Установка молниезащиты

В статье рассказывается, что собой представляет молниезащита частного дома, какие виды конструкции нужно использовать, чтобы гарантировать безопасность строений. Также Вы узнаете о простой технологии сооружения молниезащитной системы. Разобравшись в материале, Вы будете понимать, что именно и почему делают мастера, которые устанавливают молниезащитную конструкцию.

Источник mediacentr.info

Разновидности молниезащиты

Не стоит, наверное, напоминать о том, что молния – это электрический разряд высокой мощности. А значит, это большая опасность для людей и их имущества. Чтобы вы поняли, о чем идет речь, посмотрите на фото ниже, где показано, что стало с незащищенным домом после попадания молнии.

Источник skopelitissa.com

Поэтому молниезащита дома – обязательный элемент, который спасет его и живущих в нем людей от беды. Если рассматривать эту конструкцию в чисто техническом плане, то это обычная антенна, которая на себя принимает электрический разряд, и отводит его по проводу в землю. При этом антенна не обязательно изготавливается в виде штыря, направленного к небу. Это может быть уложенная на скатах крыши сетка или натянутый провод по коньку.

Именно такую молниезащиту всегда использовали, и сегодня используют, как простой вариант отведения молний. Называют ее пассивной. Сегодня предлагается улучшенный вариант молниезащиты, называемый активным.

Главное отличие активной защиты в наличии специального устройства – молниеприемника. По сути, это ионизатор, который притягивает молнии. То есть его установка гарантирует, что молния никуда кроме молниеприемника не попадет. Это важный момент, потому что удар природного электричества может произойти не только в крышу дома, но и в проводку питания бытовых приборов и освещения. С системой, в которой установлен молниеприемник, это не произойдет.

Источник docplayer.fr

Впрочем, правильно сделанная пассивная защита также обеспечивает должный уровень безопасности и пока еще остается традиционной и часто используемой.

Компоненты молниезащиты

Устройство молниезащиты – это три части одной конструкции:

• приемник;

• отводящий контур;

• заземляющий контур.

Приемник молний

Изготавливают его из металлического прута диаметром не меньше 6 мм. Как уже говорилось выше, есть разные конструктивные варианты приемника.

1. Торчащий вверх штырь. Его длина варьируется от 20 см до 2 м. Основное требование – установка на самой верхней точки крыши. Это может быть конек, торчащая труба (дымоход, вентиляция и прочее), телевизионная антенна.

2. Проволока, а еще лучше – стальной трос диаметром не менее 6 мм. Натягивают трос по ребрам кровли: конек, стыки между скатами вальцовой крыши, ендовы. Главное требование – расположить трос так, чтобы он не касался кровельного материала, и натянуть его между двумя диэлектрическими опорами, к примеру, между деревянными брусками.




3. Сетка. По сути, это проволока, уложенная в виде решетки с шагом 1-1,5 м. В частном домостроении используется редко. Только в том случае, если площадь крыши достаточно большая. Оптимально – использовать на плоских кровельных конструкциях.

Источник gid-str.ru

Отводящий контур (токоотвод)

Это промежуточный элемент, по которому электрический разряд перемещается в грунт. Изготавливают его также из металлической проволоки диаметром не меньше 6 мм. С одной стороны он соединяется с молниеприемником, с другой с заземлением. Способ соединения – электросварка или болты. При этом важно стык зачистить и закрасить, потому что он находится под открытым небом, а значит, подвергается природным нагрузкам, поэтому быстро заржавеет и перестанет быть проводником. Если используется болтовое соединения, то их покрывают специальной защитной смазкой.

Важно – прокладывать отводящий контур надо по минимальному расстоянию. Линия прокладки должна быть прямолинейной с минимальным количеством изгибов и отводов. Как показывает практика, именно на изогнутых участках появляются точки возгорания.

Источник makemone.ru

Контур заземления

В устройстве защиты от молний в частном доме заземляющий контур является самым уязвимым в плане коррозии металлов. Он располагается в земле, тем более, все время подвергается электрическим разрядам. Поэтому его изготавливают или из медных профилей, или из стальных легированных.

Хотя необходимо отметить, что для всех элементов используются проводники разного сечения и материала. В таблице ниже показано соотношение частей молниезащиты с сечением используемых проводников. Внутреннее наполнение таблицы – это сечение проволоки.

Части молниезащиты	Материал проводника
	сталь	медь	алюминий
Приемник	50 мм² – d8 мм	35 – 6	70 – 10
Токоотвод	50 – 8	16 – 6	25 – 6
Заземление	80 – 10	50 – 8	Не применяется

Источник remboo.ru

Правила монтажа молниезащиты

Установить штырь на самую высокую точку крыши несложно. Основная задача производителя работ – провести прочное крепление любыми способами.

Что касается натянутого троса или уложенной в виде решетки проволоки, то тут используют специальные крепежные изделия, которые изготавливаются именно для системы молниезащиты. Их прямо крепят к кровельному материалу саморезами, а провод пропускают через специальные скобы или хомуты, которые являются неотъемлемой частью этих крепежных изделий.

Теперь о монтаже токоотвода. Он прокладывается по кротчайшему расстоянию. А крепится к крыше и к стенам теми же крепежами. Надо отметить, что приспособления крепления к стене не отличается от кровельного крепления.

Есть несколько требований, которые касаются места установки отводящего контура.

1. Монтировать его надо по стенам, возле которых нет проходных маршрутов: аллеек, дорожек, проездов и так далее. Чем дальше от людей, тем лучше.

2. Расстояние от токоотводящего провода до окон и дверей дома не должно быть меньше полуметра. Но чем дальше, тем безопаснее.

3. Токоотводящих контуров может быть больше одного. При этом, расстояние между соседними не должно быть меньше 10 м.

Источник goldkryshi.ru

Монтаж заземляющего контура

В устройстве молниезащиты частного дома, заземление – самый сложный участок в плане его монтажа. К нему предъявляются достаточно жесткие требования в плане параметров и расположения забиваемых в землю элементов.

1. Сопротивление проводника не должно превышать 10 Ом.

2. Длина штыря до 3 м.

3. Расстояние между штырями равно: 2,2хL, где «L» – длина штыря.

4. Не обязательно штыри вбивать в одну яму и обвязывать их между собой. Можно около каждого спущенного с крыши токоотвода вбить заземляющий элемент, присоединив к нему первый. Просто для увеличения эффективности работы заземляющего контура рекомендуется вбитые в разные места штыри соединить между собой стальной полосой.

Необходимо отметить, что заземление крыши из профнастила или любого другого кровельного материала проводится по одной и той же технологии. Можно использовать разные проводники, разные крепежные детали, но схема расположения элементов молниезащиты всегда одинаковая, потому что требования к этой системе одни и те же.

Источник sputnikmts.ru

Полезные советы

Обозначим несколько рекомендаций от специалистов, которые улучшат работу молниезащиты и продлят ее срок эксплуатации.

1. Если заземляющий контур собирается из обычных стальных проводников, то необходимо его периодически проверять (раз в 5 лет) на предмет коррозии. Особенно это касается мест сварки.

2. Если собирается молниезащита частного дома с крышей из металлочерепицы, профнастила или другого металлического покрытия, то нужно в качестве крепежей к кровельному материалу использовать диэлектрические приспособления. Или отделять металлические крепления от крыши пластиковыми или деревянными подкладками.

3. Если токоотвод проводится по стене деревянного дома, то для его крепления нужно использовать кронштейны (хомуты) длиною не меньше 30 см.

4. В качестве штырей для заземления используют арматуру диаметром не меньше 18 мм, уголок не меньше 32х32 мм, трубы с минимальным диаметром 32 мм и толщиною стенки 3,5 мм. Полоса для обвязки штырей: ширина 50, толщина 3 мм.

Видео описание

Об основных понятиях молниезащиты в видео:

Источник: blog.brigada174.ru

Особенности системы молниезащиты

Молниезащита объекта — комплекс мероприятий и устройств, которые способны защитить отдельно стоящие здания и сооружения от ударов молний.

Существует три основных фактора воздействия молнии:

• непосредственное попадание молнии в крышу здания;
• удар в близлежащие коммуникационные и технические объекты;
• удар в землю вблизи дома либо в рядом расположенный объект с дальнейшим попаданием разряда в землю.

В первом случае прямой удар может привести к серьезным разрушениям — резкое нагнетание температуры и запекание материалов кровли, а в редких случаях — даже к возгоранию деревянных конструкций и перекрытий крыш. Главный разрушающий фактор скрыт в ударной волне, которую порождает молния.

При ударе в коммуникационные объекты или в линии электропередач создается ток грозового импульса, который попадает в жилье по электрическим проводам и трубам. Это может привести к поражению человека электрическим током, повреждению оболочек и жил кабелей, поломке оборудования и сбою в работе внутренних систем.

В третьем варианте разряд попадает в землю. При большом сопротивлении земли либо из-за других факторов напряжение может пойти через заземлитель в нулевой провод обратно в дом. В частных домах ноль заземляется в поселковых трансформаторных подстанциях. Может возникнуть случай, когда напряжение будет и на фазе, и на ноле, что также приведет к поломке приборов и техники. Но это редкий случай: как правило, ток, попадая в землю, равномерно растекается.

Важно! Самые страшные последствия — разрушение или возгорание кровли в результате прямых ударов молнии.

Виды молниезащиты

По исполнению системы защиты бывают:

• внешние;
• внутренние.

У каждой системы свое предназначение, и применять их нужно в комплексе, чтобы исключить все три фактора поражения молнией.

Внешнее устройство молниезащиты зданий и сооружений монтируется на крышах, близлежащих пристройках, сооружениях и состоит из молниеприемника, токоотвода и заземлителя. Основная их функция — отвести разряд тока в землю, не дав ему попасть на поверхность крыши. Разряд через токоотвод попадает в заземлитель и дальше растекается в земле.

 

Внутренний тип системы защиты от молний заключается в установке устройства внутри здания и служит для защиты от импульсных перенапряжений.

Бывают следующие виды внутренних устройств:

1. Реле контроля напряжения с возможностью ручной регулировки минимальных и максимальных показателей напряжения в сети. В случае нарушения показателей критических точек прибор выполняет отключение напряжения. Может быть установлен на весь дом или отдельно на каждый прибор. Самый простой и дешевый вариант.
2. Стабилизатор напряжения.
3. Реле контроля фаз (при трехфазном напряжении). Относится к микропроцессорным приборам.

Виды молниеприемников

Молниеприемники по конструкции и материалу бывают:

• стержневые — отдельно расположенные и на крыше;
• тросовые;
• сетчатые — на крыше.

Наиболее распространенные и часто встречаемые — стержневые и тросовые, которые применяются на простых и сложных двускатных крышах. Если строение крыши многоуровневое, рекомендуется использовать комбинированную систему с использованием двух разных видов приемников.

Стержневые молниеприемники

Главная особенность — длинный вертикальный штырь, основная функция которого — принять удар молнии. Прибор должен отличаться высокой прочностью, устойчивостью к осадкам и агрессивной среде, но быть легким и простым в монтаже.

В зависимости от площади крыши можно устанавливать несколько таких мачт. Такие конструкции нужно устанавливать на самую высокую точку крыши или стену. Необходимо, чтобы штырь возвышался не менее чем на 1,5 м.

Можно устанавливать такую систему и отдельно от жилья. Во втором случае мачта может достигать нескольких десятков метров. Стержневая конструкция образует вокруг жилья воображаемый конус — зону защищенного пространства. Размер мачты можно определить из диаметра конуса и его высоты.

Тросовые молниеприемники

Система горизонтального монтажа представляет натянутый стальной трос по всей длине конька. Удар молнии принимает на себя трос. Можно на разных концах крыши установить штыри и натянуть между ними трос, в результате чего получается комбинированный тип защиты. Это подходит крышам, у которых длина во много раз превышает ширину. Диаметр троса должен быть не менее 12 мм. Толщина троса определяется длиной монтажного пролета.

В системе есть особые требования к прочности натяжного элемента, что связано с ветровыми нагрузками и обледенением. Чтобы избежать повреждений системы, рекомендуется по всей длине крыши установить натяжение нескольких промежуточных креплений.

 

Экономичный и простой вариант получается с использованием вместо троса стальной катанки, которая легка в монтаже (можно приваривать к конструкциям и между собой) и достаточно прочна. Для крепления проволоки можно применять специальные болтовые зажимы — клеммы.

Сетчатые молниеприемники

Система горизонтальная, монтируется на плоских крышах. Сетка изготавливается из проволоки-катанки диаметром 10 мм или стальной полосы любого диаметра. Такие приемники монтируются с помощью сварки и требуют большого расхода материала, поэтому система считается очень трудоемкой в монтаже.

Ее можно устанавливать и на скатных крышах. В таком случае сетку монтируют по периметру плоскости. Это основная причина, по которой на скатных крышах устанавливают более дешевые, простые и безопасные при выполнении работ системы. Такой тип защиты подходит для монтажа на крышах школ и детских садов, институтов и государственных учреждений. Считается самым надежным.

Токоотводы

Этот элемент соединяет молниеприемник с заземлителем. Для изготовления применяют стальную проволоку диаметром 6 – 10 мм, подойдут и стальная полоса или полудюймовая водопроводная труба.

Очень важно сделать крепкое и надежное соединение между токоотводами и молниеприемниками с заземлителями. Самым крепким считается сварное или болтовое соединение. Чтобы токоотвод был незаметен на фасаде, его можно покрасить в цвет обшивки или отделки дома. По всей длине спуска необходимо на расстоянии 1,5 – 2 метра сделать промежуточные крепления.

Заземление

Устройство — металлическая конструкция, закопанная или забитая в землю и обеспечивающая хороший контакт системы с землей. При влажных почвах нет смысла оборудовать заземлитель глубже 80 см. Как правило, используют стальной пруток 18 – 20 мм либо уголок 40 – 50 мм, стальную полосу шириной 40 мм. Длина заземлителя должна быть не менее 3 метров.

Конструкция может иметь форму треугольника либо напоминать перевернутую букву «Ш». Соединение элементов заземлителя проводится с помощью сварки либо болтовым скручиванием. Конструкция должна быть надежна на протяжении многих лет, не ослабевать и не иметь люфтов.

Важно! Если возле дома есть готовый контур заземления, грозозащита зданий может быть подключена к нему.

Монтаж молниезащиты

Монтаж стоит начать с обустройства молниеприемников. При выполнении работы на высоте соблюдайте правила безопасности. Если установку планируется выполнять самостоятельно, начните с примитивного проекта. Когда собираетесь подключаться к готовому контуру заземления, планируйте монтаж с учетом данного места подключения.

Всегда соблюдайте правило: токоотводы должны быть максимально короткими и прямыми. Выбираться самое кратчайшее расстояние от молниеприемника до заземлителя.

Обратите внимание! Если не уверены в своих силах, доверьте выполнение работ по монтажу молниезащиты объектов профессионалам. Специалисты выполнят проект и проведут предэксплуатационные испытания.

Испытание и проверка

Перед использованием молниезащиты необходимо проверить следующие элементы системы:

1. Сварочные соединения на прочность. Проводится визуально или простукиванием молотком.
2. Болтовые соединения и стяжки. Необходимо законтрогаить все соединения, особенно те, которые будут в земле или на крыше.
3. Сопротивление заземлителя. Измеряется специальным прибором — измеритель сопротивления изоляции.
4. Измеряются переходные сопротивления контактов и стыков измерителем сопротивления изоляции или омметром.
5. Измерение сопротивления растекания тока измерителем сопротивления изоляции.
6. Проверить на соответствие проектной документации.
7. Надежность закрепления молниеприемника и промежуточных фиксаторов.

Рекомендуется перед весенне-летним периодом ежегодно проводить визуальную проверку системы на наличие повреждений и обрывов после зимних обледенений и ветров.

На защите от поражения электрическим током человека и безопасности жилья и электроприборов не стоит экономить средства. Лучший вариант — комплекс мер по предотвращению последствий и разрушений от попадания молний.

Источник: 220.guru

Необходимость защиты кровли от молнии

Монтаж молниезащиты, как правило, осуществляется на рубероиде или деревянной обрешетке, однако данный подход нельзя назвать безопасным. Случалось и так, что молния попадала на отдельные элементы кровли, становясь причиной оплавления и пожара, которые приводили к воспламенению подкладочного материала. Помимо прочего, если молния попадет на металлические настилы и нагреет их до большой температуры, то деревянные стропила могут загореться.

Монтаж молниезащиты нужен и для металлической кровли, так как защитить от пожара она сможет только негорючие материалы, это касается и того случая, когда все металлические элементы максимально надежно соединены друг с другом, а электрической связи между ними нет. Отличным дополнением к этому станет заземление стального покрытия.

Устройство молниезащиты

Молниезащита будет ограждать здание от возгорания и сохранит электрическое оборудование. Можно разделить такую защиту на внешнюю и внутреннюю, первая исключает прямое попадание молнии, а внутренняя гарантирует безопасность электрической сети при скачках электрического тока.

Если речь идет о внутренней системе, то применяются разрядные устройства, которые ограничивают напряжение. Самым простым и доступным средством внутренней защиты выступает отключение всех электрических приборов. Это особенно касается того случая, когда молния влечет за собой гром менее чем через 8 секунд.

Монтаж молниезащиты внешнего назначения предусматривает установку заземления, токоотвода и молниеприемника. Функция такой системы очень проста: молниеприемник будет принимать на себя воздействие у самой крыши, а после оно будет проходить в токоотвод, при этом зазамление будет нейтрализовать энергию в почву.

Примечательно, что подобная система может быть изготовлена вами самостоятельно и в самые короткие сроки. Для этого следует использовать заземлитель, токоотвод и молниеприемник. Понадобятся металлические скобы, сварочный аппарат и хомуты, последние из которых будут соединять токоотводы.

Монтаж молниеприемника на стальную кровлю

Если вы решили, что монтаж молниезащиты будет осуществляться на металлической кровле, то установить ее необходимо на максимально высоком месте. Если постройка имеет достаточно сложную конструкцию, рекомендуется воспользоваться методом установки нескольких молниеприемников. По конструктивным особенностям они могут быть в виде сетки; троса, установленного вдоль конька; а также в виде металлического штыря.

Обенности проведения работ

Монтаж молниезащиты зданий с металлической кровлей обычно осуществляется посредством установки штыря, длина которого может изменяться от 0,2 до 1,5 м. Он должен располагаться вертикально и в самой высокой точке дома. Штырь можно выполнить из металла, который не подвергается окислению под воздействием негативных факторов внешней среды. Это может быть медь, алюминий, оцинкованная сталь или дюралюминий. Верхняя часть должна обладать площадью сечения, которая больше 100 мм², тогда как диаметр должен быть равен 12 мм.

Если вы решили применить полую трубку, то ее верхний конец заваривается. Можно вполне самостоятельно осуществить монтаж, кровля, молниезащита которой была проведена без посторонней помощи, будет эффективно отводить опасность от дома. Однако важно помнить о том, что изолировать и окрашивать молниеотвод нельзя. Если крыша оснащена телевизионной мачтой, которая может быть металлической, то молниеприемник можно сделать и из нее. Для этого допустимо использовать металлический флюгер. Основным условием при этом является заземление. В некоторых случаях молниеприемник располагается на дымоходе, но это нельзя назвать правильным, так как зафиксированный металлический штырь способен создавать ветровые нагрузки, повреждающие трубу.

Для справки

В качестве альтернативы молниеотвода можно использовать высокое дерево, ветки которого произрастают выше крыши. Оно должно располагаться рядом с домом. В этом случае молниеприемник следует зафиксировать на верхушке дерева, чтобы элемент возвышался над кроной на полметра и больше. Как показывает практика, громоотвод способен защитить от молний площадь, которая попадает в воображаемый конус. Его вершины располагаются на конце молниеприемника, а боковые части под углом 45°.

Этот круг и является безопасной областью, что позволяет сделать вывод: чем выше будет устройство молниезащиты, тем шире безопасная область. Другими словами, высота приемника молний должна быть равна двум размерам безопасной зоны. Важно помнить, что под данный защитный конус должен попадать не только жилой дом, но и все хозяйственные постройки.

Разные типы молниеприемников

Монтаж молниезащиты на мягкой кровле может осуществляться по разным технологиям. Первая предусматривают установку металлического штыря, вторая – металлического троса, тогда как третья – молниезащитной сетки. В первом случае установить элемент можно даже на коньке крыши или мачте антенны. Металлический трос натягивается между двумя опорами, высота которых может изменяться в пределах от 1 до 2 м. Располагать эти составляющие необходимо вдоль конька кровли.

Для того чтобы обеспечить надежность конструкции, можно применить металлические опоры, однако их изолируют от троса. Этот способ эффективен на шиферных и деревянных крышах. Вами может быть самостоятельно выполнен монтаж заземления, молниезащита, например, может быть представлена ещё и сеткой. Она фиксируется по коньку кровли, а от нее должны отходить по всей поверхности крыши заземленные токоотводы, идеален такой вариант для покрытия из черепицы. Важно помнить о том, что молниеприемники должны быть сопряжены с имеющимися металлическими предметами на крыше, включая лестницы, желоба и вентиляторы.

Способы крепления системы

Монтаж молниезащиты на крыше с мягкой кровлей можно установить одним из двух способов: первый предусматривает применение натяжной системы, а второй – дистанционных зажимов. Натяжная система ведется с помощью жестких анкеров у основания, между ними натягивается трос. Оборудуется такая система натяжными зажимами, а расстояние между анкерами должно быть от 20 до 30 м. Если речь идет о плоской крыше, то молниеприемники можно дополнить дистанционными элементами, например, пластиковыми кронштейнами. Если предстоит работать с плоскими крышами и стенами, то можно применить самозабивные и угловые зажимы, которые укрепляются дюбелями. На крутых кровлях, которые покрываются керамочерепицей, будет сложнее закрепить зажимы. В этом случае применяется коньковая их разновидность, которая подходит по размерам и форме к такому укрывному материалу.

Стоимость

Вы можете самостоятельно не производить монтаж молниезащиты, цена на такие работы у специалистов достигает 6 000 руб. Но в этом случае есть гарантия качества.

Источник: FB.ru

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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:

1. Модуль первого класса ставят на вводном щите в дом, и он гасит основной разряд.
2. Модуль второго класса устанавливают в распределительном щитке в доме, и он берет на себя остаточный импульс.
3. 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:

1. Нельзя красить ни молниеприемник, ни токоотвод, ни заземляющие стержни, иначе молниезащита просто не будет работать.
2. Тщательно проверяйте все соединения и не один раз — через них будет проходить заряд в миллионы вольт.
3. Старайтесь не использовать разнородные материалы: в месте соединения стали с медью со временем начнется электрохимическая коррозия, которая сильно увеличит сопротивление на этом участке.
4. 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.

Источник: KrovGid.com