Толщина металлической кровли для молниезащиты

Обновлено: 02.07.2024

Молниезащита дома с металлической крышей

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

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

Оглавление статьи (нажмите, чтобы открыть)

Необходима ли молниезащита металлической крыши?

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

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

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

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

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

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

Установка молниеотвода

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

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

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

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

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

Различные виды молниезащиты зданий

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

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

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

Устройство внешней молниезащиты жилого дома

Основными элементами системы молниезащиты являются молниеприемник, токоотвод и заземлитель.

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

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

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

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

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

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

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

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

На рисунке показано подключение системы молниезащиты к контуру заземления.

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

Профнастил для кровли – размеры листа

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

Устройство крыши из профнастила

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

Элементы кровли из профнастила

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

Нужно ли заземлять крышу из профлиста?

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

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

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

Почему заземление кровли жизненно необходимо?

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

Необходимость заземления

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

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

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

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

Основные методики

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

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

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

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

Конструкция

Заземление металлической кровли здания имеет простую конструкцию:

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

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

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

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

Этапы монтажа

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

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

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

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

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

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

Подключение кровли к заземлению

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

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

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

Когда работа завершена, можно закопать контур заземления.

Необходима ли молниезащита металлической крыши?

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

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

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

Какие 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).

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

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:

Форум электриков, монтажников, энергетиков, проектировщиков.

Использование металлической кровли в ка-ве молниеприемника

Негосударственная экспертиза завернула проект на электроснабжение АЗС со следующим замечанием:
"Обосновать использование металлической кровли в качестве молниеприемника в соответствии с СО 153.34.31.122.-2003"
на которое получило ответ:
"В соответствии с федеральным законом от 27.12.2002 г.№184-ФЗ "О техническом регулировании",СО 153.34.31.122.-2003 относится к документам рекомендательного характера. Согласно письму минэнерго от 01.12.2004 № 10-03-04/182 "Приказ Минэнерго России от 30.06.2003 № 280 не отменяет действие предыдущего издания "Инструкции по молниезащите зданий и сооружений" (РД 34.21.122-87), а слово "взамен" в предисловии отдельных изданий инструкции СО 153-34.21.122-2003, не означает недопустимость использования предыдущей редакции. Проектные организации вправе использовать при определении исходных данных и при разработке защитных мероприятий положение любой из упомянутых инструкций или их комбинацию" Согласно п2.11 РД 34.21.122-87: "На зданиях и сооружениях с металлической кровлей в качестве молниеприемника должна использоваться сама кровля"
На что эксперт ответил: "В соответствии с Письмом министерства энергетики РФ от 24.10.2011г №10-2360, обе инструкции являются действующими, и, следовательно, требования обеих инструкций должно соблюдаться"
Вопрос:
1) как объяснить инспектору, что документ СО необязателен к применению?
2) может есть у кого это письмо: 24.10.2011г №10-2360

В РД толщина металлической кровли в качестве молниеприемника не регламентируется. Любая заземленная металлическая кровля может использоваться как молниеприемник.
Толщина кровли 0,5 мм, крепится саморезами к металлическому каркасу из прямоугольных труб сечением 40х25 и толщиной металла 2 мм. Элементы каркаса соединены между собой сваркой, каркас приварен к стальным стойкам-стальным трубам диаметром 210х7 , стойки в свою очередь заземлены отдельным заземлителем.

У нас в СО почти то же самое:

3.2.1.2. Естественные молниеприемники
Следующие конструктивные элементы зданий и сооружений могут рассматриваться как естественные молниеприемники:
а) металлические кровли защищаемых объектов при условии, что:
электрическая непрерывность между разными частями обеспечена на долгий срок;
толщина металла кровли составляет не менее величины t, приведенной в табл. 3.2, если необходимо предохранить кровлю от повреждения или прожога;
толщина металла кровли составляет не менее 0,5 мм, если ее необязательно защищать от повреждений и нет опасности воспламенения находящихся под кровлей горючих материалов;
кровля не имеет изоляционного покрытия. При этом небольшой слой антикоррозионной краски или слой 0,5 мм асфальтового покрытия, или слой 1 мм пластикового покрытия не считается изоляцией;
неметаллические покрытия на/или под металлической кровлей не выходят за пределы защищаемого объекта;
б) металлические конструкции крыши (фермы, соединенная между собой стальная арматура);
в) металлические элементы типа водосточных труб, украшений, ограждений по краю крыши и т.п., если их сечение не меньше значений, предписанных для обычных молниеприемников;
г) технологические металлические трубы и резервуары, если они выполнены из металла толщиной не менее 2,5 мм и проплавление или прожог этого металла не приведет к опасным или недопустимым последствиям;
д) металлические трубы и резервуары, если они выполнены из металла толщиной не менее значения t, приведенного в табл. 3.2, и если повышение температуры с внутренней стороны объекта в точке удара молнии не представляет опасности.
Таблица 3.2 - Толщина кровли, трубы или корпуса резервуара, выполняющих функции естественного молниеприемника
материал /толщина кровли, мм
Железо/4
Медь/5
Алюминий/7

ПС: обратите внимание на синий фрагмент, там можно использовать такую крышу.

И САМОЕ ГЛАВНОЕ может есть у кого это письмо: 24.10.2011г №10-2360

Есть такое письмо, оно также актуально
Так что пользуйтесь на здоровье любым из этих документов, полагаю, что будет РД 34.21.122-87

Добросовестно все прогуглил, нифига нет такого письма и рядом. Подозреваю что ваш эксперт приколист. Или что-то в исходных данных письма напутано. А можно запросить у этого типа такое письмо. Короче в открытом доступе документа нет, возможно он узковедомственный и опять же не обязателен к исполнению. Уже год прошел а его никто не видел. Так я думаю.

Я с экспертом по телефону поговорил, про письмо 10-03-04/182 сообщил, отослал его по и-мейлу, попросил прислать письмо о котором он говорил. Сказал что его у него тоже нет. Тугой, до невозможности, говорит: "мы всегда по СО рассчитываем молниезащиту, у него требования жестче и т.д. и т.п. ". Вобщем добил я его, принял он мой ответ!

Пришли к мнению, что я вправе использовать любую инструкцию, а следовательно этот вопрос снят.

Так что не принимайте все замечания экспертов, читайте внимательно все правила, а главное нашу библию - ПУЭ. Я так отписался от 12 замечаний из 14 у этого эксперта))))

Не принимайте близко к сердцу, поймите, замечания - это их работа, если у них нет замечаний, значит они не отрабатывают свои деньги, поэтому вопросы будут всегда. А то что надо с сними спорить - это правильно!

А что касается СО 153.34.21.122-2003 - то эта инструкция не доработана, по ней нельзя посчитать все что нужно: то одного нет, то другого. Финансирование то приостановлено )))

Читайте также: