Молниезащита металлической кровли пуэ

Обновлено: 05.10.2024

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.

Какие документы регламентируют устройство молниезащиты для зданий и сооружений

Порядок обустройства грозовых отводов (молниезащиты) на объектах промышленного и гражданского назначения регулируется целым рядом нормативных актов и стандартов, начиная с ПУЭ и кончая отдельными ведомственными инструкциями. Все эти документы содержат требования к молниезащите в части, касающейся проектирования (расчёта), монтажа, ввода в эксплуатацию и обслуживания этих систем.

Части конструкции

Для более точного понимания сути требований следует принять во внимание, что типовая конструкция молниезащиты состоит из следующих основных частей:

специального ленточного токоотвода, используемого в качестве соединителя приёмника разряда с устройством заземления (ЗУ);
самого заземлителя, обеспечивающего сток разрядного тока в землю.

Таким образом, каждый из составных элементов молниезащиты выполняет свою, вполне определённую функцию, удовлетворяющую требованиям действующих нормативов, в частности ПУЭ.

Нормативная база

К перечню стандартов и регламентирующих документов, которые определяют ключевые моменты по обустройству молниезащиты, следует отнести:

инструкция РД 34.21.122-87 (Госэнергонадзор);
инструкция Минэнерго под номером СО 153-34.21.122-2003;
СНиП 3.05.06-85;
ряд ГОСТов и стандартов, касающихся порядка обустройства молниеприёмников и заземлений.

Пунктами 4.2.133-4.2.142 ПУЭ определяются общие принципы организации молниезащиты электроустановок и возникших в результате этого перенапряжений.

Требования этих пунктов распространяются на РУ (распределительные устройства) и ТП (трансформаторные подстанции) открытого и закрытого типа, работающие в цепях энергоснабжения, а также на другое распределительное и станционное электрооборудование.

Инструкция РД 34.21.122-87 распространяет своё действие на порядок организации молниезащиты на проектируемых гражданских и промышленных объектах с учётом их основного функционального назначения.

Помимо этого, она относит каждое из этих строений к определённой категории, присваиваемой в зависимости от опасности попадания в них грозового разряда.

Ещё одна инструкция (под наименованием СО 153-34.21.122-2003) касается всех видов зданий и сооружений, включая и промышленные коммуникационные системы. Она определяет порядок учёта документации по молниезащите при разработке проекта, строительстве, эксплуатации и реконструкции всех указанных объектов.

И, наконец, требования ГОСТ (включая действующие в строительстве нормативы и правила) распространяются на порядок обустройства отдельных элементов систем молниезащиты. Рассмотрим каждый из перечисленных выше документов более подробно.

ПУЭ (седьмая редакция)

Отдельными пунктами ПУЭ оговаривается, что РУ и ТП 20-750 кВ открытого типа оборудуются молниеприёмниками в обязательном порядке. Для некоторых видов сооружений допускается отсутствие специальной молниезащиты, но лишь при условии ограниченной продолжительности гроз в течение года (не более 20 часов).

Те же сооружения закрытого типа требуют защиты от молнии лишь в районах с показателем продолжительности гроз более 20.

Заземление

В том случае, когда здания закрытого типа имеют металлическую кровлю – молниезащита осуществляется с помощью заземляющих устройств, подсоединённых непосредственно к покрытию. Если кровельное перекрытие изготовлено из железобетонных плит, то при наличии хорошего контакта между отдельными элементами строения допускается заземление через входящую в их состав арматуру.

Защита зданий РУ и ТП в закрытом исполнении выполняется либо с помощью молниеотводов стержневого типа, либо путём укладки специальной металлической сетки.

Применение этих защитных конструкций считается обоснованным лишь в тех случаях, когда грозозащита оборудуется на железобетонной крыше зданий, плиты которой не имеют электрической связи с землёй.

Стержневая и сеточная защита

При установке на защищаемом строении типовых стержневых молниеприёмников, от каждого из них в сторону заземлителя прокладывается не менее 2-х токоотводов, расположенных по разным сторонам здания.

Особой конструкции молниеприемная сетка, укладываемая поверх кровли на специальных держателях, изготавливается из стальной проволоки диаметром 6-8 миллиметров.

При скрытом монтаже согласно ПУЭ такой молниеотвод кладётся под кровельное покрытие (на слой утеплительного или гидроизоляционного материала с негорючими свойствами).

Выполненная в виде сетки защитная конструкция должна состоять из ячеек площадью не более 12х12 метров, а её узлы рекомендуется фиксировать посредством сварки.

Токоотводы или спуски, используемые для соединения молниеприёмной сетки с ЗУ, должны устраиваться по периметру здания через каждые 25 метров (не реже).

Инструкция РД 34.21.122-87

В соответствии с положениями данного документа при проектировании зданий и сооружений хозяйственного и бытового назначения должны соблюдаться требования по их оборудованию специальной молниезащитой. Определяемые этой инструкцией нормы не распространяются на линии электропередач, РУ и ТП, а также на контактные сети и коммуникационное оборудование.

Этим документом устанавливается порядок обустройства систем молниезащиты на возводимых объектах с учётом их размещения снаружи и внутри зданий.

Кроме того, им определяется перечень защитных мер, принимаемых в случае реконструкции строения или установки на его открытых пространствах (на кровле, в частности) дополнительного электрооборудования.

Помимо требований этой инструкции при проектировании сооружений того или иного назначения должны учитываться действующие положения и правила, устанавливаемые государственными стандартами и строительными нормативами.

Согласно прописанным в РД 34.21.122-87 правилам, все подлежащие молниезащите объекты в соответствии с особенностями их конструкции и географического положения делятся на 3 категории. С таблицей, в которой сведены воедино различные виды подлежащих защите объектов, их местоположение, а также присваиваемая им в зависимости от этого категория, можно ознакомиться в Приложении.

№ пп.	Здания и сооружения	Местоположение	Тип зоны защиты при использовании стержневых и тросовых молниеотводов	Категория молниезащиты
1	Здания и сооружения или их части, помещения которых согласно ПУЭ относятся к зонам классов В-I и В-II	На всей территории СССР	А	I
2	То же классов В-Iа, В-Iб, В-IIа	В местностях со средней продолжительностью гроз 10 ч в год и более	При ожидаемом количестве поражений молнией в год здания или сооружения N	II
3	Наружные установки, создающие согласно ПУЭ зону класса В-Iг	На всей территории СССР	Б	II
4	Здания и сооружения или их части, помещения которых согласно ПУЭ относятся к зонам классов П-I, П-II, П-IIа	В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более	Для здания и сооружений I и II степеней огнестойкости при 0,12 — А	III
5	Расположенные в сельской местности небольшие строения III — V степеней огнестойкости, помещения которых согласно ПУЭ относятся к зонам классов П-I, П-II, П-IIа	В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более при N	—	III (п. 2.30)
6	Наружные установки и открытые склады, создающие согласно ПУЭ зону классов П-III	В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более	При 0,12 — А	III
7	Здания и сооружения III, IIIa, IIIб, IV, V степеней огнестойкости, в которых отсутствуют помещения, относимые по ПУЭ к зонам взрыво- и пожароопасных классов	То же	При 0,12 — А
8	Здания и сооружения из легких металлических конструкций со сгораемым утеплителем (IVa степени огнестойкости), в которых отсутствуют помещения, относимые по ПУЭ к зонам взрыво- и пожароопасных классов	В местностях со средней продолжительностью гроз 10 ч в год и более	При 0,022 — А	III
9	Небольшие строения III-V степеней огнестойкости, расположенные в сельской местности, в которых отсутствуют помещения, относимые по ПУЭ к зонам взрыво- и пожароопасных классов	В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более для III, IIIa, IIIб, IV, V степеней огнестойкости при N	—	III (п. 2.30)
10	Здания вычислительных центров, в том числе расположенные в городской застройке	В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более	Б	II
11	Животноводческие и птицеводческие здания и сооружения III-V степеней огнестойкости: для крупного рогатого скота и свиней на 100 голов и более, для овец на 500 голов и более, для птицы на 1000 голов и более, для лошадей на 40 голов и более	В местностях со средней продолжительностью гроз 40 ч в год и более	Б	III
12	Дымовые и прочие трубы предприятий и котельных, башни и вышки всех назначений высотой 15 м и более	В местностях со средней продолжительностью гроз 10 ч в год и более	Б	III (п. 2.31)
13	Жилые и общественные здания, высота которых более чем на 25 м больше средней высоты окружающих зданий в радиусе 400 м, а также отдельно стоящие здания высотой более 30 м, удаленные от других зданий более чем на 400 м	В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более	Б	III
14	Отдельно стоящие жилые и общественные здания в сельской местности высотой более 30 м	То же	Б	III
15	Общественные здания III-V степеней огнестойкости следующего назначения: детские дошкольные учреждения, школы и школы-интернаты, стационары лечебных учреждений, спальные корпуса и столовые учреждений здравоохранения и отдыха, культурно-просветительные и зрелищные учреждения, административные здания, вокзалы, гостиницы, мотели и кемпинги	То же	Б	III
16	Открытые зрелищные учреждения (зрительные залы открытых кинотеатров, трибуны открытых стадионов и т.п.)	То же	Б	III
17	Здания и сооружения, являющиеся памятниками истории, архитектуры и культуры (скульптуры, обелиски и т.п.)	То же	Б	III

Требования СО 153-34.21.122-2003

Помимо вопросов, касающихся обустройства молниезащиты на государственных объектах любой формы собственности, в инструкции под данным обозначением рассматривается порядок подготовки и хранения всех сопровождающих документов.

Документация

Подготавливаемая при этом исполнительная документация должна включать в свой состав полный комплект расчётов, схем, чертежей и пояснительных записок, определяющих порядок монтажа специального оборудования в пределах защищаемой зоны.

При её подготовке должны учитываться как расположение здания на генеральном плане застройки (с учётом прокладываемых коммуникаций), так и климатические условия в данной местности.

Сдача объекта

Кроме того, этим документом устанавливается общий порядок технической приёмки комплексов молниезащиты, а также особенности сдачи их в эксплуатацию. Особо оговаривается, что для приёмки здания или сооружения назначается специальная комиссия, состоящая из представителей исполнителя и заказчика, а также инспектора пожарной службы.

В распоряжение рабочей комиссии должны быть предоставлены все документы по оборудуемой молниезащите, включая протокол испытаний токоотводов и заземлителей. Члены комиссии должны ознакомиться с результатами визуального осмотра всех составляющих молниезащиты, а также с принятыми мерами по защите объекта от выноса опасных потенциалов и перенапряжений.

По результатам изучения представленной разработчиком документации оформляются акты приёмки и допуска оборудования молниезащиты в эксплуатацию.

После этого на каждое отдельное устройство обязательно оформляются специальные рабочие паспорта (на всю систему и заземлитель), которые остаются у лица, ответственного за электрохозяйство объекта.

Проверка

В разделах инструкции, касающихся эксплуатации введённых в действие устройств молниезащиты отдельно оговаривается, что порядок их содержания и обслуживания определяется основными положениями ПУЭ. При этом с целью поддержания систем в рабочем состоянии должны проводиться ежегодные проверки всех её составляющих.

Такие освидетельствования организуются перед началом сезона гроз, а также после внесения в конструкцию молниезащиты каких-либо изменений и усовершенствований.

Технические нормативы

К перечню рабочих документов, регламентирующих чисто технические вопросы устройства молниезащиты, относятся различные стандарты, нормативы и поправки, оформленные в виде свода специальных рекомендаций.

За образец таких поправок и специальных замечаний может быть принят целый ряд стандартов, входящих в нормативную базу и перечисленных во втором разделе статьи.

Последнее замечание касается строительных норм и правил, а также ряда ГОСТов и стандартов, имеющих отношение к разработке и эксплуатации современных средств защиты от молний.

В заключении следует отметить, что все рассмотренные документы естественно дополняют друг друга, охватывая полный перечень вопросов, касающихся обустройства и обслуживания систем защиты от разряда природного электричества.

Как установить молниезащиту на кровле разного вида

Широко распространённое мнение о том, что молниезащита кровли необязательна в условиях эксплуатации частного дома, следует признать абсолютно ошибочным. К тому же специальные органы надзора за частным фондом обращают внимание частника на важность оборудования крыш строений специальными молниеприёмниками.

Обустройство

В отсутствии молниезащиты нельзя гарантировать полной защищённости дома и его обитателей от поражения грозовым разрядом. Сильнейший удар молнии может не только привести к возгоранию деревянных частей кровли, но и способен вывести из строя электропроводку вместе с подключёнными к ней электроприборами.

Устройство молниезащиты на наружных поверхностях строений не представляет особых сложностей. Внешняя молниезащита в отличие от внутренней легко может быть обустроена практически любым желающим.

Единственное условие грамотного подхода к её изготовлению – это требование надёжного сочленения всех электропроводящих частей молниезащиты и элементов самой кровли (при использовании покрытия из металла).

Подобно всем другим системам молниезащиты рассматриваемая конструкция состоит из следующих основных частей:

молниеприёмника (точечного, объёмного или распределённого по всей поверхности кровли);
спуска (токоотвода), изготовленного на основе толстого стального проводника;
заземляющего устройства (ЗУ).

Обеспечивающий защиту здания молниеприёмник может изготавливаться не только из обычных металлических прутьев, но и нередко выполняется на основе системы стальных тросов. Ещё один способ обустройства молниезащиты кровли предполагает использование для этих целей крупноячеистой и хорошо проводящей ток сетки.

При рассмотрении молниезащиты кровель основное внимание уделяется устройству и типу самих молниеприёмников, поскольку остальные элементы защитной системы имеют типовое исполнение.

Условия выбора одного вариантов обустройства приёмника электрического разряда (другое их название – молниеотводы), в конечном счёте, определяются материалом покрытия кровли и её формой. В последующих разделах будут рассмотрены все возможные варианты изготовления молниезащиты.

Штыревая система

Длина одного стержня для дома с металлической крышей выбирается из расчёта того, чтобы его вершина оказалась выше наиболее удалённой от земли точки дома примерно на 1,5-2 метра. При этом защищаемая таким молниеприёмником площадь определяется высотой его размещения.

Закреплённый на коньке штырь (или их группа) соединяются затем с токоотводом, который спускается до заземлителя и приваривается к нему. В отсутствии сварочного агрегата для его крепления может использоваться болтовой крепёж.

В качестве токоотвода (важной части молниезащиты кровли) чаще всего применяется круглая стальная проволока диаметром порядка 6-8 миллиметров. Сначала она прокладывается вдоль ската и по стенам дома, после чего фиксируется на них посредством специальных скоб.

Трасса прокладки выбирается таким образом, чтобы доступ к токоотводу был ограничен, и чтобы он не создавал опасности для окружающих и жильцов дома.

Тросовые молниеприёмники

При защите от молнии частного дома, на крыше которого уложены стандартные шиферные листы, например, удобнее всего воспользоваться так называемым тросовым молниеприёмником.

Основой такой молниезащиты является натянутый вдоль конька трос или толстая стальная проволока, размещаемые на удалении примерно полметра от него.

Все остальные элементы конструкции молниезащиты делаются точно такими же, как и в предыдущем случае. Для закрепления токоотвода на скате шиферной крыши рекомендуется использовать специальные скобы с резиновыми прокладками, предупреждающие проникновение влаги под покрытие.

Сетчатая молниезащита

Сетчатые молниезащитные конструкции, как правило, применяются на кровлях с небольшим уклоном ската или на совершенно плоских крышах. Они очень удобны и в тех случаях, когда крыша закрывается неметаллической черепицей или другим негорючим материалом.

Для изготовления таких молниеприёмников используется стальная проволока сечением 6-8 миллиметров с шагом ячеек приблизительно 6х6 метра, монтировать которую рекомендуется с соблюдением всех требований ПУЭ. Готовая конструкция по уже описанной ранее методике соединяется затем с расположенным около дома заземляющим устроством.

Подобным же образом обустраивается молниезащита на мягкой кровле, с той лишь разницей, что в этом случае используются держатели дистанционного типа, обеспечивающие зазор для затухания искры при разряде.

Особенности монтажа молниеприёмников в виде сетки

Известны два способа крепления элементов сеточного молниеприёмника на кровле, каждый из которых обладает определёнными преимуществами и недостатками. Первый из них предполагает использование специальных натяжных деталей в виде жёстких анкерных механизмов, устанавливаемых на кровле дома с соблюдением требований по её герметичности.

При втором способе фиксации проволоки для получения надёжной сеточной конструкции используется зажимное крепление особого типа.

В случаях, когда на кровле дома уложена керамическая черепица, с фиксацией таких зажимов могут возникнуть определённые сложности. В подобной ситуации, как правило, используются специально разработанные крепления, обеспечивающие надежность и простоту монтажа всей конструкции молниезащиты.

На плоской кровле для качественного оборудования сеточных молниеприёмников натяжного типа удобнее всего применять кронштейны из пластика, способные сохранять фиксированный зазор между проволокой и кровельным покрытием.

Надо отметить, что согласно требованиям ПУЭ дополнительно подготовленный заземлитель молниезащиты может быть объединён с общим заземляющим контуром строения.

Однако такое объединение допускается лишь при условии наличия в доме надежной системы выравнивания потенциалов.

И ещё, обустроенные таким образом громоотводы считаются вполне пригодными для защиты только в случае, когда между их элементами имеется надёжная электрическая связь, а покрытие кровли контактирует с негорючими материалами.

Нормативы и стандарты в области молниезащиты

Необходимость обустройства качественных систем молниезащиты жилых и промышленных зданий особенно остро возникла в начале прошлого столетия во времена всеобщей индустриализации и электрификации, актуальна она и в настоящее время. Сегодня ежедневно на планете Земля наблюдается около 44-45 тысяч гроз, которые могут привести к выходу электроприборов из строя, повреждению целостности зданий и построек, пожарам и гибели людей.

Для создания работоспособных, эффективных и оптимальных для каждого объекта систем разработаны общепризнанные нормативы проектирования и организации молниезащиты. Существуют международные и отечественные стандарты и правила. Кроме того, в России различают отраслевые и корпоративные стандарты (например, Газпрома, МОЭК и т.п.). В основу всех норм, регламентирующих проектирование молниезащиты, положен многолетний опыт человечества по организации электробезопасности жилых домов и промышленных предприятий, а также особенности современных построек.

Российские нормативы в области молниезащиты

Создание отечественной нормативной базы по проектированию комплекса мер для обеспечения молниезащиты берет начало в 30-х годах минувшего века. Первоначально были разработаны требования и правила для производственных зданий и сооружений, а также линий электропередач. В 50-х годах прошлого столетия эти требования начали использоваться для частных домов. Позже с учетом многолетних наблюдений и исследований электромагнитной обстановки во время удара молнии на территории бывших союзных республик Министерство энергетики СССР ввело Инструкцию по обустройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87. Эта инструкция, как наследие, действует до сих пор. Однако она давно устарела, поэтому для создания современных систем громоотводов пользуются международными стандартами, установленными Международной электротехнической комиссией (МЭК) и российскими инструкциями более поздних редакций.

В России специалисты и сейчас для создания ряда мер молниезащиты ориентируются на требования и нормы, изложенные в советской инструкции РД 34.21.122-87 (скачать в pdf>>). Данный норматив является первичным документом, на который опираются профессионалы при выборе схемы конструкции громоотводов на этапе проектирования зданий и сооружений. Она дает толкование всех важных терминов и понятий, описывает требования к органзации защиты от молний и к конструкциям громоотводов, а также расчет молниеотводов. Именно она классифицирует здания и позволяет определить необходимый уровень защиты. К недостатком РД 34.21.122-87относят отсутствие описаний нормативов по организации молниезащиты для склада взрывчатых веществ и пороха, а также в ней нет рекомендаций по выбору материалов для заземлений и т.д. Дополнить и обновить положения советского документа попытались в «Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» СО-153-34.21.122-2003 (скачать в pdf>>). Она включает нормы грозозащиты в коммуникациях.

Седьмая редакция ПУЭ (Правила устройства электроустановок 7-е издание, Главы 2.4, 2.5, 4.2) разработана с учетом всех видов и типов электрического оснащения и агрегатов. В этом издании собраны все базовые требования электробезопасности и заземления, используемые при обустройстве защиты от удара молнией промышленных и бытовых объектов. Подвести российские стандарты к мировым требованиям IEC в декабре 2011 года позволили первая и вторая часть ГОСТа Р МЭК 62305-1-2010 «Защита от молнии», а также ГОСТ Р 50571-4-44-2011 «2011 Электроустановки низковольтные. Требования по обеспечению безопасности. Защита от скачков напряжения и электромагнитных помех» (действует с 01.07.2012). Этот документ регламентирует основные нормы по организации безопасности низковольтных установок при появлении отклонений напряжения и электромагнитных помех. Этот стандарт не действует на системы распределения электричества населению, на промышленные объекты и на системы для генерирования и выдачи электроэнергии для них.

Требования к механизмам защиты электрических сетей и электрооборудования при прямом или косвенном влиянии грозовых или иных переходных перегрузок для коммутации к силовым цепям переменного тока (частотой 50 - 60 Гц), постоянного тока и к оснащению с номинальным напряжением до 1000 В (действующее значение) или 1500 В постоянного тока подробно изложены в ГОСТе Р 51992-2011 (МЭК 61643-1-2005) «Устройства для защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах. Технические требования и методы испытаний» (с 01.07.2012).

Принципы подбора, монтирования и координации устройств грозозащиты от импульсных перенапряжений, предназначенных для подсоединения к силовым цепям переменного тока (частотой 50-60 Гц) или постоянного тока и к оборудованию на номинальное напряжение до 1000 В (действующее значение) переменного тока или 1500 В постоянного тока описаны в ГОСТ Р МЭК 61643-12-2011 «Устройства защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах. Принципы выбора и использования» (с 01.01.2013).

Все основные требования при прямом или косвенном воздействии грозовых или прочих переходных перенапряжений к устройствам для защиты телекоммуникационных и сигнализационных сетей с обозначенными напряжениями системы до 1000 В переменного тока и 1500 В постоянного тока регламентируются ГОСТом Р 54986-2012 (МЭК 61643-21: 2009) «Устройства защиты от импульсных перенапряжений низковольтные. Часть 21. УЗИП для систем телекоммуникации и сигнализации (информационных систем). Требования к работоспособности и методы испытаний» (с 01.07.2013).

Группа стандартов МЭК (IEC) и их связь

Развитие науки и электротехники не стоит на месте. Наиболее полно, детально и качественно современные мероприятия по грозозащите отображены во всемирных нормативах МЭК «Защита от воздействия молнии МЭК 62305:2010».

Стандарт «Защита от воздействия молнии МЭК 62305:2010» определяет базовые правила защиты от порчи молнией любых построек, живущих в них животных и людей, разных инженерных коммуникаций и систем и иных конструкций относящихся к ним, кроме железнодорожной системы, автотранспорта, воздушных и водных транспортных средств, подземных трубопроводов повышенного давления и т.п.

Нормативы МЭК включают стандарт, определяющий общие положения и описывающий потенциально возможные последствия и опасность молний 62305-1. Потребность организации защиты определяется в соответствии с системой расчета риска и с учетом материального эффекта от установки мер защиты от ударов молнии описывает стандарт 62305-2. Третья часть МЭК 62305:2010 посвящена описанию мер безопасности, требуемых для снижения показателей аварий в постройках и сведения к минимуму уровня опасности для жизни и здоровья людей, находящихся внутри. В четвертой части данного стандарта описан комплекс мер для понижения числа отказов электросистем, приборов и устройств внутри зданий.

Взаимосвязь группы правил МЭК 62305:2010 определяется уровнем опасности поражения молнией объекта и риском возникновения возможных повреждений. При повышенном риске прямого попадания молнии и необходимости обустройства внешней защиты от прямых ее ударов в строения пользуются требованиями стандарта 62305-3:2010. При повышенной опасности поражения электрооборудования и порчи электросетей от вторичного воздействия молнии актуален стандарт 62305-4:2010.

Сравнение отечественных стандартов и МЭК

Современные специалисты, занимающиеся вопросами проектировки и создания молниезащиты современных построек любого назначения, отмечают, что требования МЭК гораздо строже в сравнении с инструкцией советских времен и даже более поздними российскими изданиями ГОСТов. Как правило, если российские Инструкции не дают полный объем необходимой информации для правильного и эффективного создания защиты от молний, профессионалы используют признанные в мире стандарты МЭК.

Наиболее ярким отличием, например инструкции РД 34.21.122-87 от норм IEC при создании внешней защиты является, отсутствие подробного описания организации молниеприемной сети для сложных рельефных крыш, а также отсутствие рекомендаций по рекомендуемым к использованию материалов для заземлений и т.д. При обустройстве внутренней системы защиты стандарты МЭК детально описывают применение разрядников без искровых промежутков для предотвращения пожаров, выхода из строя бытовой техники, промышленного оборудования и внутренних сетей.

Более подробно о сравнении стандартов IEC и DIN и отчественных нормативов читайте в статье "Анализ нормативно-технического обеспечения молниезащиты".

Интересные материалы по этой теме:

Нормативные требования к молниезащите

Еще раз коротко самое главное о стандартизации.

Состав системы молниезащиты по стандартам IEC (МЭК)

Кратко о том, что входит в состав комплекса мероприятий по защите от молний и гроз по мнению Международной электротехнической комиссии, а также взаимосвязанные решения в области внешней и внутренней молниезащиты.

Требования к элементам внешней молниезащиты

Какие испытания проходят элементы молниеприемные системы, соединительные компоненты, проводники, заземляющие электроды? Описание методик проверки, имитирующих воздействие естественных атмосферных условий и воздействие коррозии на компоненты.

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: