Молниезащита многоквартирного жилого дома с металлической кровлей

Обновлено: 04.10.2024

Пожары, которые возникают в связи с частыми грозами и которые наносят непоправимый урон имуществу и представляют угрозу для жизни людей, – одна из наиболее распространенных проблем, обусловленных природными явлениями. Именно поэтому необходимость установки молниезащиты выходит на первый план. специализируется на проектировании и монтаже таких коммуникаций. Также здесь можно приобрести комплектующие, а при необходимости специалисты окажут бесплатную консультацию по всем интересующим вопросам.

Молниезащита многоквартирного жилого дома – обязательная составляющая в обеспечении максимальной безопасности жилого объекта в случае грозы. Такая коммуникация состоит из трех частей:

система уравнивания потенциалов;
внутренняя грозозащита;
внешняя молниезащита.

Каждую из этих составляющих следует разобрать по отдельности.

В каких случаях нужна молниезащита

Вообще, важность молниезащиты сложно переоценить. С одной стороны, все необходимое оборудование стоит сравнительно недорого, а на монтаж уходит всего один-два дня. С другой – она обеспечивает надежную защиту от ударов молнии, а, значит, предотвращает пожары и поломку бытовой техники. Но все же многие люди даже не задумываются о том, что каждый многоквартирный жилой дом нуждается в защите от электрических разрядов.

Одни считают, что вероятность поражения молнией слишком мала, а другие просто не догадываются о последствиях. Поэтому стоит разобраться, в каких случаях необходима установка молниезащиты, а в каких можно обходиться без нее.

Если поблизости, на расстоянии не более 100 метров от вашего дома расположен другой дом, высота которого на 2-3 этажа больше, о молниезащите можно не задумываться: почти наверняка появившаяся поблизости молния ударит именно в него.

И вот жильцам из этого дома вовсе не помешало бы задуматься о соответствующей защите.

Некоторые обыватели считают, что если крыша дома покрыта металлочерепицей или профнастилом, то им не нужно бояться молнии: большая площадь металлической кровли обеспечивает безопасное распространение разряда. На самом деле это не так. Даже кровля площадью в несколько сотен квадратных метров при попадании молнии разогревается до очень высокой температуры.

Последствия от попадания молнии в крышу дома

Этого вполне достаточно, чтобы деревянные стропила, на которые чаще всего укладывается металлическая кровля, вспыхнули, и начался пожар. Особенно подвержены ударам молнии высокие дома (уровень – не менее 30 метров), расположенные вдали от основного жилого массива. Именно они чаще всего повреждаются в результате грозовой активности. Если ваша дача расположена также далеко от других построек или стоит на самой окраине, то лучше установить в доме громоотвод.

Обустройство грозозащиты многоквартирного дома

Наружную или располагаемую открыто молниезащиту жилого дома организуют с учётом перечисленных выше факторов и обустраивают по общепринятым стандартам (при отсутствии поблизости высотного объекта с молниеприёмником).

Так, для типового городского сооружения, крыша которого изготовлена в виде закрытых рубероидом перекрытий, в качестве молниеприёмника может использоваться штырь, фиксируемый на пристройке к выходу лифта (рядом с антенной).

После его закрепления, к отводу штыря приваривается толстый стальной провод сечением не менее 6-8 миллиметров. Провод спускается вдоль стены и другим своим концом на ту же сварку подсоединяется к уже готовому заземлителю.

При спуске токоотвода молниезащиты следует побеспокоиться о том, чтобы провод надёжно закреплялся на стенах здания посредством фиксаторов особой конструкции.

В тех случаях, когда в качестве молниеприёмника используется система тросов или металлическая сетка – необходимо побеспокоиться о специальных креплениях, размещаемых в точках пересечения отдельных ветвей конструкции.

При оборудовании молниезащиты многоквартирного дома не следует упускать из виду и внутреннюю её составляющую, представленную специальным оборудованием (УЗИП, в частности).

Указанное устройство обеспечивает защиту установленного в границах дома коммуникационного оборудования от импульсных перенапряжений, возникающих во время грозы.

Кроме того, с его помощью удаётся предотвратить нежелательные последствия от вторичных воздействий молнии (наводок), угрожающих внутренним электросетям дома и подключённым к ним бытовым приборам.

Что нужно знать о категориях молниезащиты

Специалисты уже давно разработали определенную классификацию зданий, нуждающихся в молниезащите. И все здания условно разделены на несколько категорий:

I категория молниезащиты. Сюда относится часть промышленных зданий и объектов, в которых ведутся работы с взрывоопасными или легковоспламеняющимися материалами.
II категория молниезащиты. Сюда можно отнести склады топлива, ГСМ, аммиачные холодильники, комбикормовые и мукомольные цеха.

Здания, которые не попадают ни в одну из этих категорий, принято считать условно безопасными. Увы, как показывает практика, удары молний хоть и редко, но приходятся и на их долю.

Пример расчета

Объект: четырехсекционный многоквартирный жилой дом.

Техническое задание по проекту:

молниезащиту выполнить в виде молниеприемной сетки;

возвышающиеся над кровлей объекты (вентиляционные шахты) защитить при помощи молниеприемников-мачт;

все металлические элементы, размещенные на кровле, необходимо присоединить к молниеприемной сетке;

в качестве токоотводов использовать арматуру, проложенную в железобетонных конструкциях стен;

в качестве вертикального заземлителя использовать арматуру свай;

в качестве горизонтального заземлителя использовать арматурный каркас ростверка;

На рисунке 1 и 2 показаны планы кровель по секциям без молниезащиты.

Рисунок 1. План кровли секции 1 и 2 (17 эт.)

Рисунок 2. План кровли секции 3 и 4 (18 и 9 эт.)

Объект относится к 3 категории молниезащиты. Надежность системы должна быть не менее 0,9.

Как подобрать оборудование для внешней молниезащиты

Как уже говорилось выше, внешняя молниезащита состоит всего из нескольких элементов: молниеприемник, токоотвод и заземление. Однако подобрать подходящие элементы без специальных навыков и знаний довольно сложно. К счастью, сегодня существует специальная программа – калькулятор расчета молниезащиты. Работать с ним максимально просто. Достаточно указать высоту, ширину и длину здания, а также регион, в котором находится ваш дом.

После этого программа выдаст оптимальную высоту мачты, толщину кабеля и мощность заземления. На все уходит всего несколько минут! Вам не придется тратить кучу времени, чтобы изучить инструкцию по устройству молниезащиты и сооружений, также известную, как рд 34.21.122 87. Это серьезный плюс – инструкция изобилует сложными терминами, что делает ее изучение довольно сложным, требующим больших затрат времени.

Внешняя грозозащита и ее особенности

Внешняя грозозашита представляет собой основную систему. Она применяется чаще всего. Конструктивно данная коммуникация включает:

Стоит отметить, что молниеотвод в многоквартирном доме имеет несколько разновидностей. Использование конкретного типа зависит от вида объекта и его назначения. Так, выделяют:

стержневой;
замкнутый;
специальную сетку.

Примечательно то, что они могут использоваться как по отдельности, так и комбинироваться между собой.

Как производится монтаж громоотвода

Когда расчет молниезащиты завершен и все необходимые материалы приобретены, можно переходить к следующему шагу – монтажу громоотвода, который обезопасит ваш дом от атмосферных разрядов. Выберите самую высокую точку крыши. Именно здесь нужно закрепить мачту, на которую будет установлен молниеприемник. Это может быть металлический прут – железный, а лучше медный. Медь окисляется значительно медленнее, чем железо, а, значит, даже через много лет металл будет эффективно притягивать разряд.

Высота мачты вызывает споры даже у опытных специалистов. Одни считают, что чем выше будет мачта, тем лучшая молниезащита кровли будет обеспечена. Другие же твердят, что слишком высокая мачта может притягивать к себе молнии, которые, в противном случае, обошли бы дом стороной. Кто из них прав? Увы, это сложно сказать однозначно.

Пример монтажа молниезащиты на крыше

Поэтому усердствовать при выборе мачты не стоит, подойдет деревянный брус длиной около двух метров. Использование металлических труб нежелательно: разряд, пришедшийся на молниеприемник, может передаться мачте, а от нее – кровле, что приведет к пожару.

Молниеприемник надежно крепится в верхней части мачты. Для этого лучше всего воспользоваться металлическими хомутами. Прочно затяните их, чтобы со временем, из-за перепада температур, влажности и ветра они не разболтались.

К молниеприемнику необходимо присоединить кабель. Желательно с медной жилой большого сечения.

Кабель крепится и к мачте, чтобы его не болтало ветром. Здесь лучше использовать пластиковые хомуты, которые точно не притянут молнию и не повредят кабель. После этого кабель пропустите до края крыши и вниз. Большинство многоквартирных домов снабжены водостоками, и кабель лучше всего пропустить через него. Тем самым вы гарантируете ему надежную защиту от ветра, а также сходов льда и снега с крыши.

Процесс монтажа

Как только все необходимые данные получены, можно приобретать все части для громоотвода и начинать его сооружение. Необходимо внимательно осмотреть крышу и выбрать на ней наивысшую точку. Если речь идет о плоской кровле, то ей может послужить крыша домика, который предназначен для выхода на крышу. В этой точке фиксируется молниеприемник. В его роли может выступать обычный металлический штырь или отрезок медной арматуры. Сечение выводится по калькулятору. Высоты мачты должно быть достаточно, чтобы молния не могла попасть в другие элементы крыши. При необходимости мачта громоотвода фиксируется на растяжках, чтобы ее не снесло ветром и разрядом молнии.

Совет! Между кровлей и штоком мачты должна быть прокладка из диэлектрика, которая не даст разряду молнии пойти дальше.

В качестве мачты может быть использована не металлическая труба, а деревянный брус. Именно на него необходимо закрепить молниеприемник. К последнему осуществляется подвод промежуточного звена громоотвода, который должен состоять из медной проволоки большого диаметра. Кабель громоотвод должен быть кратчайшим путем спущен к земле. При этом отличным решением будет в качестве короба использовать систему сбора дождевой воды. в этом случае можно будет не переживать, что кабель будет сорван ветром.

Рядом с домом, в точке, куда будет опущен кабель, необходимо выкопать приямок. Его глубина должна быть не больше 80 см. При этом его расположение подбирается в четырех или трех метрах от дома. Лучше выбрать такое место, где редко ходят люди и не ставят автомобили. После этого в землю забиваются металлические штыри в виде вершин треугольника. Они должны быть соединены между собой посредством металлической планки или уголка, которые привариваются сверху. Длина прута должна составлять минимум два метра, а расстояние между ними высчитывается на калькуляторе. Толщина арматуры для громоотвода должна быть не меньше 12 мм. Провод, идущий от молниеприемника, соединяется с заземлением. Далее приямок можно закопать. Видео с процессом установки громоотвода есть ниже.

Громоотвод в многоэтажном доме

Современное строительство подразумевает использование различных систем защиты, которые реализуются в частных и многоэтажных домах. Наличие заземления становится нормой, т. к. оно позволяет не только сэкономить на ремонте техники, но и обезопасить жильцов от поражения электрическим током. Другой важной системой, которая должна присутствовать даже в многоэтажном доме, является молниезащита? Каким образом она может быть реализована? Об этом пойдет речь в статье.

Решение:

Жилые дома относятся к обычным с точки зрения молниезащиты в соответствии с СО и к 3-ей категории согласно РД. Необходимая надежность системы – 0,9. Согласно ПУЭ-7, п. 1.7.103. Общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN-проводника каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 10 Ом при линейном напряжениии 380 В источника трехфазного тока или 220 В источника однофазного тока.

Устройство системы

Внутренняя часть громоотвода требует профессионального подхода. Она включает в себя ряд различных модулей, которые призваны к тому, чтобы не пропустить заряд молнии к проводке, что могло бы парализовать и нанести вред всему дому. Отдельные элементы монтируются на каждую квартиру, что повышает эффективность. Произвести расчеты, которые требуются для установки внешней части громоотвода можно самостоятельно, но разработан целый ряд программ, автоматизирующих процесс.

Правила молниезащиты зданий и сооружений

Высотные строения очень удобны для того, чтобы в них попала молния. Исходя из этой предпосылки, рассматривают вопрос о молниезащите городских зданий и промышленных сооружений. Случайный разряд на необорудованную грозозащитой кровлю способен вывести из строя действующие элементы коммуникаций, а также привести к ущербу, который с трудом поддаётся даже приблизительной оценке.

И только эффективная и грамотно обустроенная молниезащита зданий и сооружений способна свести к минимуму возможные потери от непредвиденного воздействия природного электричества.

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.

Молниезащита жилых и общественных зданий - ответы на частые вопросы при проектировании

Защита от молний космической техники, авиалайнеров или небоскребов – все эти проблемы не могут не увлекать специалистов по атмосферному электричеству. И всё-таки любому из них полезно спуститься с небес на землю, чтобы почувствовать ежедневные задачи проектировщика, которому чаще приходится искать средства надёжной и дешёвой молниезащиты традиционных жилых и офисных зданий вполне умеренной высоты. Я не раз встречался на семинарах с проектировщиками и, кажется, научился смотреть на молиезащиту их глазами.

Недавно мне довелось готовиться к вебинару на тему «Защищаем частный сектор», где речь шла о внешней и внутренней молниезащите жилых зданий. Эта работа позволила понять, что занять рабочее место другого человека немногим легче, чем влезть в его шкуру. Далеко не все удалось сформулировать на вебинаре ясно и полноценно. Вот почему пришлось вернуться к проблеме, чтобы прояснить хотя бы некоторые вопросы, с которыми едва ли не ежедневно сталкивается проектировщик.

Э. М. Базелян, д.т.н., профессор;
Энергетический институт имени Г.М. Кржижановского, г. Москва;
признанный отечественный Эксперт в области заземления и молниезащиты

1. Нормирование молниезащиты жилых и общественных зданий

Жизнь в Советском Союзе приучила старшее поколение к излишне почтительному отношению к нормативам. Нельзя сказать, что это уж совсем скверная привычка. Качественно сделанный норматив безусловно защищает от благоглупостей при условии, что их нет в его собственных предписаниях. Социалистический строй не признавал частной собственности и это стало причиной многих несуразностей в отношении требований к молниезащите. До сих пор действующий национальный норматив ”Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87” жестко регламентирует защиту от прямых ударов молнии производственных помещений, наружных промышленных установок, общественных зданий, даже коровников, но по остаточному принципу относится к жилым домам.

2. Считаем частоту ударов молнии в здание

Застройщика, решившего постороить то или иное здание, обоснованно беспокоят потенциальные потери собственности. Он вправе знать, что и в каком объеме может повредить удар молнии, насколько вероятна аварийная ситуация и в какую сумму обойдутся средства молниезащиты для практически 100%-ного устранения опасности. Все эти данные будут запрошены у проектировщика и только потом, получив исчерпывающий ответ, застройщик решит нужна ли ему более надежная молниезащита по сравнению с теми мизерными крохами, что предписаны нормативом РД 34.21.122-87. Проектировщик должен быть готов к ответу. Для этого ему в первую очередь следует оценить частоту прямых ударов молнии в проектируемое здание.

3. Дистанционные воздействия молнии

Подавляющее число таких воздействий определяется влиянием электромагнитного поля молнии либо на провода линии электропередачи, питающей защищаемое здание, либо на электрические коммуникации в его внутреннем объеме. С позиций оценки опасных электромагнитных воздействий тип линии имеет принципиальное значение. В районе современной городской застройки энергоснабжение жилых зданий, как правило, производится по подземному экранированному кабелю от ближайшей подстанции. Уровень возбуждаемых наводок здесь минимален. Часто он просто не принимается во внимание из-за весьма малой вероятности опасного воздействия. Сколько-нибудь значимая наводка возбудится лишь в том случае, если ток молнии практически целиком попадет в оболочку подземного кабеля.

4. Что надо защищать от прямого удара молнии?

Ответить на этот вопрос несложно. У современных жилых и офисных зданий от молнии в первую очередь страдает кровля и оборудование, что на ней установлено. Проектируемые молниеотводы предусматриваются именно для их защиты. Возможны ли молниестойкие кровли? Безусловно возможны. Молния ничего не может поделать со стальным листом толщиной 4 мм. Для меди эта величина должна быть увеличена до 5 мм, для алюминия – до 7 мм. Столь тяжеловесную кровлю можно себе представить разве что на королевском дворце или на особняке поп-звезды. Типовые коттеджи обходятся металлочерепицей или металлопрофилем с толщиной металла менее 1 мм.

5. На какую надёжность молниезащиты ориентироваться?

Норматив СО-153-34.21.122-2003 на этот счет не дает никаких указаний. Более старый документ РД 34.21.122-87 относит жилые и офисные здания к последней III категории молниезащиты да и то в исключительных случаях. Придется снова объясняться с заказчиком, пояснив ему, что в последнем российском нормативе СО-153-34.21.122-2003 оперируют зонами защиты с надежностью Ф = 0,9 и выше. Для среднего незащищенного коттеджа, где в среднем надо было ожидать 1 удара молнии за Тмол = 50 лет эксплуатации, установка молниеотводов с надежностью 0,9 увеличит расчетное время примерно до 500 лет (на деле несколько меньше, потому что установка молниеприемника, хотя и невысокого, несколько увеличит максимальную высоту здания. а вместе с ней и частоту ударов молнии). Даже по меркам английских особняков это вполне приличный срок, при котором молния окажется далеко не первой в списке других опасных катаклизмов.

6. Что лучше – серия молниеотводов малого превышения или один высокий?

Похоже, проектировщикам нравятся одиночные молниеотводы, особенно стержневые. По элементарным формулам легко строится конусная поверхность, ограничивающая зону защиты. Если объект целиком размещается в объеме этого конуса, защита от прямых ударов молнии с требуемой надежностью гарантирована. Больше беспокоиться вроде бы не о чем. Попробую показать на конкретном примере, что ситуация не столь проста и очевидна.

Правила производства молниезащиты двускатной кровли

За безопасность строений любого типа отвечает комплекс мер, в который в том числе входит защита зданий от попадания молний. Эта система так и называется – молниезащита зданий и сооружений. Из нашей статьи вы узнаете, из чего состоит молниезащита, каких типов бывает, по каким критериям её надо выбирать и можно ли без неё обойтись.

Сразу отметим, что защищать здания от молний необходимо, потому что это природное явление обладает мощным электрическим разрядом с огромной силой тока и температурой. Рассчитывать, что оно обойдёт дом стороной опрометчиво – по наблюдению учёных, грозы случаются всё чаще.

Что такое молниезащита и зачем она нужна

Молниезащита – это комплекс мер, направленных на защиту зданий, сооружений от прямого попадания молнии. Она включает в себя проектирование, монтаж и обслуживание.

Без молниезащиты увеличивается вероятность, что ударившая в крышу молния вызовет физическое разрушение и даже пожар. Кроме того, во время грозы наэлектризованный воздух может спровоцировать электромагнитные импульсы высокой мощности, которые негативно воздействуют на питающую дом электрическую сеть. В ней также могут возникнуть импульсы большой амплитуды, что приведёт к скачкам напряжения. А это угрожает поломкой бытовой техники, замыканиями и возгораниями.

Бытует мнение, что в зоне риска только высокие здания или постройки с металлической кровлей. Однако это заблуждение, потому что молния может ударить в любой объект, особенно если он располагается далеко от других.

Видео описание

Ролик с подробным разбором системы молниезащиты

Виды молниезащиты

Различают внешнюю и внутреннюю молниезащиту.

Порядок сборки внешней молниезащиты выглядит так: молниеприёмник, токоотвод, заземление.

Все упомянутые выше части могут быть изготовлены из оцинкованной стали, алюминия или меди. В зависимости от материала рассчитывается их сечение, т. к. у разных металлов разная электропроводность. Этот факт обязательно учитывают при проектировании системы.

Если у строения плоская крыша или не хочется водружать над ним дополнительные конструкции, то можно применить специальную сетку, которая выполняет ту же роль, что и вертикальный молниеприёмник, но не нарушает эстетику здания.

Внутренняя молниезащиета – это специальные приборы, установленные на вводе питающих линий в дом. Они так и называются – устройства защиты от импульсного перенапряжения, сокращённо УЗИП. К ним относятся варисторные ограничители напряжения (ОВП) и приборы на базе разрядников (Т1). Все эти аппараты могут использоваться в качестве УЗИП для частного дома.

В этой статье мы сосредоточимся на внешней молниезащите.

Устройство молниезащиты на кровле

Разберём ещё два типа молниезащиты – пассивную и активную.

Пассивная начинает функционировать, когда в неё попадает разряд. Она бывает следующих типов:

Тросовая молниезащита. Состоит из 2 или 4 мачт, между которыми натянут трос. У каждой мачты при этом есть связь со своим отдельным токоотводом, заземлителем и молниеприёмником;
Сетчатая молниезащита. В ней используется трос или пруток, который устанавливают на скатах крыши в виде сетки;
Листовая система. В этом случае металлическая кровля служит естественным молниеприёмником (здесь следует обязательно учитывать толщину металла кровли).

Выбор типа молниезащиты обычно зависит от площади скатов крыши, угла их наклона и материала, которым они покрыты. Один из простых вариантов – сетчатая система.

Рассмотрим правила монтажа сетчатой молниезащиты на примерах крыш с разным кровельным материалом.

Молниезащита на металлической кровле

Металлическое покрытие само по себе отличный проводник электричества, и молниеприёмник в конструкции такой кровли использовать необязательно. Это обозначено и в «Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» (п. 3.2.1.2). Но даже для такой крыши специалисты рекомендуют установить молниеприёмник и молниеотвод, чтобы увеличить эффективность защиты.

Если металлическая кровля выступает основным элементом молниезащиты, тогда к ней необходимо жёстко прикрепить токоотвод, например, сваркой. Если нет возможности проводить огневые работы на крыше, тогда допустимо применять болтовое соединение, которое следует проверять раз в год на коррозию стыка.

Однако металлическое покрытие нельзя назвать 100% надёжным устройством для отвода молний. Вероятность некачественного соединения листов металла, панелей или штучных элементов уменьшает защитные свойства. По этой причине на такую кровлю всё равно стоит устанавливать стержневые или тросовые молниеприёмники. Кроме того, удар молнии в металлическую крышу повышает температуру в зоне попадания электрического разряда. При толщине металла менее 4 мм возрастает вероятность возгорания деревянных стропил. Поэтому приняты нормы толщины, которые требуется учитывать. Например, оптимальная толщина стального покрытия – 4 мм, а на рынке таких предложений нет. Но можно использовать металлическую крышу в качестве молниезащиты при толщине металла 0,5 мм в том случае, когда её необязательно защищать от повреждений и отсутствует опасность воспламенения находящихся под кровлей горючих материалов.

Таким образом, проблему можно решить следующими способами:

изолировать стропильную систему от кровельного материала;
вместо деревянных выбрать металлические стропила;
установить молниезащиту.

Третья опция – самая оптимальная, потому что мачта встретит заряд молнии.

Для сборки и реализации системы молниезащиты компания EKF выпускает широкий ассортимент аксессуаров: подставки, крепления, держатели, зажимы, соединители и другие.

Молниезащита на мягкой кровле

Чтобы не повредить покрытие, монтаж молниезащиты на мягкой кровле требует особого подхода. В ассортименте EKF есть специальные держатели, которые позволяют реализовать защиту на любом материале.

Ниже альтернативные варианты молниезащиты для мягкой кровли:

стержни, установленные по краям конькового прогона двускатной крыши;
трос, натянутый по коньку;
активная молниезащита.

Активная молниезащита считается наиболее подходящим решением, особенно для неметаллической кровли.

На видео показано, как правильно монтировать молниезащиту в строящемся кирпичном доме и при этом сохранить внешнюю эстетику фасада

Активная молниезащита

Главное отличие активной молниезащиты – активный молниеприёмник. Он реагирует на рост напряжённости электромагнитного поля, который возникает при приближении грозового фронта. Конденсаторы в составе активного молниёприемника заряжаются от напряжения, наведённого этим полем на антеннах устройства. Когда напряжение на конденсаторах достигает 12-14 кВ, происходит пробой разрядников и формируется короткий высоковольтный импульс (более 200 кВ), полярность которого обратна полярности фронта. Этот импульс, опережая образование «естественного» лидера, инициирует «искусственный» восходящий лидер, который развивается с гораздо большей скоростью и на большее расстояние, многократно увеличивая зону защиты молниеприёмника.

Применение системы активной молниезащиты особенно оправдано, когда из-за специфики защищаемого объекта невозможно использовать какую-либо традиционную молниезащитную конструкцию.

В видео показаны две системы, защищающие двускатную крышу дома от ударов молний: пассивную и активную:

Молниезащита на плоской крыше

Сетчатая молниезащита – оптимальное решение для плоской кровли. Размер ячеек зависит от категории молниезащиты:

I категория – 5х5 м;
II категория – 10х10 м;
III категория – 15х15 м;
IV категория – 20х20 м.

Ниже представлены основные правила сборки системы молниезащиты:

для крепления элементов сетчатого молниеприёмника используют специальные кронштейны, изготовленные из пластика. Они могут быть полыми или заполненными бетонным раствором;
расстояние между крепежами – не более 1 м;

крепление молниезащиты на кровле проводят пассивным способом, то есть кронштейны любого типа к кровле дома ничем не крепятся. Они удерживают сеточную конструкцию только своим весом;
по периметру укладывают трос или катанку по парапету с креплением к торцам;
если на крыше присутствуют трубы, антенны и прочие конструктивные элементы, то на каждую из них необходимо установить молниеприёмник в виде стержня и соединить его с сеткой.

Токоотвод и заземление

Основное о молниеприёмнике прояснили, переходим к токоотводу и заземлению.

Требования к токоотводу

По токоотводящему участку молниезащиты проходит электрический разряд огромной мощности, поэтому к этой части системы предъявляются серьёзные требования. Ниже перечислены некоторые из них (полный список см. в «Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций):

длина токоотвода должна быть кратчайшим расстоянием от молниеприёмника до системы заземления;
оптимально, если соединить молниеприёмник с заземлением несколькими параллельными токоотводами;
прокладку токоотвода надо проводить на расстоянии полметра от оконных и дверных проёмов;
если дом сооружен из негорючих материалов, то отводящий контур можно проложить прямо по стенам или уложить внутрь них;
если были использованы горючие материалы, то расстояние от стен до участка прокладки не должно быть меньше 10 см;
нельзя проводить монтаж токоотвода внутри водосточной системы;
токоотводы соединяются горизонтальными поясами вблизи поверхности земли и через каждые 20 м по высоте здания.

Если в конструкции здания есть металлические элементы, которые соответствуют нормативным показателям и являются цельными по всей длине, их можно использовать как токоотвод, например, металлокаркас здания.

Требования к заземляющей системе

Заземляющая система нужна для отвода электрического разряда в грунт. Она бывает плоской и глубинной.

Плоская: контур закладывают на небольшую глубину по периметру дома в виде стальной ленты, которая является горизонтальным заземлителем, и подводят токоотводы с разных сторон.
Глубинная: представляет собой несколько стержней заземления, забитых в грунт на глубину минимум 2-3 м, соединённых между собой стальной лентой.

Контур заземления обычно делают в виде равностороннего треугольника или прямоугольника, по периметру которых углубляют стержни заземления.

В видео показано, как надо правильно и профессионально монтировать заземление для молниезащиты:

Заключение по теме

Теперь вы знаете, как установить молниезащиту на крышах с разным кровельным покрытием. В теории кажется, что всё легко, однако мы советуем обратиться к профессионалам, чтобы наверняка защитить дом от молнии и её последствий.

Выставка домов «Малоэтажная страна» выражает искреннюю благодарность специалистам компании EKF за помощь в создании материала.

Компания EKF предлагает систему молниезащиты и заземления «КУПОЛ», которая позволяет защитить объект в заданном радиусе от последствий удара молнии в здание.

Если Вам нужна более подробная консультация, то можете воспользоваться следующими контактами:

Молниезащита многоэтажных домов и других зданий

Привычным, обыденным и в то же время поистине страшным явлением природы является молния. Одновременно на всей планете может существовать до нескольких тысяч таких разрядов. Средняя их сила – 100 тысяч ампер, однако, в некоторых случаях она возрастает до 200 тысяч! Удар такого разряда, пришедшийся на крышу многоэтажного здания, практически наверняка вызовет пожар.

Притянутый металлическим предметом, например, антенной, какими испещрены все крыши многоэтажных домов, он разогревает этот предмет до огромной температуры. И от него может вспыхнуть как рубероидная кровля, так и деревянные стропила. Даже если пожара не произойдет, импульс такой силы легко может вывести из строя проводку, а также сжечь бытовую технику и тонкую электронику. Именно поэтому молниезащита зданий и сооружений является очень востребованной и актуальной услугой.

Вообще, важность молниезащиты сложно переоценить. С одной стороны, все необходимое оборудование стоит сравнительно недорого, а на монтаж уходит всего один-два дня. С другой – она обеспечивает надежную защиту от ударов молнии, а, значит, предотвращает пожары и поломку бытовой техники.
Но все же многие люди даже не задумываются о том, что каждый многоквартирный жилой дом нуждается в защите от электрических разрядов.

Если поблизости, на расстоянии не более 100 метров от вашего дома расположен другой дом, высота которого на 2-3 этажа больше, о молниезащите можно не задумываться: почти наверняка появившаяся поблизости молния ударит именно в него.

I категория молниезащиты. Сюда относится часть промышленных зданий и объектов, в которых ведутся работы с взрывоопасными или легковоспламеняющимися материалами.
II категория молниезащиты. Сюда можно отнести склады топлива, ГСМ, аммиачные холодильники, комбикормовые и мукомольные цеха.
III категория молниезащиты. Именно она наиболее распространена. К этой категории молниезащиты относятся детские сады, больницы, школы, ясли, силосные башни, трубы промышленных предприятий и котельных, а также отдельно стоящие дома, если их высота составляет 30 метров и более.

Виды молниезащиты

Если говорить о таком непростом деле, как молниезащита многоквартирного дома, то стоит отметить, что защита может быть как внешней, так и внутренней. У каждой из них имеется определенное назначение, и обе очень важны для обеспечения безопасности ваших близких и вашего имущества.

Внешняя молниезащита довольно проста – она состоит всего из нескольких деталей: молниеприемника, токоотвода и заземления. Ее задача – перехватывать молнию непосредственно над крышей дома, после чего пропускать весь разряд через безопасное русло и уводить его в землю, где он не доставит никому ни малейшего вреда.

Простота и эффективность приятно удивят каждого человека. Провести монтаж такой системы на крыше жилого дома сможет любой человек, даже если он не имеет богатого опыта работы в строительстве и специальных навыков. К этому мы вернемся чуть позже.

А вот устройство молниезащиты внутренней значительно сложнее. Внутренняя молниезащита представляет собой целый комплекс мероприятий, позволяющих обеспечить высокую степень охраны не только электрического оборудования, но и проводки, расположенной в здании. Лучше всего доверить эту работу специалистам. Они смогут быстро подобрать оборудование, которое лучше всего подходит для использования именно в вашей квартире, и надежно обезопасят ваше имущество от повреждения.

Вернуться к оглавлению

Когда расчет молниезащиты завершен и все необходимые материалы приобретены, можно переходить к следующему шагу – монтажу громоотвода, который обезопасит ваш дом от атмосферных разрядов.
Выберите самую высокую точку крыши. Именно здесь нужно закрепить мачту, на которую будет установлен молниеприемник. Это может быть металлический прут – железный, а лучше медный. Медь окисляется значительно медленнее, чем железо, а, значит, даже через много лет металл будет эффективно притягивать разряд.

К молниеприемнику необходимо присоединить кабель. Желательно с медной жилой большого сечения.

На некотором расстоянии от дома (не меньше, чем в 3-4 метрах) нужно выкопать яму. Желательно выбрать место, где не ходят люди и не оставляют автомобили. Глубина ямы зависит от уровня залегания грунтовых вод. Лучше укладывать пруты заземления во влажный грунт. Увы, если грунт будет сухим, то система молниезащиты будет сравнительно малоэффективной: электричество плохо распространяется в сухом грунте.

Когда яма достаточной глубины вырыта, на дно нужно уложить несколько металлических прутьев (подойдет обычная арматура толщиной в 15–20 мм), к которым подсоединяется второй конец кабеля-токоотвода. После этого яма осторожно закапывается, чтобы не повредить кабель и место соединения.

Вот и все. Самый простой проект молниезащиты воплощен в жизнь. Теперь осталось дождаться ближайшей грозы – это будет своеобразная проверка громоотвода. Если даже при самых мощных молниях ни в одной квартире не выключится свет, не вылетят пробки и не будет повреждена бытовая техника, значит, работа была выполнена на твердую пятерку!

Что такое активная молниезащита

Говоря о молниезащите в целом, нельзя не упомянуть о такой интересной вещи, как активная молниезащита. Если обычные громоотводы были изобретены еще в восемнадцатом веке, то активные громоотводы появились сравнительно недавно, несколько десятилетий назад. И людям, интересующимся, как защитить свое жилье от молнии, будет полезно узнать об этом способе защиты.

Обычный громоотвод использует в качестве молниеприемника простой медный прут, в который бьют молнии, оказавшиеся в непосредственной близости. Активная же молниезащита не просто принимает разряд, но и притягивает его!

Этот громоотвод снабжен встроенным электронным устройством, генерирующим высоковольтные импульсы и передающим его на самый конец молниеприемника.

Благодаря этому, вероятность того, что разряд молнии ударит именно в этот молниеприемник, значительно повышается. Не раз было замечено, что молнии били именно в активный громоотвод, хотя поблизости находились значительно более высокие объекты. Говоря языком специалистов, активный громоотвод представляет собой искусственного лидера, который опережает формирование естественного лидера. То есть, даже когда молния находится на большом расстоянии от земли, система активной молниезащиты будет притягивать ее именно к себе, не позволяя отклониться и ударить в какой-то другой объект. Тем самым площадь защиты значительно увеличивается.

Серьезным плюсом является тот факт, что активная молниезащита – совершенно автономна.

Несмотря на кажущуюся сложность, она не нуждается в подпитке электричеством, принимая его прямо из воздуха.

Ведь при грозе воздух имеет электрическое поле напряженностью до 20 кВ/м. Если напряженность резко возрастает, молниеприемник тут же активизируется. Получая энергию от электричества из атмосферы, он генерирует высоковольтный импульс, на который реагирует молния. Поэтому на содержание такой сложной и в то же время надежной техники не приходится тратить деньги.

Конечно, использование специализированной электроники делает монтаж и даже проектирование молниезащиты значительно более сложным делом. Поэтому лучше будет пригласить специалистов. Ими будет разработана оптимальная схема активного громоотвода, установлено и настроено оборудование. Да, придется потратить определенную сумму. Зато, благодаря этому, вы сможете быть уверенными, что теперь молния не будет наносить удары ни в какие другие объекты, кроме вашего громоотвода. Увы, классические модели не могут дать стопроцентную гарантию.

Стоит сказать, что активная молниезащита широко используется не только на многоквартирных домах, но и в частных коттеджах. Владельцам нравится, что им не нужно нарушать эстетический облик жилья установкой дополнительного оборудования. Активный молниеприемник сравнительно невелик, не бросается в глаза и что немаловажно, даже для очень большого участка достаточно использовать всего один прибор. Он надежно защитить всю площадь, на которой расположен дом и хозпостройки, от ударов молнии. Безусловно, это стоит дополнительных трат.

Читайте также: