Нужен ли громоотвод на металлической крыше

Обновлено: 15.05.2024

Защитой дач, гаражей и загородных домов от грозовых разрядов наше государство пока не занимается. О средствах предотвращения возгорания частной собственности от молний хозяин заботится сам. Самостоятельно выбирает тип защитной системы, чаще всего сооружает ее собственными руками.

В обустройстве плоских крыш это дело не слишком заковыристое, хотя и требующее подробных сведений об основных технологических принципах. Домашнему умельцу следует досконально знать, как устроена молниеприемная сетка на плоской кровле, какие правила необходимо соблюдать для безукоризненной работы итога усилий.

Содержание

Предпосылки для сооружения молниезащиты

О реальных фактах разрушения жилых домов и хозяйственных строений в результате поражения молнией мы слышим довольно редко. Правда это не повод расслабляться и пренебрегать мерами защиты от природного негатива.

Каждый удар представляет собой серьезную угрозу для владельцев частной усадьбы и их питомцев, даже если конкретные воздействия поначалу не обнаружены.

От ударов молнии могут пострадать:

Люди и животные. Разряд, проникающий внутрь постройки по проводам воздушных коммуникаций, может поразить живой организм. Он вызывает искрение в точках соединения и подключения приборов, питающихся электроэнергией. Если у дома нет системы заземления или заземленных металлических трубопроводов, токи могут пройти через тело. Последствия крайне опасны.
Жилые и хозяйственные постройки. Особенно строения, стены которых выполнены из возгораемого материала — древесины. Для бетонных и кирпичных домов разряды тока молнии также весьма нежелательны. От точки удара до заземленного объекта или земли возникает высокое давление вместе с температурой. Этот участок подвержен внутренним разрушениям. Известны случаи, когда кирпичные и деревянные стены, выдержавшие ранее несколько грозовых дождей, расщеплялись при попадании молнии.
Частные гаражи и небольшие склады топлива. Разряд молнии сопровождается резким повышением температуры своеобразного разветвленного или линейного канала, по которому происходят токи. Контакт канала с легковоспламеняющимися продуктами однозначно повлечет возгорание и пожар.

Токи молнии не угрожают металлическим проводникам сечением от 35мм². Не страшны они металлоконструкциям, детали которых надежно соединены между собой металлической связью и нижние элементы заземлены.

Например, металлическая обрешетка связана сваркой с арматурой железобетонных стен, а она в свою очередь связана с арматурой фундамента. Элементы кровли принимают разряд, распределяют его и переправляют арматурным пруткам стен. Затем токи передаются арматуре фундамента, который с облегчением отправляет их в землю.

Кроме арматуры фундамента передачу молниевых разрядов земле могут осуществлять проложенные в грунте металлические трубопроводы и кабели в металлических гильзах.

Устройство защиты от молнии

Выяснили, что для защиты строений от ударов молнии, необходимо соорудить систему. Называется она молниеотводом и включает три равных по значению части:

Молниеприемник – устройство, воспринимающее непосредственно разряд молнии.
Токоотвод – система металлических линейных деталей, принимающих токи от молниеприемника и передающих их заземлению. Элементами токоотвода могут служить уже упомянутые прутки арматуры, металлические трубы водостока и т.п.
Заземлитель – линейный или замкнутый металлический контур. Состоит он из забитых в грунт вертикальных штырей, соединенных прутком или полосой. Заглубляется заземлитель минимум на 0,5м. Длину штырей и расстояние между ними определяют расчетными методами.

Молниеотвод постройки любого архитектурного типа обязан включать все три перечисленных части, иначе в устройстве системы не будет малейшего смысла. Различия заключаются в типе составляющих, зависящем от конфигурации крыши и здания.

Например, скатные кровли защищают от молнии посредством установки стержневых приемников. Над вытянутыми домами устраивают молниеотводы с тросовыми приемниками. Применение указанных разновидностей несколько портит архитектурный ансамбль, но в итоге оказывается наиболее экономичным.

Особенности молниеотводов плоских крыш

Защиту от молнии домов и хозяйственных построек с плоской крышей производят по стандартной, проверенной на практике схеме:

Молниеприемник выполняют в виде сетки из горизонтально уложенной круглой стали Ø 6-8мм. Вместо катанки может использоваться стальная полоса сечением 4×20мм. В качестве ветвей молниеприем
Токоотводом служат соединенные с заземлением металлические проводники из круглой стали Ø не менее 6мм. подземная часть выполняется из проката Ø 10мм. Элементами отведения токов на плоских крышах могут служить трубы и арматура, если применение ее в качестве токоотвода учитывалось при проектировании строения. Рекомендованное расстояние между токоотводами 25м.
Система заземления представляет собой замкнутый контур, охватывающий защищаемый объект по периметру. Расстояние между контуром заземления и стеной дома с плоской крышей не более 1м.

Молниеприемником плоской крыши может служить металлическая кровля, соединенная с металлической обрешеткой или напрямую с токоотводами металлической связью. Для подобных схем подходят только металлические кровли, соединенные фальцами. В подобных случаях для устройства защитной сетки нет причин, но это совершенно другая, «покровная» история.

Профилированные листы с защитным покрытием и металлочерепица исключены из числа возможных вариантов из-за отсутствия соединений, достаточных для прохождения токов, а также из-за влияющей на свойства материала полимерной оболочки.

Подробно о сетчатых приемниках разрядов

Устройство сетчатого молниеприемника можно провести в процессе строительства или смонтировать защитную систему после укладки покрытия.

Вариант №1 возможен, если применяется негорючий утеплитель, гидроизоляция и покрытие. Сетка укладывается под водозащитную прослойку. Схема реализации молниеотвода подобного типа разрабатывается на стадии проектирования.

Вариант №2 используется без ограничений. Его устройство практически не влияет на внешний вид дома. Сетка укладывается поверх покрытия, фиксируется в специально для нее разработанных держателях. В случае сооружения молниезащиты мягкой кровли держатели обеспечивают дистанционный зазор в 10-12см между возгораемым материалом и проводником молниеприемника.

Первая схема предопределяет устройство защитной сетки по плитам перекрытия перед укладкой кровли. Для соединения ветвей сетки с арматурой стен или колонн в швы между плитами кровли устанавливаются соединительные приспособления, к которым с одной стороны приваривается сетка, а с другой арматура. В сооружении молниеотводной системы подобного типа используется только сварка.

Вторая схема предполагает установку элементов приемника поверх кровли. Элементарный проект ей тоже нужен, чтобы предусмотреть возможность чистки зимних осадков и беспрепятственного стока дождевой воды. Металлические элементы системы обязательно защищаются от коррозии.

Молниеотводы с сетчатыми приемниками рекомендовано устраивать на крышах с уклоном 4º к внутреннему или наружному водостоку. Нередко сетчатые системы комбинируются со стержневыми собратьями, которые монтируются в углах постройки и в местах пересечения проводников.

Правила сооружения молниеприемной сетки

Сознаемся, что с реализацией первого варианта у большинства домашних мастеров наверняка возникнут проблемы. Ведь надежные сварные соединения обязаны безупречно связать сетку с арматурой стен и фундамента.

Общие правила монтажа молниеприемной сетки:

Ветви молниеприемника укладываются перпендикулярно, образуя ячейки с равными сторонами.
В соответствии с регламентом МЭК (Международной электротехнической комиссии) шаг между ветвями сетки над жилыми домами не должен превышать 12м, над гаражами с хранением топлива до 5м. Отечественные требования несколько мягче: 15м и 7м. Однако желательно придерживаться международных нормативов.
Все возвышающиеся над уровнем устройства должны быть оборудованы дополнительными стержневыми приемниками. Это трубы и мачты антенн, которые следует присоединить к общей сети.
В приоритете сварные соединения, но допускаются и болтовые аналоги. Особенно, если для их устройства используются универсальные плашечные зажимы, ощутимо облегчающие монтажные процедуры.
Ветви сетчатого приемника рекомендовано присоединять к токоотводу с каждой стороны.

Более жесткий регламент МЭК диктует оснащать стержневыми приемниками каждое крестовое соединение сетки. Высоту стержня требует принять 25см. Токоотводы предписывает заземлять двумя заземляющими прутками и устанавливать на них разъемные плашечные контакты для проверочных операций. Сомнений нет, пора привыкать к международным нормам, но в противоречия с ними зачастую вступают наши финансовые возможности.

Отечественные стандарты за номером РД34.21.122-87 не выставляют столь драконовских притязаний, а сооруженные в соответствии с ними системы пока не дают сбоев. Не исключено, что у нас не слишком навороченный молниеотвод работает у нас хорошо по причине умеренной грозовой нагрузки. Жителям южных регионов отечества все же лучше ориентироваться на международные нормативы.

Вспомним, что в ряду покрытий для плоской крыши есть возгораемые и невозгораемые материалы. Классифицируем их согласно горючему признаку и разберем наиболее распространенные схемы.

Молниеприемная сетка по несгораемому основанию

К категории несгораемых оснований относится бетонная стяжка, кровельный оцинкованный профнастил, сэндвич панели и гравийная засыпка, применяемая в качестве балласта в инверсионных кровельных системах.

В зависимости от типа несгораемого основания выбирается схема монтажа молниеприемной сетки:

По профилированным листам, не имеющим полимерного покрытия, укладка производится поперек направления гофры. Металлический пруток укладывается с запланированным шагом и приваривается к поверхности волны профнастила через каждый метр. Отличной альтернативой сварке являются металлические болтовые держатели, позволяющие провести монтаж сетчатого приемника любой степени сложности.
По бетонным кровлям согласно проектным данным устанавливаются пластиковые держатели с бетонным заполнением — утяжелителем. Масса заполнения от 12 до 17кг в зависимости от марки продукции. Внушительный вес изделий гарантирует устойчивость системы и сопротивляемость порывистым ветрам. В продаже есть держатели без утяжеляющего заполнения, для установки которых груз из морозостойкого бетона заливается самостоятельно на объекте. Для малоэтажных строений в регионах с низкой ветровой активностью выпускаются держатели с креплением саморезами или приклейкой на битумную мастику.
По гравийной засыпке балластных крыш устанавливаются держатели с бетонным балластом и без него. При желании зафиксировать держатели на основании они монтируются до засыпки балласта. В таких случаях рекомендовано использовать дистанционные модели с приклеиванием к основанию на мастику.

Максимальный шаг установки держателей не должен превышать 1м для всех перечисленных схем.

Сооружение молниеотвода с сетчатым проводником не рекомендуется устанавливать на металлические кровли, выполненные из материала тоньше 4мм. Прямой удар в покрытие может запросто его прожечь.

Потому кровли из тонкого профлиста принято оснащать сеткой на дистанционных держателях, зона защиты которых все же побольше, чем у контактирующих с кровлей приспособлений.

Сетчатый приемник по сгораемому основанию

К ним отнесем кровельные покрытия слабогорючей категории и материалы, поддерживающие горение, потому что беспрекословно возгораемые материалы в строительстве не используются. В списке опасных по критериям горения покрытий плоских крыш числятся битумные и битумно-полимерные гидроизоляционные материалы и полимерные мембраны – т.е. мягкие кровли.

Для того чтобы исключить прямой контакт приемника молниевого разряда с битумным и полимерным покрытием, применяются так называемые дистанционные держатели. Суть конструкции несложных приспособлений заключается в том, что между поверхностью крыши и веткой сетки создается воздушный промежуток, достаточный для затухания возможной искры.

Согласно предписаниям СО 153 3.2.2.4. расстояние это должно быть не меньше 10см. Требования МЭК указывают на необходимость применять в расчетах изоляционные коэффициенты материалов, указанные литерами km.

Изоляционные промежутки создаются с помощью вертикальных стержней, входящих в комплект дистанционных держателей. Фиксируются они в пластиковой подставке, на которую водружают бетонный утяжелитель. Задачу крепления провода решает втулка, завершающая крепежное устройство.

Алгоритм устройства молниеприемной сетки с дистанционными держателями на мягкой кровле:

Производим разметку площадки работ согласно разработанному проекту. Держатели устанавливаются через 1м вдоль линий, соответствующих ячейкам сетки. Максимальное расстояние между приспособлениями 1,2м, возможность увеличения оговаривается в инструкции производителем. Проектная разработка должна учитывать, что участки подключения ветвей к токоотводам и токоотводов к заземлению должны быть минимальными. Не забываем, что функцию ветки может выполнить металлический щиток парапета и подобные длинномерные металлические детали.
Стержни, сделанные из стеклопластика, обрезаем или обрубаем на заранее рассчитанную величину, требующуюся для формирования воздушного изоляционного зазора.
Согласно разметке производим установку пластиковых подставок, центр которых обязан совпасть с отмеченной точкой. В случае обустройства кровли из полимерной мембраны под каждую подставку укладываем резиновую прокладку, чтобы тяжелые детали не повредили покрытие.
На подставки укладываем бетонные утяжелители.
В каналах, расположенных в центре подставок, свободно располагаем обрезанные стержни.
Верхушки стержней оснащаем крепежными устройствами с втулками, рассчитанными на фиксацию провода Ø до 8мм.
Прокладываем ветви молниеприемной сетки, элементарно защелкивая их во втулках держателей.

Выступающие над поверхностью трубы и мачты антенн должны иметь электрическую связь с молниеотводом. Их оборудуют стержневыми приемниками или металлическими фартуками и присоединяют к токоотводам плашечными зажимами. Аналогично с токоотводами состыкуются края ветвей, что гораздо удобнее сварки. К тому же неопытный исполнитель с их помощью сможет в высоком темпе создать качественные узлы.

Соединение токоотводов с ветвями сетки

Сборка сетчатого приемника разрядов – только первый этап устройства молниезащиты и полноценной системы заземления. Ее необходимо грамотно подключить к заземляющему контуру так, чтобы принятые токи без препятствий текли в грунт.

Правила прокладки и подключения токоотводов:

Трассы прохождения токоотводов необходимо запроектировать с учетом кратчайшего расстояния между точками подключения к молниеприемнику и заземлению.
К возгораемым стенам токоотводы крепятся с помощью дистанционных кронштейнов. Расстояние между стеной и проводником не менее 10см. Допускается контакт металлического кронштейна и материала стены.
Токоотводы могут фиксироваться на трубах водостока металлическими хомутами.
Допускается прокладка токоотводов, выполненных из оцинкованной круглой стали, непосредственно по кирпичной или бетонной стене.
Расстояние между точками крепления горизонтальных участков 1м, вертикальных участков 2м.
Не допускается прокладка с образованием петель.
При выборе места для прокладки токоотвода рекомендуется выбрать участки здания с наименьшей вероятностью присутствия людей.

Трассы токоотводов прокладывать принято по углам обустраиваемых домов. Максимальное расстояние между ними 25м. Нижний край каждого токоотвода опускается в грунт, где крепится с помощью болтового устройства к системе заземления. Участки ввода проводника в почву рекомендовано обмотать антикоррозионной лентой.

Видео-инструкция для домашних мастеров

С общим принципом устройства молниеотвода для частного дома ознакомит видео:

Технологию сооружения молниеприемной сетки для системы защиты частного дома можно освоить, не обладая фундаментальными познаниями в сфере электробезопасности. Имеющиеся сейчас в продаже монтажные приспособления помогут провести работы в краткие сроки и без особых хлопот. Главное не забывать о правилах устройства, чтобы система защиты собственности была полноценной.

Молниезащита кровли частного дома из разных материалов

Многим кажется, что гроза — явление не такое уж и частое, а попадание молнии в жилой дом — и вовсе нонсенс. На самом деле статистика по российским регионам показывает не слишком обнадеживающую картину. И в некоторых местностях вероятность того, что в крышу попадет молния достаточно велика. Хотели ли бы вы, чтобы ваш новый добротный дом превратился в руины всего за один ненастный день? Не говоря уже о рисках для жизни людей. А ведь профессиональная молниезащита кровли обойдется вам несоизмеримо дешевле, чем устранение последствий пожара. К тому же, на самом кровельном покрытии все эти элементы почти незаметны и не портят общий вид.

Чем опасна молния для крыши?

Молния — очень интересное и мощное природное явление. Когда-то в старину люди верили, что так приоткрываются небеса или проявляется божественный гнев. Сегодня люди менее пугливы и более практичны, а потому сильная гроза больше страшит не звуком и грохотом, а вероятностью остаться без крыши над головой. Да, к сожалению, дому, в который попала молния, приходится несладко. В лучшем случае удастся обойтись без пожара.

Но что именно притягивает молнию? Почему иногда она бьет, казалось бы, совсем без какой-то логики? Разве недостаточно иметь рядом более высокое строение, чтобы быть спокойным за свою постройку? К сожалению, нет. Иногда, чтобы притянуть молнию, достаточно антенны на крыше или погодных особенностей в определенной местности. Предугадать это почти невозможно, а вот что случится с домом, когда в него попадет 200 000 ампер — вполне реально:

Для удобства вы можете изучить так называемую грозовую карту России, чтобы понять, в какой группе риска находитесь вы:

Как видите, даже удар раз в 40-50 лет не такое уж маловероятное событие. Поэтому, если вы сомневаетесь, нужна ли молниезащита для металлической кровли, скажем так: эту систему вы установите один раз, а гроз в вашей местности будет много.

Посмотрите также этот интересный обзорный ролик о современной грозозащите:

Из чего состоит система молниезащиты?

Итак, давайте рассмотрим элементы молниезащиты и их взаимодействие. Если вы обращали внимание, на крышах домов эти детали выглядят таким образом:

Молниеприемники: удар на себя

При помощи специальных стержней и матч создают защитную зону, которая не позволяет молнии попадать в свои пределы. Современный рынок предлагает большое разнообразие молниеприемников с самой разной высотой, вплоть до 4 метров. При этом высотные мачты выпускаются со специальной трехножной опорой, благодаря чему их несложно устанавливать на кровле со сложным рельефом. А таких сегодня немало, поскольку в последнее время все больше ценятся уникальные проекты, выделяющиеся на фоне массовых построек.

Проводники: распределение тока

Держатели: надежная фиксация системы

Соединительные элементы: подключение заземления

В системе отвода молний используются соединительные элементы, которые связывают воедино все детали, причем не важно, какой сложности сама кровля. Здесь тоже используется сталь с цинковым покрытием, которое обеспечивает не только устойчивость к коррозии, но и защищает элементы от механического повреждения. Например, на кровлю может упасть ветка дерева и зацепить один из проводов. Согласитесь, было бы неприятно уже во время удара молнии узнать, что вся система молниезащиты была повреждена. В этом деле важно душевное спокойствие, а потому все делается на совесть и на качестве деталей не экономят.

Заземлители: отвод напряжения в землю

Для этой цели применяются вертикальные заземлители нужной длины, которую подбирают в зависимости от имеющегося типа грунта. Их соединяют с токоотводами при помощи безрезьбового крепления. В этом случае обеспечивается самый надежный электромеханический контакт между стержнями:

Если вы собираетесь приобрести полную систему молниезащиты, и переживаете, разберетесь ли со всеми элементами — не беспокойтесь. Обычно производители прилагают подробную инструкцию к своему изделию, с пошаговыми иллюстрациями, а общую суть работы вы сможете понять из этой статьи.

Виды молниезащиты для кровли частного дома

Обычно сложную, хорошо продуманную молниезащиту устанавливают на здания с определенным классом. Это чаще промышленные объекты, которые в случае пожара могут навредить окружающей среде. В случае с частным домом подходит такая схема:

При этом рассчитывают молниезащиту по формуле конуса:

В зависимости от габаритов дома, вам нужно определиться, куда именно будет выводиться ток. А именно, какого типа заземление наиболее предпочтительно в вашем случае:

Отметим, что в последнее время все чаще говорят о так называемой активной защите от молний. Т.е. ее не боятся, а, наоборот, притягивают, после чего грамотно уводят в почву. А «уловителем» здесь служит специальная головка на шпиле — ионизатор. Навстречу молнии он генерирует целый поток электронов, которые действительно притягивают грозу и полученный разряд уводят и гасят в земле.

Что интересно, у активной защиты радиус в 8 раз больше, чем у пассивной системы. Благодаря этому на оборудование крыши уходит куда меньше расходных материалов. Правда, сегодня немало противников этого метода, считающих подобные манипуляции с природой опасными.

Системы для плоской и скатной кровли

Если речь идет о плоской крыше дома, молниезащиту устраивают по такой стандартной схеме:

А вот для двухскатной больше подходит такая схема:

Как вы видите, в любой конфигурации кровли принцип работы молниезащиты один: поймать напряжение и аккуратно вывести его в землю, без какого-либо вреда для крыши и самого дома. И в случае с разными кровельными покрытиями подбирается свое надежное крепление.

Грозозащита антенн и спутниковых тарелок

Но что делать, если прямо на крыше установлены антенна или тарелка? Ведь это элементы из группы риска. Если в антенну попадет ток силой от 10 до 500 тысяч ампер, то электромагнитный импульс легко выведет всю электронику из строя. Чтобы защитить подобные конструкции, нужно подключить домашнюю технику к предохранителю избыточного напряжения.

Кроме того, можно защитить приборы, расположенные на кровле от попадания молний с помощью громоотвода, который продается обычно в комплекте со всей системой. Главная задача — заземлить опорные части и антенно-фидерное устройство. А в качестве заземлителей используются металлические опоры и специальный высокочастотный заземлитель для антенной системы.

Как обустроить молниезащиту на разных типах покрытий

Начнем с того, как правильно установить молниезащиту на наиболее пожароопасном кровельном материале — мягкой кровле. Очень важно оборудовать для нее грамотную систему молниезащиты и надежно ее закрепить. Вся сложность в том, что гибкими битумными гонтами обычно покрывают крыши сложного рельефа, с перепадами и скатами разного угла. Для решения этой проблемы существуют разные переходники и соединители, а сами проводники разрешено немного сгибать:

К слову, если на мягкой кровле находится сразу несколько дымоходов, защиту от грома желательно установить на каждый из них:

Только помните о том, что в случае с мягкой кровлей молниезащиту фиксируют не к мягким гонтам, которые даже ветер способен оторвать, а прямо к обрешетке. Тогда как у металлочерепицы крепеж разрешено соединять прямо с покрытием, ввиду его жесткости:

Немного сложнее дело обстоит с крышей из натуральной керамической черепицы. Ведь важно в процессе крепления не расколоть черепки. Для этого используются специальные саморезы, отверстия под которые высверливаются заранее:

А самая удобная в плане фиксации молниезащиты — фальцевая кровля. Здесь держатели закрепляют прямо на фальцы, причем так, что элементы крепежа не выглядят инородно на такой крыше:

Дело в том, что сама по себе фальцевая кровля выглядит немного «технической», со строгой геометрией и прямыми линиями, а потому сеть молниезащиты на ней смотрится вполне органично.

К слову, если кровля имеет сложную структуру и у нее помимо скатов есть парапеты, система немного усложняется:

А из какого материала сделала ваша кровля, и планируете ли вы ее защищать?

Грозовое спокойствие: для чего нужен громоотвод на крыше, и как сделать молниезащиту здания

Молния — чудовищное по своей разрушительной мощи явление. Сила тока в заряде, разрывающем грозовое небо всего на доли секунды, достигает полумиллиона ампер, а напряжение исчисляется десятками и сотнями миллионов вольт. Все, во что бы ни попала молния, за исключением металла и других проводников, мгновенно нагревается и, если достигает критической температуры, загорается. Чтобы этого не произошло, необходимо отвести молнию от здания или другого объекта в землю, для чего нужен громоотвод, токоприемник и заземляющий контур.

Высотные дома, административные и коммерческие здания, цеха заводов, телевышки, памятники — все эти сооружения обязательно оснащают молниезащитой, чтобы избежать их повреждения. С частными домами ситуация совсем иная — коттеджи или дачи с установленными громоотводами встречаются редко. Причины у этого разные. Кто-то из владельцев уверен, что громоотвод, наоборот, притянет молнию; кто-то считает, что его защищает вышка сотовой связи, установленная в километре от коттеджа; кто-то просто экономит в уверенности, что вероятность удара молнии в дом слишком мала. Давайте разберемся, что из этого правда, и когда молниезащита на частном доме нужна, а когда без нее можно обойтись.

Нужен ли громоотвод на крыше частного дома?

С точки зрения безопасности, громоотвод нужен всегда — даже если вероятность попадания молнии мизерная, молниезащита и заземление снизят ее еще больше. То есть хуже точно не будет. Вот только цена молниеотвода с монтажом начинается от 30 000 рублей, и далеко не каждый готов потратить эти деньги на снижение вероятности удара молнии на тысячные доли процента. Поэтому обычно отдельно говорят о ситуациях, в которых устройство молниезащиты обязательно, а отдельно — о случаях, когда установка громоотвода — всего лишь рекомендация.

Молниезащита кровли обязательно нужна:

когда дом находится в коттеджном поселке, деревне, городском частном секторе или стоит обособлено и вблизи нет высотных зданий;
при перекрытии кровли любыми видами металлических покрытий, включая профнастил и металлочерепицу;
когда дом построен на возвышенности или под ним есть грунтовые воды неглубокого залегания;
если в здании много работающей электроники или установлено мощное оборудование.

При выполнении любого из этих условий необходимость монтажа молниезащиты — не вопрос для обсуждений, поскольку риск довольно велик. И он тем выше, чем южнее построен дом: в южных регионах грозы бывают значительно чаще, чем в северных, следовательно, и вероятность попадания молнии в дом возрастает. На карте ниже хорошо видно, как количество дней с грозами при движении на юг увеличивается с несколькими очагами возле горных хребтов.

Конечно, заставить вас установить громоотвод на доме никто не может — это могут официально требовать только для общественных, многоквартирных, коммерческих и производственных зданий. Если речь идет о частном доме, молниезащиту оставляют на усмотрение владельца. Но не сделать громоотвод в частном доме в такой ситуации все равно, что не обработать огнезащитой деревянный брус для каркасного дома и сделать в нем закрытую проводку.

Совсем другое дело, когда ваш дом:

Находится в непосредственной близости от господствующей высоты: вышки сотовой связи, водонапорной башни, высотных зданий. Но учитывайте, что непосредственная близость — это не километр и даже не 500 метров. Это когда самая дальняя точка дома расположена не более чем в 1,2×h от высотного объекта, где h — его высота. То есть при высоте базовой станции в 100 м, каждый уголок вашего дома должен попадать в конус с вершиной в самой высокой точке вышки и с основанием радиусом 120 м.
Построен в лесу с высокими деревьями. Радиуса защиты от одного дерева, если это не секвойя, не хватит, чтобы перекрыть весь дом, но деревьев в лесу очень много. Иногда для лучшей защиты на вершину самого высокого дерева вблизи дома крепят громоотвод.
Расположен в районе, где грозы бывают редко. Если в числах, то это районы со средней за год продолжительностью гроз до 20 часов. На карте выше это красная и розовая зона.

Во всех этих ситуациях риск попадания молнии очень незначителен, поэтому многие владельцы домов не делают молниезащиту, полагаясь на случай. С одной стороны, вероятность действительно низкая. С другой стороны, потери, если «что-то пойдет не так» будут очень велики: даже если дом не загорится, то вся электроника, включая блоки управления котлов отопления, в нем точно сгорит. Насколько такая экономия оправдана, каждый владелец дома решает для себя сам.

Молния непредсказуема, пусть и редко, но она может ударить в здание, защищенное господствующей высотой.

Как работает молниезащита, и почему она эффективна

Громоотвод на крыше дома эффективно защищает его от попадания молнии. Но как так происходит? Почему тонкий металлический штырь, соединенный с заземлением, способен противостоять разрядам мощностью в миллионы киловатт? Чтобы понять, как работает громоотвод, нужно понимать, откуда вообще появляются молнии, и почему в одних местах они бьют в сотни раз чаще, чем в других.

Рождение молнии и «выбор» цели

Во время дождя в грозовых облаках создается электрическое поле. Положительные заряды в облаке перемещаются вверх, а отрицательные скапливаются на его нижней границе. Если поле достаточно сильное, то оно вызывает лавинообразную ионизацию воздуха, из-за чего у поверхности земли накапливается положительный заряд. В результате напряженность между землей и облаками начинает расти до тех пор, пока не достигает критических значений. Именно в этот момент происходит разряд — молния. Иногда молния может ударить из верхних слоев облаков, тогда она будет притягиваться к отрицательно заряженным объектам. Но это бывает редко.

Разряд всегда происходит там, где наибольшая напряженность. То есть в зоне риска высокие объекты, поскольку между ними и облаками меньше расстояние, и любые места, около которых легко накапливаются положительные заряды: водоемы, металлические конструкции, линии электропередач.

Тем не менее, точно предсказать, где и когда ударит молния, невозможно. Известно только, что молния продвигается по ионному каналу между облаками и объектом-целью, и после удара этот канал исчезает не сразу. Поэтому если в грозовых облаках скопился большой заряд, молния может попасть в одно и то же место несколько раз. При этом согласно исследованию, проведенному физиками из университета Аризоны, с вероятностью 67% вторая молния ударит в радиусе нескольких десятков метров от места первого удара.

И хотя предугадать точное место появления молнии нельзя, можно защитить все сооружения в зоне риска с помощью громоотвода.

Устройство молниезащиты здания: разбираемся в деталях

Молниезащита частного дома — несложная система, которая традиционно состоит из трех элементов:

громоотвод на крыше или, как его правильно называть, — молниеприемник;
токоотвод или заземляющий проводник;
заземление дома.

В последние 15-20 лет в молниезащиту дома стали включать еще и четвертый элемент — защиту электросети дома от скачков напряжения и импульсных помех. Это не обязательное, но желательное дополнение к системе, которое позволяет избежать повреждения чувствительной электроники из-за молнии, ударившей не только в молниеприемник на крыше дома, но и просто в 1-2 км от здания.

Молниезащита дома должна заставить молнию обойти здание и скользнуть по проводнику в землю, не причинив вреда. Это ее основная задача. Но есть и дополнительная: молниезащита сооружений в принципе снижает вероятность попадания разряда в здания за счет уменьшения напряженности около молниеприемника.

Молниеприемник

Громоотвод — первый элемент молниезащиты, задача которого — «встретить» молнию и не дать ей ударить по незащищенной крыше. Молниеприемник ставят в самой уязвимой части дома: на фронтоне, щипцах, башенках, совмещают с флюгером. Громоотвод для дачного дома обычно просто крепят в самой высокой точке фронтона по центру конька. Молниеприемник на большом коттедже либо делают в виде троса, натянутого между металлическими стержнями по длине крыши, либо ставят повыше — на специальной мачте высотой несколько метров.

Принцип работы молниеприемника прост. Это острый проводник, из-за чего напряженность поля около него очень велика. Сильное электрическое поле приводит к появлению коронного заряда около острия громоотвода, который вызывает сильную ионизацию окружающего воздуха. В результате напряженность между землей и нижним краем облаков в точке, где установлен молниеприемник, снижается и, следовательно, уменьшается вероятность удара молнии. Впрочем, при большой высоте дома эффект разрядки очень незначительный, но коронный заряд все равно позволяет перехватить молнию на подлете и заставить ее пойти через громоотвод в землю, а не по стропильной системе крыши.

Виды молниезащиты разделяются в зависимости от типа молниеприемника, который используется в системе:

Металлический штырь. Самый распространенный и самый старый вид громоотвода. Как правило, это стальной металлический стержень длиной от 0,5 до 4 м и диаметром 10-12 мм. Медь для изготовления штыревого громоотвода подходит лучше, но в этом случае всю молниезащиту придется делать из медных прутков и пластин, а это дорого.
Тросовый молниеприемник. Это стальной трос диаметром от 10 мм, который натягивают вдоль конька кровли и ее верхних изломов. Такой громоотвод делают на крышах сложной формы и большой площади, поскольку высота штыревого молниеприемника недостаточна, чтобы обеспечить надежную защиту всего здания.
Сетчатый молниеприемник. Этот вид молниезащиты используют на больших коммерческих и общественных зданиях. В этом случае сразу несколько молниеприемников устанавливают в уязвимых частях кровли и соединяют друг с другом тросами. Получается токопроводящая сетка, которая защищает всю крышу здания.

Независимо от вида молниеприемника, критически важно качество его соединения с токоотводом. Помните: через этот узел будут проходить миллионы вольт, поэтому любые огрехи при креплении могут привести к расплавлению соединения со всеми вытекающими последствиями.

Токоотвод

Токоотвод — это обычный проводник из стали или меди диаметром 6-10 мм. Его задача — безопасно доставить заряд к заземляющему контуру. Крепят токоотвод к молниеприемнику сваркой или специальным болтовым соединением, а вот к заземляющему контуру его обязательно приваривают.

Для большей безопасности токоотвод спускают с крыши вдоль глухой стены, по возможности с противоположной стороны от входа в дом. Если в здании нет глухих стен, токоотвод проводят как можно дальше от окон. При прокладке его крепят так, чтобы провод не касался стен и поверхности кровли. При этом количество изгибов токоотвода должно быть минимальным. В идеале их должно быть всего два: поворот при спуске провода с крыши и поворот у земли для соединения с заземляющим контуром.

Заземление

Заземляющий контур нужен для рассеивания энергии молнии в грунте. Обычно это три проводника, выстроенные в линию и соединенные в один контур четвертым горизонтальным проводником. Всю эту конструкцию закапывают подальше от дома, например, у забора.

Иногда токоотвод подключают к уже готовому заземляющему контуру здания. Это ошибка. Если использовать общее заземление, частный дом вместо надежной защиты может получить дополнительный фактор риска. Дело в том, что энергия разряда молнии настолько большая, что она не сразу рассеивается в грунте. И за эти несколько секунд электроприборы, заземленные на тот же контур, могут сильно пострадать. Поэтому заземление дома и контур для молниезащиты не просто нельзя совмещать, их еще желательно расположить с разных сторон дома как можно дальше друг от друга.

Контур заземления может быть не только линейным, но и треугольным. Особой разницы между такими конструкциями по эффективности нет. Вопрос скорее в удобстве монтажа: треугольный контур делают в тех случаях, когда нет возможности вырыть длинную траншею. Схема подключения заземления в доме в обоих случаях приведена ниже.

Защита электросети дома

В большинстве частных домов уже стоит защита от перенапряжения, короткого замыкания и других ненормальных режимов работы электросети. Поэтому защита от молнии обычно сводится к установке только одного класса оборудования — устройств защиты от импульсных помех (УЗИП) или разрядников.

В отличие от обычного реле перенапряжения, УЗИП не сработает от перепада 10, 50 или 100 В. Его задача спасти электросеть от катастрофического повышения напряжения при ударе молнией либо в сам дом, либо рядом с ним, либо рядом с воздушной линией, от которой запитан ваш коттедж. В такой ситуации напряжение в сети может за доли секунды вырасти до нескольких тысяч вольт, что выведет из строя всю технику, если она не спрятана за УЗИП. Простое реле перенапряжения мало поможет при таком скачке напряжения — оно, скорее, само расплавится и сгорит вместе с остальным оборудованием.

Чтобы обеспечить надежную защиту, разрядники монтируются в три уровня:

Модуль первого класса ставят на вводном щите в дом, и он гасит основной разряд.
Модуль второго класса устанавливают в распределительном щитке в доме, и он берет на себя остаточный импульс.
Модуль третьего класса ставят для конкретного потребителя. Обычно это чувствительная электроника или критически важное для жизни оборудование, к примеру, аппараты искусственной вентиляции легких в медицинских центрах.

Для удешевления системы можно использовать только УЗИП второго класса. Но без фильтра в виде разрядника первого класса он может сгореть.

Как сделать громоотвод в доме

Если вы умеете работать со сварочным аппаратом, то вы легко сможете сделать громоотвод своими руками. Провести токоотвод и сделать заземление также несложно. Единственное, где лучше прибегнуть к помощи специалиста — это установка УЗИП в щитки дома.

Простейший молниеотвод можно сделать из куска арматуры диаметром 10 мм и более и длиной 2-6 м. Штырь нужно заострить сверху болгаркой и прикрепить к трубе или фронтону хомутами либо анкерными болтами. Второй вариант громоотвода — это заваренная по краям стальная труба 3/4˝. Главное, чтобы сварка была качественной. Самостоятельное изготовление молниеотвода позволяет сэкономить на устройстве молниезащиты 60-100$ — именно по такой цене можно купить громоотвод промышленного производства.

Токоотвод делают из стального прута диаметром 10 мм. Понятно, что такую трассу придется делать из отдельных частей, сваривая их между собой или скрепляя специальными переходниками. Это неизбежно, но необходимо продумать путь токоотвода так, чтобы соединений прутков было как можно меньше. Прут лучше заказать уже согнутый, чтобы не сгибать его подручными средствами.

При монтаже токоотвода используют держатели, можно металлические, но лучше их композитного непроводящего материала. Чтобы не было пробоя, токоотвод прокладывают не менее чем в 30 см от любых металлических элементов: водостоков, оконных решеток, отливов.

Последний этап — это устройство заземляющего контура. Делается он по такому же принципу, что и заземление в частном доме:

вдали от дорожек и крыльца выкапывается траншея глубиной 2 м;
в дно траншеи вбиваются вертикально три стальных уголка 40×40 мм на расстоянии 1,5-2 м друг от друга;
поверх уголков приваривают стальную полосу толщиной 5 мм и более;
к стальной полосе приваривают токоотвод;
контур заземления для молниезащиты закапывают, при этом он должен быть не менее чем в метре от поверхности.

Так как сделать заземление в доме линейного типа не всегда возможно, контур часто замыкают в форме равностороннего треугольника. Независимо от формы контура токоотвод к нему приваривают так, чтобы соединение возвышалось над уровнем земли минимум на 25 см.

При монтаже молниезащиты здания важно помнить четыре правила:

Нельзя красить ни молниеприемник, ни токоотвод, ни заземляющие стержни, иначе молниезащита просто не будет работать.
Тщательно проверяйте все соединения и не один раз — через них будет проходить заряд в миллионы вольт.
Старайтесь не использовать разнородные материалы: в месте соединения стали с медью со временем начнется электрохимическая коррозия, которая сильно увеличит сопротивление на этом участке.
Контролируйте влажность грунта около заземляющего контура. В засушливые дни песчаные и супесчаные грунты нужно периодически проливать водой, поскольку в сухом песке заземление теряет эффективность.

Кроме того, не забывайте о правилах работы на высоте: всегда используйте страховку, никогда не ходите по кровле непривязанные и не работайте на крыше в очень жаркие дни.

Подведем итоги

Молниезащита — эффективный способ застраховать себя от попадания молнии в дом. Хотя громоотвод на кровле не дает 100% защиты, он на порядки снижает вероятность получить негативные последствия при ударе молнии.

Устанавливать молниезащиту лучше на всех зданиях, но есть ситуации, в которых это сделать просто необходимо. Например, когда дом стоит особняком в поле или построен на земле, где грунтовые воды подходят близко к поверхности.

Задача молниезащиты — уменьшить вероятность попадания молнии в дом, а если это все же произошло — увести разряд в землю так, чтобы он не повредил строение. Чтобы выполнить эту задачу, в систему молниезащиты входит молниеприемник, который «ловит» разряд, токоотвод, по которому разряд перемещается, и заземляющий контур, который рассеивает молнию в грунте.

Все работы по устройству молниезащиты легко сделать своими руками, включая изготовление громоотвода из арматуры или стальной трубы. Но для этого вам нужно уметь хорошо работать со сварочным аппаратом, поскольку от качества сварных швов прямо зависит надежность защиты.

Какие кровли притягивают молнию?

При проектировании дома или здания большое внимание уделяется молниезащите кровли, будь она металлическая, медная, сэндвич, фланцевая либо из других материалов. Поэтому архитекторов и будущих владельцев частных и общественных построек часто интересует вопрос, какие крыши притягивают молнии и как с этим бороться. Однозначно ответить на этот вопрос специалисты не могут. Давайте попробуем разобраться, какая кровля безопаснее.

Формирование молнии

Всем еще со школьных лет известно, что разряд молнии не поражает объекты, расположенные близко к земле. На ускоренном просмотре видео формирования молнии можно увидеть, как к грозовой туче навстречу молнии растет плазменный канал от вершины какого-нибудь наземного сооружения. Это явление специалисты называли встречным лидером. Удар молнии – это не что иное, как встреча двух плазменных каналов, стремящихся друг к другу от облака и наземного объекта. В некоторых случаях слияние каналов происходит на высоте в несколько десятков метров от объекта. Для того чтобы встречный лидер мог вырасти, и эта встреча произошла необходима определенная энергия, имеющая электрическую природу. Обычно она расходуется на разогрев и ионизацию газа в создаваемом плазменном канале. Эта энергия питается от электротока, протекающего непосредственно по каналу, а также токопроводящим элементам объекта и земле.

Многие исследователи, проводя массу прикладных опытов, пытались подтвердить утверждение, что более длинные встречные лидеры перехватывают молнии, формирующиеся соответственно выше в облаках. Вполне логично, что для быстрого формирования и роста такого лидера достаточно низкого сопротивления элементов основной конструкции постройки, что обеспечит течение электрического тока большего значения. На практике сопротивление заземления как раз такое и есть (низкое, например около 1000 Ом), то есть абсолютно не мешает росту встречного лидера.

Какой материал лучше для молниезащиты кровли?

Если представить, что крыша смонтирована из пластика без единого металлического гвоздя, можно смело утверждать, что молния эту крышу не заметит. Однако это произойдет только в том случае, если материал будет водоотталкивающим. В противном случае влага, впитавшаяся в него, обеспечит нужное сопротивление заземления. Поэтому вид кровельного покрытия не имеет никакого значения.

Часто благодаря прекрасным эксплуатационным характеристикам и высоким изоляционным свойствам в качестве кровельного покрытия используется черепица. Однако высокое напряжение молнии быстро перекроет ее, и еще легче перекроется воздушная прослойка между черепицами в зазорах. Это откроет дорогу наверх формирующемуся встречному лидеру. Точкой старта лидера может служить любая металлоконструкция, размещенная на крыше: фермы и балки, изготовленные из металла, электропроводка, трубы водопровода или системы отопления. Ситуация кардинально не изменится при замене металлических труб на пластиковые.

Особенности молниезащиты кровли

Современные действующие Инструкции, нормирующие молниезащиту кровель, допускают использовать крышу, как молниеприемник при толщине металлического листа 0,5 мм или покрытии металлом любого другого вида материала. При этом крышу достаточно заземлить как минимум в двух точках. Правда специалисты обращают внимание, что для эффективной молниезащиты кровли металлической, медной, фланцевой, мягкой или сэндвич, скатной или с небольшим уклоном, важно чтобы под ней не располагались горючие стройматериалы. Это связано с тем, что при контакте молнии с металлом, последний расплавится. Молния, конечно, не проникнет в чердачное помещение, однако образовавшаяся горячая капля металла, попав на деревянные стропила или обрешетку, может привести к негативным последствиям.

Некоторые специалисты рекомендуют для защиты крыш от разрядов молнии использовать молниеприемную сетку из проводника. Для надежности шаг ячеек должен составлять не менее 6х6 или 12х12 м2. Однако опытные профессионалы утверждают, что такая конструкция на металлической кровле бессмысленна. Она никак не сможет защитить крышу от удара молнии. Для наиболее эффективной молниезащиты кровель металлических, фланцевых, мягких, медных, сэндвич и т.п. лучше монтировать стержневые или тросовые громоотводы. При этом важно правильно определить их место расположения и высоту.

На кровле из диэлектрических материалов сетка будет эффективна. Эта конструкция с определенной долей надежности обеспечит молниезащиту разных металлических объектов, размещенных чердаке, а также оборудование, связанное с землей. Стоит также обратить внимание, что заявленный шаг ячеек не всегда позволяет организовать молниезащиту кровли, а в некоторых ситуациях молниеприемники сложно грамотно закрепить на современных кровлях. Для создания действительно надежной и эффективной защиты крыши от ударов молнии лучше проконсультироваться со специалистами. Современные производители часто в своих каталогах указывают номенклатуру крепежных элементов, которые позволяют смонтировать молниеприемники без сверления и сварки.

Молниезащита частного дома

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

Опасность молнии для частных домов

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

Виды защит от молний

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

Внешняя молниезащита

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

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

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

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

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

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

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

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

Внутренняя молниезащита

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

Стандартный состав системы молниезащиты

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

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

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

Активная молниезащита

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

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

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

Устройство внешней защиты частного дома от молний

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

Категория частных сооружений по степени защиты

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

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

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

Проблемы коррозии

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

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

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

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

Наименьшее допустимое расстояние

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

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

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

Требования к молниеприемникам

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

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

Виды токоотводов

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

Крепление элементов защиты

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

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

Как выбрать заземление

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Пример устройства молниезащиты частного дома для коньковой кровли

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

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

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

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

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

Пример устройства молниезащиты частного дома для плоской кровли

Для плоской крыши используем "метод молниеприемной сетки".

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

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

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

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

Базовые схемы молниезащиты типовых проектов

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

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

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

Читайте также: