Как сделать молниезащиту металлической крыши

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 05.10.2024

Необходимость заземления

Если рассматривать этот вопрос с позиции теоретической электротехники, крыши из металлочерепицы представляют собой конденсатор, который обладает способностью накапливать статическое электричество. Кроме того, в качестве гидроизоляции под металлическую кровлю части используют толь или рубероид, являющиеся диэлектриками и изолирующими металлочерепицу от земли. В результате совокупности этих факторов поверхность скатов концентрирует на себе электрический заряд разной силы, что приводит к следующим последствиям:

Пожар. Если в конструкции дома используются и другие металлические элементы, между ними и крышей из металлочерепицы возникает электрическая дуга высокой температуры. Такой эффект приводит к возникновению искры, которой достаточно для начала возгорания.
Травмы. Если человек, стоящий на земле, дотронется до крыши из металлочерепицы, у которой отсутствует заземление, создается электрическая цепь для разряда. В зависимости от количества накопленного тока это приводит к неприятным ощущениям, травмам или даже к летальному исходу.
Сбои в работе электрических приборов. Электрический заряд, накапливающийся крышей м покрытием из металлочерепицы, влияет на работу электроприборов в доме. В зависимости от силы заряда они могу барахлить или полностью выйти из строя.

Схема молниезащиты крыши из металлочерепицы

Важно! По мнению опытных мастеров, сделать заземление у крыши, если она покрыта металлочерепицей, однозначно нужно, тем более эту задачу можно выполнить своими руками без больших финансовых вложений. По современным правилам прокладки электросетей, для прокладки проводки рекомендуется использовать трехжильный кабель, один из проводов которого подключается к заземлению, однако, магистральные сети зачастую не соответствуют эти стандартам, поэтому заземлять металлическую крышу необходимо отдельно.

Подключение кровли к заземлению

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

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

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

Когда работа завершена, можно закопать контур заземления.

Виды заземления

Заземление крыши – процесс снижение напряжения прикосновения до безопасных для человека и животных показателей путем соединения поверхности металлочерепицы с землей. Согласно строительным нормам металлическую кровлю обязательно нужно заземлять, чтобы статический заряд, накапливающийся от трения частиц пыли о поверхность кровельного материала или возникающий во время грозы, не нанес вреда здоровью и жизни домочадцев или не спровоцировал пожар. Различают следующие виды заземления:

Естественное. Естественным заземлением называют металлические элементы конструкции дома, которые находятся в земле и подходят, чтобы отвести электрический заряд. К ним относятся трубопроводы водоснабжения, скважин, железобетонный фундамент. Однако, сейчас, когда для прокладки коммуникация используются современные полимерные материалы, естественное заземление практически не используется, поэтому необходимо сделать искусственное.
Искусственное. Искусственным заземлением крыши называют процесс целенаправленного, преднамеренного соединения поверхности металлочерепицы с землей с целью разрядки статического напряжения. Использование заземляющего устройство делает использование кровли с металлическим покрытием более безопасным для человека и в противопожарном отношении.

Обратите внимание! Чтобы на поверхности крыши из металлочерепицы сконцентрировался значительный заряд, не обязательно атмосферное электричество, которое части возникает в атмосфере во время грозы, трение частичек пыли о поверхность кровельного материала в сухую погоду дает даже больший по силе заряд. Электрическое напряжение требует разрядки, поэтому для металлической кровли обязательно нужно сделать искусственное заземление.

Устройство заземления крыши

Способы заземления крыши

Тонкости монтажа ↑

Незначительный вес материала позволяет использовать облегченную стропильную систему, а большая площадь листов – редкую обрешетку. Благодаря размерам листа, при покрытии крыш простой геометрической формы отходы получаются минимальными – до 5%. Металлочерепицей можно покрывать также крыши сложной конфигурации, за исключением закругленных поверхностей. Однако отходов в этом случае намного больше – до 35%.

Укладку начинают снизу вверх и справа налево, образуя между собой прямоугольник. Крепление листов металлочерепицы к обрешетке проводят при помощи стальных оцинкованных саморезов с резиновыми прокладками. Чтобы придать крыше законченный вид и облегчить работу, производители предлагают специальные планки и аксессуары.

Как крепить металлочерепицу на крыше, чтобы обеспечить ее долговечность ↑

Листы металлочерепицы монтируются внахлест при помощи специальных гвоздей или шурупов-саморезов. Последние обычно бывают снабжены специальным защитным слоем, который препятствует повреждению полимерного покрытия в местах крепления, соответственно, и возникновению коррозии.

Так что, при использовании высококачественных комплектующих образование очагов коррозии исключено.

Следует также учесть, что линейное расширение у листов металлочерепицы большое, следовательно их размеры при колебаниях температуры могут значительно изменяться. Поэтому некачественные крепежные детали, скажем, без резиновых уплотнителей, могут заметно расшатываться, вследствие чего крепежные отверстия будут расширяться. Все это чревато весьма негативными последствиями.

Особенности обшивки ендовы ↑

Устройство ендовы крыши из металлочерепицы начинается с монтажа дополнительной доски в каждом таком узле. Планки ендовы устанавливают снизу вверх с нахлестом 20–30 см. Нижнюю планку ендовы обрезают ниже линии карниза и делают по ней отбортовку, под которую, как и под коньком, устанавливают универсальный уплотнитель.

Нередко ендовы украшают при помощи декоративных накладок, чтобы закрыть ими резаные листы. Важно:

накладку монтируют снизу вверх,
минимальный нахлест составляет 10 см,
между декоративной накладкой и металлочерепицей уплотнитель не устанавливают,
крепление проводят осторожно, чтобы не повредить саморезами планки ендовы.

Если возникает необходимость удлинить ендову, то делают нахлест в 20–30 см. Места примыкания двух ендов фиксируют при помощи саморезов с герметиком. Листы над ендовой на основном скате укладывают так, чтобы она оказалась зафиксированной между верхним и нижним рядом (нахлест – от 20 см).

Конструкция заземляющего устройство

Чтобы при контакте человека с металлической крышей не возникала электрическая цепь, приводящая к разрядке, используют специальные заземляющие устройства, целенаправленно отводящие электрический ток с поверхности крыши в землю. Сделать такое устройство можно своими руками из медной проволоки и заземляющего электрода. Для этого используют материалы, проводящие ток, но не подверженные коррозии и устойчивые к высокой температуре, возникающей в момент разрядки. Заземляющее устройство состоит из следующих элементов:

Заземляющий проводник

Заземляющий электрод

Заземляющее устройство из 3 электродов

Учтите, что качество заземления характеризуется силой заряда, который оно способно снять с поверхности крыши. Чтобы увеличить эффективность устройства увеличивают количество заземлителей или повышают проводимость грунта с помощью раствора солей. Чтобы сделать использование заземляющего устройства безопасным, его размещают на стороне дома, противоположной входу, на максимальном расстоянии от фундамента.

Конструкция молниеотвода с заземлением

Защита кровли

Вариантов устройства заземления кровли из металлочерепицы много. Время от времени появляются новые, более эффективные способы, но все они сводятся, прежде всего, к трем основным схемам молниезащиты:

стержневой;
антенной;
сетчатой.

Первые два способа являются наиболее простыми, а потому пользуются заслуженной популярностью. Такие системы защиты надежны, результативны и долговечны, но лишь в случае правильной установки элементов. Во внимание принимается:

площадь и место расположения объекта относительно соседних строений;
этажность и функциональность сооружения;
форма кровли;
высота и густота окружающей растительности.

Для металлочерепицы производители выпускают элементы молниезащиты, максимально гармонично вписывающиеся в общий архитектурный облик дома. В собранном виде они выглядят довольно аккуратно, так как комплектующие по оттенку бывают очень близки к цвету металлического настила. Тем не менее, смонтированные на крышах частных домов системы визуально спрятать удается не всегда из-за скатной формы крыши.

Заземление металлочерепицыначинается с устройства громо-, или молниеотводов.

Стержневая система

В качестве молниеприемника на кровле устанавливается металлический стержень, чаще – труба с закрытым или запаянным торцом диаметром 12мм, поднимающаяся над уровнем конька на 2-3 метра. Вертикальный элемент сохраняет свое положение благодаря длинной деревянной мачте, на половину своей длины входящей во внутреннее пространство стропильной конструкции.

Стержень на чердаке соединяют с токоотводящим проводом из оцинкованной стали диаметром 6мм, который выводят на поверхность наружной стены и спускают вниз до места его соединения с заземляющим контуром. В целях безопасности проволоку рекомендуется размещать с противоположной от главного входа стороны дома. В случае наличия дополнительных дверных проемов, токоотвод не может быть приближен к ним менее чем на три метра.

Антенная система

Такой громоотвод располагают на самой высокой точке кровельного покрытия. Опорой металлической антенне служит деревянный шест и обрешетка. Размер молниеприемника выбирают, исходя из того, что антенна может покрывать площадь круга, радиус которого составляет три ее высоты.

Функцию токоотвода антенного молниеприемника выполняет металлический трос. Он является промежуточным звеном между верхней частью защиты металлочерепицы и контуром заземления.

Сетчатая система

Токоотводы к земле спускают по стенам, причем располагают их не в одном месте, как в предыдущих случаях, а в нескольких точках. Шаг 10-20 метров выбирают в соответствии с необходимой степенью молниезащиты.

В чем заключается опасность отсутствия заземления?

Последствия разыгравшейся стихии могут быть самыми разнообразными: выход из строя электрических приборов и поражение током людей, находящихся в доме. Кроме того, попадание молнии в крышу может спровоцировать возникновение пожара. Избежать всего вышеперечисленного поможет грамотно выполненное заземление крыши дома.

В первую очередь опасности подвергаются дома, кровля которых изготовлена из металла и легких рулонных материалов. Подобные крыши должны быть заземлены еще на этапе строительства, до сдачи дома в эксплуатацию. Это обусловлено следующими причинами:

металлическая крыша дома способна притягивать к себе электричество;
мягкая кровля способна загореться при попадании случайной искры.

Таким образом, надо устанавливать громоотвод в любом здании, особенно если оно построено из дерева. Но перед тем, как приступить к проведению работ, требуется тщательно изучить все нюансы монтажа заземления. Это обусловлено тем, что монтаж заземления должен проводиться с учетом многих факторов, например, материала кровли.

Как сделать заземление своими руками

Заземление изготавливают из металлического предмета довольно габаритных размеров, имеющий обширную площадь. Его следует закапать на максимальную глубину. Так. В качестве предмета для заземления можно использовать кусок трубы, стропильный металлический угол. Часто используют арматурную сетку из прочной и толстой проволоки, или металлическую бочку, подойдёт даже цельный толстый лист или кусок железа.

Обратите внимание на то, что закапывать предмет для заземления необходимо на ту глубину, которая превышает глубину промерзания почвы.

Молниеотводы для крыши

Молниезащита металлической кровли осуществляется путём использования штыревых или торсовых молниеприёмников. Несмотря на то, что сама кровля может функционировать как проводник, на ней должен располагать сам приёмник. Но для того, что бы крыша использовалась в качестве приёмника молний более полноценно, необходимо, что бы по всей поверхности она имела надёжный электрический контакт. Таким образом, все токоотводы должны либо прочно привариваться, либо соединяться болтами с элементами заземлений.

Обратите внимание на то, что в случае обустройства заземления, необходимо проводить нормируемую электрическую связь между листами кровли.

Кроме того, металлическую кровлю необходимо прочно закреплять к стропилам. При этом вся стропильная система, каждый деревянный элемент, должны быть обработаны огнеупорными веществами. Необходимо это по причине того, что прямой удар молнии в металлическую кровлю может вызвать стихийное возгорание. Причина в том, что под действием высокой температуры кровля, а от неё и стропильная система, сильно нагреваются. Для меньшего воздействия высоких температур на стропила, под металлическую кровлю стелется рубероид. Это не слишком затратно экономически, но позволяет в некоторой степени обезопасить свой дом.

Следует отметить, что при попадании удара молнии в элемент металлической кровли, может возникнуть прожог или оплавление. Таким образом, в случае, если металлическая кровля очень тонкая, менее 1го мм, может произойти глубокое оплавление. Как следствие – воспламенения и рубероида и стропильной системы. Следовательно, при выборе кровельного материала необходимо обращать внимание на его толщину и характеристики плавления.

Исходя из всего вышеперечисленного можно сделать следующий вывод:

Соединение листов металлической кровли должно быть очень прочным, между ними необходимо провести электрическую связь, закрепить их на негорючем материале. Именно в таком случае металлическая черепица будет сама для себя молниеприёмником.

Обратите внимание, что в случае, если проводить все работы по заземлению металлочерепицы – экономически не выгодно, можно установить заземлённые стержневые или торсовые приёмники молний.

Как сделать молниезащиту своими руками

Для того, что бы защитить дом от воспламенения, а так же сохранить рабочее состояние всех электроприборов, необходимо соорудить молниеотвод. Молниеотвод состоит из двух частей: внутренняя и внешняя защита дома.

Внутренняя защита дома необходима для сохранения целостности электросетей под воздействием перенапряжения от удара молнии.

Внешняя защита предназначена для обеспечения безопасности всего дома от пожара.

Что представляет из себя внешняя и внутренняя защита?

Элементы молниезащиты дома

Как правило, это молниеприёмник, устройство для заземления и токоотвод. В качестве приёмника молний используют любой конус или штырь, выполненный из прочного металлического сплава.

Внутренняя система заключается в использовании разрядный устройств для сетей электричества, предназначенных ограничивать уровень напряжения.

Внутреннюю систему для защиты дома от перепадов электричества невозможно полностью выполнить самостоятельно. Но имея определённые навыки обращения с электропроводами и электроприборами, можно встроить самостоятельно готовые приборы в сеть.

Обратите внимание. Если дом не обустроен молниеотводом и внутренней защитой, во время грома и молнии, необходимо отключить всю технику в доме от электропитания. При этом данный способ актуален лишь в том случае, если молния следует за громом в течение 10 секунд.

Наружную защиту от ударов молний можно выполнить самостоятельно. Процесс быстрый и не слишком затратный. Однако необходимо иметь навыки работы со сварочном аппаратом.

Таким образом, вам понадобится токоотвод, молниеприёмник, заземлитель, несколько хомутов и скоб из мягкого металла, сварочный аппарат.

В первую очередь необходимо подсоединить токоотвод к стержневому молниеприёмнику. Молниеприёмник выполняют из толстой железной проволоки, с достаточно большим сечением.

Из полосы металла делают заземлитель. Его сечение должно составлять не менее 150кв.мм. Для этих целеё можно использовать прут из стали. С диаметром около 18ти мм.

Все элементы конструкции соединяются электросваркой или металлическими хомутами, которые крепят на гайки и болты.

Систему заземления делают не далеко от дома, в 1,5 метрах. На какой высоте будет располагаться заземление полностью зависит от того, в каком положении угол защиты будет равен 70°.

Как сделать молниезащиту дома более эффективной?

Обращаем ваше внимание, что самую высшую точку отвода молнии необходимо делать в виде конуса. Так же, для надёжности, можно устанавливать сразу несколько молниеприёмников с одним заземлением.

Как сделать заземление своими руками

Как сделать заземление более долговечным?

Для повышения проводимости электричества, раз в несколько лет просверливают отверстия, и помещают в них соль или селитру.

Как сделать молниезащиту своими руками

Оголенный проводник

Молниезащита металлической кровли представляет собой оголённый проводник, обработанный защитой от коррозии. Как правило, его изготавливают из толстой алюминиевой или медной проволоки. Так же можно использовать оцинкованную сталь.

Физиками установлено, что молниеприёмник защищает определённое пространство, площадью в конус. Размеры этого конуса зависят от длины молниеприёмника и формы его вершины. Таким образом, в зависимости от того, насколько высоко будет поднята проволокой. Зависит площадь защищённого пространства. Отсчёт высоты необходимо начинать от самой высокой точки на предполагаемом для защиты участке. Если это конёк крыши, значит от конька крыши, если печная труба, то, соответственно, от печной трубы. Если труба есть, но она не представляет угрозы, так как не металлическая, на ней можно закрепить, для увеличения высоты, молниеприёмник. Его так же следует закрепить с проводником и заземлением. Однако учитывайте, что штырь, если он тяжёлый, может создавать основательную нагрузку. Необходимо, что бы труба была прочно закреплена.

Итак, молниезащита металлической кровли, с креплением к трубе, выполняется следующим образом:

устанавливаются мачты на фронтонах, высота их должна составлять около 2х метров.
между ними следует провести и натянуть толстую изолированную проволоку;
проволоку протягивают к заземлению.

Если рядом с домом есть высокое дерево, то молниеприёмник можно закрепить на длинном шесте. Который, в свою очередь, с помощью хомутов, прикрепить к дереву. Так же отличным молниеотводом может стать телевизионная или сотовая вышка, располагающаяся недалеко от дома. Но в таком случае она не должна быть окрашена.

В том случае, если мачта построена из дерева, вдоль её длины пускают толстую проволоку или прочный оголённый провод. И соединяют его с заземлением. Так же на вершине мачты необходимо установить молниеприёмник, и соединить его с проволокой – проводником.

Как рассчитывается высота молниезащиты

Так же необходимо установить примерное количество годовых молний, приходящий на 1 кв.метр в дано регионе. Подробные данные можно найти в Гидрометцентре. Именно по этим значениям, по уровню опасности, определяется высота молниезащиты.

Итак, опишем, что в итоге должна представлять собой конструкция молниезащиты.
Как мы уже говорили, вся конструкция будет состоять из следующих элементов:

Виды молниезащиты

Молниеприёмника, заземлителя и проводника, то есть молниеотвода.

Молниеприёмник должен состоять из толстой оцинкованной проволоки, которая крепится на самой высокой части дома, то есть на коньке или трубе. Проводник, из такой же толстой проволоки, должен соединяться с молниеприёмником и спускаться к заземлителю. Часто, проводник крепят к водосточной трубе или к стене дома. Крепление производится с помощью металлических хомутов.

Заметьте, к стене дома, молниеотвод крепится на определённом расстоянии, на специальные стойки. Если дом деревянный, то длина стоек должна составлять не менее 10см, если стена кирпичная или из другого негорючего материала, то длина стоек – около 5см.

Заземлитель располагается на непромерзающей глубине. Для каждого региона этот показатель индивидуален. Расстояние от дома – не менее 1,5 метров.

Особенности приёма молнии

Для более точной установки молниеприёмника не лишним будет знать следующие нюансы:

В заключение необходимо отметить, что все правила изготовления и установки элементов молниезащиты должны соблюдаться абсолютно точно.
Самостоятельное возведение системы молниезащиты – не представляет трудностей. Соблюдая правила безопасности, а так же условия установки всех элементов защиты от молний, в результате вы получите совершенно надёжное здание.

У многих существует мнение о том, что молниезащита крыши из металлочерепицы не требуется. Надзорные органы придерживаются другого мнения и требуют, чтобы применялись тросовые или штыревые молниеприемники.

Сама кровля может использоваться как молниеприемник. При этом все элементы, которые выступают и не являются металлическими, должны иметь молниеприемник. Конечно, металлическая кровля считается отличным молниеприемником, только при этом она обязательно должна иметь надежный электрический контакт, который будет расположен по всей поверхности. Помните что молниезащита металлической крыши должна проводиться только профессионалами.
Все токоотводы, которые располагаются на крыше, должны свариваться заземлителями. В тех случаях, когда нет возможности приварить детали при помощи сварочного аппарата необходимо соединить все детали металлическими болтами.

Важно знать! Между листами металлочерепицы обязательно должна быть нормируемая электрическая связь.

Металлическая кровля должна крепко присоединяться к стропилам на крыше, как и молниезащита скатной кровли. По статистическим данным возгорание крыши происходит из-за того, что при попадании молнии металлочерепица сильно нагревается. На самом деле обычно металлочерепица укладывается на деревянную обрешетку или на слой рубероида. С экономической точки зрения это довольно выгодно, но со стороны безопасности нет. Дело в том, что при прямом попадании молнии могут образовываться прожоги или оплавления.

Существуют случаи, когда при прямом попадании молнии на металлочерепице, которая имела толщину в 1 мм появлялись оплавления. Именно они становились причиной дальнейшего возгорания изоляционных материалов.

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.

Как сделать заземление для металлической крыши?

Молниезащита металлической крыши предполагает в себе обустройство заземления. Заземление обязательно должно быть выполнено из предмета, который будет иметь максимальную площадь, и закапываться на максимальную глубину. Обычно в качестве заземлителя многие используют металлические трубы или уголки. Трубу следует закапать на ту глубину, которая будет превышать глубину промерзания. Чем глубина будет больше, тем лучше.

Также по желанию можно закопать в землю толстую арматурную сетку или металлическую бочку. При сильной засухе грунт может плохо проводить ток, поэтому лучше поддерживать влагу в том месте, где находится заземлитель. Сделать это можно благодаря воде, которая стекает с крыши. Также для поддержания лучшей электропроводимости несколько раз в месяц можно просверливать шурфики и засыпать в них соль. Это обеспечит лучшую проводимость тока.

Как сделать молниезащиту на металлочерепице?

Молниезащита металлической крыши – это обычный оголенный проводник, который защищен от коррозии. Обычно его делают из медной проволоки. Молниеприемник может защитить конус здания, который необходимо рассчитывать индивидуально в зависимости от боковой поверхности и собственной вершины. Какая территория вашего строения будет защищена, зависит от высоты молниеприемника. Каждый метр молниеприемника дает дополнительный метр защиты вашего здания. Очень хорошо если рядом с домом растет дерево, на котором вы можете разместить мелниеприемник. Крепить его на дереве необходимо при помощи специальных хомутов. Помните, что металоприемник необходимо поднимать выше кроны дерева. В том случае если возле вашего дома рядом нет дерева, необходимо совместить молниеприемник с телевизионной мачтой. Если мачта не имеет покрытия краски, тогда она станет достаточно хорошим молниеотводом.

На фронтонах здания следует установить мачты длиною по 2 метра.
Между ними следует натянуть толстую проволоку, которая имеет изоляцию.
Проволоку следует подвести к заземлению.

Благодаря этому способу вы создадите надежную защиту для своего дома с металлической крышей.

Существует и готовая молниезащита obo bettermann.

Как рассчитать молниезащиту для металлической крыши?

Молниезащита металлочерепицы предполагает в себе правильный ее расчет. Процесс расчета считается довольно сложным процессом. На данный момент есть много бесплатных сервисов, которые облегчают этот процесс. Для расчета вам следует знать:

К какому типу защиты относится постройка.
Какую форму имеет здание.
Параметры здания.

Далее вам следует узнать количество гроз в год и примерное количество ударов молнии на одном квадратном километре. Благодаря этим значениям молниезащита металлической крыши будет легко рассчитана.

Чтобы избежать пожара или поломки бытовой техники из-за удара молнии, в частном доме делают молниезащиту.

В статье расскажу, как правильно ее установить и что дешевле: сделать молниезащиту своими руками или купить готовую в магазине.

Зачем частному дому молниезащита

Поражающие факторы молнии и их последствия. Разряд молнии переносит токи силой до 200 кА. Это очень много: такую силу тока дают, например, 57 000 одновременно включенных электрических обогревателей. Температура молнии достигает +3000 °C, поэтому если она попадет в дом, особенно в деревянный, может случиться пожар.

Кто в группе риска. В первую очередь — дома в зонах с частыми грозами.

Вероятность попадания молнии рассчитывается по формуле:

N = ((А + 6Н) × (В + 6Н) − 7,7 − Н²) × n × 10⁻⁶

А — длина здания, м,
В — ширина здания, м,
Н — высота здания, м,
n — среднегодовое число ударов молнии в 1 км² поверхности там, где стоит дом.

Как посчитать плотность ударов молнии

Среднегодовая продолжительность гроз	Удельная плотность ударов молнии в землю, n
10—20 часов	1
21—40 часов	2
41—60 часов	4
61—80 часов	5,5
81—100 часов	7
> 100 часов	8,5

Например, для здания размерами 14 × 12 м и высотой 10 м в Ленинградской области вероятность попадания молнии — один удар молнии в 62 года. Это не значит, что молния ударит в 62-й год с момента постройки дома. Также это не означает, что молния не ударит дважды или трижды за это время. Точно спрогнозировать молнию невозможно.

Что такое молниезащита

Молниезащита — это система, которая защищает здание от молнии. Молниезащита, громозащита и грозозащита — это одно и то же. Все термины верны, но специалисты чаще оперируют словом молниезащита.

Виды молниезащиты дома. Молниезащита бывает внешней и внутренней.

Внешняя — это громоотвод, который напрямую контактирует с разрядом молнии. Его также называет молниеотводом — это тоже правильно. Громоотвод защищает от удара молнии здание и людей в нем.

Внутренняя молниезащита обеспечивает безопасность электропроводки. Компоненты внутренней системы — это, например, устройство защиты от импульсных перенапряжений — УЗИП.

Внешняя молниезащита

Принцип работы. Молниеотвод улавливает молнию и перенаправляет удар в землю. Чтобы молния гарантированно попала в громоотвод, его ставят как можно выше: на крышу дома, специальную мачту или, например, на растущее рядом высокое дерево.

Защитная зона. Перед покупкой или изготовлением молниеотвода выполняют расчет его защитной зоны. Устройство должно быть расположено так, чтобы молния гарантированно попала в него, а не в дом.

Точно зона защиты определяется по сложной математической формуле. Но, например, для штыревого молниеотвода — это устройство в виде металлического штыря на крыше — пользуются простым правилом: при угле в 45° радиус защиты будет равен высоте установки устройства. То есть если громоотвод стоит на высоте 10 м, зона защиты будет равна 10 м от оси штыря. Угол определяют визуально.

Из чего состоит громоотвод

Громоотвод состоит из трех основных частей: молниеприемник, токоотвод и заземлитель.

Молниеприемник бывает трех типов: штыревой, тросовый и сеточный.

Штыревой молниеприемник — это самый простой вид, штырь из металла длиной от 0,5 м. Он подходит для обычных загородных домов с размерами до 10 × 10 м и высотой до двух этажей.

Если дом больше или выше, потребуется длинный штырь, установленный на большой высоте. Нужно придумывать особое крепление на крышу или строить рядом с домом специальную мачту.

Тросовый молниеприемник — это натянутый на крыше стальной трос. Такой молниеприемник крепится на конек — верхнее ребро крыши.

Сеточный молниеприемник — это сетка из металлического прутка, которая покрывает всю поверхность кровли. Размер ячеек может быть от 5 × 5 м до 20 × 20 м. Чем чаще бьют молнии, тем меньше должен быть шаг сетки.

Такой молниеприемник используют на больших по площади крышах и там, где грозы бывают очень часто. Это наиболее надежная, но и самая дорогостоящая конструкция. Готовые сеточные молниеприемники под определенную площадь крыши сложно найти в свободной продаже. Сеточную конструкцию придется собирать самому из прутка и кронштейнов или доверить монтаж подрядчику.

Для штыревого молниеотвода достаточно одного токоотвода. Тросовая молниезащита подразумевает два, а сетчатая — как минимум четыре, по количеству углов дома.

Токоотвод. Если бы молния не переносила огромный заряд энергии, ее бы отводили в землю с помощью обычного электрического кабеля — такого же, какой подходит к розеткам. Но сила молнии сожжет такой кабель, поэтому в качестве токоотвода применяют толстые металлические прутки. Они бывают из арматуры, оцинкованной или нержавеющей стали, меди, алюминия.

Заземлитель рассеивает ток, который прошел через молниеприемник и токоотвод. Контур заземления — это вкопанные в землю металлические штыри, соединенные между собой.

Инструкция по организации молниезащиты требует, чтобы было не меньше трех штырей, поэтому обычно контур заземления — это треугольник. Одна из его вершин соединяется прутком или металлической полосой с токоотводом.

Заземлитель рекомендуют закапывать подальше от крыльца и садовых дорожек, чтобы избежать удара током во время грозы. Еще его лучше сделать в месте с влажной почвой: влага обеспечит лучший контакт конструкции с землей, когда пойдет ток.

Пассивные и активные громоотводы

Российские нормативы не регламентируют использование активных молниеотводов. А испытания в Московском энергетическом институте им. Кржижановского показали, что активные молниеотводы бесполезны. Они давали напряжение встречного стримера только в 20 000 вольт. По мнению ученых, для воздействия на молнию нужно не менее 400 000 вольт.

Производители говорят, что зона защиты активного молниеотвода в пять-шесть раз больше пассивных штырей. Ведущий российский ученый в области физики газового разряда Эдуард Базелян утверждает, что нет никаких доказательств этого. Базелян считает, что расчет зоны защиты активного молниеотвода следует выполнять, как для пассивного.

От чего зависит стоимость молниезащиты

Активные молниеотводы — самый дорогой вариант защиты. Только молниеприемник стоит не менее 50 000 Р .

Готовые комплекты штыревых, тросовых и сеточных молниеприемников пассивного типа для частного дома продаются не более чем за 20 000 Р . В комплект часто входят и токоотвод с заземлителем.

Цена будет отличаться в зависимости от материала, из которого сделана вся система. Это может быть алюминий, медь, различные виды стали. Наиболее надежной считается нержавеющая сталь: она не подвержена коррозии и не плавится при ударах молнии.

Громоотвод можно частично собрать самостоятельно, а еще часть купить. Это цены на заводские заземлители на сайте Bolta

Выбор готовой молниезащиты

При выборе готовой молниезащиты самое важное — расчет пространственной геометрии. Если молниезащиту ставит подрядчик, он должен обосновать цифрами, как и где будет стоять мачта, какой она будет высоты, и почему. Еще предоставить расчет зоны защиты.

Если оборудование покупают и монтируют самостоятельно, то смотрят на сечение проводников, через которые пойдет молния. Это приемник, отвод и заземлитель. Минимальное сечение — 8 мм. Чем толще, тем лучше: меньше риск, что детали громоотвода сгорят или расплавятся при ударе молнии.

Монтаж готовой молниезащиты

С готовой молниезащитой обычно идут заводские крепления.

Монтаж токоотводов. Токоотводы ведут по внешней части водосточных труб или прямо по фасаду при помощи держателей. При монтаже прутка токоотвода не делают острых углов: в них может заискрить.

За полметра до земли делают переход с прутка на металлическую полосу. Для этого в комплектах идет специальный держатель.

Монтаж заземлителя. На 1,5—3 м в землю вкапывается контур заземления. К нему присоединяется второй конец полосы.

Главное — соблюдать непрерывность линии до заземлителя, то есть элементы должны быть надежно соединены, чтобы электричество нигде не остановилось.

Самостоятельное изготовление молниезащиты

Штыревой громоотвод несложно собрать самому. В качестве стержня подойдет, например, арматура или стальной пруток. Его сечение должно быть не меньше 8 мм, длина — от 0,5 до 2 м.

Минимальные диаметры компонентов громоотвода, чтобы он не сгорел

Молниеприемник	Токоотвод	Заземлитель
Медь	7 мм	5 мм	8 мм
Сталь	8 мм	8 мм	11,5 мм
Алюминий	9,5 мм	6 мм	Запрещено

Все компоненты громоотвода в идеале делают из одного и того же материала.

Стержень устанавливают в самой высокой точке, чтобы он выступал над всеми постройками. Обычно это край конька крыши. Если рядом есть дерево, которое значительно выше дома, штырь допустимо закрепить на нем. В этом случае оставляют запас материалов для токоотвода: дерево может вырасти и потребуется переносить штырь еще выше.

При монтаже стержня уделяют особое внимание надежности крепления: ветер не должен уронить стержень.

Если молниеприемник в виде троса, то монтаж почти не отличается. Главное — оставлять зазор не менее 10 см от кровли до троса. Особенно это важно, если кровля металлическая.

Токоотвод крепят к молниеприемнику болтовым соединением.

Токоотводящие прутки монтируют на специальные изолирующие держатели — их проще купить.

Нельзя использовать в качестве креплений деревянные бруски: при ударе молнии они могут загореться.

Заземлитель закапывают в грунт на 1,5—3 м глубины подальше от пешеходных дорожек и крыльца. Норматив — не менее метра от стены дома и не менее 5 м от дорожек. Металлические штыри забивают в грунт, затем соединяют их между собой арматурой, трубой, лентой — по сути, чем угодно. Соединения выполняются только сваркой. Затем тянут металлическую ленту к токоотводу и соединяют его с контуром заземления.

Контур заземления желательно делать во влажном грунте: в низине участка, рядом с водоотводной канавой, прудом или полем фильтрации септика. Это даст лучший контакт стержней с землей.

Сколько стоит самодельный громоотвод для двухэтажного частного дома

Материалы	Стоимость
Держатели токоотвода, 10 шт.	1000 Р
Металлическая полоса 40 × 4 мм, 3 м	308 Р
Болтовые зажимы, 10 шт.	300 Р
Расходные материалы (отрезные круги, электроды)	300 Р
Арматура 8 мм, 20 м	180 Р
Итого	2088 Р

Как делать нельзя

Бывает, что громоотвод собран с ошибками. В лучшем случае при ударе молнии он сгорит один, в худшем — вместе с домом. Вот возможные ошибки.

Торчащие из стен конструкции не попали в зону защиты. Любые металлические конструкции на фасаде также должны попадать в зону защиты громоотвода. Если из этой зоны выходит антенна телевизора или стальная труба вентиляции, то молния вместо громоотвода может попасть в них. Разряд придется прямо на дом.

Некачественный молниеотвод. Если молниеотвод сделан из слишком тонкого прутка, при ударе молнии он сгорит. То же самое касается токопровода.

Не выдержаны зазоры при монтаже. Молниеприемник и токопровод не должны касаться металлических элементов кровли или фасада. Рекомендуется зазор не менее 10 см. Это не касается того редкого случая, когда функцию молниеприемника выполняет сама металлическая кровля. Если, например, трос молниеприемника провис и касается металлического конька, от громоотвода будет больше вреда, чем пользы: молния замкнется прямо на кровлю.

Плохой контур заземления. Если заземлитель сделан в сухом месте, на песчаной почве, из ржавой арматуры, то молния найдет более простой путь уйти в землю. Не исключено, что этот путь будет пролегать через дом.

Внутренняя молниезащита — УЗИП

Бывает, что молния бьет не в дом, а в стоящую рядом опору с электрическими проводами. По проводам импульс придет в щиток.

При ударе молнии в сети возникает импульсное перенапряжение — кратковременный скачок напряжения до экстремального уровня. Он также может возникнуть, если молния ударит в землю рядом с домом или в дом соседа. В этом случае возникнет электромагнитное поле — оно спровоцирует импульс даже без прямого контакта с проводкой.

Последствия попадания молнии в электрическую сеть могут быть разными. Например, в поселке Сотниково от удара молнии едва не сгорел храм. Источник: Тивиком

Чтобы обезопасить проводку и щиток, ставят УЗИП. Внутри него находится варистор — резистор, который меняет сопротивление в зависимости от напряжения. При ударе молнии варистор мгновенно снижает сопротивление и через себя уводит импульс на контур заземления.

Предусмотрена возможность спасения щитка и проводки ценой жизни варистора: если возникнет сверхмощный импульс, варистор сгорит. На панели УЗИП появится красный индикатор. В таком случае из УЗИП достается блок с варистором, он меняется на новый.

УЗИП устанавливается на вводе проводки в дом. Потребуется обесточить не только сам дом, но и линию от электрической опоры до щитка. Для таких работ лучше вызвать электрика.

Читайте также: