Использование металлической кровли в качестве молниеприемника
Обновлено: 06.07.2024
Можно ли использовать кровлю в качестве молниеприёмника?
Металлическая кровля является самым простым и доступным способом для обшивки крыши частного дома. Такое покрытие имеет долгий срок службы, легкость в монтаже и устойчивость к образованию коррозии. В качестве материалов может быть использованы цинк, цинк-титан, сталь, алюминий или медь. Распространено мнение, что для металлической кровли молниезащита не нужна, так как она выступает в качестве молниеприемника. Но так ли это на самом деле?
Согласно пункту 2.11 РД 34.21.122-87 на зданиях и сооружениях с металлической кровлей в качестве молниеприемника должна использоваться сама кровля. Но пункт 3.2.1.2 СО 153 накладывает отграничения на толщину кровли в зависимости от типа металла, поэтому при выполнении молниезащиты необходимо учитывать эти данные. Давайте разберем это на примере проекта нашего Эксперта.
Вопрос: Необходимо рассчитать молниезащиту для ангара. Помещение выполнено из полукруглого оцинкованного листа толщиной 1,8 мм ребристой конструкции, под листом нет ни утеплителя, ни каркаса. Лист оцинковки устанавливается на железобетонные стены высотой над землей 3,3 м. Может ли в данном случае лист закругленной оцинковки служить одновременно кровлей и молниеприемником?
Ответ: В соответствии с пунктом 3.2.1.2 СО 153 кровлю в качестве молниеприемника можно использовать при толщине металла от 0,5 мм. При толщине листа от 0,5 до 4 мм, можно использовать, но с условием, что кровлю не обязательно защищать от повреждения и нет риска воспламенения горючих материалов под ней. Если кровлю нужно предохранять от прожога и повреждения, тогда нужно использовать железо от 4 мм.
В данном примере, если кровлю нужно предохранять от прожога, то в качестве молниеприемника ее использовать нельзя, для защиты нужно применять, например, установленные на ней стержневые молниеприемники. В наивысшей точке здания устанавливается молниеприемник в виде штыря 0,5 – 1,5 метров. Чем выше молниеприемник, тем шире безопасная зона. К молниеприемнику присоединяется токоотвод в виде стальной проволоки, его спускают с крыши по стене и присоединяют к заземляющему устройству.
Если все проводящие элементы надежно соединены вместе, а под кровлей нет горючих материалов, то металлическую кровлю можно применять в качестве молниеприемника. Столкнулись с неразрешимым вопросом? Пишите в Технический центр ZANDZ и мы обязательно на него ответим.
Молниезащита металлической кровли: как правильно сделать
Многие считают, что металлическая кровля не нуждается в молниезащите. Но все, же органы надзорных служб требуют применение торсовых либо штыревых молниеприемников.
Related posts:
Молниезащита металлической кровли ![]()
Конечно же, это не является заблуждением. Кровлю используют в качестве приемника молний, элементы, не являющиеся металлическими, должны обладать молниеприемником.
Конечно, это не может обладать сто процентной гарантией. Безусловно,приемником молний является металлическая кровля,при этом ей необходимо обладать надежным электрическим контактом по всей ее поверхности.
В данном случае заземлитель должен свариваться с токоотводом и молниеприемником. Но если невозможно исполнить сварочную работу, то следует соединить с помощью болтов.
Возьмите на заметку! Металлочерепица и листы должны иметь между собой электрическую связь.
Не только кровля на основе металла, но и элитная кровля из меди, которые в свою очередь являются молниеприемниками, должны быть укрепленены к стропилам. Если опираться на данные статистики, то если молния попадает прямо в крышу, за этим действием следует возгорание. Это случается из – за того что при нагреве металлического настила до высокой температуры, которая является больше температуры возгорания стропила, изготовленного из дерева.
Конечно же, чаще всего укладка металлочерепицы производится на обрешетку, изготовленную из дерева, либо укладывают на рубероид.
Если используется металлическая кровля лучше всего ее соединить с заземлением. Это действие является выгодным и экономным, но все, же не является безопасным. Часто случается, что молния попадает в определенный участок крыши, образуя оплавления.
Бывают случаи, при попадании молнии в саму кровлю, которая имела толщину кровельных материалов меньше одного миллиметра, на место образовывалось оплавление, которое в дальнейшем переходило в пожар.
С помощью перечисленной нами информацией, сделаем вывод. Если металлические листы надежно соединить, сохранить между ними электрическую связь, при всем при этом прикрепить к материалам, которые являются негорючими, то крыша будет считаться молниеприемником. В данном случае толщину листов не учитывают.
Воспользуйтесь советом! Альтернативный способ это заземление кровли, из металла устанавливая тросовые и стержневые металлоприемники.
Молниезащита своими руками
Давайте более подробно рассмотрим устройство молниеприемника:
Лучше всего чтобы каждая постройка имела молниеотвод, для того чтобы иметь защиту дома от возгораний, тем самым сохраняя бытовые приборы. Данная система имеет два вида защиты: внешняя и внутренняя. Что касается внутренней, то она предназначена для того чтобы защищать электросети от перенапряжения, после удара молнией. Внешняя способствует защите от ударов.
В систему внешней защиты входят молниеприемники, токоотводы, устройства, которые предназначены для заземления кровли. Использование металлического штыря, либо конуса является использованием в виде молниеприемника.
В систему внешней защиты входят специальные разрядные устройства, которые способны ограничить перенапряжение.
Конечно же, внутренняя система не подвластна самостоятельному сооружению, возможно, только использовать в электросети готовые устройства. Внутренняя молниезащита имеет самый простой и дешевый способ: выключить все электрические приборы, если через десять секунд молния имеет промежуток после грома.
Наружная молниезащита изготавливается самостоятельно, не занимая много времени.
Кроме вышеперечисленных устройств будут необходимы аппарат для сварки, хомут либо скобы, для того чтобы соединить токоотвод. В данном случае он изготавливается из проволоки, которая имеет сечение в виде круга. Такого рода токоотвод способствует объединению в месте заземления с молниеприемником.
Изготовить заземлитель возможно из металла, который имеет сечение не меньше ста пятидесяти квадратных миллиметров. Хорошо подойдет использование стального прута с диаметром восемнадцать миллиметров. Данные элементы соединяют с помощью электросварки либо использование металлического хомута.
Важно! Делать заземление необходимо на расстоянии полтора метра от нахождения дома. Если рассматривать высоту расположения молниеприемника, то она зависит от нахождения защитного угла, примерно координаты его равны семидесяти градусам.
Высшая точка делается в виде верха зонта. Чтобы избежать повреждения молниеприемника необходимо немного выше использовать установку громоотвода.
Как сделать заземление?
Для того чтобы выполнить заземление необходимо использовать металлический предмет, лучше всего чтобы он имел большую площадь по максимуму, закапыпают его на самую глубину. Толстая труба, либо уголок из металла хорошо подойдет для заземления.
Закапывать нужно на глубину, которая превышает почвенного промерзания. Лучше всего использовать арматурную сетку, которую вкапывают в почву. Она изготавливается из проволоки более толстых размеров.
В период засухи имеющийся ток очень плохо проникает в грунт. Из — за этого рекомендуют в том месте, где происходит заземление необходимо поддерживать слои влажного грунта. Для этого нам будет нужна сточная вода с крыши, которая будет подведена к заземлению. Если же данный метод не получится, то используйте периодическое поливание водой на заземление.
Для того чтобы электропроводимость была на высшем уровне рекомендуют через некоторый промежуток годовых периодов просверливать шурфик и поместить в него соль.
Молниезащита является оголенным проводником, который в свою очередь имеет защиту от коррозии. Чаще всего его изготавливают из алюминия, либо проволоки.
- а — общий вид;
- б — крепление «вилки» на трубе;
- стержневой молниеприемник;
- тросовый молниеприемник;
- стойки;
- отмостки;
- заземлитель;
- зона увлажнения;
- токоотвод
Бытует мнение, что молниеприемник может защищать конус от удара различного вида молний. Он зависит от вершины собственного вида, включая боковую поверхность.
Полезный совет! От того как высоко вы поднимаете молниеприемник зависит площадь его защиты. Если расположить молниеприемник на высоту десять метров, следовательно конус тоже будет заканчиваться от молниеотвода в десяти метрах. Лучше всего чтобы на участке около дома находилось высокое дерево. В таком случае молниеприемник возможно будет установить на шест, который нужно закрепить с помощью хомута. Поднятие молниеприемника будет выше самого дерева.
Если же дерева не имеется, то молниеприемник возможно прикрепить к антенне в том случае если она не имеет металлическую поверхность и не окрашена. В таком случае она будет являться отличным молниеотводом.
Если все — таки антенна имеет деревянное покрытие, то следует обмотать проволокой. После необходимо соединить проволоку с выходом для заземления.
Бывают случаю, что возле дома нет дерева высоких размеров, нет в наличии мачты. В таких случаях с помощью дымовой трубы, возможно, закрепить на нее молниеприемник. Для установления молниеприемника к трубе цепляют штырь из металла, соединенный с уровнем заземления.
Единственный момент необходимо учитывать в данном случае. Используемый штырь будет способен создать нагрузки из — за ветра, тем самым возможно повредить дымовую трубу, в том случае если она плохо прикреплена.
В данном случае выполняют молниезащиту таким образом.
- на участках производят установление мачт размером два метра;
- далее натягивают плотную проволоку, которая имеет уровень изоляции.
- затем подводят данную проволоку к участку заземления.
Такой вариант создает зону для защиты самого дома.
Как рассчитать молниезащиту?
Конечно же, расчет молниезащиты имеет сложный и трудный подсчет. На сегодняшний день имеется множество калькуляторов, способных все это рассчитать.
Для того чтобы рассчитать пассивную защиту необходимо знать тип защищаемой постройки. Будь то тип прямоугольной постройки, которая имеет определенную высоту, и другие измерительные подсчеты. Является оно протяженным объектом либо одиночным сооружением.
Затем необходимо знать какое количество существует гроз в году. От этого будет зависеть удары молний на один квадратный километр. Для этого существуют специальные карты. Если вы получите все значения, то без особых сложностей рассчитаете молниезащиту для вашего участка.
Можно ли в качестве молниеприемника использовать металлические крыши?
Да, металлическую крышу можно использовать в качестве молниеприемника. В этом случае крыша должна быть не менее чем в двух местах соединена с заземлителем. При длине строения более 20 м через каждые (полные и неполные) 20 м’ по периметру крыши надо устраивать дополнительные токоотводящие спуски к заземлителю, выполненному в виде замкнутого контура по периметру строения. Из соображений экономии заземлитель в виде замкнутого контура заменяют несколькими отдельными заземлителями, к которым присоединяют токоотводящие спуски.
Если крыша строения, площадь которого в плане не превышает 150 м2, выполнена из непроводящего материала, то для молниезащиты такого строения по коньку крыши прокладывают стальную проволоку диаметром 6…8 мм. Она и служит молниеприемником. Эту проволоку в нескольких местах (главным образом по углам строения) соединяют при помощи токоотводящих спусков с заземлителями. По периметру верхней части дымовой трубы также прокладывают стальную проволоку и кратчайшим путем присоединяют ее к молниезащитному устройству. Для большей эффективности к дымовой трубе крепят стержневой молниеприемник (на рис. 125 не показан), возвышающийся над трубой на 25…30 см. Если кровля выполнена из легковоспламеняющегося материала (например, из соломы или щепы), то провода молниезащитного устройства следует крепить на изолирующих прокладках (расстояние между проводами и кровлей должно быть 15…20 см).
При устройстве молниеотводов, устанавливаемых непосредственно на зданиях и сооружениях, необходимо обращать внимание на правильное выполнение токоотводящих спусков, которых должно быть не менее двух, проходящих по противоположным скатам крыши.
Вебинар «Молниезащита эксплуатируемой кровли», страница 1
Рекомендуется просмотр с качеством "720p" в полноэкранном режиме.
Сегодня крыша не просто защита от дождя и снега, но важное технологическое пространство, где размещаются машины климат-контроля и вентиляции, монтируются антенные системы и другое электротехническое оборудование. Не редкость, когда крыша превращается в зону отдыха с большим скоплением людей. Существует кровля сложной конструкции, которую надо обязательно защищать от ударов молнии.
На фоне этого технологического разнообразия молниезащитная сетка, которой чаще всего пользуются проектировщики, выглядит неубедительно. И надо сказать не без оснований.
С анализа возможностей сетки предполагается начать очередной вебинар. Проектировщики забывают, что сетка предназначена только для защиты зданий с диэлектрической кровлей, да и то лишь при определённом её уклоне, когда человек на верхнем этаже или на чердаке не может попасть под опасное напряжение прикосновения. На металлическую кровлю сетка не кладется. Там она полностью бесполезна. И здесь первый вопрос – к какой категории относить железобетонные плиты? На диэлектрик они похожи очень мало.
Второй очень принципиальный вопрос касается расчёта зон защиты молниеотводов, смонтированных на крыше. Здесь самые принципиальные расхождения между отечественными нормативными документами по молниезащите и стандартом 62305 МЭК. Фактических данных о работе таких молниеотводов очень мало. Ждать новых исследований почти бессмысленно, а разбираться надо немедленно. Проект ждать не будет.
Установка молниеотводов на крыше обязательно возбуждает вопрос о безопасном отводе тока молнии в землю. У этого вопроса два важных аспекта. Во-первых, надо обеспечивать безопасность людей внутри и около защищаемого здания, снижая уровни напряжений шага и прикосновения. До хороших конструктивных решений тут очень далеко. Телевидение в грозовой сезон напоминает нам об этом совсем не жизнерадостными репортажами. Во-вторых, редкое здание не заполнено сегодня микропроцессорной техникой, дорогой и, к сожалению, мало устойчивой к электромагнитным воздействиям молнии. Правильное устройство молниезащиты может почти полностью снять эту проблему.
Быстрая навигация по слайдам:
Примерное время чтения: 63 минут
Тем, кто живёт на крыше
— У нас сегодня тринадцатый вебинар с Эдуардом Мееровичем Базеляном, посвящённый проектированию защиты. Тема сегодня очень интересная – молниезащита кровли, это актуальная тема и вызывает множество вопросов, потому как на крыше сегодня устанавливаются и различные системы климат контроля, различные антенны и даже зона отдыха и кафе, которые пользуются большой популярностью в теплое время года как раз в период грозовой активности. Разумеется, всё это каким-то образом нужно защищать от молнии, причём так, чтобы было безопасно отводить ток молнии в землю. А как это делать, если нормативные документы опять-таки содержат противоречия по этому поводу, а значит и вызывает проблему в работе проектировщиков. Сегодня как раз будем говорить с профессором Эдуардом Мееровичем Базеляном и попытаемся ответить на все возникающие вопросы. Пожалуйста, пишите ваши вопросы в чат и желательно указывать конкретные слайды, которые к вопросу относятся, либо какие-то фразы профессора, чтобы можно было понять, о чём идёт речь и более подробно на этот вопрос ответить. Чтобы увеличить или уменьшить громкость, вы может навести на видео лектора и регулятором отрегулировать нужный вам уровень громкости. Также вам могут пригодиться кнопки увеличения или уменьшения масштаба, они находятся на нижней панели под слайдами презентации. По организационной части – это всё. Можем начинать. Эдуард Меерович, добрый день.
Полезное производственное помещение
— С другой стороны – это антенная система. Их может быть очень много, они могут быть самые разные, в том числе они могут быть достаточно высокими. И тогда установка такой антенны на крыше – это вовсе не благодеяние, потому что благодаря повышенной высоте объектов в целом, у вас увеличивается число ударов в эту самую антенну. И если антеннщики будут вам говорить: «Да, Господи, что вы беспокоитесь? Наша антенна всё примет на себя», пожалуйста, такой болтовне не верьте. Антенна действительно всё примет на себя, но электромагнитные наводки от тока, которые потекут по этой антенне, будут точно таким же, как от канала молнии. И воздействие на электронную начинку того здания, которое вы защищаете, будет достаточно серьёзным и достаточно большим. Поэтому установка любых антенн на доме должна быть согласована и решена обязательно с позиции молниезащиты.
— О чем говорят требования наших нормативных документов? Здесь надо начинать с новой инструкции, «новых», потому что она уже 2003 года. В СО-153-34.21.122 нет не единого слова о кровле, кроме одного единственного. Если хорошо покопаться, вы найдёте там такие слова, что если кровля имеет металлическое покрытие толщиной 0,5 мм или больше, то эту кровлю можно использовать в качестве молниеприёмника. Толку от рекомендации никакого, потому что следом за ней сказано условие, что эта самая кровля должна быть положена на негорючее покрытие. В России тонкая всякая металл-черепица, металлопрофиль, они используются почти всегда в индивидуальном строительстве.
Молниезащита III категории
— Защищать кровлю особенно, если на этой кровле находится технологическое оборудование. Или если на этой кровле могут находиться люди, например, кровля превращена в зону отдыха, как только что говорил Алексей, защищать её надо обязательно. И тогда стоит очень внимательно отнестись к тому, что написано в РД 34. Я этот документ открывал, наверное, сотни раз. Перед этим семинаром я открыл его ещё раз, для того, чтобы посмотреть, а всё-таки, что же требуется. В молниезащите пункт 2.25 говорит следующее: защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений, относимых по устройству молниезащиты III категории, должно выполняться одним из следующих способов, указанных в таком-то пункте. Я лезу в этот самый пункт и вижу, что защиту надо выполнять при помощи отдельно стоящих тросовых стержневых молниеотводов или молниеотводов стержневых и тросовых, установленных на крыше. А в том случае, когда кровля не горючая и имеет наклон не больше, чем 1/8, то может быть использована металлическая сетка. Мы пропускаем в своей молниезащитной практике две вещи сразу. Первая вещь – негорючая кровля. У нас молниезащитную сетку кладут куда угодно, например, её кладут на железобетонные плиты. А железобетонные плиты ни в коем случае нельзя считать негорючей кровлей. Второе обстоятельство – этот самый наклон крыши. Откуда он взялся?
И по этой причине из-за большого количества металла все это можно использовать для отвода тока молнии в землю.
Сетка на железобетонной плите
— А что делать с сеткой? Сетку вас заставляют класть. Вы эту сетку кладете на железобетонные плиты для чего? Что может защитить такая сетка? Мы не один раз возвращались к этому вопросу, по-моему, даже на самом первом семинаре говорилось о том, что может сделать сетка, если ее положить на железобетонную плиту. Предполагается, что на железобетонной плите будет еще какой-то изоляционный слой и это может быть гидроизоляция, это может быть в какой-то степени теплоизоляция, но будет толщина этого покрытия вряд ли больше 1 см – 2 см, как правило, даже меньше. При таком превышении сетка абсолютно ни от чего не защищает. Мы провели численное моделирование такого сорта: взяли здание 40 х 40 метров по площади, прогнали его высоту от 10 до 60 метров, считали, что на этом здании на железобетонных плитах уложено гидроизоляционное покрытие немыслимой толщины чуть ли не 20 см и смотрели, сколько молний промахнется мимо этой сетки и ударят в железобетонную плиту. Оказалось в среднем – 35 – 40 % молний будет лететь мимо сетки. То есть защиты от сетки нет абсолютно никакой. Для чего её класть? На этот вопрос у меня есть один ответ, который вас разочарует.
Для чего сетка над плитами?
— Я думаю, что единственная функция, которую выполняет эта сетка – она обеспечивает отсутствие скандалов с Гостехнадзором. Для этого сетка действительно нужна. Вы без неё не обойдетесь, потому что убедить Гостехнадзор, что трактовка РД 34 происходит абсолютно неправильно, я уверяю вас, не удастся. Во всяком случае, нам это не удавалось никогда. Есть у сетки ещё какое-нибудь полезное свойство? Одно есть, но оно никаким способом не относится к защите от прямых ударов молнии, а к электромагнитной обстановке внутри здания. Для того, чтобы облегчить электромагнитную обстановку и сохранить электронную технику, которая будет находиться в жилом здании или в офисном здании, вам надо как можно сильнее ослабить магнитное поле тока молнии.
Расхождение между стандартом МЭК 62305 и СО 153-34.21.122-2003
— Но вот если теперь говорить о молниезащите всерьез, то проблема начинается с самого начала. Перед вами наверху картинка, которую я заимствовал из стандарта МЭК. По этой картинке молниеотвод, который установлен на кровле, отсчитывает свою высоту от уровня крыше, если говорить о защитном действии того, что находится на крыше. И он отсчитывает свою высоту от земли, если речь идёт о защите этим молниеотводом того, что находится на земле. Так трактует МЭК молниезащиту. Как трактуют молниезащиту российские документы для молниеприемника, который установлен на крыше? Совсем по-другому. Где бы у вас не устанавливался этот молниеприемник, на какой бы крыше он не стоял, у края крыши, в середине ли крыши – не имеет никакого значения. Его высота отсчитывается от уровня земли. И то и другое, ни в коем случае нельзя назвать правильным. Это некая условность, которую приняли в одном месте вот так, в другом месте, в России в другую сторону. К чему это приводит? Давайте сначала разберёмся со стандартом МЭК. Я хочу молниеприёмником, который стоит на крыше, защищать то, что там крыше находится. Тогда высота этого молниеприёмника у меня может быть очень маленькой, потому что посмотрите при маленькой высоте молниеприёмника, она у меня очень небольшая, скажем, 2 метра. Защитный угол, который определяет наклон прямой, которая ограничивает зону защиты, получается страшно большой. Он находится этот угол в пределах 70˚ - 80˚. И если вы умножите высоту молниеотвода на тангенс угла наклона, то радиус зоны защиты поверхности земли у вас получится очень больших размеров. Смотрите, для первого уровня молниезащиты он находится для двухметрового молниеприёмника на уровне 5,5 метров, а для третьего уровня защиты, который чаще всего и приходится применять на практике в жилых зданиях аж целых 8 метров. Что такое 8 метров радио защиты? Известен такой параметр: молния стягивает на себя удары молнии с радиуса, который равен утроенной высоте молниеприемника. Значит, для двухметрового молниеотвода радиус стягивания молнии получится 6 метров, а радиус защиты получается 8 метров по МЭКу, то есть это полный абсурд, как же так может быть? Молнии притягиваются только с меньшего расстояния, а защищается большее расстояние. Этого быть не может и это совершенно неправильно. И ясно, что это будет зависеть ещё от чего. А какая крыша по величине? Она большая или маленькая? А где молниеотвод стоит? В середине крыше или он стоит где-то сбоку этой крыши? Это тоже совершенно непонятно. К не меньшей глупости приводит и российская зона защиты, потому что посмотрите, пожалуйста, вот у меня десятиэтажное здание 30 метров высотой. Я на это десятиэтажное здание ставлю молниеотвод, но по российским нормам зона защиты начинается ниже вершины молниеотвода и ниже вершины для надёжности защиты 0,9 – это 15%. То есть если у меня на крыше стоит молниеприёмник высотой в 4,5 метра, он вообще никого и ничего не защищает. Так получается по российским нормам. Это тоже глупость. Эта глупость говорит о том, что и наши российские нормы и нормы стандарта МЭК, они придуманы без какого-нибудь серьёзного физического обоснования.
График изменения тока короны
— И это физическое обоснование нужно искать для того, чтобы разобраться с этим делом. Я попробовал вам показать в течение 5 минут насколько это серьёзно. Я разобрал такую задачу. У меня 100 метровое по высоте здание и на этом здании торчит молниеприемник высотой в 6 метров. Как этот молниеприемник притягивает молнии? Об этом мы говорили много раз, он притягивает молнию благодаря тому, что от вершины молниеприёмника навстречу каналу молнии развивается процесс газоразрядный, который формирует плазменный канал и этот канал называют специалисты по молниезащите встречным лидером. До того, как этот канал возникнет, от вершины этого молниеприёмника в электрическом поле грозового облака формируется корона. И посмотреть, как отличаются характеристики этой короны в зависимости от того, а на какой крыше по размеру стоит этот молниеприёмник. Что здесь получится?
Какие кровли притягивают молнию?
При проектировании дома или здания большое внимание уделяется молниезащите кровли, будь она металлическая, медная, сэндвич, фланцевая либо из других материалов. Поэтому архитекторов и будущих владельцев частных и общественных построек часто интересует вопрос, какие крыши притягивают молнии и как с этим бороться. Однозначно ответить на этот вопрос специалисты не могут. Давайте попробуем разобраться, какая кровля безопаснее.
Формирование молнии
Всем еще со школьных лет известно, что разряд молнии не поражает объекты, расположенные близко к земле. На ускоренном просмотре видео формирования молнии можно увидеть, как к грозовой туче навстречу молнии растет плазменный канал от вершины какого-нибудь наземного сооружения. Это явление специалисты называли встречным лидером. Удар молнии – это не что иное, как встреча двух плазменных каналов, стремящихся друг к другу от облака и наземного объекта. В некоторых случаях слияние каналов происходит на высоте в несколько десятков метров от объекта. Для того чтобы встречный лидер мог вырасти, и эта встреча произошла необходима определенная энергия, имеющая электрическую природу. Обычно она расходуется на разогрев и ионизацию газа в создаваемом плазменном канале. Эта энергия питается от электротока, протекающего непосредственно по каналу, а также токопроводящим элементам объекта и земле.
Многие исследователи, проводя массу прикладных опытов, пытались подтвердить утверждение, что более длинные встречные лидеры перехватывают молнии, формирующиеся соответственно выше в облаках. Вполне логично, что для быстрого формирования и роста такого лидера достаточно низкого сопротивления элементов основной конструкции постройки, что обеспечит течение электрического тока большего значения. На практике сопротивление заземления как раз такое и есть (низкое, например около 1000 Ом), то есть абсолютно не мешает росту встречного лидера.
Какой материал лучше для молниезащиты кровли?
Если представить, что крыша смонтирована из пластика без единого металлического гвоздя, можно смело утверждать, что молния эту крышу не заметит. Однако это произойдет только в том случае, если материал будет водоотталкивающим. В противном случае влага, впитавшаяся в него, обеспечит нужное сопротивление заземления. Поэтому вид кровельного покрытия не имеет никакого значения.
Часто благодаря прекрасным эксплуатационным характеристикам и высоким изоляционным свойствам в качестве кровельного покрытия используется черепица. Однако высокое напряжение молнии быстро перекроет ее, и еще легче перекроется воздушная прослойка между черепицами в зазорах. Это откроет дорогу наверх формирующемуся встречному лидеру. Точкой старта лидера может служить любая металлоконструкция, размещенная на крыше: фермы и балки, изготовленные из металла, электропроводка, трубы водопровода или системы отопления. Ситуация кардинально не изменится при замене металлических труб на пластиковые.
Особенности молниезащиты кровли
Современные действующие Инструкции, нормирующие молниезащиту кровель, допускают использовать крышу, как молниеприемник при толщине металлического листа 0,5 мм или покрытии металлом любого другого вида материала. При этом крышу достаточно заземлить как минимум в двух точках. Правда специалисты обращают внимание, что для эффективной молниезащиты кровли металлической, медной, фланцевой, мягкой или сэндвич, скатной или с небольшим уклоном, важно чтобы под ней не располагались горючие стройматериалы. Это связано с тем, что при контакте молнии с металлом, последний расплавится. Молния, конечно, не проникнет в чердачное помещение, однако образовавшаяся горячая капля металла, попав на деревянные стропила или обрешетку, может привести к негативным последствиям.
Некоторые специалисты рекомендуют для защиты крыш от разрядов молнии использовать молниеприемную сетку из проводника. Для надежности шаг ячеек должен составлять не менее 6х6 или 12х12 м2. Однако опытные профессионалы утверждают, что такая конструкция на металлической кровле бессмысленна. Она никак не сможет защитить крышу от удара молнии. Для наиболее эффективной молниезащиты кровель металлических, фланцевых, мягких, медных, сэндвич и т.п. лучше монтировать стержневые или тросовые громоотводы. При этом важно правильно определить их место расположения и высоту.
На кровле из диэлектрических материалов сетка будет эффективна. Эта конструкция с определенной долей надежности обеспечит молниезащиту разных металлических объектов, размещенных чердаке, а также оборудование, связанное с землей. Стоит также обратить внимание, что заявленный шаг ячеек не всегда позволяет организовать молниезащиту кровли, а в некоторых ситуациях молниеприемники сложно грамотно закрепить на современных кровлях. Для создания действительно надежной и эффективной защиты крыши от ударов молнии лучше проконсультироваться со специалистами. Современные производители часто в своих каталогах указывают номенклатуру крепежных элементов, которые позволяют смонтировать молниеприемники без сверления и сварки.
Форум электриков, монтажников, энергетиков, проектировщиков.
Использование металлической кровли в ка-ве молниеприемника
Негосударственная экспертиза завернула проект на электроснабжение АЗС со следующим замечанием:
"Обосновать использование металлической кровли в качестве молниеприемника в соответствии с СО 153.34.31.122.-2003"
на которое получило ответ:
"В соответствии с федеральным законом от 27.12.2002 г.№184-ФЗ "О техническом регулировании",СО 153.34.31.122.-2003 относится к документам рекомендательного характера. Согласно письму минэнерго от 01.12.2004 № 10-03-04/182 "Приказ Минэнерго России от 30.06.2003 № 280 не отменяет действие предыдущего издания "Инструкции по молниезащите зданий и сооружений" (РД 34.21.122-87), а слово "взамен" в предисловии отдельных изданий инструкции СО 153-34.21.122-2003, не означает недопустимость использования предыдущей редакции. Проектные организации вправе использовать при определении исходных данных и при разработке защитных мероприятий положение любой из упомянутых инструкций или их комбинацию" Согласно п2.11 РД 34.21.122-87: "На зданиях и сооружениях с металлической кровлей в качестве молниеприемника должна использоваться сама кровля"
На что эксперт ответил: "В соответствии с Письмом министерства энергетики РФ от 24.10.2011г №10-2360, обе инструкции являются действующими, и, следовательно, требования обеих инструкций должно соблюдаться"
Вопрос:
1) как объяснить инспектору, что документ СО необязателен к применению?
2) может есть у кого это письмо: 24.10.2011г №10-2360
В РД толщина металлической кровли в качестве молниеприемника не регламентируется. Любая заземленная металлическая кровля может использоваться как молниеприемник.
Толщина кровли 0,5 мм, крепится саморезами к металлическому каркасу из прямоугольных труб сечением 40х25 и толщиной металла 2 мм. Элементы каркаса соединены между собой сваркой, каркас приварен к стальным стойкам-стальным трубам диаметром 210х7 , стойки в свою очередь заземлены отдельным заземлителем.
У нас в СО почти то же самое:
3.2.1.2. Естественные молниеприемники
Следующие конструктивные элементы зданий и сооружений могут рассматриваться как естественные молниеприемники:
а) металлические кровли защищаемых объектов при условии, что:
электрическая непрерывность между разными частями обеспечена на долгий срок;
толщина металла кровли составляет не менее величины t, приведенной в табл. 3.2, если необходимо предохранить кровлю от повреждения или прожога;
толщина металла кровли составляет не менее 0,5 мм, если ее необязательно защищать от повреждений и нет опасности воспламенения находящихся под кровлей горючих материалов;
кровля не имеет изоляционного покрытия. При этом небольшой слой антикоррозионной краски или слой 0,5 мм асфальтового покрытия, или слой 1 мм пластикового покрытия не считается изоляцией;
неметаллические покрытия на/или под металлической кровлей не выходят за пределы защищаемого объекта;
б) металлические конструкции крыши (фермы, соединенная между собой стальная арматура);
в) металлические элементы типа водосточных труб, украшений, ограждений по краю крыши и т.п., если их сечение не меньше значений, предписанных для обычных молниеприемников;
г) технологические металлические трубы и резервуары, если они выполнены из металла толщиной не менее 2,5 мм и проплавление или прожог этого металла не приведет к опасным или недопустимым последствиям;
д) металлические трубы и резервуары, если они выполнены из металла толщиной не менее значения t, приведенного в табл. 3.2, и если повышение температуры с внутренней стороны объекта в точке удара молнии не представляет опасности.
Таблица 3.2 - Толщина кровли, трубы или корпуса резервуара, выполняющих функции естественного молниеприемника
материал /толщина кровли, мм
Железо/4
Медь/5
Алюминий/7
ПС: обратите внимание на синий фрагмент, там можно использовать такую крышу.
И САМОЕ ГЛАВНОЕ может есть у кого это письмо: 24.10.2011г №10-2360
Есть такое письмо, оно также актуально
Так что пользуйтесь на здоровье любым из этих документов, полагаю, что будет РД 34.21.122-87
Добросовестно все прогуглил, нифига нет такого письма и рядом. Подозреваю что ваш эксперт приколист. Или что-то в исходных данных письма напутано. А можно запросить у этого типа такое письмо. Короче в открытом доступе документа нет, возможно он узковедомственный и опять же не обязателен к исполнению. Уже год прошел а его никто не видел. Так я думаю.
Я с экспертом по телефону поговорил, про письмо 10-03-04/182 сообщил, отослал его по и-мейлу, попросил прислать письмо о котором он говорил. Сказал что его у него тоже нет. Тугой, до невозможности, говорит: "мы всегда по СО рассчитываем молниезащиту, у него требования жестче и т.д. и т.п. ". Вобщем добил я его, принял он мой ответ!
Пришли к мнению, что я вправе использовать любую инструкцию, а следовательно этот вопрос снят.
Так что не принимайте все замечания экспертов, читайте внимательно все правила, а главное нашу библию - ПУЭ. Я так отписался от 12 замечаний из 14 у этого эксперта))))
Не принимайте близко к сердцу, поймите, замечания - это их работа, если у них нет замечаний, значит они не отрабатывают свои деньги, поэтому вопросы будут всегда. А то что надо с сними спорить - это правильно!
А что касается СО 153.34.21.122-2003 - то эта инструкция не доработана, по ней нельзя посчитать все что нужно: то одного нет, то другого. Финансирование то приостановлено )))
Молниезащита металлической кровли
«Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций СО-153-34.21.122-2003» допускает применять в качестве молниеприемника металлическое кровельное покрытие. Однако, если вникнуть в суть вопроса, становится ясно: и в этом случае не стоит пренебрегать установкой системы молниезащиты.
В названии статьи кроется парадокс. Действительно, большое сечение металла кровли должно было бы обеспечить низкие плотности тока молнии, при которых не может быть и речи о перегреве материала. Не случайно, последний отечественный нормативный документ «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций СО-153-34.21.122-2003» допускает применять в качестве молниеприемника кровлю с толщиной металлического покрытия от 0,5 мм. Жесткого металлического соединения между кровельными листами не требуется. Они могут монтироваться не только внахлест, но даже с использованием слоя краски, асфальтового покрытия толщиной до 0,5 мм или пластика толщиной до 1 мм (п. 3.2.1.2).
Сказанным не следует обольщаться, потому что в процитированном разделе норматива есть жесткая оговорка. Все приведенное выше справедливо для кровель, которые «не обязательно защищать от повреждений и нет опасности воспламенения находящихся под кровлей горючих материалов». Именно в этом ограничении кроется суть проблемы. Место контакта канала молнии с металлом перегревается обязательно. Выделившейся здесь энергии не так уж много, но все-таки достаточно для плавления приблизительно 3-3,5 г стали. В результате в кровельном листе толщиной 1 мм образуется отверстие радиусом около 1 см. Сам канал молнии в это отверстие не проникнет. Он прекратит свое развитие, достигнув металлической поверхности, а капля расплавленного металла, скорее всего, упадет на чердак. Ее дальнейшая судьба плохо предсказуема, ибо ни один специалист по молниезащите не может знать, какое количество горючего хлама собрано на чердаке. К тому же в российской практике и стропила крыши, и обрешетка очень часто делаются из дерева. В специальной литературе нет четких сведений об эффективности противопожарной пропитки деревянных строительных деталей.
Рассчитывать на использование непроплавляемой кровли тоже не приходится. Для этого по существующим нормам толщина стального листа должна быть не меньше 4 мм, медного — 5 мм, а алюминиевого — даже 7 мм (табл. 1). Неоправданно дорого и немотивированно тяжело для конструкции крыши. Остается рассчитывать на молниеотводы.
Правила проектирования молниеотводов определяются категорией молниезащиты по все еще действующему нормативу «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87» или уровнем молниезащиты в уже цитированном новом нормативе СО-153-34.21.122-2003. В первом документе введено три категории молниезащиты. Жилые здания, как правило, относятся к III категории, а для их защиты наиболее часто используется металлическая сетка с шагом 12х12 м. Ее укладка на металлической кровле абсолютно бесполезна. Известно, что для эффективной работы молниеприемник любого типа должен заметно возвышаться над защищаемым объектом. Превышение сетки на диаметр своей проволоки (меньше 1 см) над металлическим листом кровли для молнии совершенно неразличимо. Рассчитывать можно только на стержневые или тросовые молниеотводы.
Норматив СО-153-34.21.122-2003 оперирует внешней молниезащитой четырех различных уровней (табл. 2). Жаль, что указаний по выбору оптимального уровня в документе нет. Предполагается, что все зависит от воли проектировщика или заказчика проекта. В разделе 3.3 данного нормативного документа представлены правила выбора молниеотводов по их зонам защиты. Расчетные формулы позволяют рассчитать зоны с надежностью защиты 0,9; 0,99 или 0,999. Надежность в три «девятки» в жилищном строительстве практически не используется из-за излишне больших затрат, а две другие, примерно отвечающие III и I уровням внешней молниезащиты, вполне реальны.
Легко показать, почему проектировщики предпочитают молниеотводы с надежностью 0,9, особенно в гражданском строительстве. Индивидуальный особняк, даже очень просторный, редко превышает в плане 15х15 м2, а его высота — h = 10 м. Линия, ограничивающая площадь стягивания молний SM, отстоит от внешнего периметра здания на расстояние r = 3h = 30 м. В совокупности получается не более SM = 5600 м2 0,0056 км2. При средней плотности грозовых разрядов в землю на территории России nM = 3 (на квадратный километр в год) особняк соберет на себя ежегодно в среднем NM = nMSM 0,017 молний, т.е. приблизительно одну молнию за каждые 60 лет. При надежности молниезащиты 0,9 лишь 10% из них прорвется мимо молниеотводов к особняку. В среднем, такое произойдет 1 раз за 600 лет — риск не столь уж велик. Во всяком случае, он меньше, чем от других природных катаклизмов.
Теперь о выборе типа молниеотводов. Самыми соблазнительными кажутся активные молниеотводы, например ESE-молниеотводы, реклама которых, нет-нет, да и проникает в отечественную печать, обещая необычайные чудеса. Как не соблазнительно увеличить радиус зоны защиты в 5-6 раз при помощи насадки на молниеприемник длиной всего в 50-60 см! Рекламные проспекты выглядят очень солидно, часто со ссылками на испытания в известных специализированных лабораториях. Вам могут показать даже протоколы испытаний, но чаще издали. К протоколам могут приложить письма чиновников крупного масштаба, не возражающих против применения активных молниеотводов в подведомственном им регионе или отрасли промышленности.
Рекламная кaмпания такого рода мало чем отличается от надоевших кaмпаний по продаже «Герболайфа» и других чудодейственных пищевых добавок. Много шума и никаких доказательств пользы. Можно с уверенностью утверждать, что в лабораториях не удалось получить хоть сколько-нибудь явных доказательств эффективности активных молниеотводов. Это невозможно в принципе, поскольку даже длинный лабораторный искровой разряд по многим параметрам не подобен многокилометровой молнии. К нулевому результату пришли и теоретические оценки, основанные на компьютерном моделировании процесса притяжения молнии к наземным сооружениям. Наконец, прямые натурные наблюдения за активными молниеотводами в США тоже не выявили никакой повышенной активности. Получается, что сравнение с пищевыми добавками вполне обоснованно — деньги потрачены, пользы никакой.
Не случайно активные молниеотводы даже не упоминаются в российских нормативах по молниезащите. Так же поступают в США и в европейских странах, регламентирующих молниезащиту по стандарту№62305 Международной электротехнической комиссии. Открытая дискуссия в журнале на этот счет была бы крайне полезна. Полагаю, что специалисты по физике молнии и практической молниезащите охотно выскажут свои аргументы. Не ясно только, что будет предъявлено их оппонентами. Сами чиновники научных исследований не проводят, а многочисленные ООО, экспертизой которых они руководствуются, предпочитают держаться в тени. Хотелось бы, например, познакомиться с аргументами ФГУ «Центр лабораторного анализа и технических измерений УрФО», подготовившего положительное заключение об активном молниеотводе «ГРОМОСТАР» ООО ТД «Электроизделия». Случай такого рода далеко не единичный, а объединяет их отсутствие профессионалов по молниезащите в рецензирующей организации. Лично мне не известно ни одной публикации в серьезном научном журнале, которая бы поддержала принцип действия сегодняшних активных молниеотводов.
Никто не запрещает истратить деньги на активную насадку и пристроить ее на обычном молниеотводе. Особой беды она не принесет. Важно только помнить, что эффективность работы молниеотвода от этого не увеличится (вернее, увеличится, но в строгом соответствии с ростом высоты молниеприемника за счет установленной насадки).
Что рекомендовать проектировщику? Если конфигурация крыши простая, лучше начинать с тросового молниеотвода вдоль ее конька. Трос нетрудно подвесить на высоте 1,5-2 м над коньком. Для этой цели производятся специальные тросовые стойки, которые крепятся при помощи различных крепежных хомутов и уголков. Например, фирма DEHN+SOHNE предлагает трубостойки (арт. № 105 300) с резьбой М10 для монтажа клеммы для крепления тросов (арт.№ 105 079), а также широкий ассортимент крепежных изделий для крепления трубостойки к различным профилях, например к стене (арт.№105 340). Если необходимо, трос можно подвесить и на более мощных удерживающих опорах (арт.№105 301). Во многих случаях при помощи троса удается разместить в зоне защиты всю поверхность кровли, особенно, если крыша двускатная. Не надо забывать, что трос не обязан быть прямолинейным. Например, он может идти вдоль Т-образного, П-образного или Г-образного конька для здания соответствующей конфигурации. Зона защиты столь сложного по форме троса будет не меньше, чем сумма зон защиты всех его прямолинейных участков.
Хотелось бы применить для расчета защитного действия многократных стержневых молниеотводов компьютерную программу, упомянутую в отечественном нормативе. Она давно известна специалистам, но до сих пор не выпущена в качестве товарной продукции, доступной широкому пользователю.
Наконец, последнее. Для плоских кровель хороший результат дают замкнутые тросовые молниеотводы, подвешенные по внешнему периметру здания. Расчет их зоны защиты приведен в нормативе СО-153-34.21.122-2003.
Э.М. Базелян, профессор, докт. техн. наук, заведующий лабораторией молниезащиты ЭНИН им. Г.М. Кржижановского
Читайте также: