Многие частные домовладельцы уделяют недостаточно внимания защите своих владений от поражения разрядами молнии, до тех пор, пока «петух не клюнет». Одной из причин, побуждающих обустроить громоотвод в частном доме своими руками является попадание молнии на подворье. И хорошо, если это будет не дом, а какой-либо менее важный объект.
Громоотвод: делать или нет?
Физический износ электросетей старого жилого сектора, нуждающиеся в ремонте электроустановки, эксплуатируемые в сельских домах, растущие в геометрической прогрессии дачные постройки делают проблему молниезащиты достаточно актуальной. При этом владелец любой формы собственности должен четко понимать, что от своевременно принятого решения и его практической реализации зависит жизнь близких и окружающих его людей.
Грозозащитой принято считать недопущение поражения прямым ударом молнии людей, коммуникаций, построек, а также проявление ее вторичных признаков. О долговечной и безопасной эксплуатации дома стоит позаботиться еще на стадии его проектирования. Пользуясь установленными стандартами (ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010 «Защита от молнии» Ч.1 и Ч.2), можно определиться с выбором защиты, его экономической выгодой. Неоспоримо одно: громоотвод для дачного дома, коттеджа, загородного строения будет тем надежнее, чем он дороже.
Внимание! Несерьезное отношение к вопросу изготовления и установки молниеотвода, недостаток знаний, опыта может только усугубить ситуацию. Поэтому, лучше не делать никакой громоотвод, чем сделать его неправильно.
Виды молниезащиты
Предотвращение попадания прямых разрядов молнии в сооружение (здание) считают внешней молниезащитой. Сохранение в целости коммуникации и оборудования от индуктивных наводок, поражения зарядами молнии электрических сетей, проникновение по системе заземления в здания предполагает внутреннюю грозозащиту. В зависимости от того, как работает громоотвод, его эффективность можно оценить четырьмя категориями:
- 1 – 98% (самая высокая, степень защищенности);
- 2 – 95%;
- 3 – 90%,
- 4 – 80%.
Громоотвод: принципиальные факторы
Устройство громоотвода представляет собой не что иное, как возвышающуюся над попадающей в зону защиты дома конструкцию, сквозь которую разряд молнии, обходя дом (дачу, коттедж, пр.), отводится в грунт.
Она состоит:
- из принимающего на себя силу разряда молниеприемника,
- транспортирующего его токоотвода (спуска),
- заземлителя – «гасящего» разряд в почве.
При этом дом по высоте должен быть ниже, чем громоотвод (разница составляет порядка 200 см), располагаться в непосредственной близости от него или даже под отводом. Слишком высокая защита тоже не желательна, иначе она будет притягивать к себе молнии изо всей округи.
Пред тем, как сделать громоотвод, нужно не только продумать конструктивные его особенности, но и добиться максимальной эффективности во время работы. Обеспечить это можно только соблюдая определенные правила. Проведение предварительного расчета громоотвода с определением уровня защиты позволит собрать необходимый набор инструментов, расходных материалов.
Как он работает?
Принцип работы громоотвода основан на поиске заряда в воздухе, притягивании его, приеме и перенаправлении в заземление. Ведь, молния поражает в первую очередь металлические предметы, конструкции значительные по высоте и непосредственно контактирующие с землей.
Еще один важный этап, который предполагает громоотвод в частном доме своими руками: схема его исполнения. Это может быть от руки выполненный рисунок или серьезный чертеж с визуальным изображением проводников, штыря, заземлителя, креплений, пр. В нем должно быть описание каждого элемента, указан способ крепления и маршрут, по которому провод для громоотвода укладывается к месту заземления, само заземление.
Варианты исполнения
Молниеприемник принимает удар на себя, поэтому должен отвечать повышенным требованиям надежности при эксплуатации.
- Если он представляет собой стержень, то наилучшим материалом служит разнопрофильная прокатная сталь: водопроводные, газопроводные трубы, металлический прут. При их диаметре не менее 100 кв. мм длина должна составлять порядка 200 см от места фиксации на доме. Полые трубы с верхнего конца завариваются либо герметично укупоривают пробкой. Наиболее полная зона охвата защиты коттеджей, дачных и частных домов наблюдается при высоте стержневой конструкции не превышающей 30 м.
- Можно использовать трос (оцинкованный стальной канат). Несколько его нитей подвешивают горизонтально над домом на автономно стоящих опорах. Концы канатов обязательно заземляются. Нужно только правильно выбрать место подвешивания натянутой конструкции.
- Применение сетчатой защиты из катанки сечением 8 мм, уложенной на кровлю, или плоских стальных полос (сечением до 20 мм) тоже актуально. Более того, молниеприемник в виде сетки, соединенный с контуром заземления отдельно расположенными несколькими проводниками, считается самым эффективным, позволяющим обеспечить максимальный коэффициент защиты.
- Провод для громоотвода в качестве отводящего ток элемента должен быть в диаметре не менее 6 мм (надземная часть). Используется для этих целей все та же катанка. Кусок провода, уходящий землю, не должен быть тоньше 10 мм. В этом подземном участке выполняется соединение (сварочное, болтовое) с заземлителем.
- В качестве надежного заземления используют присыпанный грунтом лист металла (1 м х 1 м) или металлическую трубу, стержень, забитый в грунт не менее чем на 1,5-2,0 м. В месте обустройства заземления должен быть всегда влажный грунт – эффективный проводник. Долговечным будет заземление из меди, нержавейки.
Как уберечь дачу от поражения грозовым разрядом?
Дачники со своими «легкими» постройками, расположенными в малозастроенной местности, особенно подвержены риску возгорания от ударов молнии. Не остается ничего другого, как сделать громоотвод на даче. Наиболее уязвимые места попадания молнии: кромки фронтонов, окна в крыше, конек, особенно, если кровля деревянная или покрытая шифером.
Изготовить простейший громоотвод можно так:
- выбираются две противоположные дальние точки на параллельных фронтонах крыши;
- в них вертикально закрепляются бруски таким образом, чтобы их концы возвышались над верхней точкой конька крыши на 25 см, не менее;
- между брусьями вдоль кровли натягивается стальной провод (5-6 мм сечением).
- винтовым соединением к верхним частям бруса крепится основная часть из металла высотой 1,0-1,5 м громоотвода. Она может состоять из стального уголка, трубы (ᴓ 50 кв.мм.);
- труба для отвода продуктов сгорания в атмосферу закрывается абажуром из нержавейки, либо скруткой из проволоки, имеющей соединение с проводником.
- согласно схеме, самым оптимальным способом токоотвод прокладывается по наружной стене дома, где соединяется с заземлением, которое на 100-200 см закапывается в грунт.
Внимание! Устройство громоотвода предполагает установку отдельного сооружения со своим заземлением. Приспосабливать под него уже имеющееся бытовое заземление запрещается.
Организация грозозащиты: как все сделать правильно
Экономичный вариант защиты от попадания молнии представляет собой обыкновенный вертикально установленный стержень. Располагать его нужно отдельно от здания на столбе, высоком дереве. Высота установки напрямую влияет на вероятность попадания разряда в дом: чем стержень выше, тем вероятность меньше.
Перед тем, как сделать громоотвод в деревянном доме, нужно ознакомиться с выполнением комплексной защиты. Именно она сможет уберечь постройку и оборудование не только при прямой угрозе попадания разряда, но от разрушительного воздействия молнии, возникающего, порой, на расстоянии даже нескольких километров от вашего жилища.
Таблица Материалы и минимальные значения сечений элементов внешней МЗС
| Защита | Материал | Сечение, мм | Примечание |
|---|---|---|---|
| Естественный молниеприемник | железо толщиной 4 мм | * | оцинковка/нержавейка |
| (кожух резервуара, труба) | медь толщиной 5 мм | * | |
| алюминий толщиной 7 мм | * | ||
| Специальный молниеприемник | сталь | 50 | оцинковка/нержавейка |
| медь | 35 | ||
| алюминий | 70 | ||
| Токовод | сталь | 50 | оцинковка/нержавейка |
| медь | 16 | ||
| алюминий | 25 | ||
| Заземлитель | сталь | 100 | оцинковка/нержавейка |
| медь | 50 | трос | |
| алюминий | * | не применяется | |
| Проводник уравнительный | железо | 50 | оцинковка/нержавейка |
| медь | 16 | ||
| алюминий | 25 |
Принцип работы громоотвода комплексного типа основан на тесном взаимодействии наружного и внутреннего отведений, сходящихся в заземлении. Выбор материала для наружной конструкции зависит от угла наклона скатов кровли, их размера, декоративного кровельного покрытия и его свойств, отсутствия или наличия доборных элементов на крыше, антенны, пр.
Для внутренней ветви основополагающим элементом считается шина уравнивания потенциалов. Ее назначение – противодействовать сильному мощному заряду импульса, вызывающему перенапряжение поступающего в здание от ЛЭП или по разным коммуникациям. Токоотводы оборудуются как можно ближе к наружным углам дома.
При традиционном способе организации громоотвода нужно проследить, чтобы к грозозащите были подсоединены все токопроводящие (металлические) части крыши дома. Кровельное покрытие из металлического настила, если оно не будет тоньше 0,5 мм, может служить своеобразным проводником.
В случае активного комплекса мероприятий по защите от поражения током сопряжение всех выступающих металлических частей каркаса крыши не требуется: разряд проходит по пути наименьшей протяженности.
Как свидетельствует статистика, в последние годы природных катастроф становится все больше. И если цунами или землетрясения избежать невозможно, то сократить смертность и разрушения от поражения молнией в пределах досягаемости любого из нас. Выполнить простые мероприятия, не требующие значительных капитальных вложений при соответствующей подготовке под силу каждому. Нужно только следовать строгому алгоритму выполнения работ, использовать надежные материалы, не пренебрегать требованиями стандартов.
Перед тем как рассматривать процесс расчета и установки громоотвода в частном доме, нужно узнать физические причины явления. Это позволит лучше понимать все действия и возможные последствия при нарушениях разработанных инструкций.
Гром – воздушные волны, появляющиеся вследствие резкого увеличения давления воздуха после контакта разряда молнии. Сила тока в молниях может достигать 500 тыс. ампер, а напряжение несколько миллионов вольт. Такой мощный эклектический разряд становится причиной нагревания воздуха до больших температур, резко увеличивается его объем. Как результат – возникают звуковые волны от молнии, которые получили название гром. Гром – следствие молнии и никакой опасности для дома не представляет, защищать строения надо не от него, а от молнии.
Соответственно, сооружать не громоотвод, а молниеотвод.
Зачем нужен молниеотвод
Некоторые не очень грамотные застройщики думают, что прикрепленный на коньке дома металлический штырь будет притягивать к себе все молнии по цилиндрической окружности над ним и по проволоке отводить их в землю. Для этой цели специально закапывается кусок катанки около дома. Такие представления очень далеки от науки, металлический штырь, воткнутый в землю около дома и привязанный к прутку на коньке, никакой пользы не принесет. Почему?
- Где найти такую проволоку, которая бы выдержала ток силой 500 000 А и напряжением 1 000 000 000 В? Именно такой разряд имеет молния во время встречи с землей.
- Зачем в принципе притягивать молнии и направлять их по проволоке, рискуя зажечь строение из-за перегрева токоотвода?
- Что делать, если на дачном участке несколько строений различной этажности? Придется для каждого делать систему громоотвода?
Вывод. Нужно монтировать не громоотвод, а молниеотвод. Все действия должны быть направлены не на притягивание молнии, а наоборот, на создание условий, которые минимизируют вероятность ее попадания в строение.
Это очень сложные расчеты, упрощенные формулы дают большую ошибку. Иногда нет возможности выполнить исходные технические условия, причин может быть несколько, часть из них объективная и не поддается человеческому влиянию.
Цены на молниезащиту и заземление
Молниезащита и заземление
Когда нужно монтировать громоотвод в частном доме
Опять надо вспомнить немного теории о молниях – станут понятнее действия во время монтажа громоотвода. Молний может быть несколько типов, но нас интересует только направление облако-земля. На начальной стадии появляются стримеры, которые в дальнейшем соединяются и образуют ступенчатые лидеры. Именно они ярко светятся и стремительно направляются к земле.
По мере приближения увеличивается напряжения эклектического поля на земле, все имеющие в ней электроны устремляются верх и в самой высокой точке выбрасывают навстречу ответный стример. Он соединяется с лидером, цепь замыкается, электрический разряд уходит в землю. Канал нагревается до 20000–30000°С, воздух расширяется и создает сильные звуковые волны (гром).
Теперь будет понятнее, когда надо монтировать на дом молниеотводы.
- Если земля в данной местности имеет большое количество ионов. Такие зоны располагаются в переувлажненных участках, именно они могут накапливать большое количество заряда. Обратите внимание, как часто в вашей местности бывают молнии, поговорите со старожилами. Если они не могут вспомнить случаев попадания молнии в какие-либо объекты, то монтировать молниеотвод нет никакой необходимости.
- Дом расположен на землях, способных накапливать заряд, удары молнии в этой местности не редкость. Установка молниеотвода обязательна, но нужно строго соблюдать правила монтажа и выполнять предварительные расчеты.
Как действует громоотвод
Эффективная система молниезащиты направлена на то, чтобы свести к минимуму направление ступенчатых лидеров молнии в зону расположения здания. А для этого есть единственное условие – электрический потенциал земли на данном участке должен быть минимальным и обязательно намного меньшим, чем на соседних. Эту задачу и должны выполнять молниеотводы. Они постоянно, а не только во время грозы, направляют в атмосферу электрические заряды и тем самым значительно уменьшают потенциал напряжения. Исчезают условия появления встречных стримеров, молния находит иные точки отвода энергии.
Важно. Если в громоотвод попала молния, это значит, что он смонтирован неправильно и вместо пользы приносит вред.
Размер защищаемой площади зависит от количества и качества штырей заземления, именно они собирают электроны и по проводам отправляют их к вертикальному штырю молниеотвода. Оттуда электроны постепенно переходят в атмосферу. За счет такого непрерывного процесса уменьшается потенциал под домом и автоматически минимизируется вероятность попадания в него молнии.
Теперь, когда принцип действия молниеотвода понятен, ясны задачи каждого элемента системы, можно приступать к установке защиты дома.
Пошаговая инструкция установки
Как уже понятно из вышеописанного, молниезащита должна монтироваться только в комплексе с эффективным заземлением, в противном случае система функционировать не будет.
К работам рекомендуется проступать только после расчета количества, размеров и места расположения заземлителей. Выполнить такие расчеты могут лишь квалифицированные специалисты. Они, кстати, должны после монтажа проверить эффективность заземления специальными приборами (мегомметрами), ели показатели окажутся неудовлетворительными, то его придется исправлять или полностью переделывать.
Шаг 1. Отогните усик крепления проводов, соберите две половинки коньковых держателей.
Они изготовлены таким способом, что при помощи регулировочных отверстий и винтов есть возможность изменять главные параметры. Элементы могут прочно фиксироваться к конькам различных размеров, при этом надежность крепления сохраняется весь период эксплуатации, самопроизвольное откручивание полностью исключается.
Шаг 2. Закрепите на коньке держатели токоотводов. Если вы покупаете систему молниеотвода промышленного изготовления – отлично, она имеет все элементы, необходимые для установки оборудования. Сделать их можно и самостоятельно, но для этого потребуется дополнительное время. Кроме того, держатели кустарного изготовления существенно проигрывают в дизайнерском виде и никак не украшают здание.
Расстояние между ними примерно один метр, надо следить, чтобы проволока не касалась покрытия крыши. Старайтесь крепить с одинаковым шагом, так система намного лучше смотрится и не оказывает негативного влияния на внешний вид дома.
Практический совет. На крышах всегда работайте со страховочной веревкой, особенно это касается металлических покрытий. Если нет возможности приобрести промышленное оборудование для альпинистов, то изготовьте элементарное самостоятельно.
Барашки (гайки) затягивайте сильно, пользуйтесь рожковыми ключами или пассатижами. Помните, что потом исправить допущенную ошибку сложно, придется опять забираться на крышу. Обращайте внимание, чтобы все вертикальные стойки для установки проволоки располагались строго на одной линии.
Шаг 3. Приступайте к укладке проволоки на коньковых держателях. Она должна быть ровной, диаметр рассчитывается специалистом, но в большинстве случаев он не может быть менее 6 мм. Желательно, чтобы поверхность проволоки была покрыта слоем цинка, за счет этого значительно улучшаются эксплуатационные характеристики.
- Проволока не покрывается ржавчиной, на крыше не появляются коричневые потеки. Следы ржавчины намного ухудшают внешний вид строения.
- За счет того что проволока не ржавеет, длительное время остаются неизменными показатели сопротивления. А это очень важный параметр любого громоотвода.
- В местах соединения уменьшается сопротивления, во время эксплуатации оно не ухудшает физических и электрических характеристик.
Не стоит экономить на качестве всех элементов молниезащиты, в противном случае эффективность будет недостаточная, деньги на приобретение и монтаж можно считать напрасно выброшенными. Проволоку зажимайте специальными язычками пассатижами.
Шаг 4. Выступающий за пределы ската конец проволоки согните под прямым углом, оставьте кусок высотой примерно 50 см, излишки отрежьте специальными кусачками.
Шаг 5. Намажьте резьбовые соединения специальной мастикой, если ее нет, то можно пользоваться обыкновенным солидолом. Мастика дополнительно защит металлические поверхности от окисления. Дело в том, что во время закручивания гаек цинк на резьбе срывается из-за сильного трения, а открытий металл требует защиты.
Шаг 6. Приступайте к креплению проволоки на скатах в продольном направлении. Здесь технология монтажа зависит от типа кровельного материала.
- Одноволновая металлическая черепица.
Надо немного освободить саморезы, приподнять лист и в образовавшуюся щель просунуть крепежный кронштейн. Он имеет изогнутую форму ножки, которая заходит в углубления металлической черепицы и прочно в ней фиксируется. Затяните саморез крепления кровли. Устанавливайте проволоку и зажимайте ее язычками.
- Штучная черепица.
Для такой кровли имеются специальные кронштейны, они имеют увеличенную длину ножки и несколько просечек с язычками. Язычок перед установкой кронштейна надо отогнуть на расстоянии, равном длине штучной черепицы, за счет этого увеличивается прочность крепления. Затем следует приподнять черепичину и подсунуть под нее кронштейн, при опускании кровли он фиксируется в неподвижном положении. Проволока к нему крепится обычным способом.
- Листовая металлическая черепица.
Для крепления проволоки продаются специальные кронштейны, которые нужно фиксировать сверху кровли саморезами. Надо добиваться, чтоб саморезы обязательно попадали в доски обрешетки. Для герметизации отверстия используются две резиновые прокладки. Одна устанавливается между кронштейном и поверхностью кровли, а вторая между кронштейном и шайбой самореза.
- Гибкая битумная черепица.
Это кровельное покрытие имеет сплошное основание, что намного упрощает технологию фиксации кронштейнов. Они прикручиваются к поверхности обыкновенными саморезами по дереву, для герметизации отверстий используются резиновые подкладки.
Практический совет. Бывают ситуации, когда по проекту громоотвода требуется одну проволоку перебросить с переднего ската на задний. В месте пересечения с коньковой проволокой их рекомендуется соединить, пользуйтесь для этого элементами с болтовыми затяжками. Таким образом вы добьетесь надежного контакта токоотводов.
Цены на держатели для токоотвода
Держатели для токоотвода
Шаг 7. Прикрутите кронштейны к кромке желоба водосливной системы, проволока к ним фиксируется болтами. Соединения затягивайте с большим усилием.
Установленные на доме токоотводы присоединяется к заземлению.
Изготовление заземления
Это самый важный элемент громоотвода, как уже выше сообщалось, рассчитывать параметры должен только специалист со специальным образованием. Он должен знать сопротивление грунта, его состав, близость грунтовых вод и другие исходные данные. На основании расчетов выбирается материал изготовление металлических штырей, расстояние и количество, глубина закапывания для каждого заземления. В зависимости от размеров дома подбирается конкретное расположение заземлителей.
Цены на стабилизаторы напряжения
Стабилизаторы напряжения
- У стальных штырей площадь сечения должна быть не менее 80 мм2, у медных 50 мм2. Надо помнить, что и сталь, и медь с различной скоростью окисляются, а окислы негативно влияют на показатели проводимости тока. Сечение и площадь поверхности стержней надо выбирать с запасом, а измерения сопротивления делать ежегодно. При достижении критических значений рекомендуется стержни откапывать и очищать от ржавчины.
- Глубина траншей не менее 5,0 м, длина не менее трех метров. Эти показатели во многом зависят от физических характеристик грунтов, решения принимается специалистом на месте производства работ.
- Все поземные соединения лучше делать сваркой, зажимы быстро теряют начальные значения сопротивления. Сварка делается обязательно с двух сторон, длина шва не менее пяти сантиметров.
- Профессионалы советуют вместо круглых штырей использовать металлическую полосу толщиной не менее 1 мм и шириной примерно три–четыре сантиметра. Такой металл не только дешевле, но и значительно увеличивает время эксплуатации громоотвода за счет большой площади контакта с землей.
Делать или не делать громоотвод – дело каждого застройщика. Строгие требования установлены только для государственных зданий и помещений с большим количеством людей. Точной статистики по работоспособности системы нет, никто не знает, сколько молний удалось отвести от здания и какая эффективность работы устройства.
Теперь вы знаете, как правильно смонтировать громоотвод в частном доме. Но еще раз напоминаем, что перед началом работ надо внимательно проанализировать все факторы, оказывающие влияние на вероятность удара молнии в строение, а только потом принимать окончательное решение. Для того чтобы установка громоотвода давала ожидаемый эффект, крыша дома должна отвечать существующим строительным нормам.
Видео – Монтаж громоотвода
Владельцы частных жилых домов постоянно задаются вопросом об обеспечении их недвижимости различными видами защиты, в том числе и от молнии. Необходимость возведения поглощающего устройства обычно продиктовано климатом в определенном регионе, и если в конкретной местности наблюдается высокий уровень осадков с грозами, тогда установка громоотвода считается целесообразной. Так как покупки и установка этого приспособления может быть весьма дорогостоящей, то лучше сделать это своими руками.
Выбор типа планируемой молниезащиты должен проходить не тогда, когда постройка частного жилого дома уже закончена, а на стадии разработки проекта. Это позволит сделать поглощающее устройство по всем правилам, а также сэкономить впоследствии время и финансовые ресурсы. Принцип работы громоотвода заключается в том, что попавший на приемник мощный электрический заряд направляется в землю для погашения, защищая сооружения от разрушений.
Если частный дом находится на открытом месте вдали от соседних сооружений, если он расположен на возвышенности или рядом есть даже небольшой водоем, то молниеотвод нужно делать обязательно. При этом само устройство должно быть надежным, с учетом всех факторов, которые могут повлиять на поглощение высокого электрического разряда. В данном случае можно сделать выбор в пользу вышки-громоотвода. Такой тип защиты от молний будет иметь наивысшую точку на достаточной высоте, и предотвратит удар молнии в сам дом. Такой тип устройства более затратный, но в его надежности можно не сомневаться.
Если дом будет располагаться возле высоких башен, зданий или возле линии электропередач, то это место в меньшей мере подвержено такому природному воздействию. В этом случае молниезащиту можно сделать на доме со специальным контуром и заземлением под домом. Оба типа сооружений можно сделать своими руками. Для этого нужно получить специальные познания о выполнении подобных видом работ, приобрести расходные материалы для возведения молниезащитного устройства, сделать схему его расположения и место заземления.
При выборе типа устройства для защиты здания от молнии следует учесть вид грунта, на котором стоит дом. Различные виды грунтов имеют разную проводимость электричества, а также уровень сопротивления. В зависимости от сопротивления почвы подбирается сечение металлического листа для заземления и размер заглубленного контура. Также тип молниезащиты будет зависеть от исходного состояния здания. Обычно молния попадает в наивысшую точку дома или ближайшее высокое дерево. Антенны, столбы, деревья служат экраном при ударе молнии. В таком случае в эту зону поражения могут попасть люди, автомобили или другие объекты.
Видео “Плюсы и минусы молниеотвода”
Как сделать самостоятельно
Полноценная система предохранения дома от высокого разряда состоит из внешней и внутренней защиты. Внутренняя нужна для предотвращения резкого скачка напряжения в электросети. Ограничитель перенапряжения может сработать даже в том случае, если молния ударила в нескольких километрах от дома. Внешняя защита обеспечит безопасность самого жилого здания и людей в нем. Для того чтобы сделать грозозащиту своими руками нужно знать, что эффективное приспособление должно состоять из обязательных элементов – молниеприемника, токоотвода, а также контур заземления. При необходимости можно использовать опору.
Молниеприемник. Эта часть является обычным металлическим стержнем. Его длина может быть от 25 см до 1,5 метров. Обычно он устанавливается на крыше, образуя самую высокую точку на доме и прилегающей территории. Также монтаж молниеприемника может быть сделан на дымовой трубе или на телевизионной антенне. Любая самая высокая точка здания подойдет для закрепления металлического стержня. Этот способ подходит для домов с металлической кровлей. В качестве материала подойдет полосовая сталь или 60 мм 2 при круглом сечении стержня. При монтаже молниеприемника своими руками следует знать, что он должен размещаться только в вертикальном положении.
Если же крыша выполнена из шифера или обожженной черепицы, то такой приемник можно сделать своими руками из металлического гибкого троса толщиной в 6-7 мм. Его натягивают на деревянные опоры высотой 1,5-2 метра, а затем защищают изоляторами.
Токоотвод. Эта часть молниезащитной конструкции может представлять собою толстую проволоку от 5 мм в диаметре. Для проволоки хорошо подойдет оцинкованная сталь, так как имеет хорошие характеристики. Токоотвод размещается в месте, куда молния может ударить с наибольшей вероятностью. Например, это может быть фронтон частного дома. Он не должен крепиться вплотную к стене, а находиться на расстоянии от 15 до 20 сантиметров. Особенно осторожным нужно быть, если кровля или другие части здания выполнены из легковоспламеняющихся материалов. Для крепления можно использовать гвозди, хомуты или скобы.
Заземление. Последний элемент молниезащиты необходим для того чтобы увести мощный электрический заряд в землю. Выбор материала должен быть сделан в пользу такого металла, который имеет хорошую проводимость электричества с низким значением сопротивления. Размещается заземление на расстоянии около 5 метров от стен дома или крыльца, не меньше. Не рекомендуется его устанавливать возле дорожек или других мест, где могут находиться люди. Это место можно оградить забором для большей безопасности (не менее 3 метров от заземлителя).
Затем нужно определить глубину, на которую будет помещено заземление. Это значение обычно более индивидуально, чем другие показатели. На это может влиять тип почвы, а также наличие в этом месте грунтовых вод. Подземные воды делают заземление более эффективным. В сухую почву заземление нужно делать на глубину от 2 до 4 метров. Можно сделать своими руками 2 стержня, соединить их широкой перемычкой, и закрепить заготовку при помощи сварки на токоотводе. Затем закапать заземлитель в землю.
Во влажный или торфяной грунт заземление можно сделать на глубине от 80 см.
Решение соорудить отдельно расположенную вышку для защиты здания от удара молнии обычно принимают в том случае, если для этого есть место на территории, и в окружении нет подобных приспособлений. Этот метод может быть более затратным, но не менее эффективным. Также он достаточно прост в понимании конструкции.
Выбираем место под молниеотвод
Специалисты рекомендуют возводить громоотвод на расстоянии нескольких метров от дома. Например, окраина земельного участка. В этом месте он не будет мешать, но не потеряет своего предназначения. Не стоит размещать такой вид молниезащиты на расстоянии более 100 метров. Подобную проблему можно решить скооперировавшись с владельцами соседних участков, так как громоотвод может обеспечить защиту от молнии одновременно нескольким домам, а то и десятку сразу.
Молниеотвод должен размещаться так, чтобы его наивысшая точка возвышалась над домами минимум на 2 метра. В данной ситуации существует прямо-пропорциональная зависимость – чем выше, тем лучше. Но чтобы не притягивать лишние заряды, не стоит делать ее слишком высокой.
Устанавливаем вышку
Материалом для монтажа вышки могут послужить металлические уголки, которые можно сварить между собой. Если вы делаете конструкцию своими руками, то ее внешний вид – индивидуальное решение. Самое главное, чтобы в сердцевине была пустота, куда будет помещен проводник для заземления.
К молниеприемнику привариваются хомуты для крепления медных и алюминиевых стержней. Затем они соединяются отдельным проводником, который впоследствии нужно будет соединить с контуром заземления. Затем выкапывается яма глубиною в 2-2,5 метра и вкапывается сама вышка. Если высота дома будет около 5 метров, то вышка со стержнем-приемником должна быть не ниже 7 метров.
Заземление
При монтаже вышки заземление делается несколько другим способом. На земле можно начертить условный равносторонний треугольник (сторона 1,2-1,5 м). На месте углов треугольника в землю должны входить вертикальные заземлители, нижний конец должен входить в землю на 2,5 метра и глубже, а верхний на полметра от поверхности земли. Заземлители могут быть из арматуры или медных стержней с ровной поверхностью (что очень дорого). Вертикальные элементы заземления соединяются между собой горизонтальными под землей. В центре этого треугольника устанавливается сама вышка.
Последний этап установки молниеотвода в частном доме – соединение контура с заземлением. Этот момент очень важен. Для того чтобы сам проводник не окислялся, его нужно покрыть гофрой. Это позволит снизить проходимость заряда. Стержень-приемник можно регулярно зачищать своими руками тогда, когда будут заметны признаки окисления его поверхности.
В этой статье Вы узнаете:
- Чем опасна гроза и разряды молнии для частного домовладения
- Какие бывают виды молниезащиты в частном доме
- Что включает стандартный состав системы молниезащиты
- Пассивная или активная молниезащита? Плюсы и минусы
- Основы устройства внешней мониезащиты частного дома
- Какие бывают категории сооружений по степени молниезащиты
- Используемые материалы и проблемы коррозии
- Что такое наименьшее допустимое расстояние (разделительный промежуток)
- Какой должен быть молниеприемник
- Как выбрать токоотвод? Виды токоотводов.
- Как правильно крепить элементы молниезащиты? Кровельные и фасадные держатели, держатели для водосточных труб, клеммы м соединители, элементы крепления заземления
- Как выбрать заземление
- Как правильно соединить систему заземления с токоотводом системы молниезащиты
- Особенности устройства системы мониезащиты для разных типов и конфигураций кровли
Атмосферное электричество обладает огромным потенциалом, в тысячи раз превосходящим мощности установок, созданных человеком. В грозовом облаке может создаваться разность потенциалов до 10 миллионов киловольт, ток при разряде достигает 200 000 ампер, уберечься от такой силы, несущей масштабные разрушения, без специальных защитных систем не представляется возможным.
Опасность молнии для частных домов
Насыщенность домов электроникой, электробытовой техникой и средствами приема эфирных передающих каналов резко увеличила вероятность воздействия молнии, что объясняется физическими особенностями электростатических сил. Грозовой разряд, попадая в незащищенное строение, не только повреждает электрические сети и аппараты, страшнее вероятность возникновения пожаров, причиной которых молнии становятся в каждом пятом случае. Защита от поражения молнией частных домов целиком находится в руках владельцев, что не может быть причиной отказа от устройства молниезащиты, учитывая те страшные последствия, которые настигают не защищенные дома.
Виды защит от молний
В настоящее время детально разработаны и применяются два вида защит от воздействия грозовых разрядов: это внешняя и внутренняя защита.
Внешняя молниезащита
Представляет собой общеизвестный громоотвод в виде металлического стержня, возвышающегося над крышей дома. Состоит такая защита из трех основных элементов.
1. Молниеприемник - металлический стержень, который может быть стальным, медным или алюминиевым.
2. Токоотвод, в качестве которого применяется металлический проводник, соединяющий молниеприемник с заземлением.
3. Заземление, состоящее из заглубленных в землю стальных заземлителей, соединенных в единый контур при помощи металлических шин.
По сути для всех трех элементов применяется проводник разного сечения, минимальные значения которое выбирают в соответствии с используемым материалом по следующей таблице:
В зависимости от вида кровли и конфигурации крыши, кроме стержневого приемника могут применяться натянутый над защищаемым объектом стальной трос или специальная сетка (см. рисунки далее), либо вообще может быть комбинация этих элементов.
Все чаще применяются системы внешней защиты, используемые активный способ поиска и отвода грозовых разрядов на ранних стадиях их развития (об этом читаем немного ниже).
Внутренняя молниезащита
Токи, возникающие в результате проявления молнии, протекают по резисторным и индуктивным связям, вызывая перенапряжения, которые способны оплавить микросхемы и вывести со строя электрооборудование. Для защиты от подобных последствий используются УЗИП - устройства защиты внутренних сетей от импульсного перенапряжения. Величина импульсного перенапряжения зависит от места удара молнии, в связи с чем, различают перенапряжения I типа (наводится от прямого удара молнии) и II типа (от непрямого удара). Перенапряжения I типа особо опасны, поскольку в 10÷20 раз превышают величину перенапряжений II типа.
Стандартный состав системы молниезащиты
Для защиты частного дома от поражающего влияния молний применяется стандартный набор средств:
- Внешняя защита с молниеприемниками, токоотводами и заземлением;
- Защита от заноса высоких потенциалов путем выравнивания потенциалов;
- Защита от перенапряжений (внутренних перегрузок) при помощи разрядников или УЗИП.
Из приведенного перечня наибольшими различиями обладают методы внешней защиты, которые могут быть активными и пассивными, а при пассивной защите имеют существенные отличия в зависимости от конфигурации крыши и вида кровельного покрытия.
Активная молниезащита
В последние годы набирает популярность активная защита от молний. Ее шпиль имеет специальную головку - ионизатор, который генерирует встречный поток электронов. В результате молния притягивается, после чего полученный разряд отводится через токоотвод в землю, где гасится. Активная защита отличается большим радиусом защищаемой зоны, который превышает в 8 раз радиус защиты пассивного молниеотвода одинаковой высоты.
Характеристики активной защиты обеспечивают значительное снижение расходных материалов для крыш со сложной конфигурацией, а также времени на монтаж оборудования. Эстетично выглядит внешний вид мачты с ионизатором, отпадает необходимость в заземлении отдельных металлических конструкций, расположенных под колпаком защитной зоны.
Из недостатков активного метода можно отметить малый срок его применения, что не дает возможности говорить о многолетнем положительном опыте. Более того, в последнее время фиксируется все больше случаев ударов молний в объекты с активными молниеприемниками и компаниям-производителям предъявляются иски в связи с этим.
Устройство внешней защиты частного дома от молний
При устройстве молниезащиты частных домов должны использоваться принципы и конструкции защиты, изложенные в специальной литературе («Инструкция по устройству молниезащиты…» СО 153-34.21.122-2003 и РД 34.21.122-87).
Тяжесть разрушающего воздействия молний зависит от наличия на поражаемом объекте газов, пыли, паров, или их смесей, способных взрываться при попадании электрической искры. Важными факторами классификации зданий по классам (или категориям молниезащиты) являются: ожидаемое расчетное количество ударов молнии в объект, его ценность, угрозу для жизни людей и горужающей среды. Поэтому частные жилые дома, коттеджи и садовые домики приянто относить к III группе строений, в которых отсутствуют такие опасности.
В зависимости от степени надежности приняты 4-е класса молниезащиты:
- первый - надежность более 99% (например, склады боеприпасов, АЗС, НПЗ);
- второй - от 95 до 99% (крупные предприятия, представляющие угрозу для окружающей среды);
- третий - от 90 до 95% (торгово-офисные и жилые строения);
- четвертый - не менее 85% (здания, в которых нет электропроводки и постоянного присутствия людей).
Проблемы коррозии
Металлические элементы внешней защиты постоянно находятся под воздействием погодных условий, которые являются причиной коррозии. Замедлить разрушение металла и обеспечить долголетний срок эксплуатации конструктивных элементов защиты можно используя такие способы:
- Применением металлов мало поддающихся коррозии, это нержавеющие стали, медь или алюминий;
- Использование защитных гальванических покрытий, самым распространенным среди которых является оцинкование;
- Для болтовых соединений - зачистка металла в месте контакта, плотная обтяжка и применение консервативных смазок;
- Выбор завышенного сечения металлоконструкций относительно расчетных показателей, что влияет на стоимость системы.
Подробнее о компонентах и материалах для молниезащиты и заземления домов, ососбенностях их использования можно почиать в нашем большом обзорном материале на этой странице .
На скорость развития коррозии влияет несовместимость некоторых металлов. Так, медь очень плохо контактирует с оцинкованной сталью и алюминием, поэтому нужно избегать подобных контактов. Для соединения несовместимых материалов применяются специальные зажимы, в которых концы изготовлены из разных металлов.
Наименьшее допустимое расстояние
Токи, наводимые в металлических проводниках грозовыми разрядами, могут вызывать появление искрового разряда. Расстояние между токоотводами и металлическими элементами должно быть таким, чтобы предотвратить искрообразование, это наименьшее допустимое расстояние, обозначаемое буквой S.
Кроме этого также существуют требования по соблюдению расстонию между крепежными элементами системы молниезащиты, расположению токоотводов относительно оконных проемов, дверей и прочих конструктивов строения. Более подробно познакомиться с информацией можно в материале о том, как правильно прокладывать токоотводы.
Если металлические конструкции заборы, элементы фасада, трубы располагаются ближе 1,0 метра от токоотводов и не имеют токопроводящего соединения с конструкциями защищаемого здания, такие элементы подлежат соединению с системой молниезащиты напрямую.
Требования к молниеприемникам
Этап 4. Делаем выводы от молниеприемных устройств к будущим токоотводам. Важно уточнение! Для повышения эффективности системы концы проводника на коньках необходимо запланировать на 15 см длинее и загнуть немного вверх.
Пример устройства молниезащиты частного дома для плоской кровли
Для плоской крыши используем "метод молниеприемной сетки".
Этап 1. В самую первую очередь на тех участках, где вероятность удара молнии самая большая, а это кромка или выступы крыши, мы планируем проводник, который будет выполнять роль молниеприемника или базового контура молниеприемной сетки.
Этап 2. Аналогично предыдущему примеру находим угол защиты, переносим его на чертеж и проверяем все ли элементы сооружения покрывает защитная зона.
Этап 3. Собственно дополняем наш контур ячейками сетки исходя из того, что для зданий III класса молниезащиты, такой размер должен быть не больше 15х15 метров, то есть, если периметр вашего дома не больше, то достаточно будет оставить только базовый контур, иначе советуем разделить все пространство на равные ячейки и проложить таким образом проводники.
Этап 4. Если крыша имеет дополнительные выступающие элементы, то дополняем устройство молниезащиты молниеприемниками для соответствующих элементов по стандартным правилам.
Базовые схемы молниезащиты типовых проектов
На рисунке ниже представлены варинты молниезащиты нескольких типовых проектов домов (нажмите, чтобы увеличить).
Стоит обратить внимание, что в трех варинтах проводник на коньке поднят на некоторую высоту. Это говорит о том, что угол наклона крыши больше, чем угол защиты, и какая то часть постройки не попадает в зону защиты. По сути - это простейший варинт тросового молниеприемника.
Показанные схемы заземелния не стоит рассматривать, как очаговые, они изображены лишь условно (подробнее - см. выше).
Люди, проживающие в частных домах, опасаются попадания в свое жилище молнии. Некоторые из них в целях обезопасить себя от этого задумываются о защите строения. Их озабоченность вполне понятна, поскольку есть регионы, где в году интенсивность молний может доходить до 80 часов. В такой местности необходимо устанавливать громоотводы. Устройство такого сооружения, естественно, требует определенных затрат. Однако в некоторых случаях их можно свести к минимуму, если все работы по созданию громоотвода выполнять своими руками.
Зона защиты
В настоящий момент по степени надежности различают сооружения, защищающие от молний. Выделяют два их типа:
- тип А;
- тип В.
Громоотводы первого типа обеспечивают защиту на 99%, что позволяет называть их самыми надежными конструкциями против молний. Сооружения второго типа обеспечивает защиту на 95%.
Устройство
Если вы серьезно опасаетесь попадания молнии в свой дом и, дабы обезопасить себя от этого, решили устроить молниеотвод, то в этом случае во время работ вам потребуется создать следующие элементы
этого сооружения:
- молниеприемник;
- токоотвод;
- заземлитель.
Молниеприемник
Это приспособление, которое своим видом напоминает металлический стержень. После установки оно будет возвышаться над кровлей строения. Именно на него будут приходиться удары молний. Таким образом, обеспечивается надежная защита строения. Кроме этого, такое приспособление в состоянии выдержать серьезные нагрузки напряжения, возникающие при попадании молнии. При создании этого элемента можно использовать различные материалы.
Лучший выбор - полосовая или круглая сталь , у которой площадь сечения составляет не менее 60 кв. м. К этому элементу предъявляются определенные требования в плане длины. Этот параметр у него должен составлять не менее 20 см. Размещаться приспособление должно строго в вертикальном положении. Самое высокое здание на участке - идеальное место для его закрепления.
Токоотвод
Токоотвод имеет вид толстой проволоки, у которой диаметр равен 6 миллиметров. Для его создания лучший выбор - оцинкованная сталь. Касаемо места его расположения, лучше выбирать участки, в которые попадание молнии наиболее вероятно. Например, хорошим местом для его размещения может стать край фронтона. Также его можно расположить на коньке. Закрепление этого элемента громоотвода производится вплотную к частному дому, но с небольшим отступом 20 см.
Если на доме устроена кровля из материалов, которые легко воспламеняются, то в этом случае тем более необходим зазор. Для закрепления токоотвода необходимо использовать специальный крепеж : гвозди и скобы. Для большей надежности крепления этого элемента можно использовать хомуты.
Заземлитель
Он необходим, чтобы отвести удар тока от молнии в землю. Выбирая материал для создания этого элемента громоотвода, необходимо использовать такой, который хорошо проводит электрический заряд. Также необходимо, чтобы материал обладал минимальным сопротивлением. Если говорить о его расположении, то размещают этот элемент громоотвода недалеко от крыльца частного дома, не менее 5 м. Не рекомендуется устанавливать заземлитель в непосредственной близости от дорожек, а также в местах, где могут находиться люди. После его размещения, дабы убедиться, что он не нанесет вреда, можно создать вокруг него ограждение.
При устройстве забора от заземлителя необходимо сделать отступ 4 метра, а сам забор устраивать по радиусу. Если на улице стоит хорошая погода, то он не принесет никакого вреда. Но если пасмурно, а тем более началась гроза, то стоять в непосредственной близости от него может быть опасно для здоровья. Установка заземлителя производится в грунт. Решение относительно величины заглубления этого элемента принимает сам владелец дома. При этом во внимание должны приниматься следующие моменты:
- тип почвы;
- наличие грунтовых вод.
Например, если на участке преобладает сухая почва, а уровень грунтовых вод низкий, устраивают заземлитель, состоящий из двух стержней. Длина каждого из них не должна превышать 3 метров. Составляющие этого элемента необходимо закрепить на перемычке , у которой площадь сечения должна быть 100 кв. м.
Когда это сделано, выполняется закрепление заземлителя на токоотводе при помощи сварки. После этого он погружается в грунт на глубину 0,5 метра. В том случае, если на участке грунт торфяной и обладает высокой влажностью, а близко к поверхности расположены грунтовые воды, то возможность заземления на полметра отсутствует. Поэтому в таком случае необходимо использовать металлические уголки , которые будут выступать в качестве заземлителя. Их погружают на глубину 80 см.
Если строится многоэтажный дом, то в этом случае работы по устройству громоотвода проводят специалисты. Эти конструкции имеют свой радиус зоны защиты
, что дает возможность для их размещения на каждом здании. Перед тем как устанавливать эту конструкцию, выполняют проверку, способны ли уже установленные громоотводы обеспечить защиту от молний возведенного здания или же необходимо возведение нового.
В случае с индивидуальными домами вопрос с молниеотводом решает сам владелец. Есть целый ряд факторов размещения строений, которые позволяют свести к минимуму риск попадания молнии в дом:
- если в самом низком месте на участке располагается дом, вероятность попадания в него молнии во время грозы небольшая;
- если рядом с жилищем расположено здание большой высоты, то при ударе молнии более вероятно попадание молнии по нему. Таким образом, ваш дом будет в безопасности;
- если на соседнем доме установлен громоотвод, то его защитная зона действия может распространяться и на ваш дом. А в этом случае нет большой необходимости в устройстве молниеотвода.
Таким образом, нельзя говорить о том, что дом, на котором нет громоотвода, подвержен высокому риску попадания молнии.
Варианты создания громоотвода
Если вы провели осмотр своих и соседних домов и в результате обнаружили, что на близлежащих строениях такой защиты, как молниеотвод нет, то в этом случае самое разумное - выполнить работы по его созданию своими руками. Особую опасность представляют строения, крыши которых покрыты металлочерепицей или листами из стали. Хотя такая кровля и выглядит привлекательной, но отсутствие заземления повышает риск попадания молнии в такой дом.
В большинстве случаев монтаж этого кровельного покрытия производится на обрешетку, которая выполнена из дерева. Это обеспечивает накопление заряда. Разрядка такого устройства может произойти только после грозы. Человек, прикоснувшись к нему, может получить разряд тока в несколько тысяч вольт. Кроме этого, не стоит забывать, что после удара молнии может возникнуть искра , от которой деревянный дом может легко воспламениться.
Если вы хотите избежать таких неприятных ситуаций, то необходимо подумать о заземлении , которое должно располагаться через каждые 20 см. Если на вашем жилище кровля металлическая, то в этом случае можно отказаться от создания громоотвода. Отличным молниеприемником станет сам материал кровли.
Чтобы спасти от разрядов молний свое жилище, можно установить молниеотвод на его крыше. Однако возможны и другие варианты. Если рядом с вашим жилищем располагается высокое дерево, то громоотвод своими руками вы можете установить на нём, но при условии, что от строения оно располагается на удалении трех метров, а его высота в 2,5 раза больше, чем у вашего дома.
Если такой вариант громоотвода вам показался привлекательным и вы решили устроить его, то вам потребуется проволока 5 мм. Вначале следует подготовить ее, затем один конец нужно закопать в грунт , предварительно приварив его к заземлителю. Другой конец будет выступать в качестве молниеприемника. Его необходимо разместить на самой верхушке дерева.
В том случае если высокое дерево на вашем участке отсутствует, можно вместо него использовать мачту молниеприемника с двумя металлическими стержнями. Их установка выполняется на противоположных концах крыши. Водосток в этом случае будет выступать в качестве токоотвода. Большое значение имеет материал его изготовления. Он обязательно должен быть металлическим. Про устройство заземлителя в этом случае также не стоит забывать.
Заключение
Вне зависимости от того, какой способ вы выбрали для установки громоотвода, необходимо помнить что, качественно выполнив монтаж этой конструкции, вы обеспечите себе комфортное проживание в своем деревянном доме. Но необходимо периодически проверять состояние громоотвода , созданного своими руками. Особое внимание необходимо обращать на его соединения. Нарушения в них должны отсутствовать. Только в этом случае вы можете не бояться попадания молнии в дом.