Как сделать молниезащиту здания с металлической крышей

Обновлено: 16.05.2024

Молниезащита дома с металлической крышей

Издавна сверкание молний и грохот грома во время грозы вызывали безотчетный страх у человека. Позже люди поняли, что опасность представляет не сам гром, а молния, которая может попадать в строения, высокие деревья и даже в людей и животных.

От ударов молнии часто возникали пожары, уничтожавшие целые поселения и оставлявшие жителей без крова над головой. Поэтому очень важно сделать все возможное, чтобы защитить жилье от попадания молнии и его последствий.

Оглавление статьи (нажмите, чтобы открыть)

Необходима ли молниезащита металлической крыши?

Уже более столетия для покрытия крыш жилых зданий чаще всего используется металл. Это и традиционные фальцевые кровли из листовой стали и меди, и крыши из металлочерепицы или профнастила.

Хотя сам металл кровельного покрытия не горит, в большинстве случаев он укладывается на деревянные конструкции обрешетки и горючие изоляционные покрытия. Именно они обычно являются источником возгорания, поскольку при ударе молнии в металлическом покрытии кровли возникают оплавления и прожоги, вызванные огромной температурой грозового разряда. Поэтому, как только люди поняли природу молнии, они начали устанавливать на высоких зданиях громоотводы с целью защитить их от ударов стихии.

Первые молниеотводы представляли собой высоко поднятые на специальных мачтах металлические стержни, которые во время сильной грозы притягивали разряды молнии. Именно поэтому молниезащита металлической крыши с помощью молниеотвода сразу превращает ваш дом в объект возможной атаки, подвергая опасности не только вас, но и ваших соседей.

Принимая решение о необходимости устройства молниезащиты, нужно прежде изучить высотность окружающей застройки. Если рядом с вами есть доминирующие объекты, например, высокие здания, водонапорные башни или магистральные опоры линии электропередач, с установкой молниеотвода лучше не торопиться.

В этом случае лучше выполнить заземление металлической крыши. Для этого металлические листы кровельного покрытия надежно соединяют между собой и со всеми металлическими конструкциями, расположенными на крыше и присоединяют их к сети заземления.

Электрики называют это системой уравнивания потенциалов. Во время грозы (при близких разрядах молнии) в наэлектризованном воздухе возникают огромные перенапряжения, которые могут привести к возникновению электрических разрядов между различными деталями кровли. Заземление железной крыши защитит здание и от возникновения внутри дома шаговых напряжений с большой разницей потенциалов.

Установка молниеотвода

Если же ваш дом не защищают соседние боле высокие строения, об его молниезащите придется позаботится самому.

Большая часть специалистов считает наиболее оптимальной установку молниеотвода рядом с домом на некотором расстоянии от него. Обезопасив здание от прямого попадания грозового разряда, он, при этом, не станет причиной возникновения внутри дома опасных перенапряжений.

Если рядом с домом есть высокое дерево, молниеотвод можно установить прямо на нем. Для этого на длинном шесте закрепляют металлический прут таким образом, чтобы его конец был выше кроны дерева.

Для установки молниеотвода можно использовать и мачту, на которой установлена телевизионная антенна. Если же такой возможности нет, молниеотводы устанавливают прямо на крыше здания. Их можно разместить как на фронтонах, так и на дымовой трубе дома.

В последние годы появились современные системы так называемой «активной молниезащиты». В них, вместо обычных стержневых молниеприемников, устанавливаются специальные устройства, посылающие навстречу молнии мощный электрический разряд, принимающий на себя всю силу ее удара.

Различные виды молниезащиты зданий

Из курса школьной физики известно, что зона защиты молниеприемника представляет собой конус, внутри которого должен находится защищаемый объект. Из этого вытекает, что чем выше будет молниеотвод, тем больше будет объем защищенного пространства.

Высота молниеотвода должна быть приблизительно равна длине здания, умноженной на три. Часто, если здание имеет большие размеры, установить молниеотвод необходимой высоты очень сложно и трудоемко. В таких случаях используют другие виды молниеприемников. Кроме стержневого, молниеприемники бывают сетчатого и тросового типов.

При установке молниеприемника любого вида, устройство системы уравнивания потенциалов и заземление в частном доме крыши являются обязательными.

Устройство внешней молниезащиты жилого дома

Основными элементами системы молниезащиты являются молниеприемник, токоотвод и заземлитель.

Самый обычный молниеприемник представляет собой стальной стержень, сечением не менее 100 мм² и длинной до 1,5-2,0 м. Обычно для этой цели используют стальной прут диаметром 12 мм.

Токоотводом соединяют молниеприемник с контуром заземления. Уже из самого его названия понятно, что он предназначен для отвода грозового разряда в землю. Толщина токоотвода должна быть не менее 6 мм, поскольку сила тока грозового разряда может достигать 200 тысяч ампер! К токоотводу присоединяется и заземление металлической крыши.

Контур заземления состоит из нескольких электродов, погруженных в землю и соединенных между собой. Выбор его конструкции зависит от характеристик грунта в месте постройки дома.

Соединение всех деталей системы молниезащиты между собой должно быть очень надежным. На рисунке показаны различные способы соединения между собой различных ее элементов.

Контур заземления выполняется на расстоянии 1,5-2,0 м от стены здания со стороны, противоположной входу в дом. Для этого отрывается траншея, глубиной не менее 0,5 м. На дно траншеи на глубину 2-3 м забиваются электроды заземления из стальных уголков или отрезков металлических труб.

Площадь поверхности электродов заземления должна быть как можно большей. Так, стальной уголок должен быть размером не менее 50х50 мм. Чем больше будет площадь соприкосновения металла с землей, тем меньшим будет сопротивление растекания контура заземления и выше его эффективность.

Количество электродов зависит от электрического сопротивления грунта и эго влажности. В очень сухую погоду землю в районе расположения контура заземления рекомендуется увлажнять. Между собой электроды соединяются заземлителем из стали, сечением не менее 150 мм². Чаще всего для этой цели используют стальную полосу, сечением 40х4 или прут диаметром 16 мм.

Во влажных грунтах с высокой электропроводимостью допускается не устанавливать электроды заземления. В этом случае в грунт укладывается только горизонтальный заземлитель. Для увеличения проводимости грунта в зоне контура заземления иногда выполняют шурфы и насыпают в них селитру или соль.

На рисунке показано подключение системы молниезащиты к контуру заземления.

Соединения между элементами контура заземления выполняются с помощью электросварки, причем окрашиваются только места сварных соединений.

Профнастил для кровли – размеры листа

Ширина, длина, толщина профнастила для кровли. Какие размеры профлиста для крыши оптимальны? На что стоит обращать внимание? Как зависят технические характеристики профлиста для кровли от формы профиля?

Устройство крыши из профнастила

Устройство кровли из профнастила: от обрешетки и кровельного пирога до схемы укладки листов профлиста и его крепления. А также герметизация крыши, конструкция карнизной планки, фронтонов и конька.

Элементы кровли из профнастила

Зачем нужны доборные элементы для профнастила? Какие типы доборных элементов для кровли наиболее распространены? Как их использовать? Ответы на все эти вопросы читайте в статье.

Нужно ли заземлять крышу из профлиста?

Может ли ударить молния в покрытую профнастилом крышу? Рядом находится заземленный столб с электрическими проводами.

Если рядом с частным домом идёт ЛЭП. А это обычно именно так. Обязательно! Наводку можете сами проверить – индикатором. Заземление в квартире не нужно – арматура стен заземлена, поэтому наводки – нет.

Это палка о двух концах. Если вокруг вашего дома нет высоких деревьев или строений выше вашего дома, то нет необходимости заземлять вашу крышу. А если дом стоит по отдельности, то заземление намного увеличит шанс попадания в вашу крышу молнии, так что опять скажу, не стоит заземлять. В вашем случае молния скорее ударит в заземленный столб, он является молниеотводом.

Почему заземление кровли жизненно необходимо?

Сегодня заземление кровли является весьма востребованной услугой. На сегодняшний день это является единственным способом защитить свое жилье. В каких случаях заземление необходимо? Что нужно для устройства? О каких тонкостях необходимо знать? Рассмотрим все эти вопросы максимально пристально.

Необходимость заземления

Количество людей, решивших обезопасить свой дом от удара молнии, стремительно растет. Но всегда ли нужно заземление?

Рассмотрим факторы, которые повышают риск попадания молнии в жилое здание:

Отсутствие более высоких зданий или деревьев поблизости. В большинстве случаев молния бьет в самый высокий предмет. Это может быть дерево, многоэтажное здание, линия электропередач. Ну а если поблизости от дома этого нет, то опасность попадания молнии и, соответственно, возникновения пожара, значительно возрастает.
Наличие высокой антенны или металлическая кровля. Металлическая кровля, высокая антенна или вышка для приема интернета вдали от населенного пункта значительно повышает риск, так как молнию притягивают такие предметы.

Нелишним будет узнать, насколько часто в регионе бывают дожди с грозами, имели ли место в прошлом пожары из-за молний. Если да, то это также является немаловажным фактором, который надо учитывать, решая, нужно ли вам заземление здания.

Основные методики

Чтобы защитить дом от молнии, можно использовать два варианта громоотвода: стержень или антенну. Здесь все довольно просто. Стержень имеет единственное назначение – защитить ваш дом от пожара в случае удара молнии, отводя огромный по мощности заряд в землю. Он может быть изготовлен в виде обычного стержня или же напоминать изящный флюгер.

Антенна-громоотвод выполняет две функции. Во-первых, она, как и положено антенне, ловит сигнал и передает на телевизор. Во-вторых, благодаря кабелю заземления, в случае удара молнии, она надежно защищает ваш дом и его обитателей.

На сегодняшний день заземление металлической кровли ПУЭ (правила устройства электроустановок) разделяет на два вида:

Поэтому специалисты рекомендуют использовать искусственное заземление. Для этого на крышу ставится стержень из стали или меди, от которого отходит толстый кабель или провод, соединяющий его с землей.

Конструкция

Заземление металлической кровли здания имеет простую конструкцию:

В качестве молниеприемника, как говорилось выше, можно использовать стальной или медный стержень. Медный имеет более высокую проводимость и меньшее сопротивление. Поэтому его использование предпочтительней, но он и дороже. Кроме того, сегодня широко применяются специальные металлические сетки, которые устанавливают по всей кровле. Некоторые домовладельцы предпочитают использовать тросовый молниеприемник – от верхнего конька протягивается металлический трос.

Подпорки должны быть изготовлены из теплостойкого изолятора – идеально подойдет дерево.

Оптимальный токоотвод – стальной, алюминиевый или медный провод диаметром не менее 6 мм.

Наконец, заземлителем могут послужить как стержни, врытые в землю, так и контур, при изготовлении которого использовался плоский или круглый металлопрокат, также врытый на достаточную глубину.

Этапы монтажа

Наиболее распространенными типами кровли в нашей стране являются мягкая и металлическая. Керамическая, из-за высокой стоимости и большого веса, не пользуется большой популярностью. Поэтому рассмотрим эти варианты. Для удобства монтажа лучше составить чертеж.

Если на вашем доме имеется металлическая крыша, то заземление доставит минимум хлопот – по обе стороны дома к кровле нужно приварить по два токоотвода, которые присоединяются к контуру заземления. Но при этом стоит следить, чтобы между кровлей и деревянными стропилами находился слой негорючего материала, например, базальтовой ваты. При ударе молнии участок кровли может разогреться до такой температуры, что металл расплавится, и это может стать причиной пожара.

Обеспечить заземление мягкой кровли сложнее. Здесь нужно обязательно использовать молниеприемник. Какой именно? Выбирайте подходящий из вышеперечисленных.

Когда работы с установкой молниеприемника завершены, можно приступать к монтажу контура заземления.

Для него лучше всего использовать металлопрокат. Подойдут круглые стержни диаметром от 16 мм, полые трубы диаметром от 30 мм и толщиной стенок более 4 мм, плоский профиль сечением 4?12 мм или же уголок со стенками более 4 мм. Металлопрокат соединяется в единый контур при помощи сварки.

Можно расположить контур по углам здания, в виде замкнутых треугольников или квадратов. Или же охватить весь периметр здания – этот способ надежнее, но сложнее из-за большого объема земляных работ. Глубина залегания должна быть не менее полуметра. На болотистой почве лучше увеличить этот показатель до метра. Оптимальное расстояние от места залегания контура до стен дома – от 1 до 10 метров.

Подключение кровли к заземлению

Когда молниеприемник установлен, а контур заземления сварен, можно приступать к их соединению или прокладке токоотвода.

Как уже говорилось, оптимальным материалом для токоотвода станет медный, алюминиевый или стальной провод. Главное, чтобы его диаметр был не менее 6 мм.

При соединении заземления и молниеприменика нужно следить, чтобы токоотвод шел по кратчайшему пути. В противном случае высок риск пробоя, что нередко приводит к пожару. Также провод не должен контактировать с любыми горючими или токопроводящими материалами, иначе риск пожара сохраняется.

Когда работа завершена, можно закопать контур заземления.

Необходима ли молниезащита металлической крыши?

Металлическая кровля представляет собой крупное скопление металла, который притягивает атмосферные разряды, повышая риск пожара.

Несмотря на обилие летних дождей и гроз в нашей стране, такие пожары случаются сравнительно нечасто. Поэтому однозначно ответить на вопрос, нужно ли заземление для кровли из металлочерепицы, довольно сложно.

Невозможно заранее утверждать, оправдает ли себя заземление вашего дома, будет ли оно спасать вас и ваше имущество при каждом ударе молнии или же навсегда останется невостребованным. Но большинство людей согласится, что лучше перестраховаться, чем дрожать от страха перед пожаром при каждой летней грозе.

Молниезащита частного дома

Атмосферное электричество обладает огромным потенциалом, в тысячи раз превосходящим мощности установок, созданных человеком. В грозовом облаке может создаваться разность потенциалов до 10 миллионов киловольт, ток при разряде достигает 200 000 ампер, уберечься от такой силы, несущей масштабные разрушения, без специальных защитных систем не представляется возможным.

Опасность молнии для частных домов

Насыщенность домов электроникой, электробытовой техникой и средствами приема эфирных передающих каналов резко увеличила вероятность воздействия молнии, что объясняется физическими особенностями электростатических сил. Грозовой разряд, попадая в незащищенное строение, не только повреждает электрические сети и аппараты, страшнее вероятность возникновения пожаров, причиной которых молнии становятся в каждом пятом случае. Защита от поражения молнией частных домов целиком находится в руках владельцев, что не может быть причиной отказа от устройства молниезащиты, учитывая те страшные последствия, которые настигают не защищенные дома.

Виды защит от молний

В настоящее время детально разработаны и применяются два вида защит от воздействия грозовых разрядов: это внешняя и внутренняя защита.

Внешняя молниезащита

Представляет собой общеизвестный громоотвод в виде металлического стержня, возвышающегося над крышей дома. Состоит такая защита из трех основных элементов.

1. Молниеприемник – металлический стержень, который может быть стальным, медным или алюминиевым.

2. Токоотвод, в качестве которого применяется металлический проводник, соединяющий молниеприемник с заземлением.

3. Заземление, состоящее из заглубленных в землю стальных заземлителей, соединенных в единый контур при помощи металлических шин.

По сути для всех трех элементов применяется проводник разного сечения, минимальные значения которое выбирают в соответствии с используемым материалом по следующей таблице:

Материал	Сечение / Рекомендуемый диаметр
молниеприемник	токоотвод	стержень заземления
Сталь	50 кв.мм / Rd8	50 кв.мм / Rd8	80 кв.мм / Rd10
Алюминий	70 кв.мм / Rd10	25 кв.мм / Rd6	не используется
Медь	35 кв.мм / Rd6	16 кв.мм / Rd6	50 кв.мм / Rd8

В зависимости от вида кровли и конфигурации крыши, кроме стержневого приемника могут применяться натянутый над защищаемым объектом стальной трос или специальная сетка (см. рисунки далее), либо вообще может быть комбинация этих элементов.

Все чаще применяются системы внешней защиты, используемые активный способ поиска и отвода грозовых разрядов на ранних стадиях их развития (об этом читаем немного ниже).

Внутренняя молниезащита

Токи, возникающие в результате проявления молнии, протекают по резисторным и индуктивным связям, вызывая перенапряжения, которые способны оплавить микросхемы и вывести со строя электрооборудование. Для защиты от подобных последствий используются УЗИП – устройства защиты внутренних сетей от импульсного перенапряжения. Величина импульсного перенапряжения зависит от места удара молнии, в связи с чем, различают перенапряжения I типа (наводится от прямого удара молнии) и II типа (от непрямого удара). Перенапряжения I типа особо опасны, поскольку в 10÷20 раз превышают величину перенапряжений II типа.

Стандартный состав системы молниезащиты

Для защиты частного дома от поражающего влияния молний применяется стандартный набор средств:

Внешняя защита с молниеприемниками, токоотводами и заземлением;
Защита от заноса высоких потенциалов путем выравнивания потенциалов;
Защита от перенапряжений (внутренних перегрузок) при помощи разрядников или УЗИП.

Из приведенного перечня наибольшими различиями обладают методы внешней защиты, которые могут быть активными и пассивными, а при пассивной защите имеют существенные отличия в зависимости от конфигурации крыши и вида кровельного покрытия.

Активная молниезащита

В последние годы набирает популярность активная защита от молний. Ее шпиль имеет специальную головку – ионизатор, который генерирует встречный поток электронов. В результате молния притягивается, после чего полученный разряд отводится через токоотвод в землю, где гасится. Активная защита отличается большим радиусом защищаемой зоны, который превышает в 8 раз радиус защиты пассивного молниеотвода одинаковой высоты.

Характеристики активной защиты обеспечивают значительное снижение расходных материалов для крыш со сложной конфигурацией, а также времени на монтаж оборудования. Эстетично выглядит внешний вид мачты с ионизатором, отпадает необходимость в заземлении отдельных металлических конструкций, расположенных под колпаком защитной зоны.

Из недостатков активного метода можно отметить малый срок его применения, что не дает возможности говорить о многолетнем положительном опыте. Более того, в последнее время фиксируется все больше случаев ударов молний в объекты с активными молниеприемниками и компаниям-производителям предъявляются иски в связи с этим.

Устройство внешней защиты частного дома от молний

При устройстве молниезащиты частных домов должны использоваться принципы и конструкции защиты, изложенные в специальной литературе («Инструкция по устройству молниезащиты…» СО 153-34.21.122-2003 и РД 34.21.122-87).

Категория частных сооружений по степени защиты

Тяжесть разрушающего воздействия молний зависит от наличия на поражаемом объекте газов, пыли, паров, или их смесей, способных взрываться при попадании электрической искры. Важными факторами классификации зданий по классам (или категориям молниезащиты) являются: ожидаемое расчетное количество ударов молнии в объект, его ценность, угрозу для жизни людей и горужающей среды. Поэтому частные жилые дома, коттеджи и садовые домики приянто относить к III группе строений, в которых отсутствуют такие опасности.

В зависимости от степени надежности приняты 4-е класса молниезащиты:

первый - надежность более 99% (например, склады боеприпасов, АЗС, НПЗ);
второй - от 95 до 99% (крупные предприятия, представляющие угрозу для окружающей среды);
третий - от 90 до 95% (торгово-офисные и жилые строения);
четвертый - не менее 85% (здания, в которых нет электропроводки и постоянного присутствия людей).

Проблемы коррозии

Металлические элементы внешней защиты постоянно находятся под воздействием погодных условий, которые являются причиной коррозии. Замедлить разрушение металла и обеспечить долголетний срок эксплуатации конструктивных элементов защиты можно используя такие способы:

Применением металлов мало поддающихся коррозии, это нержавеющие стали, медь или алюминий;
Использование защитных гальванических покрытий, самым распространенным среди которых является оцинкование;
Для болтовых соединений – зачистка металла в месте контакта, плотная обтяжка и применение консервативных смазок;
Выбор завышенного сечения металлоконструкций относительно расчетных показателей, что влияет на стоимость системы.

Подробнее о компонентах и материалах для молниезащиты и заземления домов, ососбенностях их использования можно почиать в нашем большом обзорном материале на этой странице.

На скорость развития коррозии влияет несовместимость некоторых металлов. Так, медь очень плохо контактирует с оцинкованной сталью и алюминием, поэтому нужно избегать подобных контактов. Для соединения несовместимых материалов применяются специальные зажимы, в которых концы изготовлены из разных металлов.

Наименьшее допустимое расстояние

Токи, наводимые в металлических проводниках грозовыми разрядами, могут вызывать появление искрового разряда. Расстояние между токоотводами и металлическими элементами должно быть таким, чтобы предотвратить искрообразование, это наименьшее допустимое расстояние, обозначаемое буквой S.

Кроме этого также существуют требования по соблюдению расстонию между крепежными элементами системы молниезащиты, расположению токоотводов относительно оконных проемов, дверей и прочих конструктивов строения. Более подробно познакомиться с информацией можно здесь в материале о том, как правильно прокладывать токоотводы.

Если металлические конструкции заборы, элементы фасада, трубы располагаются ближе 1,0 метра от токоотводов и не имеют токопроводящего соединения с конструкциями защищаемого здания, такие элементы подлежат соединению с системой молниезащиты напрямую.

Требования к молниеприемникам

Молниеприемник является центральным элементом защиты и от его параметров зависит надежность всей системы. Правильно, когда конструкция этого узла разрабатывается на стадии проектирования дома. Для определения параметров молниеприемника нужны данные о геометрии крыши, размерах здания и забора вокруг территории, о физическом составе почвы в месте строительства и среднегодовом количество молний в данной местности. Важно иметь сведения по гипсометрии окружающего ландшафта, наличие водоемов, высоких деревьев или искусственных сооружений. Выбор конструкции молниеотвода зависит от совокупности имеющихся данных и финансовых возможностей застройщика.

Чаще всего применяется металлический штырь длиной до 2,0 метров и площадью поперечного сечения не менее 100 мм² с заостренным концом. Устанавливается такой штырь в самой высокой точке крыши и надежно крепится. При этом конус, образованный углом вращения в 45º с вершиной в острие, должен накрывать своей образующей, как шатром, защищаемый объект. В зависимости от конструкции крыши молниеприемник может состоять из металлической сетки или стального троса, натянутого вдоль конька.

Виды токоотводов

В качестве токоотвода применяется любой металлический проводник: медь, черная или оцинкованная стальная полоса 4х20 или 4х40 мм, стальная катанка диаметром 6÷8 мм, при этом подземная ее часть должна иметь диаметр не менее 10 мм и соединяться с контуром заземления при помощи электросварки. Токоотводом могут служить металлические конструкции дома: лестницы, трубы при условии надежного электрического соединения всех элементов. Токоотвод прокладывается по кратчайшему расстоянию от молниеприемника к заземлению и не должен иметь резко изгибающихся участков.

Крепление элементов защиты

Внешние элементы защиты от разрядов регулярно подвергаются знакопеременным температурным воздействиям и действию ветровых нагрузок. В этих условиях крепление является тем фундаментом, который обеспечивает долголетний срок работоспособности системы.

Самым надежным способом крепления является применение унифицированных изделий. Имеются кровельные и фасадные держатели токоотводов, держатели для водосточных труб, клеммы, соединители, крепления заземлителей и другие элементы. Детальные сведения о таких изделиях приводятся в специальных каталогах.

Как выбрать заземление

Заземление контура молниезащиты может быть естественным или смонтированным искусственно. В первом случае речь идет о фундаментной (делается на этапе заливки фундамента и применяется крайне редко), во втором - о кольцевой или глубинной схеме заземления.

Элементами кольцевого заземления являются: соединительный элемент, плоский проводник (полоса), заземляющий проводник (обычно в ПВХ оболочке).

Глубинное основано на использовании стержней заземления, которые забивают на определенную глубину (в зависимости от количества точек монтажа и типа грунта) в землю. При этом не обязательно замыкать эти точки в единый контур как показано на рисунке ниже, наоборот обычно делают локальные очаги в местах спуска токоотводов по фасаду строения.

Всегда при монтаже заземления используют антикоррозионную ленту, которой герметизируют в земле места соединений конструктивных элементов.

Нормативные документы (РД 34.21.122-87, п. 8) регламентируют величину электрического сопротивления контура заземления в системах защиты от молний, которое не должно превышать 10 Ом. Кроме того, задаются конструктивные параметры заземлителей, в зависимости от применяемого сортамента стали.

Так, минимальные величины сечения и толщины стенок заземляющих электродов из уголковой или полосовой стали должны быть не менее 150 мм² и 5 мм соответственно, диаметр штыря из круглого арматурного железа – не менее 18 мм, стальной трубы – не менее 32 мм при толщине стенки 3,5 мм и более.

При определении расстояния между заземлителями РЗ важно выдерживать соотношение РЗ= 2,2 х ДШ, где ДШ – длина штыря заземлителя. При меньшем соотношении возникает эффект «перекрытия», который значительно увеличивает сопротивление растеканию электрических зарядов, и снижает эффективность защиты.

Минимальная глубина заложения штырей 2÷3 метра, выбирается в соответствие с физическими свойствами грунта и должна быть больше глубины промерзания. Чаще всего применяется контур в виде равностороннего треугольника. В углах контура забиваются заземлитили, которые соединяются общей шиной из полосовой стали.

Полезно соединять заземление дома и контур молниезащиты, что улучшает их характеристики. Контур заземления соединяется с токоотводом при помощи электрической сварки, холодной спайки или надежного болтового соединения.

В заключение предлагаем посмотреть видео устройства разомкнутого контура заземления частного дома в составе: стержни заземления 8х1,5 м, оцинкованная стальная полоса 40 мм, токоотводы.

Пример устройства молниезащиты частного дома для коньковой кровли

Для случая скатной коньковой крыши для расчета используют всегда так называемый "метод угла защиты".

Этап 1. Замеряем высоту по вершине конька, обозначим ее h (1). По самой верхушке конька планируем монтаж проводника, как показано на рисунке. Здесь (2) - защищенная углом защиты зона.

Этап 2. По графику или формулам в зависимости от категории молниезащиты (3)(частные дома относятся к III и IV категории) и высоты h (2) определяем защитный угол (1), который затем переносим на здание и откладываем его в обе стороны от запроектированного на кровле проводника.

Этап 3. Находим те элементы на кровле, которые выступают за границы защищаемой зоны. На них необходимо будет запланировать дополнительные молниеприемники или коньковые проводники (в нашем случае это дымовая труба и выступающие оконные проходы). В зависимости от размеров дымовой трубы (1) производим расчет высоты молниеприемника (подробнее читайте в статье "Молниеприемники").

Этап 4. Делаем выводы от молниеприемных устройств к будущим токоотводам. Важно уточнение! Для повышения эффективности системы концы проводника на коньках необходимо запланировать на 15 см длинее и загнуть немного вверх.

Пример устройства молниезащиты частного дома для плоской кровли

Для плоской крыши используем "метод молниеприемной сетки".

Этап 1. В самую первую очередь на тех участках, где вероятность удара молнии самая большая, а это кромка или выступы крыши, мы планируем проводник, который будет выполнять роль молниеприемника или базового контура молниеприемной сетки.

Этап 2. Аналогично предыдущему примеру находим угол защиты, переносим его на чертеж и проверяем все ли элементы сооружения покрывает защитная зона.

Этап 3. Собственно дополняем наш контур ячейками сетки исходя из того, что для зданий III класса молниезащиты, такой размер должен быть не больше 15х15 метров, то есть, если периметр вашего дома не больше, то достаточно будет оставить только базовый контур, иначе советуем разделить все пространство на равные ячейки и проложить таким образом проводники.

Этап 4. Если крыша имеет дополнительные выступающие элементы, то дополняем устройство молниезащиты молниеприемниками для соответствующих элементов по стандартным правилам.

Базовые схемы молниезащиты типовых проектов

На рисунке ниже представлены варинты молниезащиты нескольких типовых проектов домов (нажмите, чтобы увеличить).

Стоит обратить внимание, что в трех варинтах проводник на коньке поднят на некоторую высоту. Это говорит о том, что угол наклона крыши больше, чем угол защиты, и какая то часть постройки не попадает в зону защиты. По сути - это простейший варинт тросового молниеприемника.

Показанные схемы заземелния не стоит рассматривать, как очаговые, они изображены лишь условно (подробнее - см. выше).

Молниеотвод

Сначала разберемся в сути понятия. Молниеотвод обозначает одно и тоже, что Грозозащита или Молниезащита и отличается от Громоотвода, которым называют чаще только молниеприемную часть системы защиты зданий и сооружений. То есть молниеотвод – это «молниеприемник + токоотвод + заземление», или внешняя составляющая системы. Если посмотреть на схему любой комплексной молниезащиты, будь то частный дом или здание промышленного, офисно-административного назначения, то это ее часть, которая предназначена именно для защиты от прямых ударов молнии.

Конструкции (виды) молниеотводов

Всего существует 3-и базовые схемы: стержневой (рисунки а, б), тросовый (в) и молниеотвод в виде молниеприемной сетки (или сетчатый) (г). Комбинированная схема предполагает сочетание базовых вариантов.

По количеству одинаковых молниеприемных частей – одиночный, двойной и т.д.

По характеру и месту установки стержневые делятся на молниеприемные стержни, сборные стержневые, которые могут устанавливаться на фланцах, кронштейнах, специальных опорах или быть отдельно стоящими. Молниеприемные мачты как правило имеют телескопическую конструкцию и метод установки на или в грунт.

Молниеприемная сетка используется на плоских или крышах с незначительным уклоном.

Итак, как мы сказали, система внешней молниезащиты может быть изолирована от сооружения (отдельно стоящие молниеотводы – стержневые или тросовые, а также соседние сооружения, выполняющие роль естественных молниеотводов), или может быть установлена на защищаемом здании и даже быть его частью.

Расчет молниеотвода

Выбор молниеотводов рекомендуют производить при помощи специальных компьютерных программ, способных на основании габаритов зданий, планов кровли и конструктивных элементов на ней вычислять вероятности прорыва молнии и зоны защиты. Вот почему надежнее обращаться в специализированные организации, которые быстро выдадут Вам различные варианты и конфигурации молниеотводов.

Хотя, если конфигурация защищаемого объекта позволяет обойтись простейшими молниеотводами (одиночным стержневым, одиночным тросовым, двойным стержневым, двойным тросовым, замкнутым тросовым), размеры их можно определить самостоятельно, пользуясь заданными в Инструкциях СО 153-343.21.122-2003 и РД 34.21.122-87 зонами защиты.

Объект считается защищенным, если он целиком попадет в зону защиты молниеприемного устройства, которой присвоен требуемый уровень надежности.

Зона защиты одиночного стержневого молниеприемника (согласно СО 153-34.21.122-2003)

Стандартной зоной защиты в этом случае является круговой конус с вершиной, которая совпадает с вертикальной осью молниеотвода. Размеры зоны в этом случае определены 2-мя параметрами: высотой конуса h₀ и радиусом его основания r₀.

В таблице ниже указаны их значения в зависимости от требуемой надежности защиты для молниеотводов высотой до 150 м от уровня земли. Для больших высот необходимо применение специальных программ и методик расчета.

Для других типов и комбинаций молниеотводов вариации расчета зон защиты смотрите в главе 3.3.2 СО 153-343.21.122-2003 и Приложении 3 РД 34.21.122-87.

Теперь, чтобы определить попадает ли ваш объект Х в зону защиты рассчитываем радиус горизонтального сечения r_x на высоте h_x и откладываем его от оси молниеприемника до крайней точки объекта.

Правила определения зон защиты для объектов высотой до 60 м (согласно МЭК 1024-1-1)

В Инструкции СО есть методика проектирования молниеотводов для обычных сооружений по стандарту МЭК 1024-1-1, которая может быть принята только, если расчеты по ней получаются более «жесткие», чем требования указанной Инструкции.

По ней могут быть применены следующие 3-и способа для разных случаев:

метод защитного угла для простых по форме или маленьких частей больших сооружений
метод фиктивной сферы для сооружений сложной формы
защитная сетка в общем случае и в особенности для защиты поверхностей

В таблице для разных категорий (уровней) молниезащиты (подробнее о категориях или классах здесь) приведены соответствующие значения параметров каждого из методов (радиус фиктивной сферы, предельно допустимые угол защиты и шаг ячейки сетки).

Метод угла защиты для кровельных надстроек

Величина угла выбирается по графику на диаграмме для соответствующей высоты молниеотвода, которая отсчитывается от защищаемой поверхности, и класса молниезащиты здания.

Зона защиты, как уже было сказано выше, – это круговой конус с вершиной в верхней точке стержня молниепремника.

Метод фиктивной сферы

Применяется, когда сложно определить размеры зоны защиты для отдельных конструкций или частей здания по методу защитного угла. Ее границей является воображаемая поверхность, которую очерчивает сфера выбранного радиуса r (см. таблицу выше), если бы ее прокатили по вершине сооружения, обходя молниеотводы. Соответственно объект считается защищенным, если эта поверхность не имеет с ним общих точек пересечения или касания.

Молниеприемная сетка

Это проводник, уложенный сверху на кровлю с выбранным в зависимости от класса молниезащиты здания шагом ячейки. При этом все металлические элементы на крыше (зенитные фонари, вентиляционные шахты, воздухозаборники, трубы и т.п.) обязательно должны быть соединены с сеткой. Иначе для них необходимо смонтировать дополнительные молниеприемники. Более подробно о конструктивных особенностях и вариантах монтажа можно прочитать в материале «Молниезащита на плоской кровле».

Шаг ячейки по российским нормам выбирают исходя из категории молниезащиты здания (может быть меньше, но никак не больше).

Молниеприемная сетка монтируется с соблюдением ряда условий:

проводники прокладывают наикратчайшими путями
при ударе молнии у тока для отвода к заземлению должна быть возможность выбора хотя бы 2-х разных путей
при наличии конька и наклоне кровли более, чем 1 к 10, проводник нужно обязательно проложить по нему
никакие части и элементы, выполненные из металла, не должны выступать за внешний контур сетки
обязателен внешний контур сетки из проводника, смонтированный по краю периметра крыши, а край крыши должен выступать за габариты здания

Материалы и сечения проводников молниеотвода

В качестве материалов, используемых для производства молниеприемного оборудования и токоотводов используются оцинкованная и нержавеющая сталь, медь и алюминий. К ним предъявляются требования коррозионной стойкости и механической прочности, если используется защитное покрытие, то оно должно иметь хорошую адгезию с основным материалом.

В таблице указаны требования к профилю проводников и стержней по минимальной площади сечения и диаметра (согласно ГОСТ 62561.2-2014)

Монтаж молниеотвода для частного дома и промышленного здания

Рассмотрим какие же элементы монтажа включают в себя обычно система внешней молниезащиты. На рисунках ниже показаны примеры молниеотвода частного дома и промышленного здания.

Соответсвующими номерами здесь обозначены следующие изделия и их наименования:

Круглые и плоские проводники, тросы

Компоненты молниезащиты на плоских кровлях, перемычки и компенсаторы

Компоненты молниезащиты на скатных кровлях, кровельные держатели проводника

Компоненты молниезащиты на металлических кровлях, кровельные держатели проводника

Токоотводы, держатели токоотводов

Стержни земляного ввода, соединительные проводники, смотровые колодцы, держатели проводников

Клеммы для водосточных желобов, клеммы, соединительные компоненты

Монтаж можно разделить на три этапа: устройство молниеприемной части внешней молниезащитной системы (молниеприемники и их элементы крепления), прокладка токоотводов (кровельная и фасадная часть здания) и земляные работы по устройству заземления. Как правило у всех компаний стоимость работ составляет некоторый процент от цены материалов.

Купить молниеотвод, цены на комплектующие

Компания МЗК-Электро предлагает отличные цены на молниеотводы и комплектующие. Ассортимент изделий на нашем складе составляет более 1.500 позиций, закупка осуществляется напрямую по дилерским контрактам у прямых производителей, что предполагает обязательную сертификацию и гарантию. Все изделия имеют необходимые сертификаты качества и гарантию. Мы также занимаемся проектированием и монтажом любых систем молниезащиты зданий и сооружений, как для частных домовладельцев, так и промышленных предприятий. Познакомиться с нашими ценами можно в соответствующем разделе.

Адрес объекта: Московская область, Мытищинский район, дер. Пруссы, д. 25

Вид работ: Проектирование и монтаж системы внешней молниезащиты.

Состав молниезащиты: По плоской кровле защищаемого сооружения уложена молниеприемная сетка. Две дымоходные трубы защищены посредством установки на них молниеприемных стержней длиной 2000 мм и диаметром 16 мм. В качестве молниеприемного проводника использована сталь горячего цинкования диаметром 8 мм (сечение 50 кв.мм в соответствии с РД 34.21.122-87). Токоотводы проложены за водосточными трубами на хомутах с зажимными клеммами. Для токоотводов использован проводник из стали горячего цинкования диаметром 8 мм.

Адрес объекта: г. Москва. Боровское ш., коммунальная зона «Терешково».

Вид работ: монтаж системы внешней молниезащиты (молниеприемная часть и токоотводы).

Комплектующие: производства фирмы OBO Bettermann.

Исполнение: Общее количество проводника из стали горячего цинкования для 13 сооружений в составе объекта составило 21.5000 метров. По кровлям прокладывается молниеприемная сетка с шагом ячейки 5х5 м, по углам зданий монтируются по 2 токоотвода. В качестве элементов крепления использованы стеновые держатели, промежуточные соединители, держатели для плоской кровли с бетоном, скоростные соединительные клеммы.

Адрес объекта:г. Москва, Космодамианская наб., д. 52, стр. 8

Вид работ: монтаж системы обогрева лотка поверхностного водосбора и участков сливов на балконах 2-го и 3-го этажей

Нагревательный элемент: саморегулирующийся нагревательный кабель Thermon RGS-2-60-PU.

Производимые работы: Ревизия электрической системы водостоков: замер сопротивления изоляции силовых и нагревательных кабелей; проверка состояния распределительных коробок; проверка работоспособности шкафов управления. Изготовление и монтаж электрической системы обогрева: применялись регуляторы ETR и ETV фирмы OJ, автоматические выключатели и контакторы ABB, кабель нагревательный саморегулирующийся Thermon.

Адрес объекта: Московская обл., Новорижское шоссе, коттеджный поселок

Вид работ: изготовление и монтаж молниеотвода и заземления для частного дома.

Адрес объекта: Московская обл., поселок Икша

Вид работ: Проектирование и монтаж систем внешней молниезащиты, заземления и уравнивания потенциалов частного дома.

Комплектующие фирмы B-S-Technic.

Заземление: стержень заземления Rd20 L=1500 мм, СГЦ; полоса Fl30 25х4, СГЦ; соединитель крестовой Fl40, СГЦ.

Внутренняя молниезащита: Разрядник DUT250VG-300/G TNC, производство CITEL GmbH.

Адрес объекта: Московская обл., Ногинский район.

Вид работ: устройство молниеотвода.

Комплектующие: J. Propster.

Внешняя молниезащита: По кровле защищаемого здания устроена молниеприемная сетка с шагом ячейки 10 х10 м. Зенитные фонари защищены посредством установки на них молниеприемных стержней длиной 2000 мм и диаметром 16 мм в количестве девяти штук.

Молниеотводы: Проложены в «пироге» фасадов здания в количестве 16 штук. Для токоотводов использован проводник из оцинкованной стали в ПВХ-оболочке диаметром 10 мм.

Заземление: Выполнено в виде кольцевого контура c горизонтальным заземлителем в виде оцинкованной полосы 40х4 мм и глубинными стерженями заземления Rd20 длиной L 2х1500 мм.

нужно ли заземлять металлическую крышу дома

Какие последствия приведет за собой разыгравшаяся стихия? Это может быть выход из строя электроприборов, поражение электричеством людей, которые находятся в частном доме, и даже возгорание перекрытий. Для того чтобы обезопасить свой дом, крышу необходимо заземлить.

Особой опасности подвергается кровля из металла и легких рулонных материалов. Их заземление лучше всего делать в первую очередь. Это объясняется следующими причинами: металл способен притягивать к себе электрический заряд, а мягкие материалы легко возгораются в случае попадания искры. Последствия отсутствия молниезащиты видны на фото:

Поэтому установка громоотвода – это необходимая процедура для любого здания, особенно деревянного дома. Но прежде чем приступать к установке системы, необходимо изучить все нюансы. Ведь от материала крова зависит и само заземление.

Разновидности защиты

Согласно ПУЭ 4.2.134 кровля обязательно должна быть заземлена, так как это сможет защитить жителей дома от поражения электрическим зарядом и от пожара. Заземлить крышу жилого дома можно несколькими способами:

Естественный способ. Он состоит из металлических деталей конструкции здания. Они расположены в земле и выполняют роль токоотвода. Например, это может быть железобетонный фундамент или трубы водоснабжения. Но такой способ практически не применяется, так как при прокладке коммуникаций используют современные полимерные материалы.
Искусственный способ. Его применяют целенаправленно, когда необходимо заземлить крышу, для того, чтобы разрядить статическое электричество. Кровля, у которой есть заземление, обезопасит жизнь человека в случае грозы.

Металлическая крыша

Одноэтажные и двухэтажные дома под металлической крышей пользуются большой популярностью, так как она долговечная и практичная. Применяют металл в качестве завершающего покрытия производственных и административных зданий. Популярными считаются кровля из металлочерепицы и профлиста. Заземлить их необходимо из-за их особенностей в конструкции.

С обеих сторон листы из металла покрываются полимером, из-за чего они становятся похожими на конденсатор. Когда устанавливается крыша, они становятся изолированными от земли. Во время грозы такие листы способны накапливать в себе электрический заряд. В случае, если установлено заземление, заряд отводится в грунт и здание защищено.

Если же кровля металлическая, то заземление следует проводить по всему периметру. Как сделать это своими руками? Необходимо при монтаже листы облицовки крепко соединить между собой и со всеми элементами конструкции, которые выполнены из металла (это антенны, дымоходы, вентиляционные трубы). Затем кровля при помощи токоотвода связывается с заземляющим устройством, которое расположено в земле. Более подробно о нюансах монтажа мы рассказывали в статье: как сделать громоотвод своими руками.

Следует отметить, что если крыша металлическая, то такая конструкция необходима не только в случае защиты от атмосферного электричества, которое возникает в грозу. В сухую погоду частички пыли трутся об кровельный материал, тем самым создают еще больший заряд. Так как электрическое напряжение требует разрядки, во избежание серьезных последствий необходимо устанавливать подобное устройство на крыше дома.

Мягкая кровля

Крыши из мягкого кровельного материала также пользуются популярностью. Ведь они удобные при монтаже, обладают долгим сроком эксплуатации и выделяются своим внешним видом. Но, так же как и металлические покрытия, они нуждаются в защите.

Мягкая кровля требует выполнять заземление с помощью сетки, которая устанавливается по всему периметру скатов покрытия. С помощью токоотвода сетка соединяется с заземляющим устройством. Как правило, эта установка делается совместно с монтажом кровельного покрытия.

В случае, когда крыша уже готова, сделать заземление будет сложнее. Ведь в таком случае придется нарушать целостность облицовки. Проволоку из стали производство выпускает в рулонах, ее необходимо устанавливать на скатах.

Конечно, есть изделия, которые изготовлены прутками, но их максимальная длина составляет 6 метром. Для их установки понадобятся специальные соединительные элементы. Это несет за собой дополнительные затраты. Да и хождение по кровле во время монтажа не принесет ничего хорошего.

При проведении работ следует помнить о том, что заземление и его качество зависит от силы заряда, которое оно может снять с покрытия. Для увеличения эффективности устройства увеличивают количество заземлителей.

Вот мы и рассмотрели, как сделать заземление крыши частного дома своими руками. Как вы видите, устройство защитного контура достаточно сложное, поэтому важно хорошо ознакомиться с нюансами монтажа.

Кровля из металла привлекает своей высокой прочностью, внешним видом и долговечностью. Но такие покрытия подвержены во время грозы высокой вероятности поражения молниями. Поэтому устройство молниезащиты, обеспечивающей безопасность дома и проживающих в нём людей, необходимо выполнять сразу по завершению монтажа крыши. Заземление кровли рекомендуется выполнять, независимо из каких материалов она смонтирована, особенно важно заземление металлической крыши.

Поражающие факторы молний

Поражение молнией может быть:

первичным, вызывающим разрушения и пожары при прямом попадании в здание. Металлическое кровельное покрытие не подвержено горению, но оно монтируется на деревянную обрешетку и подкладочный гидроизоляционный слой (рубероид, толь). Эти горючие материалы и приводят к пожару. При ударе молнии в металл покрытия, огромная температура разряда прожигает и оплавляет металл, что приводит к возгоранию дерева и подкладочного слоя;
вторичным, результат наведённого потенциала, вызванным близкими молниевыми разрядами. При попадании молний в инженерные металлические коммуникации дома (трубы газо- и водоснабжения, электропровода и прочее) происходит искрение, в результате возможны пожары, травматизм жильцов, повреждение радио и телеаппаратуры, бытовых электроприборов.

Молнии характеризуются сложной траекторией движения. Только треть из них идут к земле из облака по кратчайшему пути, иногда их форма выглядит как корни гигантского растения. Часто наблюдается молния, прилетевшая с боку, с местом зарождения в нескольких км от дома. Это обстоятельство надо учитывать при устройстве заземления и молниеотводов.

Нужно ли обязательно заземлять металлическую кровлю?

Заземление совершенно необходимо, в этом сходятся все профессионалы. А молниезащита может выполняться не всегда. Например, при расположении рядом со зданием доминирующих по высоте объектов (зданий, опор магистральных электролиний, водонапорных башен, высоких деревьев), защитные устройства могут только увеличить вероятность поражения молниями.

Устройство внешнего молниеотвода в плотной жилой застройке вызовет претензии пожарной инспекции. При строительстве домов на открытых местах без молниезащиты не обойтись. В этом случае рекомендуется устраивать отдельно стоящие молниеотводы рядом с домом.

Устройство защиты от ударов молний

Молнизащита выполняется механической (пассивной) или физической (активной). Последняя состоит в устройстве, посылающем навстречу молнии разряд электричества, принимающего весь удар на себя. Этот метод применяется в нашей стране редко. Причины — дороговизна устройств и малоизученность результатов применения.

В состав механической защиты входит:

Молниеприемник, принимающий разряд молнии. Различают:

стержневые, устанавливаемые на крыше в самых высоких местах (коньке, печных трубах, антенных мачтах) или на находящихся рядом с домом высоких деревьях или специально сооружённой мачте. На крыше рекомендуется установка в противоположных углах по одному круглому стержню ≥ 12 мм в диаметре и длине ≥ 1,5 м. Существует ошибочное мнение, что при устройстве заземления крыши из металлочерепицы она сама является токоприёмником, но надо учитывать факт, что металл тоньше 4 мм легко прожигается молнией;
тросовые, состоящие из закреплённого на невысоких опорах металлического троса натянутого вдоль конька (применяется в основном на неметаллических кровлях (шифер, дерево, битумные кровельные материалы);
из металлической сетки, вариант дорогой и нарушающий эстетический вид крыши.

Токоотвода из стержней гладкой 6 мм или больше арматуры, проложенной по противоположной от входа в дом стене, по которому ток будет уходить в токоприёмник. Лучше использовать оцинкованную проволоку, медь или алюминий, так как обычная сталь подвержена коррозии.

Контура заземления, устраиваемого на расстоянии более 1 м от дома и не ближе 5м от пешеходных дорожек. Рядом не должно быть построек и детских площадок. Контур состоит из забитых в землю нескольких уголков ≥ 50×50 или отрезков труб или отрезков труб соединённых пластиной между собой на сварке или болтах. Электроды запрещено окрашивать или покрывать битумом. Длина стержней зависит от вида и влажности грунтов и может составлять до 3 м.

В качестве естественного заземления можно использовать металл трубопроводов с негорючими жидкостями (водопровод, обсадные трубы колодца, свинцовая оболочка кабеля).

Соединение всех элементов рекомендуется выполнять при помощи сварки.

Защита от молний важная задача с необходимостью выполнения параметров каждого элемента, поэтому рекомендуется привлечь специалистов с опытом подобных работ.

Читайте также: