёмника идеально подходит для . В том случае, когда крыша частного дома закрыта шифером, в качестве приёмника рекомендуется использовать натянутый вдоль конька и надёжно закреплённый на изоляционных опорах металлический трос.
Для черепичных крыш наиболее оптимальным решением является укладка по всей их площади специальной сетки молниезащиты с системой отходящих от нее проводов.
Такие токоотводы (или спуски) изготавливаются из проволоки диаметром не менее 0,6 сантиметра или полосы из того же металла с типоразмером 2х30 миллиметров.
При монтаже они прокладываются вдоль стен строения, а затем привариваются с одной стороны к молниепримнику, а с другой – к контуру заземления, изготавливаемому по типовой схеме (смотрите ПУЭ).
Порядок обустройства молниеприёмника
Устройство молниезащиты для загородного частного строения лучше всего начать с изготовления молниеприёмника. При этом сам штырь молниезащиты надёжно закрепляется на самой высокой точке строения (на трубе или на деревянной антенной мачте). В случае использования сетки она укладывается по всей площади кровли с образованием ячеек размерами не более 12х12 метров (эта величина выбирается исходя из габаритов кровли и требуемого качества молниезащиты).
В местах пересечения провода сетки крепятся на сварку, а затем фиксируются на кровле дома с помощью специальных держателей, хорошо изолированных от материала покрытия.
По нижнему краю сетки устраивается несколько контактных площадок, предназначенных для подключения системы токоотводов (в типовой проект молниезащиты обычно закладывается по два спуска на каждую стену дома).
Часть сеточной конструкции молниезащиты, примыкающей к дымовой трубе, может быть оформлена в виде петли соответствующего размера, которая накидывается на неё сверху, а затем присоединяется к основе.
Подготовленное таким образом отводящее молнию устройство обеспечит качественную молниезащиту любой неметаллической кровле частного дома.
Отметим также, что для изготовления штыревого молниеприемника должен использоваться не поддающийся окислению материал (оцинкованная сталь или медь), поскольку красить его не допускается требованиями нормативов. В том случае, когда такие громоотводы изготавливаются из стальной полой трубы – один из её концов наглухо заваривается.
Порядок изготовления заземлителя
Основное назначение заземления молниезащиты – обеспечение идеальных условий для растекания разрядного тока в землю.
Выполнение этого требования возможно лишь при минимальном электрическом сопротивлении всей конструкции заземлителя, изготавливаемого из набора металлических заготовок. Как правило, он сооружается из 3-х толстых стальных прутков или профилей длиной не менее 2,5 метров, забиваемых в землю неподалёку от дома (не ближе 5-ти метров) .
Эти заготовки фиксируются в грунте таким образом, чтобы их вершины образовывали правильный треугольник со сторонами длиной порядка 1,2 метра.
После этого они соединяются между собой на сварку с помощью перемычек соответствующей длины, образуя прочную и надёжную заземляющую конструкцию.
Полученное таким образом сооружение может использоваться в качестве защитного заземления частного дома. В случае, когда заземление дома уже имеется, его можно объединить с заземлителем молниезащиты в одну систему.
Для предотвращения таких последствий в ходе строительных работ выполняется молниезащитный контур . Частные дома классифицируются СНиПом как здания третьего класса пожарной безопасности и подлежат молниезащите в обязательном порядке. Молниеотвод планируется не тогда, когда дом сияет новенькой черепицей, а еще на стадии разработки проекта. Тогда он составляет с ним единое архитектурное решение.
Выбор типа
Тип планируемой молниезащиты зависит от исходного состояния дома и условий, в которых он находится. Молния, как правило, бьет в самую высокую точку дома или соседнее дерево. Деревья, антенны, столбы при ударе молнии создают эффект экрана и соседние здания, автомобили могут попасть в зону поражения.
Вторым условием при устройстве защиты является тип грунта , разные виды которого имеют неодинаковою токопроводимость и сопротивление, которое учитывается при выборе сечения металлической полосы и величины заглубления контура.
Если ваш дом рядом с водоемом или ключами, то риск поражения разрядом максимален, особенно если по климатическим условиям число грозовых периодов превышает 40 часов в год.
Устройство молниезащиты частного (загородного) дома
Принцип громоотвода простой — защита дома от разрушений путем отведения электрического разряда в землю. Эффективна молниезащита только в случае комплексного решения. Полноценная система включает в себя внутреннюю защиту и внешнюю.
Первая защищает оборудование от скачков напряжения при грозе. Даже если разряд молнии ударил в нескольких километрах, требуется ограничитель перенапряжения.
Установить готовый разрядник не сложно, но если у вас нет такой защиты, воспользуйтесь самым надежным способом — отключите электроприборы, если грозовой фронт в пределах 3 км . Разница во времени между громом и молнией должна составлять меньше 10 секунд.
Наружная защита от молнии обеспечивает безопасность дома и находящихся в нем людей во время грозы. Устройство простейшего молниеотвода: опора, молниеприемник, токоотвод и контур заземления.
Молниеприемник — металлический проводник длиной до 1,5 м, принимающий разряд молнии. Устанавливается на крыше, дымовой трубе, телевизионной антенне — любом самом высоком месте дома. Такой способ подходит для металлической кровли.
Если крыша из шифера, натягивают металлический трос на деревянных опорах длиной 1-2 м и защищают его изоляторами.
Для черепичных крыш по коньку натягивают молниезащитную сетку с отходящими от нее токоотводами. Токоотвод соединяет молниеприемник с заземлительным контуром. Эта стальная проволока прокладывается по стене дома и приваривается к молниеприемнику и контуру заземления.
Заземление молниезащиты — 2 связанных и забитых в землю электрода. Если контур есть, уже хорошо, но по правилам заземление бытовых приборов и молниезащиты дома должны быть общими. Радиус защитного действия молниеотвода определяется формулой R=1, 732 h, где h — высота молниеотвода.
Как это устройство работает? Электрический ток всегда уходит по цепи наименьшего сопротивления, а грозовая молния — колоссальный разряд электроэнергии с силой тока 100 000 А.
И правильно сделанный молниепровод будет представлять собой это наименьшее сопротивление, по которому разряд молнии уйдёт в землю, защитив ваше жилище.
На этом рисунке один из вариантов устройства молниезащиты вашего дома.
А в этом видеоролике рассказано про природу молний и о защите от них.
Молниезащита деревянного дома своими руками
Разобравшись с устройством молниеотвода, не так сложно самому защитить свой дом или дачу. С типом крыши определились, поговорим о каждом способе защиты детально.
Молниезащитная сетка — сетка из металлической проволоки диаметром 6 мм, изготовленная путем сварки в местах пересечения. Укладывается на крышу и соединяется несколькими тоководами с контуром заземления.
Подходит для неметаллических крыш, когда нужно защитить одно здание, потому что соседние постройки по уровню ниже. Иногда эту сетку укладывают на кровлю еще при строительстве дома.
Молниезащитная проволока — трос натягивается на изоляторах между двумя металлическими или деревянными опорами. Устанавливают их на коньке, на высоте 0,25 м. Диаметр проволоки не менее 6 мм.
Вокруг трубы из этой проволоки делается петля и присоединяется к молниеприемнику. Соединение лучше делать при помощи сварки или пайки. Из этой же проволоки и токоотвод изготавливается. Получается защитная зона в виде шалаша и подходит для всех неметаллических крыш.
Штыревой молниеприемник представляет собой металлический штырь круглой, квадратной или прямоугольной формы сечения и длиной не менее 0,25 м и площадью сечения 100 кв. мм. Он принимает на себя основной удар и должен выдерживать разные тепловые и динамические нагрузки.
Изготавливается из материала, не поддающегося окислению (медь, оцинкованная сталь), так как красить его нельзя. Минимальный диаметр сечения прута или газовой трубы — 12 мм. Если труба полая, конец нужно заварить. Устанавливается на конек крыши на мачте нужной длины.
Токоотвод служит для направления принятого разряда в землю. Присоединяем его сваркой, пайкой или крепим болтами. Площадь контакта в этом случае должна быть не меньше двукратной площади сечения соединяемых деталей.
Такой вид защиты подойдет для металлических крыш, причем саму крышу тоже нужно заземлить. Он создает своеобразный защитный зонт. Прикрепить его можно гвоздями, скобами, хомутами.
И, наконец, защитное заземление . Заземлитель отводит ток молнии в землю и имеет малую долю электрического сопротивления. Укладывается в отдаленности от крыльца и дорожек на 5 м. Если грунт влажный и глубина залегания грунтовых вод меньше 1,5 м, используются горизонтальные заземлители. Его можно сделать так :
- Выкопать вдоль дома канаву на ширину лопаты длиной 6 м и глубиной до 1 м.
- Забить три оцинкованные водопроводные трубы диаметром 20 мм и длиной 2 м на дно канавы через каждые три метра. На поверхности оставляем 5 см.
- Проволоку диаметром не менее 8 мм проложить и приварить к трубам. К средней трубе нужно еще приварить токоотвод. Можно приварить к трубам болты и соединить трубы медным кабелем.
- Смазать болты солидолом и закопать трубы.
Если грунт сухой и подземные воды находятся глубоко, можно соорудить вертикальный заземлитель из двух стержней длиной 2-3 м, которые вбиваются в землю на глубину 0,5м и расстоянием друг от друга 3 м. соединяются перемычкой с сечением 100 кв. м
Это заземление можно использовать и для защиты электроприборов, электрощитов в доме. Во время грозы опасно находиться рядом с заземлением в радиусе 4 м (можно попасть под шаговое напряжение). Молниезащиту можно устроить и на деревьях. Это возможно, если дерево выше дома вместе с антенной в 2-2,5 раза и удалено от дома на 3-10 м. Изготавливается она из куска проволоки, диаметром 5-8 мм, имеет односторонний спуск и одно заземление в виде петли.
Молниеотводы, применяемые для защиты от линейной молнии, неэффективны при шаровой. Для предотвращения попадания в дом такой молнии при грозе нужно плотно закрывать окна, двери, дымоходы, а вентиляционные блоки должны иметь сетку из медной или стальной проволоки с ячейками 3-4 см и надежным заземлением.
И, наконец, несколько советов . Для заземления металлической крыши в качестве токоотводов можно использовать ливнестоки. Для удобства забивания трубы вначале можно соорудить подмостки. Если размеры неизвестны, то защитную зону можно определить с помощью обычного прямоугольного равнобедренного треугольника. Прицельтесь по длинной стороне (гипотенузе) в молниеприемник. Короткая сторона (катет) при этом параллельна земле.
Если точка прицела ниже верхушки молниеприемника, значит вы в зоне защиты. Не располагайте рядом с дверями спуски токоотводов. Все металлические конструкции на крыше тоже заземляются. Состояние молниезащиты требует ухода и систематической проверки соединений. Лучше всего, если они будут сварочными.
Можно соорудить два токоотвода для надежности. Нельзя допускать коррозию, регулярно очищайте его от окалины. Каждые пять лет вскрывайте заземляющие электроды, проверяйте и при необходимости меняйте. И ваш молниеотвод на долгие годы обеспечит вам безопасное проживание.
в этом видеоролике вы можете посмотреть на примерный монтаж молниезащиты.
Дачные домики обыкновенно построены из горючих материалов, а пожарная часть находится далеко. Да и подъехать можно не к каждому строению, а от сильного ветра, сопровождающего любую грозу, тоже ничего хорошего ожидать не следует.
Порой от удара молнии выгорают целые дачные поселки .
Расскажем о том, как своими силами сделать эффективный молниеотвод и свести на нет риск прямого попадания «небесного разряда» в дом.
Упрощенно физику процесса можно описать так: источником молнии являются кучево-дождевые облака .
Во время грозы они превращаются в своеобразные гигантские конденсаторы . На верхней плюсовой части в виде кристаллов льда скапливается огромный положительно заряженный потенциал ионов, а в нижней минусовой области собираются отрицательные электроны в виде водяных капель.
Во время разряда (пробоя) этого природного аккумулятора между землей и грозовым облаком появляется молния - громадный электрический искровой разряд :
Протекать этот разряд всегда будет по цепи наименьшего локального сопротивления электрическому току. Факт общеизвестный и проверенный. Такое сопротивление бывает обычно у высотных построек и деревьев. Чаще всего именно в них и ударяет молния.
Идея молниеотвода заключается в обустройстве рядом с домом участка минимального сопротивления для того, чтобы разряд молнии проходил по нему, а не по строению.
Если у вас отсутствует на даче молниеотвод - пора задуматься о его сооружении. Самый дешевый и простой способ его изготовления - сделать все самому. Что же для этого нужно знать?
Итак, молниеотвод (громоотвод) есть устройство молниезащиты (грозозащиты), обеспечивающее безопасность здания и жизни людей , находящихся в нем, от разрушительных воздействий, которые могут возникнуть в грозу при прямом попадании молнии.
Это защищенный от коррозии , оголенный проводник - то есть, хорошо проводящий электроток материал как можно большей площади и большего сечения (минимум 50 мм²).
Собирается молниеотвод (громоотвод) из толстой медной проволоки или стальной катанки , труб нужного сечения либо из стальных, алюминиевых, дюралевых стержней различного профиля, уголков, полос и так далее.
Стальные материалы лучше использовать оцинкованные . Так как они менее подвержены воздушному окислению.
Из чего состоит грозозащита: устройство
Молниеотвод (громоотвод) простейшей конструкции состоит из 3 частей:
(спуск ).
Расскажем о каждом элементе подробнее.
Металлический проводник, закрепляемый на крыше здания либо на отдельной опоре (вышке). Конструктивно делится на три вида: штыревые , тросовые и сетчатые .
При выборе конструкции молниеприемника ориентируйтесь на материал , которым покрыта крыша дома.
1. Штыревое (или стержневое) устройство молниеприемника - это возвышающийся над домом металлический вертикальный стержень (смотрите рисунок ниже).
Подходит для крыши из любого материала , но предпочтительнее все-таки для металлической кровли . Высота штыревого молниеприемника не должна превышать 2 метра. А крепится он либо на отдельно стоящую несущую опору, либо непосредственно на сам дом.
Материалы для изготовления:
Стальная труба (20 -25 мм диаметром, со стенкой 2,5 мм толщиной). Ее верхний конец либо расплющивается, либо заваривается под конус. Можно также изготовить и приварить к верхнему краю трубы специальную заглушку в виде иглы.
Стальная проволока (8 -14 мм). Причем токоотвод должен быть точно такого же диаметра.
Любой стальной профиль (например, уголок или полосовая сталь не менее 4 мм в толщину и 25 мм в ширину).
Главное условие для всех этих стальных материалов - сечение минимум 50 мм².
2. Тросовое устройство молниеприемника - это натянутый по коньку на высоте до 0,5 м от крыши трос с минимальным сечением 35 мм² или проволока.
Обыкновенно применяется стальной оцинкованный канат. Данный вид молниеприемника подходит для деревянных либо шиферных крыш .
Закрепляется он на двух (1-2 метра) опорах из дерева, либо металла, но на металлические опоры необходимо установить изоляторы. С токоотводом трос соединяют при помощи плашечных зажимов .
3. Сетчатое устройство системы молниеприемника - это проложенная над крышей сетка толщиной 6 -8 мм. Эта конструкция самая сложная по исполнению. Применяется для крыш, покрытых черепицей .
4. Ну и совсем редко используется покрывное устройство молниезащиты - это когда в качестве молниеприемников выступают металлические конструктивные элементы самого дома (кровля, фермы, ограждение крыши, водосточная труба).
Все рассмотренные конструкции молниеприемников надежно соединяются при помощи сварки с токоотводом и через токоотвод с заземлителем одно- или двухбоковым сварным швом минимум 100 мм в длину.
(спуск) - средняя часть молниеотвода, представляющая собой металлический проводник с минимальным сечением для стали 50 , для меди 16 и для алюминия 25 мм в квадрате.
Главное предназначение токоотвода - это обеспечение прохождения разрядного тока от молниеприемника к заземлителю.
Идеальный путь для прохождения электротока - кратчайшая прямая, направленная строго вниз. Избегайте при монтаже молниеотвода поворотов под острым углом. Это чревато возникновением искрового разряда между близкорасположенными участками токоотвода, что приведет к неизбежному воспламенению.
Самый ходовой материал для токоотвода - неизолированная стальная проволока-катанка или полоса. Его проводят только по несгораемым поверхностям . На горючие стены следует устанавливать металлические скобки, которые сами будучи в контакте с горючей поверхностью защитят токоотвод.
Минимальное расстояние от стены до токоотвода 15-20 см.
Надо проложить его так, чтобы не было точек соприкосновения с такими элементами дома, как крыльцо, входная дверь, окно, металлические гаражные ворота.
Мы знаем, что соединять части молниеотвода лучше сваркой , но если это невозможно, допускается сопряжение токоотвода с заземлителем и молниеприемником при помощи трех заклепок или двух болтов . Длина наложения токоотвода на другие части системы при заклепочном соединении равна 150 , а при болтовом - 120 мм.
Конец не оцинкованной проволоки-катанки и место крепления проволочного токоотвода к стальным деталям для обеспечения надежного контакта нужно зачистить , а оцинкованную достаточно отмыть от пыли и грязи. Затем на конце проволоки делают петельку либо крючок, ставят с обеих сторон шайбы и как можно сильнее стягивают все это болтом.
Места соединения (если это не сварка) к тому же нужно обмотать в несколько слоев изолентой, затем грубой тканью, поверх перекрутить толстой ниткой и покрыть все краской.
Для улучшения контакта можно обработать концы проволоки оловом и спаять.
(заземляющие электроды ) - находящаяся в земле, нижняя часть молниеотвода, обеспечивающая надежный контакт токоотвода с грунтом.
Как правильно обустроить заземление, описано в ГОСТ ах и СНИП ах, но для самого простого варианта достаточно не менее одного метра от края фундамента и не ближе 5 метров от входа в здание закопать П -образную конструкцию из металлических проводников.
С задачей способен справиться обычный контур заземления (его делают для бытовых электроприборов).
Это 3 забитые и закопанные в землю электрода, соединенные между собой на одинаковом расстоянии горизонтальными заземлителями. Закапывать заземляющую конструкцию следует ниже максимального уровня промерзания почвы. От 0,5 до 0,8 метра в глубину.
Для заземлителя берут прокатную сталь сечением 80 мм, реже медь сечением 5о мм в квадрате. Вертикальные заземляющие электроды бывают 2-3 метра в длину, но чем ближе уровень грунтовых вод, тем они короче.
Если почва на вашей даче постоянно находится во влажном состоянии, то достаточно будет и метрового или полуметрового штыря.
На какую глубину забивать и какое количество электродов будет необходимо можно узнать в энергослужбе по месту проживания.
Нужно помнить, что качество заземления зависит от размера площади контакта заземлителя с почвой и удельного сопротивления самого грунта.
Заземлитель для молниеотвода нужен отдельный , не следует заземлять молниеприемник на бытовой контур. Категорически не советуем экспериментировать . Чревато последствиями.
Предлагаем посмотреть видео с наглядной схемой монтажа молниезащиты:
Согласно нормативным документам, для частных жилых домов установка систем молниезащиты необязательна . И только вам решать вопрос о целесообразности монтажа молниеотвода (громоотвода) на даче. Надеемся, что статья поможет принять правильное решение.