Приманка для молний: как защитить дом от грозы

Стены и крыша
система молниезащиты зданий
195
Хозяин частного дома должен защитить все свое здание – от подвала до крыши, как изнутри, так и снаружи. И один из самых важных аспектов в деле безопасности – молниезащита, без устройства которой с наступлением сезона гроз дом может быть уничтожен за какие-то минуты. Как же организовать качественную молиниезащиту частного дома?

Для чего нужна молниезащита дома?

Молниезащита зданий и сооружений – это не прихоть, а естественная необходимость и обоснованное инженерное решение.

Молния – это электроразряд между отрицательно заряженной нижней частью грозового облака и положительно заряженной поверхностью земли. В этом разряде протекают импульсные токи малой длительности и огромной величины.

Предсказать траекторию молнии – сложно, можно лишь спрогнозировать, куда она будет стремиться. Объектом разряда становятся высокие элементы (трубы, деревья, дома), но случается, что молния разряжается в глубоком и влажном овраге.

Тепловой эффект в месте удара молнии может достигать 25 000-30 000 °C, а сам разряд несет угрозу для сооружений, электрической техники, здоровья и жизни людей.

Учитывая природу явления, на строениях устанавливают системы для защиты от удара молнии. В первую очередь речь идет о молниеотводах, задача которых встретить молнию и изменить ее направление так, чтобы она ушла в землю, а не в электропроводку дома, повысив напряжение до критического и вызвав пожар.

Кроме внешней части для приема и перенаправления молнии, системы молниезащиты имеют внутреннюю для защиты от импульсных перенапряжений в системах электропроводки и связи в доме, которые возникают, если молния ударила поблизости.

Внешняя молниезащита состоит из молниеприемника, токоотвода и заземляющего устройства. Молниеприемник ловит удар молнии и передает ее токоотводу, который обеспечивает безопасный отвод электрического импульса к заземляющему устройству – металлической конструкции, распределяющей напряжение на грунте.

Молниезащита кровли: что такое молниеприемники

Основной функциональный элемент системы молниезащиты, предназначенный для приема удара молнии, – молниеприемник. Выделяют несколько типов таких устройств.

Получившее наибольшее распространение, стержневое приспособление представляет собой металлический стержень (или металлическую трубу с заваренным концом) длиной от 250 мм и диаметром 10-18 мм, укрепленный на коньке крыши или на отдельной опоре рядом с домом. Чаще всего такое устройство изготавливают из обычной или нержавеющей стали.

зоны защиты молниеприемников схема

Определить зону защиты и необходимую высоту молниеприемника должен специалист. Он сможет учесть особенности конструкции кровли, относительную высоту местности, на которой расположен дом, и другие факторы.

Примерные параметры устройства можно вычислить по формуле r = 1,732 × h, где h – высота от самой высокой точки дома до вершины молниеприемника, а r – радиус защитного пятна в основании стержня.

Еще один вариант расчета: R = 1,2×H, где H – высота молниеприемника со зданием, а R – радиус защитного пятна на уровне грунта. Защищаемое пространство в проекции имеет вид конуса.

Для одноэтажных строений или коттеджей с мансардным этажом можно использовать тросовый молниеприемник. Это металлический трос сечением не менее 35 мм2, натянутый горизонтально вдоль конька крыши на двух деревянных опорах с припаянными к концам токоотводами.

Еще один вариант – молниезащитная сетка, которую делают из алюминиевой, стальной или медной проволоки диаметром 6-8 мм или из стальных полос с сечением 4×20 мм.

сетчатый молниеприемник

Ею покрывают всю кровлю с шагом не больше 6 × 6 м, укрепляя на подпорках высотой 5-7 см. Стыки и пересечения надежно соединяют, а элементы пропускают по коньку крыши и ее фронтонным частям или краям.

Для чего необходимы токопроводы

Объединяют молниеприемник с заземлением. Основные требования к токоотводу – малое сопротивление, механическая прочность и стойкость к коррозии.

Элементы делают из проволоки сечением 6-10 мм. Используют горячепрокатную или оцинкованную сталь либо медь.

Токопроводы спускают с крыши до уровня грунта, прикрепляя скобами к стене дома, а затем соединяют с подземным контуром заземления.

С молниеприемниками и заземляющими проводниками токоотводы соединяют пайкой, сваркой или болтами.

Площадь соединения должна быть в 2 раза больше сечения проволоки. При защите деревянного дома токоотводы крепят на расстоянии не ближе 15 см от стен.

токопровод

Количество токоотводов определяют исходя из размеров объекта. На коттедж площадью 150-200 м² их должно быть минимум 2, находящихся на расстоянии 10-20 м друг от друга.

Нужно спроектировать систему так, чтобы длина токоотвода (расстояние от точки удара молнии до земли) была наименьшей. Токоотводы крепят на стене, противоположной входу в дом, в разных углах здания.

Токопроводы системы молниезащиты надежно соединяют с заземляющими проводниками.

Земля, земля: схема заземления частного дома

Третий элемент внешней системы молниезащиты состоит из заземляющих проводников и заземлителя. В качестве последнего применяют один или несколько соединенных между собой металлических проводников (электродов), находящихся под землей.

В самом простом случае в качестве заземлителя используют стальные прутья или уголки либо металлические ленты.

Заземляющие проводники – металлические токопроводящие элементы, соединяющие заземлитель с остальным оборудованием.

Обычно их делают из медной, стальной оцинкованной или нержавеющей проволоки диаметром 8-10 мм.

В частном доме заземление зачастую является общим для системы электроснабжения, а также для внешней и внутренней молниезащиты. При этом требования к электрической и молниезащитной частям различны.

Чтобы обеспечить защиту от поражения электрическим током, заземление должно иметь сопротивление не более 4 Ом. Для эффективной молниезащиты более важным параметром является не сопротивление (не более 10 Ом), а площадь заземления. 

Конструкции основных типов заземления

Заземление может быть глубинное, кольцевое и фундаментное.

К глубинным заземлителям относят устройства, которые устанавливают вертикально в толще грунта.

Такое решение – одно из самых простых. Однако, используя его, нужно учитывать коррозионную устойчивость заземлителя, ведь уголки, пруты или трубы из простой стали в земле быстро проржавеют.

Заземлители располагают на расстоянии не менее 3 метров друг от друга, забивают на глубину 2-3 метра и соединяют в контур сваркой.

На поверхность выходят только несколько отводов, к которым присоединяются токопроводы молниеотвода и общий защитный ноль провода заземления здания.

Модульные системы глубинного заземления собираются из прутьев (или труб) длиной 1,5 метра, оснащенных стыковочными элементами на концах.

Первый модуль забивают в землю, после чего на него надевают следующий, и так до достижения необходимой глубины.

Модули делают из оцинкованной или нержавеющей стали либо из стали, покрытой тонким слоем меди. В последнем случае функцию заземлителя выполняет медь, а стальной стержень нужен лишь для прочности и жесткости.

установка глубинного заземления

Для облегчения монтажа модульного глубинного заземления используют специальные сборные конструкции с насадкой.

насадка для монтажа глубинного заземления

Модульные системы можно забивать на глубину нескольких десятков метров, что позволяет обойтись одной точкой заземления.

Кольцевое заземление представляет собой металлическую ленту, замкнутую в кольцо по периметру строения.

Контур должен располагаться ниже уровня промерзания грунта. Кольцо должно отступать на 1 метр от внешней стороны фундамента здания.

Если уложить его ближе, то будет опасность возникновения пробоя, при котором ток может замкнуться на внутренние коммуникации коттеджа, причем не только на его электропроводку, но и на отопительные или водопроводные трубы.

Изготовить такое заземление дороже и сложнее, но работает оно более эффективно. Для организации заземления в данном случае используют плоские проводники (ленты) из оцинкованной или нержавеющей стали шириной 30-40 мм и толщиной 3-4 мм, а также круглые проводники из меди диаметром 8 мм либо из нержавеющей или оцинкованной стали диаметром 10 мм.

кольцевое заземление

В редких случаях применяют также фундаментное заземление. Его устраивают внутри бетонного основания на стадии строительства.

Из фундамента выводят открытые участки заземлителя, чтобы подсоединить заземляющие проводники.

фундаментное заземдение

Во всех случаях соединение заземлителя и проводников располагают на глубине 0,6-0,8 м от поверхности (ниже глубины промерзания грунта). Вне зависимости от типа заземления, предварительные расчеты и разработку плана системы нужно доверить специалистам.

конструкция основных типов заземления

Молниеотвод в частном доме на металлической кровле

Устройства защиты от импульсного перенапряжения часто устанавливают в основном щитке.

Металлические покрытия, которые имеют надежный электрический контакт по всей своей поверхности, сами могут играть роль молниеприемника.

Это оцинкованные листы, объединенные кровельным швом, а также гофрированные оцинкованные листы, скрепленные винтами, которые создают канал для прохода молнии.

Токоотводы прокладывают по углам постройки, расстояние между ними не должно превышать 25 м. При этом профнастил и металлочерепица на роль молниеотвода не годятся, и таким коттеджам нужна обычная защита.

Внутренняя система молниезащиты зданий

Установка молниеотвода, устройство молниеприемников, правильный монтаж токоотводов и заземляющего устройства многократно повышают безопасность строения (молниеприемник защищает от возгорания, а заземление – это дополнительная защита от удара током). Однако они не дают гарантии защиты от вторичных проявлений удара молнии.

При попадании молнии в землю или строение в радиусе до 1-2 км от коттеджа существует риск перебрасывания к нему электрических разрядов по различным коммуникациям, которые могут проводить ток.

молниезащита зданий и сооружений – узип

Такие разряды могут вызвать резкие скачки напряжения в домашней электросети и, как следствие, привести к выходу из строя электрооборудования.

Для защиты электроники и бытовой техники, находящейся внутри здания, наряду с наружной важна еще и внутренняя молниезащита.

Для этого используют так называемые устройства защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП), которые устанавливают в распределительном щитке за вводным автоматом или в последующей распределительной коробке.

система молниезащиты зданий –устройства защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП)

При этом в распределительные коробки может встраиваться только УЗИП «Тип 3», но его нужно использовать лишь совместно с «Типом 2», иначе устройство выгорит при первой же помехе.

Выбор и установку УЗИП лучше получить специалисту.

утепление крыши
Читайте также

Шуба для скатной кровли: роль теплоизоляции при утеплении крыши

 

При подготовке материала использованы фото из архива СуперДома, журнала "Приватный дом", depositphotos.com

Предыдущая статья
современные материалы для строительства

Домашний периметр: выбираем стеновые материалы для строительства дома

Следующая статья
утепление дома пенопластом

Утепляем фасад: самые популярные виды термоизоляции

Новости партнеров


Загрузка...

Редакция рекомендует

Вопрос эксперту

Ирина Кудренко Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник НБС им. Н.  Н.  Гришко НАНУ
Огород

Ирина Кудренко

Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник НБС им. Н. Н. Гришко НАНУ

Специалист по вопросам садоводства и огородничества

Задать вопрос
Еще эксперты