Главная > Утепление

Молния дома. Как правильно сделать громоотвод

Прямое попадание молнии в загородный дом – случай редкий, такое происходит раз в несколько лет. Тем не менее стоит обезопасить себя и еще до начала строительства продумать систему защиты от удара молнии

Можно ли обойтись без молниезащиты?

Ни в коем случае! По нескольким причинам:

  • вероятность попадания молнии в дом хоть и мала, но все же существует. Особенно если строение возвышается над всеми остальными, находится на вершине холма или па берегу водоема;
  • прямой удар молнии не единственная опасность во время грозы. Для электрической цепи дома и подключенной к ней техники опасны и попадания молнии в радиусе 200-500 м: они вызывают сильнейшие электромагнитные возмущения. Способны повредить технику и грозовые перенапряжения, появляющиеся из-за быстрых изменений электромагнитного поля во время грозы;
  • отсутствие молниеотвода может стать причиной отказа в выплате страхового возмещения в случае пожара.

Если нельзя проложить токоотводы по кратчайшей траектории, их число увеличивают, а молниеприемники соединяют между собой. Таким образом ток от приемников распределяется по разным направлениям

Есть ли точные инструкции по устройству защиты от молнии?

К сожалению, пока нет официальных нормативов молниезащиты частных домов. Проектировщикам и домовладельцам остается полагаться на здравый смысл и опыт электриков. Единственный практический совет, которому нужно следовать неукоснительно: подумайте о молниезащите как можно раньше, еще на этапе проектирования дома и закладки фундамента. Окончательно она устанавливается на стадии разводки электричества по дому.

Как делается молниезащита?

Система молниезащиты состоит из нескольких частей: молниеприемника, токоотводов, заземления и специального оборудования, которое соединено с электрощитком и предохраняет сеть от скачков напряжения. Электрики называют первые три элемента внешней молниезащитой, а устройство в щитке – внутренней.

Молниеприемники самой простой конструкции – металлические штыри, высота которых зависит от высоты и площади здания. Так, для дома высотой 8 м и площадью 80-100 м2 понадобится штырь длиной около 1,4 м.

Для мансарды-мезонина потребуется отдельный токоприемник, который устанавливается на коньке ее кровли.

Токоотводы присоединяются к молниеприемникам – по два на каждый штырь. К заземлению они должны идти крат­чайшим путем. Именно поэтому специ­алисты настоятельно рекомендуют поза­ботиться о молниезащите еще на стадии проектирования: при прокладке токоотводов в уже построенном доме на пути могут встретиться окна, к тому же будет затруднительно сделать падежную изоля­цию токоотводов и спрятать их во вну­тренние элементы дома.

Заземлением обычно служит фунда­мент, где еще на этапе закладки должны быть предусмотрены детали для прикре­пления токоприемников. Если таких дета­лей нет, в фундамент вбивают отдельные штыри и соединяют между собой. Что­бы заземление не подвергалось коррозии, лучше использовать элементы из оцинко­ванного металла.

Для дома, стоящего на высоком песча­ном холме, нужен дополнительный кон­тур заземления: сухой песок – плохой заземлитель.

Помните: металлические оболочки всех подземных коммуникаций коттеджа обя­зательно должны быть связаны с конту­ром заземления!

Есть ли альтернатива штырям молниеотводам?

Модицифицированная и более надежная система но сравнению со штырями-молниеотводами – тросовая. На коньках крыши устанавливают два небольших штыря, между которыми проходит неизолированный провод. Вс конструкция служит токоприемником.

На городских зданиях используется еще один вариант – молниезащитная сеть . Это металлическая сетка с размером ячейки 6 м, проложенная по всей площади крыши. Провода обычно бывают убраны в бетонную стяжку крыши.

Эта технология подходит и для небольших частных домов, но с поправкой: провода рекомендуется прокладывать поверх материала кровли, иначе после удара молнии крышу придется ремонтировать.

Важно: молниезащитная сеть используется только на неметаллической кровле! За пределами сети не должно быть никаких металлических частей, в том числе сливов.

Металлическая кровля при правильном заземлении может работать как большой молнисприемник. Главное, чтобы под ней не было горючих утеплителей: в месте попадания молнии металл может очень сильно разогреться и даже расплавиться. Кстати, по этой причине лучше все-таки пользоваться другими вариантами молниезащиты: ремонт поврежденной крыши может обойтись недешево.

При строительстве коттеджных поселков может использоваться внешняя молниезащита активного типа, которая охватывает сразу несколько зданий. Она основана на принципе ионизации воздуха у молниеприемника и монтируется па специальных мачтах.

Молниеприемник активного типа устанавливается на расстоянии 1 м от самой высокой точки сооружения в поселке, зона покрытия активной системы составляет около 80 мг.

Технические мероприятия, определяемые как молниезащита загородного дома согласно требованиям ПУЭ должны рассматриваться с учётом особенностей их реализации в каждом конкретном случае. И, действительно, лишь редкие частные постройки располагаются вблизи высотных сооружений с размещённым на них устройством молниезащиты. Многие из таких строений находятся в изолированном положении и требуют особой защиты от молнии, которая чаще всего разряжается в одиночные объекты.

Нормативы

Согласно действующим нормативам (СНиП, в частности) все загородные жилые постройки относятся к 3-му классу пожаробезопасности и подлежат обязательному оборудованию грозозащитным оборудованием.

При этом обустройство эффективной молниезащиты коттеджа, например, должно быть предусмотрено ещё на стадии подготовки строительного проекта. Такой подход к решению вопроса позволяет получить надёжную систему предупреждения пожара, естественным образом интегрированную в архитектуру возводимого дома.

Однако многие владельцы уже готовых частных строений хотели бы защитить свой дом самостоятельно, что требует определённых знаний и навыков. О том, как грамотно и без излишних проблем смонтировать эффективную молниезащиту своими руками и пойдёт речь дальше.

Что надо учитывать при установке

Тип и эффективность действия молниезащиты, выбираемой индивидуально для каждой сельской постройки, зависит от ряда факторов. Вот важнейшими из них:

  • техническое состояние частного дома;
  • его расположение по отношению к другим объектам;
  • качество грунта в месте расположения защищаемого частного строения, обеспечивающее хорошее заземление всей конструкции в целом.

В случае ветхого и плохо защищённого от воздействия природных факторов строения вероятность его поражения грозовым разрядом резко возрастает, что потребует от владельца дополнительных приспособлений для молниезащиты.

Близкое расположение высотных объектов

С другой стороны, даже совершенно новые частные дома могут подвергнуться влиянию молнии, если они располагаются в непосредственной близости от антенных вышек, крупных и высоких деревьев или столбов.

Все перечисленные высотные объекты являются хорошей целью для грозового разряда и обладают так называемым «экранным эффектом», в зону которого попадает и расположенный поблизости жилой дом. При расчёте размеров мачты молниеприёмника наличие поблизости таких объектов обязательно учитывается.

Состояние почвы

Качество грунта в месте расположения дома очень важно с точки зрения эффективности используемого в составе молниезащиты заземлителя, защитное действие которого основано на стекании разрядного тока в почву.

В тех случаях, когда на даче или в месте расположения загородного частного дома грунт обладает низкой электропроводностью, необходимо заранее побеспокоиться об искусственных мерах её повышения. Сделать это удаётся за счёт добавления в почву водного раствора поваренной соли или других химикатов.

Компенсировать недостаточную электропроводность грунта также удаётся за счёт снижения сопротивления токоотвода и заземлителя, к которым подсоединяется молниеотвод в частном доме.

Однако этот вариант повышения эффективности молниезащиты, как правило, приводит к увеличению издержек на расходные материалы и удорожанию всей системы в целом.

Особое внимание выбору надёжной молниезащиты должно уделяться в ситуации, когда в непосредственной близости от частного дома имеется естественный водоём или ключевой источник. В районах с показателем грозовой активности более 40 часов в год риск поражения в этом случае будет максимален.

Конструкция молниеотвода

Для того чтобы для частного загородного дома самостоятельно, необходимо ознакомиться с принципом работы молниезащиты.

В момент грозового разряда молния попадает в приёмное устройство (металлический штырь, трос или сетку), после чего она отводится по специальной стальной ленте непосредственно на заземлитель.

В этой части защитной цепочки происходит стекание тока в грунт, сопровождающееся резким падением мощности электрического заряда.

Таким образом, самостоятельное обустройство молниеотвода для частного дома предполагает изготовление следующих обязательных элементов защиты от грозы:

  • молниеприёмника штыревого или сетчатого типа;
  • надёжного токоотвода (спуска);
  • заземляющего устройства (контура заземления молниезащиты).

Типовой штыревой молниеприемник изготавливается в виде толстого стального прутка сечением порядка 10-20 миллиметров и длиной около 2,5 метров. При монтаже штырь надёжно крепится в любой высоко расположенной точке кровли таким образом, чтобы его заострённый конец возвышался над этим местом не менее чем на 2 метра.

Обратите внимание, что в качестве точки крепления может быть выбран либо конёк крыши частного дома, либо труба, отводящая дым.

Сразу оговоримся, что указанный вариант молниеприёмника идеально подходит для . В том случае, когда крыша частного дома закрыта шифером, в качестве приёмника рекомендуется использовать натянутый вдоль конька и надёжно закреплённый на изоляционных опорах металлический трос.

Для черепичных крыш наиболее оптимальным решением является укладка по всей их площади специальной сетки молниезащиты с системой отходящих от нее проводов.

Такие токоотводы (или спуски) изготавливаются из проволоки диаметром не менее 0,6 сантиметра или полосы из того же металла с типоразмером 2х30 миллиметров.

При монтаже они прокладываются вдоль стен строения, а затем привариваются с одной стороны к молниепримнику, а с другой – к контуру заземления, изготавливаемому по типовой схеме (смотрите ПУЭ).

Порядок обустройства молниеприёмника

Устройство молниезащиты для загородного частного строения лучше всего начать с изготовления молниеприёмника. При этом сам штырь молниезащиты надёжно закрепляется на самой высокой точке строения (на трубе или на деревянной антенной мачте). В случае использования сетки она укладывается по всей площади кровли с образованием ячеек размерами не более 12х12 метров (эта величина выбирается исходя из габаритов кровли и требуемого качества молниезащиты).

В местах пересечения провода сетки крепятся на сварку, а затем фиксируются на кровле дома с помощью специальных держателей, хорошо изолированных от материала покрытия.

По нижнему краю сетки устраивается несколько контактных площадок, предназначенных для подключения системы токоотводов (в типовой проект молниезащиты обычно закладывается по два спуска на каждую стену дома).

Часть сеточной конструкции молниезащиты, примыкающей к дымовой трубе, может быть оформлена в виде петли соответствующего размера, которая накидывается на неё сверху, а затем присоединяется к основе.

Подготовленное таким образом отводящее молнию устройство обеспечит качественную молниезащиту любой неметаллической кровле частного дома.

Отметим также, что для изготовления штыревого молниеприемника должен использоваться не поддающийся окислению материал (оцинкованная сталь или медь), поскольку красить его не допускается требованиями нормативов. В том случае, когда такие громоотводы изготавливаются из стальной полой трубы – один из её концов наглухо заваривается.

Порядок изготовления заземлителя

Основное назначение заземления молниезащиты – обеспечение идеальных условий для растекания разрядного тока в землю.

Выполнение этого требования возможно лишь при минимальном электрическом сопротивлении всей конструкции заземлителя, изготавливаемого из набора металлических заготовок. Как правило, он сооружается из 3-х толстых стальных прутков или профилей длиной не менее 2,5 метров, забиваемых в землю неподалёку от дома (не ближе 5-ти метров) .

Эти заготовки фиксируются в грунте таким образом, чтобы их вершины образовывали правильный треугольник со сторонами длиной порядка 1,2 метра.

После этого они соединяются между собой на сварку с помощью перемычек соответствующей длины, образуя прочную и надёжную заземляющую конструкцию.

Полученное таким образом сооружение может использоваться в качестве защитного заземления частного дома. В случае, когда заземление дома уже имеется, его можно объединить с заземлителем молниезащиты в одну систему.

Что такое молния, мы знаем со школьной парты. Электрический разряд мощностью 100-200 тысяч ампер уничтожает все объекты, куда она попадает. А скорее всего, молнию притягивают высокие сооружения и деревья.

Молниезащита частного дома сегодня, как никогда, актуальна. Наши жилища буквально нашпигованы электроникой, бытовой электротехникой, мобильными телефонами, что увеличивает риск воздействия молнии. Опасность молнии для частных домов, не оснащенных молниеотводами велика - пожар, разрушения в случае прямого попадания разряда. Последствиями разряда в непосредственной близости от здания может стать выход из строя электросети или отдельного прибора - телевизора, компьютера и т.п.

  • Внутренняя, защищающая от разряда, не попавшего прямо в дом, а, к примеру, в линию электропередач, питающую внутреннюю разводку. В этом случае в электросети возникает перенапряжение, последствия которого могут быть плачевными. Внутреннюю защиту не видно, это небольшой прибор - ограничитель, разрядник, УЗИП, установленный в распределительном щите.
  • Защита внешняя - это всем знакомый громоотвод (как чаще неправильно называют молниезащиту), установленный на крыше.

Внешняя защита частного дома от молнии

Система бывает пассивной и активной. Принцип действия первой - простой, как все гениальное. Металлический молниеприемник на крыше ловит (притягивает, перехватывает) разряд молнии и посредством токовода направляет его в землю, на заземлитель.

Активная защита от молнии

Такая молниезащита более эффективна, действует в радиусе 100 метров от «хитрого» молниеприемника, который ионизируя окружающий воздух, перехватывает разряд молнии. Дальше работает как и пассивная защита. Главным преимуществом устройства является «покрытие» молниезащитой соседних жилых домов и хозпостроек на довольно большой территории.

Типы внешней молниезащиты дома

По типу конструкции, различают модульно-штыревую, тросовую и сетчатую молниезащиту.

Штыревая

Штыревой система называется из-за молниеприемника, который устанавливается в самой высокой части крыши, и представляет собой металлический стержень (штырь). Эта конструкция подходит для молниезащиты частного дома с крышей из металлочерепицы или любого другого материала.

Тросовая

Установка такого вида защитного устройства допускается, если крыша шиферная, черепичная, но не металлическая.

Молниеприемником служит трос (толстая проволока, катанка) натянутая на высоте 0,3-0,5 м по коньку дома.

Сетчатая

Система считается наиболее сложной в плане монтажа. Выполняется она из катанки диаметром 6-8 мм, которая в виде сетки с ячейками 6х6 метров, укладывается по всей площади кровли. В местах пересечения горизонтальных и вертикальных прутьев - сваривается. К кровле крепится скобами.

Сетчатая молнезащита дома устанавливается, как и тросовая, на кровлю шиферную или черепичную.

Токоотвод

Для этого элемента системы применяется круглая сталь (медь, алюминий) диаметром не менее 6 мм. По кровле и стенам токоотвод крепится скобами. Обычно при монтаже стараются «маршрут» проложить подальше от оконных и дверных проемов, как того требуют нормативные документы, и чтобы не портить экстерьер здания.

При прокладке токопровода нужно соблюдать некоторые простые правила:

  • На деревянных поверхностях токопровод должен крепиться на расстоянии 15-20см от стены;
  • Если тросовый приемник большой длины, сетчатый большой площади или штыревой состоит из нескольких элементов, то и токоотводов должно быть несколько (СО 153-34.21. 122-2003)

При строительстве нового сооружения, молниезащита коттеджа или дома уже «заложена» в проектной документации. Но если загородный дом или дачный домик только что куплен и на нем нет «громоотвода», то наиболее разумным решением будет самостоятельно, или с помощью нанятых специалистов обезопасить себя и своих близких от грозовых разрядов.

Если у вас имеются навыки выполнения строительных работ, молниезащита частного дома своими руками не станет проблемным вопросом, но позволит сэкономить средства.

Контур заземления

Принцип устройства заземлителя предельно прост. Три стальных штыря-модуля длиной 1,5-2 метра, диаметром 16-20 мм с цинковым покрытием, забиваются в землю и последовательно соединяются между собой.

Такая конструкция имеет ряд преимуществ:

  • Возможность монтажа на любую глубину без применения спецтехники;
  • Малая трудоемкость. Работу может выполнить один человек;
  • Большая глубина погружения штыря-электрода увеличивает эффективность заземления;
  • Соединение элементов не требует сварки (на специальных зажимах);
  • Вся система скрыта под землей.

Контур забивается в землю не ближе 1 м к фундаменту дома, и не ближе 5 м к входной двери.

Принцип действия внутренней защиты дома от молнии

Трудно представить сегодня жизнь без электронных и бытовых электрических устройств и приборов. Вся эта техника включается в электросеть, а от компьютера и телевизора еще и кабели отходят к локальной сети и спутниковой антенне.

Линии передачи данных через ресиверы, серверы, распределительные устройства, электролинии, подвержены ударам молний, влиянию электромагнитных полей. При стечении некоторых обстоятельств высокое напряжение и большой ток по кабелям движутся к низкому потенциалу, т.е. телевизору, холодильнику, компьютеру. Результатом может стать выход электроприборов из строя, возгорание, угроза жизни человеку.

Чтобы уберечь себя и свой дом, нужно внутреннее устройство молниезащиты частного дома или защиты от импульсных перенапряжений.

Действует такая защита просто - мгновенно уравнивает потенциалы между проводниками электротока. Эту задачу выполняет УЗИП - специальное устройство защиты от импульсных перенапряжений.

Установка этого прибора возможна только после устройства надежной внешней защиты. Для реализации в жизнь системы молниезащиты частного дома, разрабатывается проект, где учтены все пути захода в здание высокого напряжения.

После установки УЗИП нетоковедущие элементы подсоединяются к шине заземления, а линии, которые нельзя заземлять, соединяются с шиной через УЗИП.

Для подбора прибора УЗИП существуют правила, которые можно разделить на группы в зависимости от:

  • Показателей защищаемой сети - ток, напряжение, частота, сечение проводов;
  • Типа сети - электроснабжение, кабельное ТВ, телефонная линия, сигнализация и т.п.;
  • Значимости защищаемого объекта - ПК, телевизор или банковский сервер.

Нужна ли молниезащита частного дома

Можно однозначно ответить - нужна! В мире еще много непознанного, тем более загадок природы. Если в городе телевизионная башня или высотное здание «защищает» от молнии множество окрестных домов, то в районе частной застройки таких сооружений, как правило, нет. Зато неподалеку от дома стоит высокая сосна, которая служит естественным «громоотводом». Но это теория, все же лучше и спокойнее себя чувствовать в безопасности в «своей крепости».

Частный дом и загородные дачи нередко расположены на открытом пространстве, где единственным возвышением выступают сами постройки. Из-за чего во время грозового периода возникает существенная угроза попадания молний в здания. Такая ситуация угрожает не только поражением электротоком всем находящимся в нем людям, но и возможностью возгорания, которая приведет к пожару и существенной порче имущества. Так как никто не может предвидеть место попадания разряда, наиболее эффективным способом предотвращения его негативных последствий является громоотвод.

Именно поэтому для большинства владельцев частных домов и дачных участков актуально устанавливать громоотвод своими руками. Исключением могут быть постройки расположенные в низине, крыша которых находится ниже верхней точки грунта или попадающие в зону защиты соседней постройки и ее молниеотвода.

Устройство и принцип работы типового громоотвода

Рисунок 1: устройство громоотвода

Вся конструкция громоотвода представлена тремя элементами: молниеприемником, токоотводом и заземлителем. В зависимости от местных условий и ваших предпочтений каждый из них может иметь различное исполнение. Теперь разберем, зачем каждый из них нужен, и какой вариант выбрать в той или иной ситуации.

Молниеприемник

Из самого названия данного элемента происходит его назначение, по факту он выполняет роль электрода, принимающего электрический разряд молнии. Основной критерий для него – хорошая проводимость и термическая устойчивость, так как величина тока может достигать 100 – 200 кА, которая запросто пережжет тонкие проводники. В качестве молниеприемника могут устанавливаться:

  • стержневые конструкции;
  • решетка;
  • трос;
  • сама поверхность крыши.

Стержневые молниеприемники могут устанавливаться как непосредственно на самой крыше, так и на специальной металлической мачте. При этом их высота должна обеспечивать необходимую зону защиты для всех конструкций постройки. Поэтому такой молниеприемник актуален для зданий с небольшой площадью и высотой.


 Рис. 2: стержневой молниеприемник

Такие стержневые устройства могут быть медными, алюминиевыми или стальными. Первые два обладают хорошей устойчивостью к коррозионному разрушению, благодаря чему такой громоотвод практически не теряет проводимости и сечения даже при длительной эксплуатации. Металлический штырь из стали, в отличии от двух предыдущих, куда менее подвержен оплавлению от протекания больших токов, из-за чего он куда лучше подходит для местности с частыми ударами молнии.


 Рис. 3: сетчатый молниеприемник

Решетка в качестве молниеприемника используется для большой площади, к примеру, многоэтажных домов или торговых центров. В отличии от предыдущего варианта, она не влияет на дизайн постройки, поэтому может применяться в любых современных экстерьерах. Такой громоотвод должен иметь заданное сечение и размер ячеек, как правило, выбирается арматура не менее 6 мм 2 . Ее монтаж выполняется на безопасном расстоянии от крыши (не менее 15 см) через термоизолирующие несущие конструкции.


 Рис 4: тросовый молниеприемник

Тросовый громоотвод представляет собой гибкий провод, который растягивается над защищаемой территорией или постройкой. Позволяет защитить длинный участок при меньших затратах материалов на громоотвод. Выполняется как на отдельно стоящих опорах, так и на крыше дачной постройки. В первом случае опоры устанавливаются в начале и конце участка, а во втором, в начале и конце крыши.

Если в качестве кровельного материала применяются токопроводящие варианты (профнастил, металлочерепица и прочие), их можно использовать в качестве молниеприемника для громоотвода. Но при этом должны соблюдаться такие условия:

  • толщина металлического слоя не менее 4 мм для стали, 5 мм для меди или 7 мм для алюминия;
  • под кровельным материалом отсутствуют легко воспламеняющиеся материалы (утеплители, стропила и т.д.);
  • снаружи металл не покрыт диэлектрическим материалом.

Изготовление громоотвода из металлической кровли позволяет сэкономить средства на молниеприемнике.

Токоотвод

Представляет собой проводник, отводящий электрический ток от молниеприемника к заземлителю. Может выполняться из металлической проволоки или шины. Должен иметь сечение не менее 16 мм 2 , если изготовлен из меди, 25 мм 2 из алюминия, 50 мм 2 из стали. К токоотводу предъявляются такие требования:

  • Должен изолироваться от стен и других конструкций дома;
  • Для него выбирается наикратчайший путь протекания тока;
  • Отсутствие изгибов и витков, на которых может произойти пробой воздушного промежутка;
  • Достаточная проводимость в местах электрических соединений.

При необходимости токоотвод изолируется от поверхности дома при помощи кабельного канала или любым другим способом. Особенно актуальна такая процедура для зданий с токопроводящей отделкой или горючей поверхностью.

Заземлитель

Изготавливается в виде , который закапывается в грунт. В качестве материала применяются стальные или медные элементы, которые закапываются в землю. Формируется из арматуры или шины, требования к которым устанавливаются п.1.7.111 ПУЭ и приведены в Таблице 1

Таблица 1

Материал Профиль сечения Диаметр,
мм 		Площадь поперечного сечения, мм Толщина
стенки, мм
Сталь Круглый:
черная 16 — —
10 — —
Прямоугольный — 100 4
Угловой — 100 4
Трубный 32 — 3,5
Сталь Круглый:
оцинкованная для вертикальных заземлителей; 12 — —
для горизонтальных заземлителей 10 — —
Прямоугольный — 75 3
Трубный 25 — 2
Медь Круглый: 12 — —
Прямоугольный — 50 2
Трубный 20 — 2
Канат многопроволочный 1,8* 35

Все детали заземляющего контура могут как закольцовываться и формировать замкнутую цепь, так и выстраиваться в сплошную линию. Разумеется, что замкнутый вариант считается более надежным. Размеры контура подбираются в зависимости от местных условий.


 Рис. 5: пример установки заземлителя

Основное требование к заземляющему контуру – обеспечение установленной величины переходного сопротивления металл – земля, поэтому его лучше располагать в влажном слое, периодически поливать водой или обрабатывать материалами, уменьшающими переходное сопротивление и увеличивающими площадь тока растекания (древесный уголь и соль). Согласно п.1.7.103 ПУЭ сопротивление должно быть не более 5, 10 и 20 Ом для сетей с фазным напряжением 380, 220 и 127 В соответственно.

Расположение заземлителя делается не ближе 1 м от стен и 8 м от пешеходных дорожек. Так как в этой точке возникает шаговое напряжение, способное нанести удар током любому, кто находится в радиусе зоны поражения, поэтому приближаться к контуру во время грозы категорически запрещено, как и прикасаться к его токоведущим элементам.

Подготовка

На подготовительном этапе перед монтажом молниезащиты необходимо произвести расчет параметров будущего громоотвода и подобрать все элементы. Это позволит определить, попадут ли постройки в защитную зону и какие параметры необходимо изменить в случае возникновения недочетов.

Расчет защитной зоны

Если устройство молниезащиты предусматривает в качестве приемника решетку или поверхность крыши, то зона защиты будет полностью закрывать постройку. Но для тросовых и стержневых молниеотводов необходимо рассчитывать защитную зону.

Рис. 6: зона защиты стержневого молниеотвода

Посмотрите на рисунок, зона защиты представляет собой конус в пространстве, где вероятность попадания молнии значительно сокращается. Для определения параметров этого конуса по отношению к самому громоотводу и зданию производится расчет. Способы расчета зоны громоотвода для каждого типа выполняются на основании СО 153-34.21.122-2003.


 Рис. 7: параметры зоны защиты стержневого молниеотвода

Посмотрите на рисунок, здесь изображены следующие параметры:

  • x и y — расстояние от места установки молниеприемника до контура границы здания.

В зависимости от высоты установки громоотвода и требуемой надежности подбирается формула определения зоны, которую он защищает. Для этого используются данные из таблицы 2

Таблица 2

Надежность защиты Высота молниеотвода h , м Высота конуса h 0 , м Радиус конуса r 0 , м
0.9 От 0 до 100 0,85h 1,2h
От 100 до 150 0,85h (1,2-10 -3 (h -100))h
0,99 От 0 до 30 0,8h 0,8h
От 30 до 100 0,8h (0,8-1,43·10 -3 (h -30))h
От 100 до 150 (0,8-10 -3 (h -100))h 0,7h
0,999 От 0 до 30 0,7h 0,6h
От 30 до 100 (0,7-7,14·10 -4 (h -30))h (0,6-1,43·10 -3 (h -30))h
От 100 до 150 (0,65-10 -3 (h -100))h (0,5-2·10 -3 (h -100))h

Для определения радиуса зоны громоотвода на определенной высоте используется формула:r x =r 0 ×(h 0 -h x)/h 0


 Рис. 8: зона защиты тросового громоотвода

На рисунке показана принципиальная схема зоны защиты для тросового громоотвода при его небольшой протяженности. При больших расстояниях из-за плохого натяжения в средней точке может возникать провисание, которое немного исказит границы защищаемой громоотводом области.


 Рис. 9: Параметры зоны защиты тросового молниеотвода

Посмотрите на рисунок, здесь зона громоотвода характеризуется такими параметрами:

  • h – высота самого громоотвода;
  • h 0 – высота зоны защиты громоотвода;
  • h x – высота в определенной точке (устанавливается на уровне крыши здания);
  • r 0 – радиус зоны защиты громоотвода на земле;
  • r x – радиус зоны защиты громоотвода в выбранной точке;
  • L – длина троса громоотвода.

По величине необходимой надежности, в зависимости от высоты громоотвода, параметры зоны защиты вычисляются по формулам из таблицы 3.

Таблица 3

Надежность защиты Высота молниеотвода h , м Высота конуса h 0 , м Радиус конуса r 0 , м
0.9 От 0 до 150 0,87h 1,5h
0,99 От 0 до 30 0,8h 0,95h
От 30 до 100 0,8h (0,95-7,14·10 -4 (h -30))h
От 100 до 150 0,8h (0,9-10 -3 (h -100))h
0,999 От 0 до 30 0,75h 0,7h
От 30 до 100 (0,75-4,28·10 -4 (h -30))h (0,7-1,43·10 -3 (h -30))h
От 100 до 150 (0,72-10 -3 (h -100))h (0,6-10 -3 (h -100))h

Радиус зоны громоотвода на высоте здания вычисляется по формуле: r x =r 0 ×(h 0 -h x)/h 0

Выбор материала для громоотвода

В качестве материала для громоотвода принято использовать три варианта: медь, алюминий и сталь. Медные громоотводы характеризуются длительным сроком эксплуатации и отличаются способностью сохранять свои параметры в течении всего периода установки даже на подземных участках. Но главным недостатком медного громоотвода является его высокая стоимость.

Алюминиевый характеризуется куда меньшим весом, поэтому создает незначительную нагрузку на несущие конструкции постройки. Также имеет хорошую проводимость электрического тока. Но, со временем, подвергается разрушению от атмосферных факторов и легко поддается механической деформации.

Стальные наиболее прочные, они легко выдерживают ветровые нагрузки а элементы такого громоотвода можно соединить сваркой, в отличии от медных и алюминиевых. Также он характеризуется низкой себестоимостью. К недостаткам стального громоотвода является высокое удельное сопротивление и подверженность коррозии.

Место установки

Для установки громоотвода должна выбираться самая высокая точка. Поэтому его размещают на крыше здания, если ее высоты недостаточно для попадания всей постройки в зону защиты, могут применяться специальные опоры или находящиеся поблизости деревья. Для определения актуального места установки громоотвода на план участка необходимо нанести зону защиты, полученную при расчете.


 Рис. 10: зона защиты на плане постройки

Крыша является наиболее выгодным вариантом, так как пик зоны защиты будет расположен над зданием. Отдельно стоящая опора или несколько позволяют смещать защищаемую громоотводом область в нужную точку участка, и отлично подходит для ситуаций, когда строения рассредоточены на участке. Использование дерева в качестве опоры позволяет сэкономить на приобретении и установке металлической или железобетонной конструкции, но обуславливает ряд сложностей в процессе эксплуатации поэтому считается нежелательным вариантом.

Пошаговая инструкция изготовления громоотвода

Наиболее простыми вариантами для дачного громоотвода является стержневой и тросовый, их вы сможете реализовать своими руками. Чтобы не допустить ошибок и лишних затрат при монтаже молниеотвода, соблюдайте следующую последовательность.

Стержневого

Для сооружения громоотвода стержневого типа выполните следующие манипуляции:


Расстояние между ними и их высота подбирается таким образом, чтобы проводник не провисал к поверхности крыши и стен.


Тросового

Монтаж тросового громоотвода выполняется идентично. В зависимости от конкретной ситуации трос может натягиваться гибким тросом между опорами или устанавливаться на кронштейнах. В первом случае молниеприемник будет провисать при изменении натяжения, поэтому крепление на кронштейне жесткой медной или стальной проволоки куда выгоднее. Такая процедура выполняется в следующей последовательности:


Окончив установку любого из предложенных типов, обязательно проверьте сопротивление всей конструкции. В идеале проверка выполняется при помощи моста, но в домашних условиях подойдет и обычный мультиметр или контрольная лампочка.

Видео инструкции



Необходимость установки системы молниезащиты для частного дома определяется собственником здания исходя из вероятности поражения объекта молнией и возможного материального ущерба. Национальные нормативные документы не предъявляют требования к обязательному выполнению системы МЗ для индивидуальных жилых домов.

Вероятность удара молнии в объект зависит в первую очередь от продолжительности гроз в районе его расположения.



Увеличить

Для дома прямоугольной формы размерами 10х12 м и высотой в коньке 8 м эта зависимость приведена в таблице:

Среднегодовая продолжительность
гроз в часах 		Вероятность удара молнии в дом 10х12х8 м*
10-20 1 удар в 332 года
20-40 1 удар в 166 лет
40-60 (Москва и обл.) 1 удар в 83 года
60-80 1 удар в 60 лет
80-100 1 удар в 47 лет
100 и более 1 удар в 39 лет

Комплекс средств молниезащиты зданий включает в себя устройства защиты от прямых ударов молнии (внешняя молниезащитная система) и устройства защиты от вторичных воздействий молнии (внутренняя молниезащитная система). В частных случаях молниезащита может содержать только внешние или только внутренние устройства.

Система внешней молниезащиты защищает непосредственно от прямого попадания молнии в объект. Данное воздействие опасно в первую очередь высокой температурой канала молнии, которое может привести к возгоранию горючих конструкций здания.

Более подробно об опасностях, которые несет грозовой разряд молнии можно узнать в цикле статей «Молниезащита для новичков» профессора Э. М. Базеляна.

Состав и исполнение компонентов внешней системы молниезащиты

Система внешней молниезащиты состоит из трех компонентов: молниеприемников, воспринимающих прямой удар молнии; заземляющего устройства, обеспечивающего растекание тока в земле, и токоотводов, осуществляющих связь между двумя первыми элементами.

Молниеприёмники

Выбор количества и высоты молниеприемников должен производиться с помощью расчета зон защиты. В расчетную зону защиты установленных мачт должен входить весь объем защищаемого объекта.

Зона защиты стержневого молниеприемника представляет собой конус, вершина которого совпадает с вертикальной осью мачты. Размеры данного конуса зависят от значения требуемой надежности.

Размеры конуса защиты согласно СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» для надежности 0,9 определяются формулами:

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода:
1 - граница зоны защиты на уровне h x , 2 - то же на уровне земли

Установка отдельно стоящей мачты для защиты дома не будет целесообразна, в силу того, что ее высота должна быть солидной (до 30 метров). Это не только дорого, трудозатратно, но и увеличивает полное количество ударов молнии в рассматриваемый участок земли. Оптимальным будет размещение мачт непосредственно на защищаемом объекте.

Установки одной мачты может быть достаточно только для дома с вальмовой (пирамидальной) кровлей при размещении мачты на вершине крыши.


Для дома прямоугольной формы с двухскатной кровлей (угол ската кровли не менее 35°) для надежной защиты необходима установка двух мачт высотой 2 метра по краям конька кровли. Для дома более сложной формы нужно производить расчет с учетом конструктивно возможных мест установки молниеприемных мачт.

Молниеприемники должны быть выполнены из материалов и размеров (площадь сечения, толщина), соответствующих ГОСТ Р МЭК 62561.2-2014.

Токоотводы

Диаметр токоотводов, выполненных из круглого проката должен быть не менее 8 мм. Токоотводы нужно располагать таким образом, чтобы между точкой поражения и землей ток растекался по нескольким параллельным путям, и длина этих путей была минимальна. Рекомендуется прокладывать токоотводы на максимальном отдалении от дверей и окон.

Непосредственный контакт токоотвода требуемого сечения с материалом стен и кровли не может привести к возгораниям, в силу того, что повышение температуры токоотвода под воздействием тока молнии недостаточно даже для начала процесса обугливания дерева, не говоря уже о других малогорючих материалах. Кроме того, тепловое воздействие очень кратковременно.

Заземляющее устройство

В качестве заземляющего устройства во всех возможных случаях необходимо использовать металлические сваи фундамента или соединенную между собой арматуру железобетонных фундаментов здания. Данное решение примененимо при возможности подключения (наличие выпусков арматуры) и при использовании в качестве гидроизоляции битумных и битумно-латексных покрытий. Эпоксидные и другие полимерные покрытия препятствуют электрическому контакту фундамента с землей, и, следовательно, данный фундамент в качестве естественного заземлителя использоваться не может.

Искусственные заземлители следует располагать под асфальтовым покрытием или в редко посещаемых местах на удалении от пешеходных дорог.

Заземляющее устройство, к которому подключен стержневой молниеприемник, должно иметь следующую минимальную конструкцию:

Три и более вертикальных электрода длиной не менее 3 метров, объединенных горизонтальным электродом, при расстоянии между вертикальными электродами не менее 5 метров.

Заземляющие электроды должны располагаться за пределами защищаемого объекта и быть как можно более распределенными. Предпочтительная глубина залегания электродов не менее 0,5 м, расстояние от стен объекта - 1 метр.

Размеры заземлителей должны соответствовать требованиям коррозионной и механической стойкости. В нормативных документах (ГОСТ Р 50571.5.54-2011) приведены минимальные размеры электродов в зависимости от материала, из которого они изготовлены.

Примечания

* Вероятное число ударов молнии в год для объекта рассчитывается по следующей формуле:

Где:
А - длина здания, м
В - ширина здания, м
Н - высота здания, м
n - среднегодовое число ударов молнии в 1 км 2 земной поверхности, 1/(км 2 *год)

Удельная плотность ударов молнии в землю n определяется исходя из среднегодовой продолжительности гроз в часах следующим образом:

Среднегодовая продолжительность Удельная плотность ударов молнии в землю n, 1/(км 2 *год)
10-20 1
20-40 2
40-60 4
60-80 5,5
80-100 7
100 и более 8,5

Период попадания молнии:

Комплектующие внешней молниезащиты

Традиционный вертикальный молниеприёмник в виде двухметровой (GL-21101G) или четырёхметровой (GL-21103G) мачты, поставляется с прикручиваемым острым наконечником.

Мачта изготовлена из нержавеющей стали в виде трубы с толщиной стенки 2 мм.

GL-21101G GL-21103G
Вес: 5 кг 10 кг
Высота: 2000 мм 4000 мм
Диаметр молниеприемника: 35 мм 35 мм
Толщина стенки: 2 мм 2 мм

Зажим позволяет быстро прикрепить проволочный токоотвод диаметром 8 мм к фасаду / стене здания.


Зажим с резиновой уплотняющей втулкой позволяет быстро закрепить проволочный токоотвод диаметром 8 мм на крыше, покрытой металлическим профилем / профнастилом.

В комплекте НЕТ винта (на фото - пример).

Зажим с возможностью отключения системы внешней молниезащиты (токоотводов) от заземляющего устройства (например, для проведения замеров). Позволяет соединить по прямой линии токоотводы из проволоки D8.

ZANDZ и GALMAR

Стержни заземления GALMAR и ZANDZ изготавливаются из стали с нанесенным защитным медным покрытием толщиной не менее 0.250 мм, которое обеспечивает гарантированный срок службы устройства до 100 лет.

Конструкция стержней, которые можно соединять между собой и погружать в почву на глубину до 40 метров, обеспечивает достижение низкого сопротивления заземления на небольшой площади. Монтаж производится силами одного человека без использования строительной и специализированной техники.

Модульное заземление можно приобрести и в виде готовых комплектов, и в виде отдельных комплектующих.

Ознакомиться с подробной информацией о технологии модульного заземления можно на отдельной странице .

Пример выполнения молниезащиты частного дома на основе изделий GALMAR и ZANDZ

В правой части страницы приведен список изделий, используя которые, можно организовать полную систему внешней молниезащиты. Все предложенные изделия соответствуют требованиям национальных нормативных документов к минимальным размерам, качеству контактного соединения, механической прочности, сроку службы и т.д.

Молниеприемные мачты крепятся на вертикальных поверхностях стен или дымовых труб, вентиляционных шахт. При размещении мачт следует учитывать размер вылета ската кровли над стенами и проверять возможность применения держателей 21101G/21102G.

Большая часть зажимов для токоотводов представлена в двух исполнения: оцинкованная крашенная сталь и медь. Крепление токоовода с помощью зажимов выполняется с шагом 1 метр. Тип зажимов выбирается исходя из поверхности размещения (кровля: плоская, скат, конек; фасад и т.д.) и его материала (металлопрофиль, натуральная черепица и т.д.). Следует обратить внимание, что у фасадных и кровельных зажимов нет в комплекте анкерных болтов. Их тип и длину необходимо выбирать в зависимости от материала основания.

Также возможен вариант крепления токоотводов к водосточной системе дома (крепление к водосточному желобу, трубе).

Заземляющее устройство собирается из компонентов системы модульного заземления.


Пример комплектации изделий для молниезащиты дома прямоугольной формы размерами 8х10 м высотой в коньке 8 м, угол ската кровли 35°.

Материал кровли - металлочерепица, материал стен - брус деревянный.
А=10 м; В=8 м; Н=8 м; α=35°;
Нкр=3,5 м; Нст=4,5 м; Lск=6,1 м

Молниеприемники соединяются между собой для организации двух токоотводов от каждого молниеприемника.

Молниеприемник
GL-21101G GALMAR Молниёприемник вертикальный (молниеприёмник-мачта) 2 шт.
GL-21202 GALMAR Держатель для молниеприёмника - мачты GL-21101G к стене (нержавеющая сталь) 2 шт.
GL-20022 GALMAR Зажим к молниеприёмнику - мачте GL-21101G для токоотводов (нержавеющая сталь) 2 шт.
Токоотвод
GL-11149-10/20/50 GALMAR Проволока омеднённая (D 8 мм / S 50 мм²; бухта 10/20/50 метров) 40 м
GL-11551A GALMAR Зажим для соединения токоотводов (крашенная оцинкованная сталь) 6 шт.
Зажимы для крепления токоотводов на кровле
GL-11564A GALMAR Зажим на конёк для токоотвода с его возвышением над зажимом на 15 мм (крашенная оцинкованная сталь) 11 шт.
GL-11747A GALMAR Зажим на крышу, покрытую металлическим профилем / профнастилом, для токоотвода (крашенная оцинкованная сталь) 12 шт.
Зажимы для крепления спусков токоотводов
GL-11703A GALMAR Зажим к фасаду для токоотвода с возвышением 15 мм (крашенная оцинкованная сталь) 10 шт.
GL-11562A GALMAR Зажим контрольный для соединения токоотводов проволока + полоса (крашенная оцинкованная сталь) 2 шт.
Заземляющее устройство
GL-11075-10/20/50 GALMAR Полоса омеднённая (30*4 мм / S 120 мм²; бухта 10/20/50 метров) 20 м
ZZ-001-065 ZANDZ Штырь заземления омедненный резьбовой (D14; 1,5 м) 6 шт.
ZZ-002-061 ZANDZ Муфта соединительная резьбовая 4 шт.
ZZ-003-061 ZANDZ Наконечник стартовый 3 шт.
ZZ-004-060 ZANDZ Головка направляющая для насадки на отбойный молоток 1 шт.
ZZ-005-064 ZANDZ Зажим для подключения проводника 5 шт.
ZZ-006-000 ZANDZ Смазка токопроводящая 1 шт.
ZZ-008-000 ZANDZ Насадка на отбойный молоток (SDS max) 1 шт.

В случае, если у вас возникли какие-либо сложности в расчете или подборе комплектующих, вы всегда можете обратиться за помощью в наш технический центр.

Рекомендуем также

Loading...Loading...