Как установить молниезащиту в частном доме

Поражающие факторы молнии

Для того чтобы до конца понять всю опасность ударов молнии, необходимо более подробно ознакомиться с ее поражающими факторами. Они в обязательном порядке учитываются, когда проектируется устройство молниезащиты зданий и сооружений. В момент разряда подавляющее число грозовых туч обладают отрицательной полярностью, тогда как на земле происходит индукция положительных зарядов.

В среднем, каждое облако перед началом разряда обладает следующими характеристиками:

  • Возле поверхности земли туча имеет напряженность электрического поля в диапазоне 5-300 кВ/м.
  • Потенциал составляет от 100 миллионов до 1 миллиарда вольт.
  • Единичный разряд тучи происходит в промежутке от 15х10-6 до 10-3 секунды, для полного разряда требуется 1,13 секунды.
  • Непосредственно в канале молнии образуется температура 20 тысяч градусов и более.
  • Величина амплитудного значения тока составляет 50 кА, в некоторых случаях – до 250 кА.

Действие электрических разрядов может быть первичным или вторичным в зависимости от поражающих факторов. Они учитываются, когда создается система молниезащиты зданий. Первичный поражающий фактор является прямым ударом молнии в конкретный объект. Основными последствиями считаются пожары и механические повреждения зданий и сооружений.

Вторичные поражающие факторы, которых существует несколько видов, проявляются в следующем:

  • Электростатическая индукция. На металлических конструкциях, изолированных от земли, возникают наведенные электрические потенциалы. Их появление связано со статическим полем высокой напряженности между грозовыми тучами и землей. В результате, между деталями оборудования и металлическими конструкциями наблюдается искрение.
  • Электромагнитная индукция. На металлических трубах, воздуховодах и других элементах большой протяженности, обладающих незамкнутыми контурами, в момент разряда происходит индуцирование ЭДС. Данное явление возникает под действием мощного магнитного поля, изменяющегося во времени. Как следствие, здесь также образуется искрение в местах максимально близкого взаимного расположения металлических конструкций.
  • Высокие потенциалы, которые могут попасть в здание по коммуникациям и металлическим конструкциям, находящимся вне объекта. Все это нужно учитывать при строительстве еще на стадии проектирования.

Все виды поражающих факторов вызывают те или иные негативные последствия. В первую очередь, это поражение людей электротоком, пожары, взрывы, разрушения вследствие механических повреждений. Все это приводит к значительному материальному ущербу и невосполнимым потерям.

Каков принцип действия молниеотвода?

тут дело такое-вот скажем улица. ваш дом-и вы поставили штырь из металла выше всех домов на улице-вот и будете собирать все молнии в округе на ваш штырь. то есть-всё зависит от высоты домов у соседей-если все равны-то ставь не ставь гр. отвод-шансов попасть молнии именно в ваш дом-крайне мал. если ваш дом выше остальных-тогда ставьте. принцип действия-очень прост-страшна не сама молния-которая очень редко попадает в дома-скажем раз в миллион лет. а статическое электричество вокруг металлических крыш. антенн и прочих наворотов. оно может попортить электронику. поэтому и ставят громоотводы. обычно прут вокруг крыши или по коньку конец прута в землю.

В последнее время, помимо пассивных видов громоотводов (штыревой, сетчатый и тросовый ) появилась так называемая активная система защиты от грозы. На вид она напоминает обычный штыревой громоотвод, только на конце штыря находится электронное устройство. Оно помогает генерировать высоковольтные импульсы и во время грозы, они захватывают молнию и отводят её в землю, тем самым защищая здания от прямого попадания разряда http://www.mzke.ru/lightning_rod.html

Громоотвод необходим, только в том случае, если в округе нет высоких деревьев, линий электропередач и других конструкций, которые на порядок выше вашего дома.

Молниеотвод — устройство, устанавливаемое на зданиях и сооружениях и служащее для защиты от удара молнии . В быту также употребляется некорректное, но более благозвучное «громоотвод».

Во время грозы на Земле появляются большие индуцированные заряды и у поверхности Земли возникает сильное электрическое поле. Напряжённость поля особенно велика возле острых проводников, и поэтому на конце молниеотвода зажигается коронный разряд . Вследствие этого индуцированные заряды не могут накапливаться на здании и молнии не происходит. В тех же случаях, когда молния всё же возникает , она ударяет в молниеотвод и заряды уходят в Землю, не причиняя разрушений.

Считается, что молниеотвод был изобретён Бенджамином Франклином в 1752 году, хотя есть свидетельства о существовании конструкций с молниеотводами и до этой даты (например, Невьянская башня , бумажные змеи Жака Рома ).

Описание первого способа защиты от молний появляется в ежегоднике «Альманах Бедного Ричарда». «Способ этот таков, — писал Франклин. — Возьмите тонкий железный стержень . На высоком доме или амбаре можно поставить два стержня, по одному на каждом конце, и соединить их протянутой под коньками крыши проволокой. Дому, защищенному таким устройством, молния не страшна, так как острие будет притягивать её к себе и отводить по металлическому стержню в землю, и она уже никому не причинит вреда.

Обслуживание и ремонт

Эксплуатация и обслуживание систем молниезащиты зданий и сооружений организуются в соответствии с ПТЭЭП и указаниями соответствующих инструкций (СО 153-34.21.122-2003 и другие).

Задача этих мероприятий состоит в поддержании специального оборудования в рабочем состоянии и полной технической исправности. В первую очередь отметим, что для выполнения поставленной задачи устройства молниезащиты перед началом сезона гроз должны подвергаться обязательной проверке.

Важное замечание! Проверка организуется и в тех случаях, когда в систему молниезащиты (МЗ) были внесены какие-либо изменения, а также после устранения возникших в ней неисправностей. При этом каждое техническое мероприятие проводится по заранее составленной и утверждённой ответственным лицом программе испытаний

Согласно программе обследование предполагает не только визуальный осмотр устройств, но и проведение специальных измерений, по результатам которых оценивается работоспособность всей молниезащиты.

Перед началом измерений обязательной проверке подлежат места сочленения отдельных элементов на предмет надёжности электрического контакта, а также все составляющие конструкции, имеющие непосредственный контакт с землёй.

Такие обследования проводятся, чтобы обнаружить следы коррозии и разрушений и в дальнейшем заменить неисправные части или отправить их в ремонт.

Измерительная часть программы испытаний включает в себя проверку переходных сопротивлений контактов, Проверка происходит с использованием специальной измерительной аппаратуры. Полученные результаты сверяются с приведёнными в нормативной документации данными с целью оценки состояния защитной системы.

Внешняя молниезащита зданияВнешняя молниезащита здания

Аналогичные обследования и измерения проводятся и в отношении заземлителя, конструкция которого проверяется на предмет соответствия сопротивления растеканию тока требованиям нормативов.

Результаты проведённых исследований после их окончания оформляются специальным протоколом (смотрите Правила ТЭЭП), а затем передаются на хранение ответственному за электрохозяйство лицу.

Уход за конструкцией

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

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

Если нужно, их прочищают от окиси.

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

Громоотвод своими руками, бюджетный вариантГромоотвод своими руками, бюджетный вариант

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

Крепление элементов системы

Как уже было сказано выше, молниезащита коттеджа должна быть надежна закреплена к несущим конструкциям дома. Для этого используются два вида крепежа:

  1. Натяжная система.
  2. Дистанционные зажимы.

Первый вариант – это обычный трос, который крепится к конструкциям здания специальными анкерами, закрепленными жестко к поверхностям крыши, стен и грунта. Натяжка производится болтовым соединением с одного края троса (сверху или снизу).

Что касается дистанционных зажимов, то это простая конструкция. Она изготавливается под определенные формы плоскостей. Поэтому в продаже можно приобрести угловые и забивные модели, предназначенные для стен, коньковые зажимы, зажимы для соединения отводчика и приемника, отводчика и заземляющего контура. Вообще, появление этого приспособления дало возможность проводить скрепление частей молниезащиты своими руками без применения электросварки.

Молниезащита дома с плоской крышей

Метод сетки (или молниеприемной сетки) используется для проектирования молниеприемных систем зданий с плоской кровлей. В этом случае молниеприемную сетку прокладывают по периметру всей кровли с шагом ячейки, который зависит от категории молниезащиты и выбирается по таблице ниже (не менее указанного).

Класс молниезащиты Размер ячейки
I 5х5 м
II 10х10 м
III 15х15 м
IV 20х20 м

Ниже показан пример практического применения метода молниеприемной сетки в комбинации с отдельными молниеприемниками, которые используются дополнительно для защиты таких конструкций на крыше, как купольные (зенитные) фонари, фотоэлектрические элементы, вентиляционные шахты и т.п.

Молниеприемный проводник соединяют друг с другом при помощи универсальных соединителей (рис. 1). Универсальные соединители выполняют из различных материалов: нержавеющей стали, меди, стали горячего цинкования или алюминия.

Все части сооружения должны быть защищены от прямого удара молнии, включая вентиляционные шахты и дымовые трубы, с помощью молниеприемника. Если трубы и шахты содержат металлические элементы, то молниеприемник относят на определенное расстояние от них с помощью изолированных штанг. В случае, когда трубы и вентиляционные шахты не содержат металлических частей, то молниеприемник крепится непосредственно к трубе либо к шахте (рис. 2).

рис.1

рис.2

В качестве крепежей на плоской кровле используют специальные пластиковые держатели на плоской кровле. Пластиковые держатели на плоской кровле изготавливают в двух исполнениях: пустыми либо заполненные бетоном (рис. 3 и 4).

рис.3

рис.4

Кровельные держатели проводника устанавливают с интервалом приблизительно 1 м друг от друга (см. верхний рисунок). Проводник может соединяться с парапетом, точнее металлическими щитками аттика на нем, если те изготовлены из токопроводящего материала толщино не менее 0,5 мм. А с него уже делают опуски на заземление. Однако необходимо учитывать температурные расширения отдельных элементов парапета, для чего применяют компенсаторы, мостовые опоры и гибкие перемычки (см. фото ниже).

Щитки аттика могут параллельно выступать в качестве естественного молниеприемного оборудования. Они обязательно должны быть соединены между собой с помощью болтов, клепок, соединительных элементов, чтобы обеспечивать надежный электрический контакт, а значит лучшую проводимость и быстрый отвод заряда молнии. Иногда, для того, чтобы избежать расплавления материала вследствие непосредственного удара в парапет, дополнительно монтируют молнипериемные стержни, рассчитывая их по методу фиктивной сферы.

Компенсаторы удлинения проводника при монтаже на плоской кровле

Как было сказано выше особенностью монтажа молниеприемной сетки является использование компенсаторов температурного удлинения проводника. Это необходимая вещь, так как при температурных изменениях металлы имеют свойство расширяться либо сужаться. В таблице ниже представлены коэффициенты линейного расширения разных материалов и приблизительные изменения длин проводников на единицу длины 1 м при изменении температуры на 100 Кельвинов.

Существует определенные рекомендации по выбору компенсаторов для монтажа и соблюдению минимального расстояния между ними в зависимости от типа кровли.

Примеры исполнения и монтажа различных типов компенсаторов из стали, меди и алюминия.

Держатели проводника для мягкой кровли

На плоских крышах из мягких материалов иногда не целесообразно использовать держатели проводника с утяжелителями из бетона, поэтому широко применяются конструкции, использующие клейкую ленту. Так, например для показанных вариантов на рисунке, должны быть соблюдены следующие размеры ленты под основание. Минимальные размеры для монтажных элементов обычно указаны в инструкциях по монтажу или паспортах на изделия.

Общие принципы грозозащиты зданий с скатными крышами. Коньковые держатели проводника и молниеприемников, элементы крепления для разных типов покрытия (черепичное, шиферное, дранковое, металлическое, мягкое и т.д.) Примеры монтажа.

Монтажные работы

Монтаж молниезащиты начинается с установки держателей. Закрепив их в нужных местах, где саморезами, где дюбелями, приступают к установке молниеотводов. Они крепятся в держателях с помощью болтовых соединений. Молниеотвод (молниеприемник) и токопровод, если позволяет обстановка, соединяются сваркой, в противном случае применяют болтовое соединение.

Заземление

Чтобы выполнить монтаж заземлителей для молниезащиты, вокруг здания на расстоянии более 1 м вырывают траншею глубиной около 80 см. Туда закладывают металлическую полосу или стержни сечением не менее 100 мм2.

Они при помощи сварки соединяются между собой и затем в местах спусков вбиваются стержни, которые тоже привариваются к полосе. При этом небольшая часть их должна торчать из земли. К ним приваривают токоотводы. Места сварок покрывают антикоррозионной краской. Получившийся контур засыпается.

После монтажа всей системы молниезащиты проверяют сопротивление заземления. Оно должно быть минимальным, в пределах 15 Ом. После этого контур заземления молниезащиты соединяется стальной полосой с общим контуром заземления электроустановок в здании.

Если сопротивление превышает нормативное значение, то придется выполнять специальные мероприятия, такие как замена грунта вокруг заземлителя на более токопроводящую почву или добавка химических реагентов для этих же целей.

Тросовый приемник

Если конек крыши является самой высокой точкой дома, то над ним нужно натянуть грозовой трос. Получится тросовая молниезащита. Расстояние до конька должно быть не менее 25 см. Мачтами могут быть деревянные бруски, которые закрепляются на фронтоне. С каждой стороны присоединяется токоотвод. При длине конька меньше 10 м допускается монтаж одного токоотвода.

Внутренняя защита

Установка внутренней молниезащиты применяется для стабильной работы компьютеров и другой дорогостоящей электронной техники. Для этого требуется монтаж устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Это грозоразрядник, который при перенапряжениях очень быстро замыкает на себя избыточную энергию, не давая проникнуть ей на защищаемую аппаратуру.

Монтаж одного прибора происходит в главном распределительном щите, а второго – в домовом электрощитке. Третий устанавливается непосредственно около защищаемого устройства. Каждый из них при попадании молнии снижает перенапряжения многократно, доводя в конце концов до приемлемого уровня.

Активные системы

В последнее время стали популярны активные системы молниезащиты. Они представляют собой молниеприемник с электронным блоком, вырабатывающим высокое напряжение на его конце.

Вокруг происходит ионизация воздуха, что провоцирует попадание молнии именно в данный молниеотвод. Установка одной активной системы на участке обеспечивает надежную защиту от поражения молнией.

Ионизация приводит к многократному увеличению защищаемой площади. Кроме этого, активная защита не портит внешний вид дома. Она устанавливается в стороне от него, но при этом, как зонтиком закрывает весь участок от прямого попадания молнии.

Монтаж внутренней и наружной молниезащиты позволит надежно защитить дом, электрооборудование и находящихся в нем людей от ударов молнии.

Нужен ли громоотвод на крыше частного дома?

С точки зрения безопасности, громоотвод нужен всегда — даже если вероятность попадания молнии мизерная, молниезащита и заземление снизят ее еще больше. То есть хуже точно не будет. Вот только цена молниеотвода с монтажом начинается от 30 000 рублей, и далеко не каждый готов потратить эти деньги на снижение вероятности удара молнии на тысячные доли процента. Поэтому обычно отдельно говорят о ситуациях, в которых устройство молниезащиты обязательно, а отдельно — о случаях, когда установка громоотвода — всего лишь рекомендация.

Молниезащита кровли обязательно нужна:

  • когда дом находится в коттеджном поселке, деревне, городском частном секторе или стоит обособлено и вблизи нет высотных зданий;
  • при перекрытии кровли любыми видами металлических покрытий, включая профнастил и металлочерепицу;
  • когда дом построен на возвышенности или под ним есть грунтовые воды неглубокого залегания;
  • если в здании много работающей электроники или установлено мощное оборудование.

При выполнении любого из этих условий необходимость монтажа молниезащиты — не вопрос для обсуждений, поскольку риск довольно велик. И он тем выше, чем южнее построен дом: в южных регионах грозы бывают значительно чаще, чем в северных, следовательно, и вероятность попадания молнии в дом возрастает. На карте ниже хорошо видно, как количество дней с грозами при движении на юг увеличивается с несколькими очагами возле горных хребтов.

Конечно, заставить вас установить громоотвод на доме никто не может — это могут официально требовать только для общественных, многоквартирных, коммерческих и производственных зданий. Если речь идет о частном доме, молниезащиту оставляют на усмотрение владельца. Но не сделать громоотвод в частном доме в такой ситуации все равно, что не обработать огнезащитой деревянный брус для каркасного дома и сделать в нем закрытую проводку.

Совсем другое дело, когда ваш дом:

  1. Находится в непосредственной близости от господствующей высоты: вышки сотовой связи, водонапорной башни, высотных зданий. Но учитывайте, что непосредственная близость — это не километр и даже не 500 метров. Это когда самая дальняя точка дома расположена не более чем в 1,2×h от высотного объекта, где h — его высота. То есть при высоте базовой станции в 100 м, каждый уголок вашего дома должен попадать в конус с вершиной в самой высокой точке вышки и с основанием радиусом 120 м.
  2. Построен в лесу с высокими деревьями. Радиуса защиты от одного дерева, если это не секвойя, не хватит, чтобы перекрыть весь дом, но деревьев в лесу очень много. Иногда для лучшей защиты на вершину самого высокого дерева вблизи дома крепят громоотвод.
  3. Расположен в районе, где грозы бывают редко. Если в числах, то это районы со средней за год продолжительностью гроз до 20 часов. На карте выше это красная и розовая зона.

Во всех этих ситуациях риск попадания молнии очень незначителен, поэтому многие владельцы домов не делают молниезащиту, полагаясь на случай. С одной стороны, вероятность действительно низкая. С другой стороны, потери, если «что-то пойдет не так» будут очень велики: даже если дом не загорится, то вся электроника, включая блоки управления котлов отопления, в нем точно сгорит. Насколько такая экономия оправдана, каждый владелец дома решает для себя сам.

Молния непредсказуема, пусть и редко, но она может ударить в здание, защищенное господствующей высотой.

Технические параметры

Их возможно располагать в достаточной ветреных районах с 1 до 7 уровня. Специалисты рекомендуют устанавливать на посчитанной высоте, которая составляет значения от 8 до 50 метров. Устройство изготавливается на базе опоры при использовании листогибочного оборудования. В роли материала состоит легированная сталь содержащая некоторые рабочие характеристика для выполнения поставленных задач

На этот момент требуется обращать повышенное внимание, от этого зависит эффективность составленной системы.
 
Благодаря уникальным особенностям главной конструкции, его в необходимой степени оснащают разнообразными элементами для новых технологий. Это удобно и практично и часто выполняется для сооружений

Он содержит специализированное покрытие требуемое для повышения устойчивости к появлению коррозии. Общая толщина специального покрытия, как правило, не превышает 110 мкм. Срок эксплуатации таких агрегатов больше 30 лет.
 
Монтаж осуществляется при помощи фланцевого способа позволяющего максимально правильно сделать данные действия. Это популярно и востребовано сегодня, потому как имеет массу преимуществ. Основные достоинства, которые выделяет изготовитель:

  • Привлекательный вид. 
  • Высокие показатели надежности. 
  • Уверенная и долговременная работа. 
  • Простой и доступный вариант крепления. 
  • Относительно невысокая стоимость. 
  • Монтаж сложных конструктивных решений.

 
При завершении всех процессов по установке дополнительных элементов, существует потребность выполнить подачу электрической энергии для разных отдельно стоящих сооружений. Данный подход к имеющейся установке желателен в указанных ситуациях. Прочность обеспечивается новыми технологическими разработками.
 

Воздействия молний

По типу воздействия различают два типа повреждений.

  • Прямой удар молнии. Он оказывает непосредственное механическое и термическое воздействие на конструкции (кровля, оборудование на кровле, вентшахты, стены и пр.) здания. Следствием этого может явиться возгорание сооружения или его частичное повреждение (прожег кровельного покрытия, разрушение зенитных фонарей, вентиляционных шахт и пр.), поражение людей, находящихся в здании, плавление и, как следствие, разрушение металлических конструкций;

  • Вторичное воздействие. Оно связано с протеканием токов молнии по строительным конструкциям здания, заносом потенциала по проводящим коммуникациям (кабели электроснабжения, металлические трубопроводы и пр.), появлением сильнейшего электромагнитного поля вследствие распространения высокого напряжения, распространением разрядов молнии по поверхности земли и так далее.

Категории молниезащиты зданий

Согласно одному из нормативных документов, регулирующих перечень мероприятий по защите зданий и сооружений от молнии РД 34.21.122-87, все системы молниезащиты делятся на 3 категории. На объектах, подлежащих защите по 1-й категории, постоянно присутствуют взрывоопасные вещества в твёрдом, жидком и газообразном состоянии. При попадании разряда молнии на данных объектах возможны значительные жертвы и разрушения. На объектах, требующих 2-ю категорию, такая ситуация возможна только во время производственных аварий – легковоспламеняющиеся и взрывчатые вещества хранятся в закрытой таре в специально отведённых местах, а производственные процессы не подразумевают открытое выделение веществ, образующих взрывоопасную концентрацию. В строениях, достаточной мерой для которых является третья категория, данные взрывоопасные вещества либо не находятся вовсе, либо их объем относительно общего объема строения существенно мал. К таким объектам относятся большинство жилых домов, торгово-офисных и административных зданий.

Здания, оснащаемые системой защиты от молний, должны быть защищены от обоих вариантов повреждений, однако, объем мероприятий может быть скорректирован собственником недвижимости.

Принцип действия

Для молниезащиты зданий и сооружений от данных поражающих факторов монтируются молниеотводы. Они принимают удар молнии на себя и отводят электрический заряд в землю. Молниеотводы бывают разных типов. Самыми распространенными являются стержневые и в виде сеток. Молниеотводы могут быть выполнены на сооружении или располагаться отдельно от него.

Стержневые молниеотводы состоят из одного или нескольких металлических стержней, принимающих удар молнии, токоотводов – проводников, отводящих потенциал к заземляющему устройству молниезащиты, и, собственно, заземляющее устройство молниезащиты. Количество стержней зависит от геометрии, площади, высоты строения и оборудования, расположенного на его кровле. Количество токоотводов рассчитывается, исходя из категории молниезащиты и габаритных размеров здания.

Молниеотводы в виде сетки отличаются от стержневых типом молниеприемной части – молниепреимная сетка. Чаще всего она состоит из стальных оцинкованных проводников диаметром 8мм, располагающихся на кровле в виде сетки 12 х 12 метров. Несмотря на широкое распространение, эффективность молниеприемной сетки крайне мала.

Правильно разработанная и выполненная молниезащита обезопасит постройку, находящихся внутри и в непосредственной близости людей, дорогостоящее электрооборудование от поражающих факторов молнии.

Ваш отзыв очень важен для нас! Пожалуйста, оцените данную статью.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий