Нужно ли заземлять металлический фасад

Обновлено: 16.05.2024

Привет, люди. Подскажите: делает ли кто и как делает молниезащиту жилых домов 17-20 (и выше) этажей с вентфасадом из керамогранита и стальных профилей? в проекте не учитывал заземление вентфасада жилого дома. Собственно про это нигде не видел. Сейчас жилой дом почти построен с готовностью 99% и пока не сдан. Попала молния, но не в молниеприемную сетку под слоем утеплителя 0,5м, а в вентфасад и прошла по нему до земли. Попутно вызвав мелкие повреждения, в том числе вызывных панелей домофона. В СО 153-34.21.122-2003 Инструкция по устройству молниезащиты есть пункт 3.2.2.3 по высоте здания делаются горизонтальные пояса для уменьшения токов растекания молнии. В принципе здравая идея-сделать клетку Фарадея и уменьшить токи растекания молнии. Вентфасад состоит из вертикальных направляющих без горизонтальных соединительных элементов. Идея такая-сделать горизонтальные перемычки между вертикальными направляющими (через 20м по высоте) и заземлить вентфасад около токоотводов молниезащиты отдельными токоотводами к контуру заземления. токоотводы от молниезащиты уложены под утеплитель на кирпичные стены, т.е. все в норме.

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Её делают под гидроизоляцией. В составе стяжки вроде бы. Скорее всего неправильно расположена молниезащита.

Tyhig, молниеприемная сетка лежит под гидроизоляцией и утеплителем на плите покрытия кровли, т.е. все точно по нормативке (РД). но, молния идет по кратчайшему пути и сопротивлению-по вентфасаду. если бы молниеприемная сетка была на изоляторах и на кровле, а не под ней, то било бы в нее, либо в светозаградительные огни. а так, бьет в вентфасад и по нему уходит в землю. вентфасад с керамогранитом идет от отметки земли и местами ниже до парапета кровли (высота 52м). Ростехнадзор разрешает использовать как РД, так и СО. СО написана менее понятным языком, и к ней обещали выпустить пособия, где детально разжуют все сложные моменты, но воз и ныне там. в СО есть момент с горизонтальными проводниками в молниезащите, или доработка токоотводов до клетки фарадея. в РД требований к горизонтальным поясам в молниезащите нет. Поэтому и спросил-заземляет ли кто-нибудь вентфасад или нет?

Бинго!
В общем-то молния должна бить по кратчайшему пути. Но раз она ударила в вентфасад - это говорит о том, что у вас отсутствуют молниеприемники, или ограждения кровли (если имеются) а ровно и выступающие металлические части кровли не соединены с данной сеткой. Ну и сетка в свою очередь должна быть соединена тоководами с объединенным контуром заземления и молниезащиты (надеюсь, он присутствует?).
Токоотводами могут считаться профилированные элементы и опорные металлические конструкции фасада при условии, что их размеры соответствуют указаниям, относящимся к токоотводам, а их толщина составляет не менее 0,5 мм.
Также должна быть обеспечена долговечная электрическая непрерывность между элементами направляющих и минимальное количество соединений проводника (посчитайте, сколько у вас соединений вдоль направляющей - думаю, не меньше 7), данные соединения желательно выполнить сваркой, пайкой, болтовым соединением. Со временем из-за влажности и коррозии какое-либо соединение может развалиться, и нарушится цепь (что на классических токоотводах менее вероятно в связи с меньшим количеством стыков и меньшей площадью поверхности, а также условиями эксплуатации). Толщина направляющих в соответствии с табл. 3.2 СО должна быть не менее 4 мм (т.к. они будут играть роль молниеприемников в таком случае.)

Поэтому я бы использовать каркас вентфасада в качестве токовода не стал. Кроме того, токоотводы рекомендуется размещать на максимально возможных расстояниях от дверей и окон. А у вас в случае еще и дополнительного объединения направляющих вентфасада по высоте через 20 м направляющие могут быть рядом с окнами/дверьми. Надежнее сделать молниеприемники выше уровня парапетной крышки фасада и соединить их с имеющимися токоотводами (которые должны быть соединены между собой по высоте не реже чем через 20 м).

Как-то попалась на глаза статья по анализу ударов молнии в Останкинскую башню - очень интересное чтиво. Если кратко - не все молнии били в маковку. А когда наивные обыватели ждут, что молния попадёт в пруток диаметром 8мм, а не внутрь квадрата площадью 144кв.м (это я про молниеприёмную сетку), тогда выходит ой. Но нормативно можно (и нужно), конечно, всё соблюсти.

Гальваническая связь, проверяется по окончании всех работ по устройству молниезащиты и защитного заземления.

Заземление вентфасада для молниезащиты

Использование элементов навесного фасада в качестве токоотводов молниезащиты

Большое распространение сейчас получили навесные вентилируемые фасадные системы (НФС). Помимо использования во вновь возводимых зданиях, навесные фасады широко применяются при реконструкции старых зданий. Их установка позволяет уменьшить теплопотери и придать зданию современный вид. В том числе НФС устанавливаются на старые кирпичные и блочные здания (например, из шлакоблоков), для которых не выполняется условие электрической непрерывности металлической арматуры. Поскольку навесной фасад имеет металлические подоблицовочные конструкции, возникает вопрос: «Можно ли использовать фасад в качестве токоотвода системы молниезащиты?»

Конструкция НФС

Очень упрощенно НФС можно представить себе следующим образом. На стену устанавливаются кронштейны, к которым крепятся металлические несущие профили (направляющие). Во всех НФС имеются вертикальные направляющие , а в некоторых системах — еще и горизонтальные. На них, с помощью специальных элементов крепежа, устанавливаются облицовочные плиты. Зазоры между ними могут, при необходимости, закрываться декоративными вставками из металла.

Непосредственно на стену крепится слой утеплителя. Одна из важнейших функций, которую должны выполнять подоблицовочные конструкции — обеспечение воздушного зазора между утеплителем и облицовкой. Именно из-за наличия пространства, где свободно циркулирует воздух, такие фасады и называются вентилируемыми. Благодаря зазору не происходит отсыревания утеплителя и собственно стены, поскольку влага испаряется и уходит с воздухом в зазоры между облицовочными плитами.

НФС — относительно новая технология для строительной отрасли. Поэтому параметры таких фасадов регулируются в лучшем случае стандартами организаций. Первой попыткой создать единые правила в масштабах страны стали «Рекомендации по проектированию навесных фасадных систем с вентилируемым воздушным зазором для нового строительства и реконструкции зданий» (далее - «Рекомендации»), разработанные в 2002 г. ЦНИИЭП жилища и действующие до сих пор.

Недавно был принят ГОСТ Р 58154-2018 «Материалы подконструкций навесных вентилируемых фасадных систем. Общие технические требования». В частности, согласно этому стандарту, кронштейны, направляющие и другие элементы крепежа в НФС должны быть выполнены из одного из следующих материалов:

- коррозионностойкая сталь (нержавеющая сталь аустенитного или аустенитоферритного типа);
- оцинкованная сталь;
- оцинкованная сталь с защитным полимерным покрытием;
- прессованный алюминий.

Толщина направляющих из стали должна составлять не менее 0,9 мм, из алюминия — не менее 1 — 1,5 мм, в зависимости от конструкции.

Разновидности исполнения токоотводов на зданиях с НФС

Один из способов расположения токоотводов молниезащиты на зданиях с НФС - под облицовочными плитами. У такого подхода есть, одно яркое преимущество - отсутствие внешнего проявления молниезащиты на фасаде здания и, как минимум, два недостатка.

Во-первых, при перегреве токоотвода или же искрении в нем из-за нарушения/ослабления электрического контакта между элементами может произойти воспламенение горючего утеплителя. Во-вторых, хоть скрытая прокладка токоотводов не запрещена, но требование возможности визуального контроля целостности токоотвода на зданиях особой опасности может выглядеть вполне обоснованно. К сожалению, токоотвод расположенный за облицовочной плитой и утеплителем, без демонтажных работ, визуально не проконтролируешь.

Альтернативный способ расположения специально прокладываемых токоотводов - поверх фасадной конструкции. Достаточно просто зафиксировать проводник токоотвода, применив держатель-зажим и воспользовавшись щелью между фасадными плитками. Этот вариант размещения прямо противоположен скрытой прокладке, в своих достоинствах и недостатках.

Для реализации третьего способа - использование металлических элементов навесного фасада в качестве естественных токоотводов важно убедиться в выполнении всех требований обязательных для этой части системы молниезащиты.

При этом безопасность достигается не в ущерб внешнему виду знания!

Использование вертикальных направляющих НФС

В НФС вертикально расположены два вида металлических элементов — направляющие и декоративные вставки. При этом сложно обеспечить электрическую непрерывность вставок не в ущерб их внешнему виду, да и далеко в в каждом фасаде есть такие вставки. Поэтому единственным элементом НФС, пригодным для организации токоотвода молниезащиты, являются вертикальные направляющие. Чаще всего они выполнены из толстого металла, и выполнение п.3.2.2.5 (а) к минимальному сечению естественного токоотвода, после расчетов, не должно вызывать опасения. К тому же, воздушный промежуток, который обязательно есть между направляющими и утеплителем позволяет защитить его от термических воздействий.

Вертикальные направляющие — обязательный элемент любой НФС

Длина вертикальной направляющей, как правило, составляет 3 м. Она выбрана по соображениям удобства транспортировки. На заводе под заказ могут изготовить вертикальные направляющие длиной до 6 м.

Поскольку коэффициенты температурного расширения у материала стены здания и металла в общем случае не совпадают, вертикальные направляющие, находящиеся на одной оси, не соединяют механически, оставляя между ними зазор. Этот подход закреплен и в «Рекомендациях».

Таким образом, для обеспечения электрической непрерывности, вертикальные направляющие, расположенные на одной оси, можно соединять только гибкими проводниками.

Электрическое соединение направляющих с гибким проводом в реальности может осуществляться только посредством болтового крепления. Если направляющая выполнена из оцинкованной стали, либо оцинкованной стали с полимерным покрытием, то сварка частично нарушит антикоррозийную защиту, а это недопустимо. Сварка же алюминия или нержавеющей стали — слишком сложное и дорогостоящее дело для таких применений.

Тем не менее, обеспечивать электрическое соединение для всех направляющих не придется. Достаточно обеспечить расстояние между токоотводами согласно "Инструкции по молниезащите зданий, сооружений и промышленных коммуникаций" СО 153-34.21.122-2003, п. 3.2.2.3, т. е. от 10 до 25 м, в зависимости от категории молниезащиты.

Выводы

В НФС в качестве токоотвода системы молниезащиты можно использовать вертикальные направляющие. Для этого нужно убедиться в их достаточном сечении и обеспечить непрерывность и качество элементов соединений. Без детального разбирательства с элементами фасадной конструкции никак. Проект получается, на первый взгляд, весьма сложным. Давайте разбираться вместе! Обратитесь за помощью к профессионалам из технического центра ZANDZ, и увидите, что задача вполне решаема.

Проект молниезащиты и заземления склада из сэндвич-панелей

Открыть схему в полном размере

Задание:

Объект: склад из сэндвич-панелей, длина объекта: 21 м, ширина объекта: 12 м, наибольшая высота объекта: 13,42 м.
Здание склада выполнено из несущих металлических колонн по периметру с шагом 6 м и металлических ферм. В качестве ограждающих конструкций применены сэндвич-панели толщиной 200 мм с негорючим минераловатным утеплителем.
Конструкция крыши склада состоит из металлочерепицы 0.7 мм, стальных прогонов 120-60-6, стропильных ферм из фасонного проката. Электрическая непрерывность между разными частями обеспечена на долгий срок.
Удельное сопротивление грунта на объекте: 100 Ом*м.
Класс пожароопасной зоны - П-IIа (согласно ПУЭ).
Требуется провести расчёты и создать проект молниезащиты и контура заземления с сопротивлением 10 Ом.

Решение:

Для определения категории молниезащиты необходимо определить класс взрыво- и пожароопасной зоны для помещений проектируемого объекта согласно ПУЭ: - помещение склада - класс пожароопасной зоны - П-IIа.

Ожидаемое количество поражений объекта молнией за год определяется по формуле:

N=[(S+6h_об)(L+6h_об)-7,7>h_об]·n·10-6,

где:
h_об — наибольшая высота объекта,
L — длина объекта;
S — ширина объекта,
n — плотность ударов молнии на 1 км2 земной поверхности в год.
n =6,7·T_гр/100,
где T_гр - средняя продолжительность гроз в часах.

Для Московской области средняя продолжительность гроз составляет 20-40 часов.

N=[(S+6h_об)(L+6h_об)-7,7h_об]·n·10-6≈0,018672

Ожидаемое количество поражений молнией объекта в год составляет 0,018672 поражений в год.
Согласно таблицы 1 РД 34.21.122-87 «Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений» для помещения склада необходимо обустройство молниезащиты III категории.

Так как отсутствуют специальные требования по защите кровли от повреждений с учётом толщины металла более 0,5 мм и под кровлей отсутствуют горючие материалы, в качестве естественного молниеприёмника принимается металлическая конструкция крыши (см. п.3.2.1.2 СО 153-34.21.122-2003).

В качестве токоотводов принимаем металлические колонны здания, соединенные с фермами металлической кровли сваркой (см. п. 3.2. СО 153-34.21.122-2003).
Токоотвод (колонна здания) соединяется с внешним контуром заземления омеднённой полосой 30х4 (GL-11075).
Внешний контур заземления выполняется из вертикальных электродов (омедненных резьбовых штырей D14, 1.5 м ZZ-001-065 - 2 шт. на 1 электрод), соединенных между собой омеднённой полосой 30х4 GL-11075 при помощи зажима для подключения проводника ZZ-005-064.

Заземляющее устройство (внешний контур заземления) прокладывается на глубине 0,5 м от поверхности земли на расстоянии 1 м от здания по всему периметру.
Не более чем через каждые 25 м внешний контур заземления приваривается к колоннам здания.
Согласно п. 1.7.55 ПУЭ заземляющее устройство молниезащиты объединяется с контуром защитного заземления электроустановок зданий. Таким образом обеспечивается защита здания от прямых ударов молнии, вторичных проявлений молнии и заноса высокого потенциала.

В помещении электрощитовой и венткамере выполнен контур заземления из омедненной полосы 30х4 (GL-11075) по периметру на высоте 0.4 м от уровня пола. При пересечении контура заземления с дверьми и воротами смонтировать обходы сверху.
Ответвления от магистрали выполнить по месту.
Во всех заземляющих конструкциях должна быть обеспечена непрерывность электрических цепей.

Заземление электроприемников, осветительных приборов и розеток осуществляется жилой РЕ питающего кабеля.
Все металлические нетоковедущие части электрооборудования, нормально не находящиеся под напряжением, но могущие оказаться под ним в результате аварии или повреждения изоляции, заземлить путем присоединения к заземляющему проводу электропроводки.
С целью уравнивания потенциалов трубопроводы всех назначений должны быть присоединены к магистрали заземления.
Монтаж молниезащиты и заземления выполнить согласно ПУЭ, изд. 7, РД34.21.122-87 "Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений", СО 153-34.21.122-2003 "Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций".

Расчёт сопротивления заземляющего устройства:

Сопротивление горизонтального электрода:

где ρ – удельное сопротивление грунта, Ом·м;
b - ширина полосы горизонтального электрода, м;
h - глубина заложения горизонтальной сетки, м;
L_гор – длина горизонтального электрода, м.

Сопротивление вертикального электрода:

где ρ – эквивалентное удельное сопротивление грунта, Ом·м;
L – длина вертикального электрода, м;
d – диаметр вертикального электрода, м;
T– заглубление - расстояние от поверхности земли до заземлителя, м;

где t – заглубление верха электрода, м

Полное сопротивление заземляющего устройства:

где n – количество комплектов;
k_исп – коэффициент использования;

Расчётное сопротивление заземляющего устройства составляет 2,52 Ом, что меньше допустимого сопротивления 10 Ом.

Перечень необходимых материалов:

Приложение: проект в форматах DWG и PDF

Файлы в форматах DWG и PDF доступны для скачивания только авторизованным пользователям.

Нужен расчет или проект по заземлению или молниезащите для Вашего объекта? Получите его бесплатно, обратившись в Технический центр ZANDZ!

Читайте также: