Как сделать молниеотвод в частном доме крытым металлочерепицей

Грозовое спокойствие: для чего нужен громоотвод на крыше, и как сделать молниезащиту здания

Молния — чудовищное по своей разрушительной мощи явление. Сила тока в заряде, разрывающем грозовое небо всего на доли секунды, достигает полумиллиона ампер, а напряжение исчисляется десятками и сотнями миллионов вольт. Все, во что бы ни попала молния, за исключением металла и других проводников, мгновенно нагревается и, если достигает критической температуры, загорается. Чтобы этого не произошло, необходимо отвести молнию от здания или другого объекта в землю, для чего нужен громоотвод, токоприемник и заземляющий контур.

Высотные дома, административные и коммерческие здания, цеха заводов, телевышки, памятники — все эти сооружения обязательно оснащают молниезащитой, чтобы избежать их повреждения. С частными домами ситуация совсем иная — коттеджи или дачи с установленными громоотводами встречаются редко. Причины у этого разные. Кто-то из владельцев уверен, что громоотвод, наоборот, притянет молнию; кто-то считает, что его защищает вышка сотовой связи, установленная в километре от коттеджа; кто-то просто экономит в уверенности, что вероятность удара молнии в дом слишком мала. Давайте разберемся, что из этого правда, и когда молниезащита на частном доме нужна, а когда без нее можно обойтись.

Содержание

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:

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:

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.

Как работает молниезащита, и почему она эффективна

Громоотвод на крыше дома эффективно защищает его от попадания молнии. Но как так происходит? Почему тонкий металлический штырь, соединенный с заземлением, способен противостоять разрядам мощностью в миллионы киловатт? Чтобы понять, как работает громоотвод, нужно понимать, откуда вообще появляются молнии, и почему в одних местах они бьют в сотни раз чаще, чем в других.

Рождение молнии и «выбор» цели

Во время дождя в грозовых облаках создается электрическое поле. Положительные заряды в облаке перемещаются вверх, а отрицательные скапливаются на его нижней границе. Если поле достаточно сильное, то оно вызывает лавинообразную ионизацию воздуха, из-за чего у поверхности земли накапливается положительный заряд. В результате напряженность между землей и облаками начинает расти до тех пор, пока не достигает критических значений. Именно в этот момент происходит разряд — молния. Иногда молния может ударить из верхних слоев облаков, тогда она будет притягиваться к отрицательно заряженным объектам. Но это бывает редко.

Разряд всегда происходит там, где наибольшая напряженность. То есть в зоне риска высокие объекты, поскольку между ними и облаками меньше расстояние, и любые места, около которых легко накапливаются положительные заряды: водоемы, металлические конструкции, линии электропередач.

Тем не менее, точно предсказать, где и когда ударит молния, невозможно. Известно только, что молния продвигается по ионному каналу между облаками и объектом-целью, и после удара этот канал исчезает не сразу. Поэтому если в грозовых облаках скопился большой заряд, молния может попасть в одно и то же место несколько раз. При этом согласно исследованию, проведенному физиками из университета Аризоны, с вероятностью 67% вторая молния ударит в радиусе нескольких десятков метров от места первого удара.

И хотя предугадать точное место появления молнии нельзя, можно защитить все сооружения в зоне риска с помощью громоотвода.

Устройство молниезащиты здания: разбираемся в деталях

Молниезащита частного дома — несложная система, которая традиционно состоит из трех элементов:

В последние 15-20 лет в молниезащиту дома стали включать еще и четвертый элемент — защиту электросети дома от скачков напряжения и импульсных помех. Это не обязательное, но желательное дополнение к системе, которое позволяет избежать повреждения чувствительной электроники из-за молнии, ударившей не только в молниеприемник на крыше дома, но и просто в 1-2 км от здания.

Молниезащита дома должна заставить молнию обойти здание и скользнуть по проводнику в землю, не причинив вреда. Это ее основная задача. Но есть и дополнительная: молниезащита сооружений в принципе снижает вероятность попадания разряда в здания за счет уменьшения напряженности около молниеприемника.

Молниеприемник

Громоотвод — первый элемент молниезащиты, задача которого — «встретить» молнию и не дать ей ударить по незащищенной крыше. Молниеприемник ставят в самой уязвимой части дома: на фронтоне, щипцах, башенках, совмещают с флюгером. Громоотвод для дачного дома обычно просто крепят в самой высокой точке фронтона по центру конька. Молниеприемник на большом коттедже либо делают в виде троса, натянутого между металлическими стержнями по длине крыши, либо ставят повыше — на специальной мачте высотой несколько метров.

Принцип работы молниеприемника прост. Это острый проводник, из-за чего напряженность поля около него очень велика. Сильное электрическое поле приводит к появлению коронного заряда около острия громоотвода, который вызывает сильную ионизацию окружающего воздуха. В результате напряженность между землей и нижним краем облаков в точке, где установлен молниеприемник, снижается и, следовательно, уменьшается вероятность удара молнии. Впрочем, при большой высоте дома эффект разрядки очень незначительный, но коронный заряд все равно позволяет перехватить молнию на подлете и заставить ее пойти через громоотвод в землю, а не по стропильной системе крыши.

Виды молниезащиты разделяются в зависимости от типа молниеприемника, который используется в системе:

Независимо от вида молниеприемника, критически важно качество его соединения с токоотводом. Помните: через этот узел будут проходить миллионы вольт, поэтому любые огрехи при креплении могут привести к расплавлению соединения со всеми вытекающими последствиями.

Токоотвод

Токоотвод — это обычный проводник из стали или меди диаметром 6-10 мм. Его задача — безопасно доставить заряд к заземляющему контуру. Крепят токоотвод к молниеприемнику сваркой или специальным болтовым соединением, а вот к заземляющему контуру его обязательно приваривают.

Для большей безопасности токоотвод спускают с крыши вдоль глухой стены, по возможности с противоположной стороны от входа в дом. Если в здании нет глухих стен, токоотвод проводят как можно дальше от окон. При прокладке его крепят так, чтобы провод не касался стен и поверхности кровли. При этом количество изгибов токоотвода должно быть минимальным. В идеале их должно быть всего два: поворот при спуске провода с крыши и поворот у земли для соединения с заземляющим контуром.

Заземление

Заземляющий контур нужен для рассеивания энергии молнии в грунте. Обычно это три проводника, выстроенные в линию и соединенные в один контур четвертым горизонтальным проводником. Всю эту конструкцию закапывают подальше от дома, например, у забора.

Иногда токоотвод подключают к уже готовому заземляющему контуру здания. Это ошибка. Если использовать общее заземление, частный дом вместо надежной защиты может получить дополнительный фактор риска. Дело в том, что энергия разряда молнии настолько большая, что она не сразу рассеивается в грунте. И за эти несколько секунд электроприборы, заземленные на тот же контур, могут сильно пострадать. Поэтому заземление дома и контур для молниезащиты не просто нельзя совмещать, их еще желательно расположить с разных сторон дома как можно дальше друг от друга.

Контур заземления может быть не только линейным, но и треугольным. Особой разницы между такими конструкциями по эффективности нет. Вопрос скорее в удобстве монтажа: треугольный контур делают в тех случаях, когда нет возможности вырыть длинную траншею. Схема подключения заземления в доме в обоих случаях приведена ниже.

Защита электросети дома

В большинстве частных домов уже стоит защита от перенапряжения, короткого замыкания и других ненормальных режимов работы электросети. Поэтому защита от молнии обычно сводится к установке только одного класса оборудования — устройств защиты от импульсных помех (УЗИП) или разрядников.

В отличие от обычного реле перенапряжения, УЗИП не сработает от перепада 10, 50 или 100 В. Его задача спасти электросеть от катастрофического повышения напряжения при ударе молнией либо в сам дом, либо рядом с ним, либо рядом с воздушной линией, от которой запитан ваш коттедж. В такой ситуации напряжение в сети может за доли секунды вырасти до нескольких тысяч вольт, что выведет из строя всю технику, если она не спрятана за УЗИП. Простое реле перенапряжения мало поможет при таком скачке напряжения — оно, скорее, само расплавится и сгорит вместе с остальным оборудованием.

Чтобы обеспечить надежную защиту, разрядники монтируются в три уровня:

Для удешевления системы можно использовать только УЗИП второго класса. Но без фильтра в виде разрядника первого класса он может сгореть.

Как сделать громоотвод в доме

Если вы умеете работать со сварочным аппаратом, то вы легко сможете сделать громоотвод своими руками. Провести токоотвод и сделать заземление также несложно. Единственное, где лучше прибегнуть к помощи специалиста — это установка УЗИП в щитки дома.

Простейший молниеотвод можно сделать из куска арматуры диаметром 10 мм и более и длиной 2-6 м. Штырь нужно заострить сверху болгаркой и прикрепить к трубе или фронтону хомутами либо анкерными болтами. Второй вариант громоотвода — это заваренная по краям стальная труба 3/4˝. Главное, чтобы сварка была качественной. Самостоятельное изготовление молниеотвода позволяет сэкономить на устройстве молниезащиты 60-100$ — именно по такой цене можно купить громоотвод промышленного производства.

Токоотвод делают из стального прута диаметром 10 мм. Понятно, что такую трассу придется делать из отдельных частей, сваривая их между собой или скрепляя специальными переходниками. Это неизбежно, но необходимо продумать путь токоотвода так, чтобы соединений прутков было как можно меньше. Прут лучше заказать уже согнутый, чтобы не сгибать его подручными средствами.

При монтаже токоотвода используют держатели, можно металлические, но лучше их композитного непроводящего материала. Чтобы не было пробоя, токоотвод прокладывают не менее чем в 30 см от любых металлических элементов: водостоков, оконных решеток, отливов.

Последний этап — это устройство заземляющего контура. Делается он по такому же принципу, что и заземление в частном доме:

Так как сделать заземление в доме линейного типа не всегда возможно, контур часто замыкают в форме равностороннего треугольника. Независимо от формы контура токоотвод к нему приваривают так, чтобы соединение возвышалось над уровнем земли минимум на 25 см.

При монтаже молниезащиты здания важно помнить четыре правила:

Кроме того, не забывайте о правилах работы на высоте: всегда используйте страховку, никогда не ходите по кровле непривязанные и не работайте на крыше в очень жаркие дни.

Подведем итоги

Молниезащита — эффективный способ застраховать себя от попадания молнии в дом. Хотя громоотвод на кровле не дает 100% защиты, он на порядки снижает вероятность получить негативные последствия при ударе молнии.

Устанавливать молниезащиту лучше на всех зданиях, но есть ситуации, в которых это сделать просто необходимо. Например, когда дом стоит особняком в поле или построен на земле, где грунтовые воды подходят близко к поверхности.

Задача молниезащиты — уменьшить вероятность попадания молнии в дом, а если это все же произошло — увести разряд в землю так, чтобы он не повредил строение. Чтобы выполнить эту задачу, в систему молниезащиты входит молниеприемник, который «ловит» разряд, токоотвод, по которому разряд перемещается, и заземляющий контур, который рассеивает молнию в грунте.

Все работы по устройству молниезащиты легко сделать своими руками, включая изготовление громоотвода из арматуры или стальной трубы. Но для этого вам нужно уметь хорошо работать со сварочным аппаратом, поскольку от качества сварных швов прямо зависит надежность защиты.

Источник

Как сделать заземление крыши из металлочерепицы своими руками?

Крыши с металлическим покрытием используются в строительстве достаточно давно, раньше в качестве кровельного материала применяли листы обычной оцинкованной стали, соединенные вальцевым методом. Уже в те времена люди заметили, что такие конструкции накапливают статическое электричество, а во время грозы становятся причиной пожаров, приводящих к исчезновению целых поселений. С появлением современного аналога металлических кровель металлочерепицы некоторые домовладельцы не стали серьезнее относится к заземлению, надеясь на традиционное русское «авось». В этой статье мы расскажем, как своими руками заземлять крышу с металлическим покрытием, чтобы обезопасить себя от удара током и возгорания.

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:

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.

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:

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.

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:

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.

Источник

Молниезащита металлической кровли

Здания с металлической кровлей являются едва ли не самыми распространенными, если касаться варианта покрытия. К ним относятся профнастил (профилированный лист), металлочерепица, фальцевая или плоская кровля из рулонной или листовой стали. Молниезащита таких крыш имеет свои особенности.

Нормы и правила устройства молниезащиты металлической кровли

Многие считают металлическую кровлю саму по себе достаточной молниезащитой и не понимают, почему нередко контролирующие органы требуют дополнительно использовать тросовые и штыревые молниеприемники. Но эти требования вполне обоснованы. Действительно, «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» (РД 34.21.122-87) требует использовать металлическую кровлю как молниеприемник:

«На зданиях и сооружениях с металлической кровлей в качестве молниеприемника должна использоваться сама кровля. При этом все выступающие неметаллические элементы должны быть оборудованы молниеприемниками, присоединенными к металлу кровли, а также соблюдены требования п.2.6» (п. 2.11).

Но нельзя считать, что эти меры обеспечивают полную защиту. Для того, чтобы быть эффективной в качестве молниеприемника, кровля должна действительно обеспечивать весьма надежный электроконтакт по всей своей поверхности. Обращаемся к инструкции:

«Соединения молниеприемников с токоотводами и токоотводов с заземлителями должны выполняться, как правило, сваркой, а при недопустимости огневых работ разрешается выполнение болтовых соединений с переходным сопротивлением не более 0,05 Ом при обязательном ежегодном контроле последнего перед началом грозового сезона» (п. 3.4).

Из этого следует, что при стыковке металлических или металлочерепичных листов необходимо обеспечивать электрическую связь определенной нормы (нормируемую).

Кроме того, следует постоянно контролировать переходное сопротивление креплений и не допускать, чтобы его величина превысила 0,05 Ом. На практике эта задача трудновыполнима, вследствие чего металлическая кровля нередко оказывается изолированной от земли. В результате даже в отсутствии грозы в материале кровли происходит накопление атмосферного электричества, способного вызвать искру и спровоцировать возгорание рубероида.

На основе вышеизложенного можно сделать следующий вывод:

Металлическая кровля в самом деле может считаться достаточной в качестве молниеприемника только при соблюдении ряда требований:

В случае отсутствия возможности выполнить данные требования рекомендуется заземление металлической кровли и оборудование зданий тросовыми либо стержневыми молниеприемниками.

Толщина металла кровли

Еще один важный параметр, который влияет на использование кровли в качестве естественного молниеприемника. В таблице ниже указана минимальная толщина в зависимости от материала металла.

Для защиты металической кровли из листов толщиной менее t от повреждения и прожога на крышу дополнительно накладывается сетка с дополнительными молниеприемниками небольшой высоты, которая выбирается в зависимости от шага ячеек сетки.

Эти молниеприемники малого превышения могут быть выполнены из того же проводника, который используется в качестве сетки.

Крепеж (элементы крепления и соединения)

В качестве крепежа на металлических кровлях используются такие элементы, как:

Для обустройства молниеприемной сетки могут быть, например, такие варианты держателей с клеящимся основанием, мостовых опор, компенсаторов и клемм.

У производителей очень большой выбор разнообразных фальцевых клемм для крепеления проводников на металлической кровле: для стоячего фальца в плоском и скругленном исполнении, для трапецеидальных кровельных листов, типа «бочонок» для продольного и поперечного монтажа, с возможностью подключения двух проводников и т.д.

Купить комплектующие РФ и зарубежных производителей для любого типа кровли можно в нашем Интернет-магазине: более 1.500 позиций молниеприемного оборудования, крепежей и соединительных элементов.

Адрес объекта: Московская обл., Солнечногорский район, дер. Радумля.

Вид работ: Проектирование системы молниезащиты промышленного здания.

Комплектующие: производства фирмы OBO Bettermann.

Выбор системы молниезащиты: Молниезащиту всего здания выполнить по III категории в виде молниеприемной сетки из горячеоцинкованного проводника Rd8 с шагом ячейки 12х12 м. Молниеприемный проводник уложить поверх кровельного покрытия на держатели для мягкой кровли из пластика с бетонным утяжелением. Обеспечить дополнительную защиту оборудования на нижнем уровне кровли установкой многократного стержневого молниеотвода, состоящего из стержневых молниеприемников. В качестве молниеприемника использовать стальной горячеоцинкованный прут Rd16 длиной 2000 мм.

Адрес объекта: Московская обл., г. Домодедово, трасса М4-Дон

Вид работ: Изготовление и монтаж системы внешней молниезащиты.

Комплектующие: производство фирмы J.Propster.

Состав комплекта: молниепримная сетка из проводника Rd8, 50 кв.мм, СГЦ; алюминиевые молниеприемные стержни Rd16 L=2000 мм; универсальные соединители Rd8-10/Rd8-10, СГЦ; промежуточные соединители Rd8-10/Rd16, Al; стеновые держатели Rd8-10, СГЦ; клеммы конечные, СГЦ; пластиковые держатели на плоской кровле с крышкой (с бетоном) для оцинкованного проводника Rd8; изолированные штанги d=16 L=500 мм.

Адрес объекта: Московская обл., Новорижское шоссе, коттеджный поселок

Вид работ: изготовление и монтаж системы внешней молниезащиты.

Комплектующие производства фирмы Dehn.

Спецификация: проводники Rd8 из оцинкованной стали, медные проводники Rd8, медные держатели Rd8-10 (в т.ч. коньковые), соединители универсальные Rd8-10 из оцинкованной стали, клемма-держатели Rd8-10 из меди и нержавеющей стали, медные фальцевые клемма Rd8-10, биметаллические промежуточные соединители Rd8-10/Rd8-10, лента и хомуты крепления ленты на водосток из меди.

Адрес объекта: Московская обл., поселок Икша

Вид работ: Проектирование и монтаж систем внешней молниезащиты, заземления и уравнивания потенциалов.

Комплектующие: B-S-Technic, Citel.

Внешняя молниезащита: молниеприемные стержни из меди, медный проводник общей длиной 250 м, кровельные и фасадные держатели, соединительные элементы.

Внутренняя молниезащита: Разрядник DUT250VG-300/G TNC, производство CITEL GmbH.

Заземление: стержни заземления из оцинкованной стали Rd20 12 шт. с наконечниками, стальная полоса Fl30 общей длиной 65 м, крестовые соединители.

Адрес объекта: Московская обл., Пушкинский район, Ярославкое шоссе, коттеджный поселок

Вид работ: Проектирование и монтаж системы внешней молниезащиты и заземления.

Комплектующие производства фирмы Dehn.

Состав комплекта молниезащиты сооружения: проводник Rd8, 50 кв.мм, медь; хомут Rd8-10 трубный; молниеприемные стержни Rd16 L=3000 мм, медь; стержни заземления Rd20 L=1500 мм, СГЦ; полоса Fl30 25х4 (50 м), оцинкованная сталь; разрядник DUT250VG-300/G TNC, CITEL GmbH.

Адрес объекта: Московская обл., Ногинский район.

Вид работ: производство и монтаж системы внешней молниезащиты и заземления.

Комплектующие: J. Propster.

Внешняя молниезащита: На плоской кровле защищаемого здания уложена молниеприемная сетка с шагом ячейки 10 х10 м. Зенитные фонари защищены посредством установки на них молниеприемных стержней длиной 2000 мм и диаметром 16 мм в количестве девяти штук.

Токоотводы: Проложены в «пироге» фасадов здания в количестве 16 штук. Для токоотводов использован проводник из оцинкованной стали в ПВХ-оболочке диаметром 10 мм.

Заземление: Выполнено в виде кольцевого контура c горизонтальным заземлителем в виде оцинкованной полосы 40х4 мм и глубинными стерженями заземления Rd20 длиной L 2х1500 мм.

Комплект заземления OBO Bettermann

Источник