Что собой представляет молниезащита в частном доме

Молниеотвод и спуск

Что касается первой составляющей молниезащиты (молниеприемника) – требованиями ПУЭ предусматривается, чтобы он располагался в самой верхней точке защищаемого строения.

Для стандартных конструкций штыревого класса место размещения этого элемента выбирается исходя из того, чтобы заостренный конец его пики находился на 2-3 метра выше плоскости или конька крыши.

При наличии на защищаемом объекте нескольких штыревых молниеприемников согласно общепринятой методике обязательно просчитывается расстояние между соседними молниеотводами.

В случае использования тросового или сеточного молниеприемника для соответствующих элементов молниезащиты проводят расчеты либо основные параметры троса (длина и сечение), либо размеры отдельной ячейки сетки.

Токоотвод необходим для перенаправления электрического разряда, принятого молниеприемником, в направлении заземляющего устройства. С одной стороны он подсоединяется к «уловителю» молний, а с другой – к конструкции заземлителя.

Его основными расчетными величинами являются материал отводящей ленты, ее длина и сечение, обеспечивающие наименьшее электрическое сопротивление отводящей цепочки.

С точки зрения расчета системы для достижения требуемого результата этот элемент должен изготавливаться из металлов с высокой электропроводностью и иметь достаточно большое сечение (обычно оно составляет 6-8 кв. мм).

Преимущества молниеотводов

Популярность типовых молниеотводов, которые производятся на основе граненых опор, обусловлена высокой эффективностью защиты от молнии. К другим преимуществам таких конструкций относятся:

• простота монтажа и обслуживания;
• разнообразие моделей, позволяющее подобрать вариант с учетом условий эксплуатации и месторасположения;
• возможность сочетания защитных функций с освещением дорожного полотна, тротуаров, парковок и других площадок.

Антикоррозийное покрытие продлевает срок службы сооружений, а прочность фиксации обеспечивается с помощью фланцев. Металлические конструкции способны выдерживать ветровую нагрузку, величина которой определяется месторасположением объектов.

Из чего состоит устройство

Вне зависимости от вида, любой молниеотвод состоит из следующих конструктивных элементов:

• молниеприемника;
• токоотвода (токовод, спуск);
• заземлителя.

Молниеприемник — часть конструкции молниеотвода, непосредственно принимающая на себя удар молнии. Всегда выполняется из металла с высокой проводимостью и стойкостью к разрушению от погодных условий. Материалом для молниеприёмников может служить нержавеющая или оцинкованная сталь, алюминий или медь.

Токоотвод — часть конструкции молниеотвода, которая непосредственно сбрасывает (спускает) принятый электрический заряд в заземлитель, непосредственно связанный с землей. Поэтому иное название токоотвода — спуск. Также выполняется из металла.

Заземлитель — металлический проводник, погруженный в землю. Может выполняться в разных видах, от вкопанной в почву шины до железобетонной сваи, роль проводников в которой выполняет стальной каркас.

Установка конструкции

После того, как сделан расчет и подготовлены материалы, выбрано место установки, можно переходить к монтажу. В первую очередь выполняют земляные работы, устанавливают заземление.

Громоотводы для дачи или частного дома предусматривают установку линейного либо замкнутого заземлителя. В первом случае копается траншея, в которой электроды заземления выстроены в линию и скреплены между собой сваркой. Второй тип заземления подразумевает погружение в грунт треугольной конструкции из трех электродов заземления, соединенных между собой металлической полосой.

Глубина приямка, прямого или треугольного, должна составлять 0,5-1 метр – стержни забиваются в грунт. К месту крепления токоотвода роется глубокая траншея для соединительного отвода для заземляющего контура.

Для того чтобы электрический разряд легко уходил в землю, нужен грунт с хорошими электропроводящими свойствами. Если почва песчаная, то для улучшения электропроводности ее поливают электролитом – солевым раствором.

Пропускать электрический ток может только увлажненный грунт. Можно предусмотреть отвод кровельного водостока на соответствующий участок либо закопать контур заземления на такой глубине, где грунт всегда остается влажным.

Линейный контур заземления

Чтобы заземлитель, который вы сделали, на протяжении многих лет соответствовал требованиям, предъявляемым к защитной системе, для изготовления его элементов используется металл с большим запасом по площади сечения. Это связано с тем, что толщина стальных элементов со временем снижается из-за ускоренной коррозии в токопроводящем грунте. Для изготовления конструкции обычно применяется стальной профиль – труба, полоса, уголок.

На следующем этапе работ устанавливается опора для молниеотвода в заранее выбранном месте. Опору прочно закрепляют, чтобы она могла противостоять резким порывам ветра, ударам молнии. На опору крепят стержневой молниеприемник с подходящей площадью сечения. При отсутствии металлопроката требуемой длины, данный элемент сваривают из нескольких отрезков.

В качестве опоры удобно использовать высокое дерево, растущее недалеко от дома. Молниеотвод крепится к дереву при помощи синтетического фала с таким расчетом, чтобы в защитный конус дом попал целиком. Если подходящего дерева нет, громоотвод соединяют с телевизионной антенной на крыше, поскольку ее мачта выполняется из неокрашенного металла. Если антенна закреплена на деревянном шесте, вдоль него прикрепляют проволоку подходящего сечения.

Варианты защиты небольшого дома

Токопровод в виде катаной проволоки или металлической полосы прочно подсоединяется к молниеприемику, закрепленному на опоре. Проверьте, как проложен токоприемник, нижнюю часть которого приваривают к отводу контура заземления. Правильно смонтированный токоприемник нигде не касается металлических элементов дома. В противном случае электрический разряд молнии пойдет не в заземляющий контур, а в металлическую конструкцию, которая контактирует с токоприемником.

Монтаж токоотвода подразумевает приваривание металлической проволоки или полосы к горизонтальной части контура заземления по всей ее длине. Заземлитель забивается в землю на дно траншей, затем траншеи и приямки засыпают вынутым грунтом.

Уход за конструкцией

Смонтированную из металла молниезащиту следует регулярно осматривать для выявления очагов коррозии. Каждую весну, до начала сезона гроз, проверяют контакты защитной системы. При необходимости их зачищают, поскольку из-за плохого контакта может возникнуть размыкание системы, возгорание при попадании грозового разряда.

Коррозия металла контура

Не реже, чем раз в три года, проверяют степень коррозии заземляющего контура, для чего его откапывают и осматривают. Сильно поврежденные коррозией элементы требуется заменить на новые. В противном случае громоотвод в какой-то момент не сможет справиться со своими функциями.

Грамотный расчет и правильный монтаж громоотвода обезопасит ваш дом. Все работы можно выполнить своими силами.

https://youtube.com/watch?v=6MIOsXp7Tso

Необходимость молниезащиты

О том, что необходима молниезащита известно практически всем, особенно владельцам частных домов. Те же, кто пренебрегает этими мероприятиями рано или поздно ожидает серьезный материальный ущерб и возможный травматизм от электрического тока людей, проживающих или работающих на объекте.

Чаще всего удары молний приводят к следующим негативным последствиям:

• Разрушаются частично или полностью здания, сооружения, инженерные сети и коммуникации.
• Выходят из строя электроприборы и оборудование, оказавшиеся в зоне поражения. Наносится ущерб электроустановкам, во многих случаях они не подлежат ремонту и восстановлению.
• Травмируются и погибают люди, животные находившиеся внутри или возле объекта, подвергшегося удару молнии.

Как уже отмечалось, любая молния относится к мощному электрическому разряду, легко разрушающему большинство конструкций. Они наносят серьезный ущерб линиям электропередачи, приборам и оборудованию. Попадая в нижние слои атмосферы, молния наносит удар по наиболее высокой точке, расположенной в опасной зоне. Поэтому качественный молниеотвод, правильно изготовленный и установленный, вполне способен защитить объекты и находящихся в них людей от смертельной опасности и механических разрушений.
Грозовые облака образуются на фоне резких перепадов температур и повышенной влажности воздуха. В этих условиях атмосфера начинает наполняться облаками с отрицательными зарядами. Между грозовым фронтом и поверхностью земли возникает электростатическая индукция, что и приводит к разряду по принципу действия конденсатора. Постепенно происходит рост напряженности электрического поля, а высокие объекты создавая ионизацию воздуха, снижают его удельное сопротивление и тем самым дают толчок молнии для нанесения ударов.

Эти же физические свойства были использованы, когда разрабатывалась та или иная система молниезащиты, принимающая удар и отводящая высокие токи в землю. При этом, совершенно исключаются пожары, механические повреждения и другие негативные последствия. Проектирование и установка выполняется на основе нормативных документов – ПУЭ, раздел «Молниезащита зданий и сооружений», СНиП 3.05.06-85, инструкция РД 34.21.122-87 и ГОСТ Р МЭК 62561.2-2014. Они же определяют и основные требования к молниезащите.

Почему стоит обратиться к профессионалам?

Монтаж такой системы требует тщательного и ответственного подхода. Любые неточности или ошибки могут привести к плачевным последствиям. Молниезащита 1, 2, 3 категории, выполненная квалифицированными специалистами, – это гарантия:

• длительного и бесперебойного функционирования;
• максимального уровня безопасности;
• надежности;
• доступной стоимости;
• выполнения поставленной задачи за короткое время;
• профессионального определения уровня молниезащиты;
• оперативного и грамотного монтажа системы.

Поиск альтернативного решения и максимальное качество – основные преимущества обращения к специалистам.

Уход за конструкцией

Металлические устройства чувствительны к отрицательным воздействиям окружающей среды. Чтобы избежать развития коррозийных процессов и сохранить рабочие свойства металлов, необходимо регулярно проводить осмотры системы защиты от молнии.

Особое внимание следует уделять контактам. Некачественный контакт приводит к размыканию системы и возгоранию

Если нужно, их прочищают от окиси.

Подземную часть молниезащиты также нужно проверять. Однако ввиду трудоемкости процесса, разрешается делать это не каждый год, а один раз в трехлетний период.

Молниезащита – настолько важный элемент обеспечения безопасности жильцов и здания, что браться за ее создания стоит только при полной уверенности в своих знаниях и опыте. Если этого чувства недостаточно, лучше поручить выполнение работы профессионалам.

Принцип работы

Активная молниезащита была разработана сравнительно недавно, но, по заявлениям исследователей, способна существенно повысить безопасность защищаемого объекта.

Принцип действия заключается в следующем:

1. По мере приближения грозового облака к объекту защиты активируются специальные конденсаторы в конструкции активного молниеприемника, в которых начинает накапливаться заряд.
2. После того как напряжение заряда достигает необходимых значений, производится разряд с напряжением до 200 000 вольт с последующим формированием восходящего лидера.
3. Так как статический заряд облака тоже достиг критического показателя, это приводит к образованию пробоя, и молния попадает в активный молниеприемник.

В результате работы такой системы происходит разрядка потенциала грозовой тучи, что практически полностью исключает вероятность повторного удара по объектам в пределах защищенной области.

Исходные данные для проектирования

Для начала проектировщику необходимо собрать следующую информацию и получить от заказчика нужные чертежи:

• генплан объекта (все сооружения, которые необходимо защищать, а также инфраструктура, технологические линии, наземные и подземные коммуникации, трубопроводы, телекоммуникационные каналы, электро и слаботочка и т.п.) (если необходимо защищать несколько зданий или учитывать соседство других)
• отдельные чертежи (планы) кровли и фасадов здания с перечнем используемых при строительстве материалов, включая наличие и материалы водосточной системы
• прочие необходимые для расчета чертежи в составе строительной и архитектурной части, наличие и габаритные размеры крышных надстроек
• назначение объекта, степень присутствия в нем людей
• климатические условия местности, зона грозовой активности
• характеристики грунта (тип почвы, уровень грунтовых вод)

Выбор молнеприемника для разного кровельного покрытия

Крыши домов отличаются кровельным покрытием. Под каждое из них надо правильно подобрать приемник:

Крыши, укрытые мягкой кровлей или глиняной черепицей, являются хорошими изоляторами. Для них хорошо подойдет приемник из металлической сетки

Причем на каждый скат надо крепить отдельную сетку, подключенную к индивидуальному токоотводу;
Если вновь говорить о мягкой кровле, то устанавливая своими руками сетку надо соблюдать осторожность, чтобы не повредить покрытие. Здесь эффективней установить приемник активной защиты. Это связано с простым процессом крепления одной мачты, не требующим длительных хождений по мягкому покрытию;
Крыши из металлочерепицы или покрытые другим подобным материалом являются хорошими проводниками

Здесь лучше будет работать штыревая защита или, как ее называют — стержневая. Но все зависит от площади скатов. На больших крышах придется устанавливать много стержней. Чтобы упростить работу, можно закрепить одну мачту активной защиты, способной заменить до 10 стержней.

Это связано с простым процессом крепления одной мачты, не требующим длительных хождений по мягкому покрытию;
Крыши из металлочерепицы или покрытые другим подобным материалом являются хорошими проводниками. Здесь лучше будет работать штыревая защита или, как ее называют — стержневая. Но все зависит от площади скатов. На больших крышах придется устанавливать много стержней. Чтобы упростить работу, можно закрепить одну мачту активной защиты, способной заменить до 10 стержней.

Если подкровельный пирог металлической крыши изготовлен из негорючих материалов, допускается подсоединение кровельного покрытия к токоотводу без установки молниеприемника. Здесь важным условием является надежное соединение всех элементов металлочерепицы между собой, чтобы получился хороший контакт для электропроводности.

Выбирая тип молниеприемника, дополнительно учитывают месторасположение дома, ландшафт, форму крыши и климат региона.

Молниезащита металлической крыши

Молниезащита металлической крыши является важным элементом при постройке дома. Желательно чтобы все маталлические постройки имели молниеотвод, который обеспечит надежную защиту здания от возгорания. Система молниеотвода металлических зданий может быть внешней и внутренней.

Внутренняя молниезащита металлических зданий нужна для защиты электросетей от перенапряжения. Внешняя молниезащита необходима для защиты от прямого попадания. Обычно внешняя система представляется: молниеприемником, токоотводом и заземлителем. В качестве молниеприемника для металлической крыши может быть использован любой металлический штырь. При внутренней защите используются специальные разрядные устройства, которые обеспечивают защиту от перенапряжения.

Это интересно: Хлопковый выключатель для включения света по хлопку: изучаем внимательно

Итак, какого же типа бывают приемники молний?

Особенности конструкции стержневого молниеотвода

Стержневой молниеотвод.

Самый простой и потому некогда (да и сейчас тоже) вид молниеприемника – стержневой. Такой установлен во многих частных секторах. Как правило, это обычная металлическая мачта, которая метра на два возвышается над крышей дома. Впрочем, как уже говорилось, можно смонтировать громоотвод и на отдельной мачте, неподалеку от дома.

Обратите внимание! Если установить приемник молний на металлическом шесте, то шест будет одновременно выступать и в виде токовода. К контуру заземления его можно будет прикрепить при помощи обычной сварки

Учитывая то, что грозы нередко сопровождаются еще и довольно сильными ветрами, необходимо максимально прочно укрепить мачту. В противном случае увесистая конструкция может просто упасть – и нанести ущерб постройкам или даже здоровью человека.

Чем примечателен линейный громоотвод

Другая разновидность громоотвода – это линейный. Еще он носит название тросового. Конструктивно он устроен несколько сложнее, чем мачтовый, о котором говорилось выше. Собственно говоря, это трос из металла, растянутый между двумя мачтами.

Линейный громоотвод.

Сам трос при этом соединяется с контуром заземления также при помощи токоотвода в виде медной или стальной толстой жилы

Жилу при этом важно действительно брать достаточно крупного сечения. В противном случае она может просто оплавиться из-за теплового действия электрического тока

Считается, что такой вид молниеотвода способен уловить больше молний, благодаря чему обеспечивается большая безопасность даже во время самой интенсивной грозы.

Особенности сетчатого молниеприемника и громоотвода, основанного на его использовании

Как можно понять из одного только названия, такого вида приемник молний представляет собой специальную сетку, которая организуется из металлических жил. В свою очередь, такая сетка располагается сверху крыши и берет на себя все грозовые удары. Ну а дальше все происходит по же привычной схеме: «пойманная» молния пропускает весь свой ток через толстый токовод прямо в контур заземления, где заряд благополучно гасится. Благодаря тому, что сетка имеет довольно большую площадь, она способна уловить еще больше молний и не допустить попадания ни одной из них в металлические части строений. Некоторые домовладельцы применяют даже одновременно несколько типов громоотводов. Впрочем, как правило, бывает вполне достаточно и одного. Главное – чтобы было все выполнено правильно во время сборки и монтажа конструкции.

Виды и характеристики

Молниеотводы, которые относятся к пассивным системам предохранения от молний, различаются вариантом исполнения молнеприемника. В зависимости от особенностей конструкции они бывают:

• Стержневые. Такие устройства являются наиболее распространенными благодаря простоте монтажа и низкой себестоимости. Они выполняются в виде одного или нескольких стержней и могут устанавливаться непосредственно на объекте или на некотором удалении. Для крепления служат несущие конструкции здания или опорные конструкции, которые возводятся специально для монтажа молниеприемника. Длина стержневых систем зависит от материала изготовления и может варьироваться от 30 см до нескольких метров.
• Тросовые. Идеально подходят для защиты невысоких объектов, узких или длинных зданий, высоковольтных ЛЭП и сооружений с нестандартной кровлей. Тросовые системы эффективнее стержневых конструкций и обеспечивают возможность предохранения на участках большей площади. Конструкция устройств такого типа предусматривает наличие одного или нескольких стальных тросов с цинковым покрытием, закрепленных на специальных мачтах. При правильном расположении опор разряды уходят в грунт за пределами защищаемых объектов.

Для предохранения от молний зданий с плоской кровлей и значительными габаритами используют специальную сетку. Она изготавливается из металлических прутков и укладывается поверх кровли или под утеплитель. Способ крепления сетки зависит от вида и огнестойкости кровли, а токоотводы устанавливают по периметру с шагом от 10 до 25 м. Надежность защиты от прямых ударов молнии не достигает нужного уровня, поэтому такая система менее популярна и может использоваться в сочетании с другими устройствами.

Выбор молниеприемников осуществляется с учетом параметров строений. Согласно классификации различают три категории защитных устройств в зависимости от огнестойкости, пожарной и взрывной опасности, назначения и вместимости охраняемых объектов.

Среди типовых молниеотводов спросом пользуются следующие варианты:

• Граненые конические. Они изготавливаются из прочной листовой стали и выполнены в виде металлической конструкции с защищенным от коррозии стержнем, принимающим разряды молнии. Молниеотводы производятся на основе стволов ВМО и ВМОН разного типа без осветительных приборов.
• На базе опор освещения. Они могут быть со стационарной или мобильной короной. Молниеотводы ВГН и ВГМ представляют собой граненые конструкции из стали, которые комплектуются молнеприемниками и оборудованием для освещения. Для крепления прожекторов, камер наблюдений и пр. оборудования используют специальные кронштейны.

Подготовительные мероприятия

Перед тем как сделать громоотвод необходимо провести подготовку

Причем по важности этот этап ничем не отличается от собственно процесса установки молниезащитной системы. Понадобится произвести расчеты согласно формуле, подобрать материалы и найти правильное место для установки молниезащиты

Формула расчета

Молниезащита — достаточно сложная и ответственная в силу выполняемых задач система. При ее планировании необходимы точные расчеты и оценка потенциальных рисков. В то же время необходимости в чрезмерно сложных математических вычислениях нет. Нужно лишь определить зону действия системы, исходя из формул. Для стержневого молниеотвода существуют коэффициенты, применяемые для расчета нужной высоты устройства. Используется такая формула:

Она подходит для громоотводов высотой до полутора метров, что вполне достаточно для обеспечения защиты частного дома от ударов молнии.

Материал для громоотвода

Для создания защитной системы понадобятся конструкционные материалы. Придется сделать выбор из стали, меди или алюминия. При этом площадь необходимого поперечного сечения будет отличаться, что продиктовано разным сопротивлением каждого вида из перечисленных металлов. Чтобы объяснить сказанное более наглядно, внизу приведена таблица, в которой указаны минимальные требования к компонентам молниезащиты, исходя из вида металла:

Исходя из данных, представленных в таблице, оптимальный выбор материала — медь. Однако наиболее дешевым вариантом громоотвода, изготовленного своими руками, является сталь.

Токоотвод отличается меньшим сечением в сравнении с другими компонентами защитной системы. Рекомендуется постепенно увеличивать его толщину от приемника к заземлительному контуру.

Для изготовления молниезащиты необходимы такие материалы и инструменты:

1. Молниеприемник. В случае со стержневой системой понадобится металлический заостренный штырь. Также подойдет ТВ-мачта или антенна для приема радиосигналов. В продаже имеются готовые приемники, например, GALMAR или SCHIRTEC.
2. Металлическая проволока нужного сечения.
3. Устройства для заземления (металлические штыри, трубы или лента).
4. Пластиковые фиксаторы, скобы, болты.
5. Инструменты для выполнения работы (сварочный аппарат, электродрель, молоток, лопата).

Место установки

Громоотвод следует располагать на наиболее высокой точке из имеющихся на участке. При этом нужно помнить про защитную конусообразную зону. Громоотвод должен находиться в таком месте, чтобы здание полностью было покрыто защитой. Получается, что, чем более отдален громоотвод от дома, тем выше он должен быть.

По финансовым соображениям предпочтительнее разместить молниеприемник на кровле здания. В этом случае не понадобится сооружение высокой опоры, которая к тому же вряд ли будет эстетически привлекательной.

Отдельный вопрос — правильное размещение заземлительного устройства. При ударе молнии высокомощный разряд проходит в землю и в этот момент рядом с заземлителем не должны находиться живые существа. Поэтому разработаны требования к минимальным расстояниям от заземления к стене дома — 1 м и до пешеходных дорожек — 5 м. Заземляющее устройство должно быть установлено в таком месте, где нет вероятности нахождения людей. К тому же, вокруг заземлителя следует установить ограждение и поставить рядом предупреждающий знак.

Части конструкции

В принципе, устройство любого молниеотвода подразумевает наличие трех составляющих.

Молнеприемник должен выдерживать напряжения в миллионы вольт, высокую температуру и существенное ударное воздействие (молния может расщепить крупное дерево).

Эту часть молниеотвода изготавливают из проводящего металла. Применяют стальную проволоку большого диаметра (10-12 мм), стальную полосу или пруток.

Токопровод, связывающий молниеприемник с заземлителем, выполняется из проводника, и должен выдерживать кратковременное протекание колоссальных токов. Производством токоотводов занимаются отечественные и зарубежные фирмы. Вместе с проводником они предлагают крепления, что значительно упрощает монтаж устройств.

Третья часть молниеотвода – заземляющее устройство (ЗУ), способствующее беспрепятственному растеканию тока в землю из токопровода.

Сюда же справедливо можно было бы добавить и основание, на котором собрана вся эта конструкция. Но обычно в его качестве выступают сами объекты защиты (здания, опоры ЛЭП и прочее), хотя устройство молниеотвода может предполагать его размещение как самостоятельной единицы на отдельном основании.