Владельцу частного дома важно позаботиться о безопасности во время грозы. Сила тока при ударе молнии способна превысить 100 000 А, и ее попадание в постройку опасно для жизни людей и сохранности имущества. Установка в частном доме громоотвода дает возможность отвести в землю мощный электрический разряд, обезопасив строения от разрушения и возгорания. Работы можно выполнить самостоятельно – для этого достаточно подобрать необходимые материалы, провести расчеты, вооружиться лопатой и аппаратом для сварки.
Простейшая схема громоотвода
Принцип работы
Громоотвод в доме не сложно сделать своими руками, его конструкция предельно проста. Принцип его функционирования следующий: молниеприемник, расположенный на высоте, притягивает к себе грозовые электрические разряды в радиусе своего действия и перенаправляет их в землю по токоотводу. Радиус действия зависит от высоты мачты, рекомендуется рассчитать конструкцию таким образом, чтобы одна установка оберегала от попадания молнии все надворные постройки на участке .
Существуют разные варианты устройства громоотвода, но наиболее простым и распространенным типом является стержневая конструкция . Такой громоотвод монтируется на крышу постройки или на отдельно стоящую мачту.
Стержневая конструкция громоотвода Устройство защитной системы
Конструктивно громоотвод-молниеотвод состоит из следующих элементов :
- молниеприемник (служит для перехвата грозового разряда);
- заземлитель (обеспечивает плотный контакт системы с грунтом);
- токоотвод (служит для соединения молниеприемника с заземлителем, транспортирует грозовой разряд).
Молниеприемник
Планируя создать защитное устройство для частного или дачного дома, подбирают молниеотвод с оптимальными параметрами. Обычно эту функцию выполняет металлический стержень, возвышающийся над наиболее высоким строением на территории участка.
В зависимости от конструктивных особенностей системы защиты, некоторые части дома способны служить частями громоотвода. Речь идет о металлической кровле, ограждениях и водосточной системе из металла.
Стальная молниезащита на мягкой кровле При этом важно, чтобы металлическая кровля представляла собой цельное покрытие без разрывов. Минимально допустимая толщина листового материала определяется в зависимости от вида металла и для железа равна 4 мм, для меди 5 мм, для алюминия 7 мм. У кровельного покрытия не должно быть внешнего изоляционного слоя – исключение составляет антикоррозийная краска по металлу.
Части системы водостока и ограждения разрешается задействовать в качестве молниеприемника только в случае, если толщина металла превышает показатели для кровли.
Стержень молниеприемника закрепляют таким образом, чтобы он был выше хотя бы на полметра самой высокой точки на территории вокруг дома, включая макушки деревьев .
Токоотвод
Данная часть дачного громоотвода изготавливается из проволоки-катанки или полоски неизолированного металла. Рекомендуемое сечение токоотвода из стали – 50 кв. мм, из меди – 16 кв. мм, из алюминия – 25 кв. мм.
Токоотвод на крыше из металлочерепицы Токоотвод прокладывается таким образом, чтобы он соединял молниеприемник и заземлитель по кратчайшему расстоянию, в идеале – по прямой.
Допускается монтировать токоотвод как снаружи, так и внутри стены постройки, но во втором случае они должны быть выполнены из негорючего материала. Минимальный зазор между наружным токоотводом и стеной из горючего стройматериала – 10 см. При прокладке следует избегать поворотов токоотвода под острым углом, иначе на этих участках возрастает риск возгорания из-за возникновения искрового разряда.
Заземлитель
Заземлитель монтируется из стальных или медных элементов, причем для стали площадь сечения составляет 80 кв. мм, а для меди – 50 кв. мм. Заземление громоотвода требует подготовки траншеи длиной не менее 3 метров и глубиной от 0,5 метра. По концам траншеи в грунт вбивают по металлическому пруту, и соединяют их между собой, приварив проводник из того же материала.
Траншея для замкнутого заземлителя К этой конструкции приваривают отвод, ведущий к дому. К отводу подсоединяется токопровод. Места сварки обязательно прокрашивают. Траншею под заземляющий элемент защитной установки обустраивают не ближе 1 метра от стены дома и не ближе 5 метров от дорожек и входной группы дома.
Инструкция по изготовлению
Прежде чем устанавливать систему защиты от молний, нужно подготовить проект, произвести расчеты и подобрать необходимые материалы.
На этапе проектирования рассчитывают оптимальный размер молниеотвода, чтобы установка полностью защищала зону застройки вашего участка. Если речь идет о стержневых молниеотводах, способных защитить частный дом или дачу, они обеспечивают защитную зону в форме конуса с углом наклона в 45-50 градусов.
Расчет высоты расположения молниеприемника ведется по формуле h = (rх+1,63hx)/1,5, при этом :
- h – искомая высота громоотвода стержневого типа;
- rx – радиус защитной зоны на высоте расположения верхней точки дома, который требуется защитить;
- hx – высота защищаемого дома.
Данная схема подходит для вычисления громоотводов, высота которых не превышает 150 м, а этого значения с лихвой хватит на частный дом.
При подборе материала изготовления следует обратить внимание на рекомендуемые величины площади поперечного сечения элементов системы. Значения зависят от уровня электрического сопротивления стали, меди и алюминия. Если ориентироваться на технические характеристики металлов, то лучше выбрать медь. Но стальной профиль значительно дешевле .
Сечение токоотвода заметно меньше, чем у остальных элементов, рекомендуется плавно нарастить его толщину по направлению от молниеприемника к заземлению. Наиболее эффективны в работе системы, все элементы которой выполнены из одного металла.
Необходимо правильно подобрать место для установки громоотвода. Конец молниеприемника должен располагаться выше самой высокой точки на участке, а конус зоны защиты должен закрывать дом и, по возможности, другие постройки во дворе. Дом должен полностью попадать в защитный конус, следовательно, чем дальше от дома смонтирован громоотвод, тем выше он должен располагаться.
Конус зоны защиты от молнии и грозы Дешевле и проще всего смонтировать молниеприемник на крыше, в этом случае не требуется установка специальной опоры требуемой высоты . Не стоит крепить вертикальный штырь молниеотвода по центру крыши. Если расположить его вдоль одной из стен, снижается вероятность того, что молния попадет в кровлю.
Продумайте расположение заземлителя. Во время грозы рядом с этим устройством не должны находиться люди, поскольку в землю будут уходить мощные электрические разряды. Создавая проект, соблюдайте регламентированные расстояния от стен дома, его крыльца и дорожек. Свободный доступ к участку с заземлителем перекрывают ограждением, декоративными посадками, садовыми скульптурами. Рекомендуется установить предупреждающий знак.
Установка конструкции
После того, как сделан расчет и подготовлены материалы, выбрано место установки, можно переходить к монтажу. В первую очередь выполняют земляные работы, устанавливают заземление.
Громоотводы для дачи или частного дома предусматривают установку линейного либо замкнутого заземлителя. В первом случае копается траншея, в которой электроды заземления выстроены в линию и скреплены между собой сваркой. Второй тип заземления подразумевает погружение в грунт треугольной конструкции из трех электродов заземления, соединенных между собой металлической полосой.
Глубина приямка, прямого или треугольного, должна составлять 0,5-1 метр – стержни забиваются в грунт. К месту крепления токоотвода роется глубокая траншея для соединительного отвода для заземляющего контура.
Для того чтобы электрический разряд легко уходил в землю, нужен грунт с хорошими электропроводящими свойствами. Если почва песчаная, то для улучшения электропроводности ее поливают электролитом – солевым раствором.
Пропускать электрический ток может только увлажненный грунт. Можно предусмотреть отвод кровельного водостока на соответствующий участок либо закопать контур заземления на такой глубине, где грунт всегда остается влажным.
Линейный контур заземления Чтобы заземлитель, который вы сделали, на протяжении многих лет соответствовал требованиям, предъявляемым к защитной системе, для изготовления его элементов используется металл с большим запасом по площади сечения . Это связано с тем, что толщина стальных элементов со временем снижается из-за ускоренной коррозии в токопроводящем грунте. Для изготовления конструкции обычно применяется стальной профиль – труба, полоса, уголок.
На следующем этапе работ устанавливается опора для молниеотвода в заранее выбранном месте. Опору прочно закрепляют, чтобы она могла противостоять резким порывам ветра, ударам молнии. На опору крепят стержневой молниеприемник с подходящей площадью сечения. При отсутствии металлопроката требуемой длины, данный элемент сваривают из нескольких отрезков.
В качестве опоры удобно использовать высокое дерево, растущее недалеко от дома. Молниеотвод крепится к дереву при помощи синтетического фала с таким расчетом, чтобы в защитный конус дом попал целиком. Если подходящего дерева нет, громоотвод соединяют с телевизионной антенной на крыше, поскольку ее мачта выполняется из неокрашенного металла. Если антенна закреплена на деревянном шесте, вдоль него прикрепляют проволоку подходящего сечения.
Варианты защиты небольшого дома Если для изготовления молниеприемника выбрана полая металлическая труба, ее верхний торец требуется закрыть заглушкой из того же металла и заварить.
Токопровод в виде катаной проволоки или металлической полосы прочно подсоединяется к молниеприемику, закрепленному на опоре. Проверьте, как проложен токоприемник, нижнюю часть которого приваривают к отводу контура заземления. Правильно смонтированный токоприемник нигде не касается металлических элементов дома. В противном случае электрический разряд молнии пойдет не в заземляющий контур, а в металлическую конструкцию, которая контактирует с токоприемником.
Монтаж токоотвода подразумевает приваривание металлической проволоки или полосы к горизонтальной части контура заземления по всей ее длине. Заземлитель забивается в землю на дно траншей, затем траншеи и приямки засыпают вынутым грунтом.
Уход за конструкцией
Смонтированную из металла молниезащиту следует регулярно осматривать для выявления очагов коррозии. Каждую весну, до начала сезона гроз, проверяют контакты защитной системы. При необходимости их зачищают, поскольку из-за плохого контакта может возникнуть размыкание системы, возгорание при попадании грозового разряда.
Коррозия металла контура Не реже, чем раз в три года, проверяют степень коррозии заземляющего контура, для чего его откапывают и осматривают. Сильно поврежденные коррозией элементы требуется заменить на новые. В противном случае громоотвод в какой-то момент не сможет справиться со своими функциями.
Грамотный расчет и правильный монтаж громоотвода обезопасит ваш дом. Все работы можно выполнить своими силами.
Сегодня мы поговорим про то, как защитить частный дом от удара молнии.
Что такое молния?
Многие владельцы частных домов стараются сделать свое жилище максимально комфортабельным и безопасным, но при этом забывают об возможности поражения дома молнией.
Молния – одно из самых неприятных явлений, которое может нанести колоссальный ущерб жилищу.
Как известно, она представляет собой электрический разряд большой мощности, поэтому даже при непрямом попадании в дом, она может повредить электрическую технику в помещениях.
Хорошо, если возле дома имеется высокое здание, оснащенное молниезащитой.
В таком случае можно не переживать о возможности попадания молнии в дом, поскольку зачастую такие дома имеют молниеотводы с большой зоной защиты, которая и будет покрывать территорию с рядом стоящими зданиями.
Особенностью молнии является выполнение разряда на самую высокую точку. Поэтому если дом стоит на отшибе, он является наивысшей точкой, если, конечно, рядом с ним не растет дерево, которое выше дома.
Но дерево тоже не гарантия защиты. Опасность поражения жилища молнией во много раз возрастает, если рядом с домом имеются водоемы, сильные ручьи, болотистая местность.
Итак, если частный дом не окружен высотными постройками, лучше обезопаситься, обеспечив жилище молниезащитой.
Поражающие факторы молнии
Но перед тем как разобраться со способами защиты дома от возможного поражения молнии, следует рассмотреть поражающие факторы этого явления.
Всего этих факторов два.
Первичный.
Это прямое попадание молнии в дом, в результате чего он может получить повреждение конструкции, существует возможность возникновения пожара. Данный фактор является самым опасным.
Вторичный.
Для дома и жильцов менее опасен. Данный фактор сводится к появлению электромагнитной индукции в проводке дома при разряде молнии рядом с домом.
Из-за индукции в проводке происходит значительный скачок напряжения, который способен повредить все электроприборы в доме, подключенные к сети.
И если от вторичного фактора можно обезопаситься без дополнительного оснащения путем отключения всех приборов от сети во время грозы, то первичного фактора защитится таким способом невозможно, нужно оснащение дома молниезащитой.
Штат Огайо, дом в который попала молния.
Поскольку молния – это всего лишь электрический разряд хоть и большой силы, но он действует как любой другой разряд, то есть движется по пути наименьшего сопротивления.
Обеспечение этого пути и является задачей молниезащиты.
Если молния попадет в дом, оснащенный таким типом защиты, то электрический разряд по нему уйдет в землю, не нанося ущерба зданию.
В народе такая зашита называется , молниеотводами, громоотводами.
Что касается последних, то определение не совсем верно, ведь гром – это всего лишь звуковое сопровождение, возникающее при разряде молнии.
Критерии и виды молниезащиты
Теперь разберем типы молниезащиты.
Здесь данное оборудование имеет несколько критериев, которые и делят его на типы.
Первый критерий – метод защиты.
По нему молниеотводы делятся на:
- Активные;
- Пассивные.
Активные появились сравнительно недавно. В них молниеприемник, о нем речь — чуть ниже, оснащен специальным ионизатором, который своими импульсами «провоцирует» молнию.
По сути, данный прибор специально притягивает молнию на себя, что полностью исключает возможность появления вторичного фактора поражения молнией.
Пассивные же не оснащены ничем таким, молния может разрядиться на нее, а может и нет. Данный тип защиты используется повсеместно.
Второй критерий – виды защиты.
По нему громоотводы тоже делятся на два типа – внешний и внутренний.
Здесь все просто – внешний защищает дом от первичного фактора воздействия молнии, а внутренний – от вторичного.
И третий критерий – конструктивные особенности.
Но здесь разделение на типы больше относиться к молниеприемникам. По ним молниеотвод делится на штыревой, тросовый и сетчатый.
Конструкция молниезащиты
Теперь по конструкции молниезащиты, поговорим пока только о внешней.
Состоит она всего из трех элементов – молниеприемника, токоотводов и заземлителя.
Молниеприемник.
Принимает на себя разряд молнии, поэтому он закрепляется на крыше дома, чтобы сам приемник был наивысшей точкой.
Простейшим является стержневой тип приемника.
Стандартным считается металлический прут диаметром 10-18 мм, и длиной от 250 мм.
Можно также использовать и трубу, но только торцы ее должны быть заварены.
Количество приемников рассчитывается от размера здания. На небольшие дома достаточно одного, если же площадь дома превышает 200 м кв. устанавливается два стержня с расстоянием между ними от 10 м.
Чтобы разряд по приемнику не перешел к дому, его закрепляют на крыше при помощи деревянных брусков или специальных крепежей.
Некоторые, чтобы не портить внешний вид дома, молниеприемник устанавливают на отдельной опоре возле дома.
Некоторые, если есть возможность, крепят дополнительный молниеприемник прямо на дереве.
Особой разницы нет, поскольку даже у рядом установленного молниеприемника зона защиты будет покрывать дом.
Основным условием установки приемника – он должен располагаться выше дома, а также других построек возле него.
Еще один тип молниеприемника – тросовый.
Используется трос, который натягивается по всей длине конька крыши и закрепляется на деревянных опорах. Важным условием является натяжка троса – он не должен касаться крыши.
Третий тип приемника – сетка.
Ее изготавливают из любой проволоки (стальной, алюминиевой и др.) с сечением не менее 6 мм.
Ее натягивают по площади всей крыши, ячейки этой сетки должны формировать квадрат примерно 6х6 м.
При этом сетка тоже не должна касаться крыши, ее закрепляют на деревянных или специальных токонепроводящих опорах на высоте 6-8 см от крыши.
Строгих предписаний к использованию того или иного типа молниеприемника нет, использовать можно любой, все они вполне эффективны, поэтому выбираются они по желанию.
Основной задачей их является передача разряда от приемника к заземлителю.
Чаще всего в качестве токоотводов используется стальная проволока диаметром от 6 мм.
Если стены дом сделаны из кирпича или пеноблока, в общем, из любого негорючего материала, то можно токоотвод закрепить вдоль стены в любом незаметном месте, главное, не возле окон и входных дверей.
Можно в качестве токоотвода использовать и металлическую ленту, но толщиной не менее 2 мм и шириной от 30 мм.
Токоотвод крепиться к приемнику при помощи сварного, болтового или спайного соединения.
От количества концов молниеприемников зависит количество токоотводов.
Если используется только один стержневой приемник, то к нему крепится один отвод. При использовании тросового приемника нужно уже два отвода.
Также два токоотвода применяется при сеточном приемнике.
Заземлитель.
Последний элемент – заземлитель. Самым простым заземлителем являются два металлических прута, заглубленных в землю на 2-3 м.
Расстояние между ними должно составлять не менее 3 м. Эти пруты должны быть перемкнуты между собой перемычкой на уровне 0,5-0,8 м в земле. К этой перемычке и подсоединяется токоотвод.
На грунтах с высоким уровнем грунтовых вод лучше использовать горизонтальное положение заземлителя на глубине от 0,8 м. При этом заземлителем должен выступать металлический уголок или полоса шириной от 50 мм и толщиной от 4 мм.
Соединяется заземлитель с токоотводом только сварным соединением.
Особенности монтажа молниезащиты
Исходя из описанного можно понять, что сделать молниезащиту вполне можно и самому, имея только необходимые материалы.
Чтобы сделать защиту дома от молнии, нужно вначале произвести замеры.
Необходимо выяснить высоту, на которой должен располагаться приемник, а также определить метод его крепления.
Затем нужно высчитать длину токоотвода. Здесь важно учитывать, что путь заряда молнии к заземлителю должен быть максимально коротким. Поэтому не стоит делать какие-то обводы, изгибы и т.д. И уж тем более нельзя из отвода формировать кольца.
Что касается заземлителя, то он должен располагаться не менее чем 1 м от ближайшей стены дома. После всех расчетов можно приступать к монтажу.
Начинать нужно с заземлителя.
Если он будет сделан из прутов, достаточно вырыть траншею глубиной 0,5 м и длиной 3 м.
По краям этой траншеи забить в землю пруты длиной не менее 2 м.
Затем при помощи сварочного аппарата к этим прутам приварить перемычку.
Если же заземлитель будет горизонтальным, то придется копать траншею значительно глубже.
Здесь нужно соблюдать важное условие – он не должен контактировать с крышей дома, поэтому для закрепления его использовать только деревянные опоры.
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).
«От сумы да от тюрьмы» не застрахован никто, а от удара молнии – тем более. После ослепительной вспышки и оглушительного грохота самое приятное - отделаться легким испугом и восторгом от пережитых впечатлений. Нехорошо, если сгорит электроника в доме. Еще хуже, когда случится пожар. Совсем недопустимо – поражение человека ударом молнии. Вывод простой: делаем молниеотвод!
Удар молнии в дом нельзя назвать красивымОткуда берется молния?
Всему причиной веселые облачка, которые при приближении грозы постепенно нарастают и превращаются в темные громады кучевого типа. Верхние слои влаги в воздухе превращаются в мелкие кристаллики льда, а нижние остаются в виде капель воды. Так и получились две пластины гигантского конденсатора.
Громадные структуры движутся в воздухе и заряжаются в результате трения: верхние слои накапливают положительные ионы, нижние – отрицательные электроны. Всему есть предел, и накопленный потенциал превращается в электрический разряд. В итоге, «пробивает» там, где наименьшее сопротивление: высокие деревья, крыши домов и … громоотводы!
Как устроена защита от молнии
Из вышеизложенного следует стратегия устройства молниезащиты: направить вероятный электрический разряд по безопасному для нас пути и застраховаться, таким образом, от неприятностей. С этой целью на достаточной высоте устанавливается молниеприемник, который предназначен для захвата грозового разряда.
Схема устройства молниеотвода Далее электрический ток величиной порядка 100000А проходит по токоотводу к заземлителю. Последний обеспечивает связь защитной системы с грунтом. Таким образом, удар молнии минует защищаемые объекты и поглощается землей.
Данная система защиты повсеместно распространена и носит название пассивной. Существует активные молниеотводы, которые имеют ионизатор, провоцирующий удар молнии. Это увеличивает вероятность защиты объекта от поражения. Стоит такого вида молниеотвод немало, и его монтаж сложно сделать своими руками.
Варианты молниеприемника для частного дома
Можно назвать три основных вида молниеприемника по типу конструкции:
- стержневой молниеприемник;
- в виде сетки;
- тросовой молниеприемник;
- покрытие крыши в качестве молниемника.
Штыревой молниеприемник можно приобрести или сделать самому Молниеприемник в виде стержня наиболее известен и распространен. Существуют промышленные изделия с готовым крепежом. Любителям творить своими руками реально изготовить изящную конструкцию, украшающую здание. В любом случае штырь из стали должен иметь сечение не менее 70мм2, а для изделия из меди достаточно 35мм2. Таким образом, его диаметр может составлять 7-10мм.
Длина стержня может варьироваться в пределах 0,5-2м, при этом он должен выступать хотя бы на полметра над всеми объектами в окружении здания. Стержневой молниеприемник принимает заряд в одной точке и особенно эффективен при защите небольших строений.
Молниеприемник в виде сетки удобен для большой крыши Молниеприемник в виде сетки изготавливается из проволоки диаметром порядка 6мм. На фото можно оценить, как выглядит на практике конструкция подобного рода. Существуют уже готовые конструкции с размером ячейки 3-12м. Защита от молнии такого рода удобна в применении на крыше большой площади. Для предотвращения возгорания обрешетки молниеприемник монтируют на расстоянии 0,15м от поверхности кровли.
Тросовый молниеприемник удобно разместить на коньке В условиях частного дома более удобен в применении молниеприемник в виде троса. Его монтируют на коньке кровли, закрепив за две опоры на противоположных фронтонах. Возможен и комбинированный вариант, когда на упомянутых опорах дополнительно к тросу установлены штыревые молниеприемники.
Трос должен иметь диаметр более 5мм и монтироваться на безопасной высоте от кровли. Конструкция такого типа обычно применяется на крыше с неметаллическим покрытием.
Фальцевая кровля в качестве молниеприемника Металлическая кровля крыши, при определенных условиях, может также выступать в качестве молниеприемника. При этом толщина металлочерепицы, профнастила или оцинкованного листа должны быть не менее 0,4мм. Заманчиво выполнить защиту от грозы, не применяя дополнительных материалов.
На практике это сделать непросто, так как под настилом не должно быть легковоспламеняющихся материалов, тогда как обрешетка чаще всего делается из дерева.
Более того, придется обеспечить соединение токоотвода с каждым отдельным листом покрытия, что трудоемко. Такой вариант подходит для фальцевой кровли, где листы металла уже надежно соединены. Воспламенение обрешетки при этом невозможно, если покрытие уложено на обрешетку из металла.
Как работает токоотвод
В идеале, для конструкции, изготовленной своими руками, материал молниеприемника, токоотвода и заземлителя должен быть один и соединен с помощью сварки, то есть - сталь. Такое решение обеспечивает надежность и долговечность защиты. На практике возможно использование оцинкованных и омедненных элементов, а также различных материалов. Их соединение обеспечивают применением зажимов с болтами и гайками.
Токоотвод на крыше, на стене и цоколе дома Токоотвод из стали в виде прута или полосы должен иметь сечение не менее 50мм2, проводник из алюминии допускает размер 25мм2, а медный провод можно применять с площадью сечения 16мм2, что примерно соответствует диаметру 8,6 и 5мм соответственно.
Токоотвод размещают так, чтобы он соединял молниеприемник и заземлитель по кратчайшему пути.
При этом не допускается выполнение острых изгибов, что может привести к искровому разряду и воспламенению на данном участке. С этой же целью проводник размещают на расстоянии не менее 100мм от поверхностей горючих материалов стен и других элементов постройки.
Требования к заземлителю
Так выглядит готовый к проверке контур заземления Заметим, что не рекомендуется использовать защитный контур заземления для подключения молниеотвода. В случае применения общего заземлителя при грозовом разряде на поверхностях бытовых приборов может возникнуть опасное напряжение. Для защиты электропроводки и бытовой техники в частном доме от удара молнии на вводном щите устанавливаются устройства защиты от импульсных помех (УЗИП).
Заземление для молниеотвода размещают не ближе 5м от крыльца и дорожек и заглубляют горизонтальный соединитель не менее 0,8м. Это необходимо для уменьшения вероятности поражения людей в случае грозового разряда.
Защитная зона громоотвода
Не следует питать иллюзии, что громоотвод на соседнем доме или расположенная недалеко металлическая вышка полностью обезопасят Ваше жилище от удара молнии. Защитная зона громоотвода имеет вполне конкретные границы. В любом случае на даче придется устроить собственную молниезащиту.
Размер защищаемой зоны определяется высотой размещения молниеприемника Конус безопасности, создаваемый стержневым молниеприемником, имеет угол 45-50°. Указанное правило действует при высоте размещения молниезащиты до 15м. Вышеприведенный эскиз демонстрирует, что при угле 45° радиус защитной зоны равен высоте верхней точки стержня над уровнем земли. При значении 50° зона защиты будет чуть больше.
Таким образом, чем выше мы разместим молниеприемник, тем больше получится площадь защищаемой поверхности.
В любом случае, частный дом должен попадать полностью в зону конуса защиты. Очень желательно, чтобы все постройки во дворе были защищены по тому же правилу. Таким образом, удобно разместить молниеприемник на крыше дома. Закрепить штырь бывает проще на одной из сторон здания чем по центру, при этом вероятность попадания молнии в кровлю снижается.В случае большого участка может возникнуть необходимость установки еще одного громоотвода. Его можно смонтировать на специальной мачте.
Монтируем молниезащиту своими руками
В первую очередь, необходимо выбрать молниеприемник в соответствии с вышеизложенными рекомендациями и имеющимися под рукой материалами. На крыше дачного дома проще всего монтировать обыкновенный стальной штырь. Оцинкованная труба или алюминиевый стержень будут работать еще лучше. При использовании патрубка его верхний конец следует заглушить.
При наличии куска троса нужной длины и диаметра не составит труда протянуть его вдоль конька. На крыше большой площади эффективнее использовать вариант в виде сетки. Молниеприемник любой конструкции следует закрепить так, чтобы его не нарушило ветром.
Учтите: электрический контакт всей системы проще обеспечить, изготовив все три составляющие молниеотвода из одного материала.
Если не иметь в виду сварку, токоотвод проще выполнить из толстого медного провода в соответствии с рекомендациями выше. Надежное соединение с молниеприемником можно обеспечить с помощью оцинкованных зажимов с болтами и гайками. Практично закрепить проводник к опорам водосточных труб.
Размеры контура заземления в виде треугольника Заземляющий контур лучше всего обустроить там, где вероятность нахождения людей наименьшая. Также выгодно разместить его в месте, где всегда присутствует влага. Это улучшит контакт заземлителя с землей. Не будет лишним, если рядом с ним установить предупреждающий знак. Болтовое соединение с заземлителем лучше выполнить над землей на цоколе здания, а контакт в земле обеспечить сваркой.
После монтажа всей системы электрическое соединение от молниеприемника до заземления можно проконтролировать мультиметром. Сопротивление заземляющего контура можно проверить только специальным прибором. Его величина должна быть не более 10Ом в том случае, если неподалеку возможно присутствие людей. Для отдельного молниеприемника, установленного вдалеке от дома, сопротивление заземления не должно превышать 50Ом.
Стандартный прибор для измерения сопротивления заземления Хотя бы раз в год имеет смысл проверить целостность всей системы визуально. Раз в несколько лет следует откопать заземление и оценить степень коррозии металла. Если стержни в земле стали заметно тоньше, их необходимо заменить.
Высокое дерево нам поможет
Чтобы обустроить громоотвод на даче, можно использовать в качестве мачты высокое дерево, растущее неподалеку. Молниеприемник следует закрепить на его макушке так, чтобы он выступал не менее 0,5м над кроной. При этом не следует забывать, что дерево растет и меняет свои размеры.
Пирамидальный тополь защитит дом от грозы Это означает, что молниеприемник и токоотвод следует крепить пластиковыми хомутами, которые не испортят ствол. Провод лучше использовать медный многожильный гибкий и проложить его следует с запасом дины. Кроме того, раз в несколько лет придется забираться наверх и переставлять молниеприемник выше макушки.
1.
2.
3.
4.
5.
Наличие громоотводов на участке просто необходимо. Молния - это импульс электрического тока значительной силы, возникающего по причине накопления в грозовых облаках заряда. Сила тока в этом случае способна достигать 200 000 А – такие мощные молнии встречаются редко, а вот с силой до 100 000 А происходят регулярно. Громоотвод в частном доме не препятствует возникновению молнии, он лишь отводит ее, предохраняя дом от пожара. Разряд, проходя сквозь разные материалы, вызывает выделение тепловой энергии, которая является причиной возникновения пожаров и разрушений.
О молниеотводах
Что касается того, как выглядит громоотвод, то он состоит из:
- молниеприемника (перехватывает заряд молнии);
- токоотвода (нужен для отведения тока в заземлитель);
- заземлителя (создает надежный контакт устройства с землей).
Молниеотводы можно устанавливать как возле дома, так и на нем – это показано на фото. В качестве частей громоотвода могут служить и отдельные части дома. Все элементы молниеотвода должны быть из одного металла.
Молниеприемник
В качестве молниеприемника обычно используют стальной стержень, который должен возвышаться над домом. Площадь сечения составляет 50 мм2, это значение можно сопоставить с проволокой-катанкой диаметром 8 миллиметров. Также применяют стержень из меди (площадь сечения 35 мм2), а также алюминия (70 мм2).
Разрешается в качестве молниеприемника использовать отдельные части постройки, такие как металлическая кровля, металлические ограждения и водосточные трубы.
Металлическая крыша должна быть единым целостным элементом без разрывов. Толщина слоя покрытия должна быть 4 миллиметра для кровли из железа, 5 миллиметров – из меди, 7 миллиметров – из алюминия. На поверхности покрытия не должно быть изоляционного слоя (исключение составляет антикоррозийная металлическая краска).
В качестве молниеприемника металлическая крыша представляет собой ферму, соединенную с остальными арматурой.
Ограждение или водосточные трубы могут использоваться в том случае, если сечение более рекомендованного значения.
Токоотвод
Желательно использовать такие сечения: для меди – 16 квадратных миллиметров, для алюминия – 25 мм2, для стали – 50 мм2. Токоотвод должен идти от молниеприемника сразу к земле по кратчайшему пути. Стоит избегать большого количества поворотов под острым углом, в противном случае между соседними участками может возникнуть искровой заряд. В результате этого произойдет возгорание.
Обычно токоотвод представлен неизолированной металлической полосой и проволокой-катанкой. Во время строительства кирпичного дома токоотвод можно прокладывать как внутри стены, так и снаружи. Если стены выложены из горючего материала, установка громоотвода должна происходить так, чтобы до них минимальное расстояние было 10 сантиметров – лучше больше. Для того, чтобы улучшить контакт со стенами, используют металлические скобы.
Заземлитель
Для создания заземлителя используют сталь (площадь сечения 80 мм2) или медь (площадь сечения 50 мм2). Конструкция заземлителя довольно простая. Для его создания выкапывают траншею глубиной от 0,5 метра и длиной от 3 метров, вбивают по концам стальные прутья и соединяют их сваркой.
К конструкции приваривают отвод к дому для присоединения токоотвода. Потом заземлитель доводят до дна траншеи, прокрашивая при этом места сварки. При его обустройстве необходимо соблюдать расстояние в минимум 1 метр от стены и 5 метров от крыльца и дорожки.
Установка громоотводов
Молниеотвод – это оголенный проводник с максимальным сечением и большой площадью, защищенный от коррозии. Обычно его делают из оцинкованной стали или медной проволоки, хотя иногда используют дюраль и алюминий. Качественные молниеотводы выходят из уголков из оцинкованной стали, а также из луженой медной проволоки. Такие конструкции принимают на себя заряд молнии и направляют его по кабелю к заземлению. Громоотвод нельзя изолировать и окрашивать.
Молниеотвод может защищать от удара молнии конус с углом наклона 45-50 градусов. Чем выше находятся громоотводы для дачи, тем с большей площади они могут отводить молнию. Из этого следует, что высота, на котором находится молниеотвод, равна защищенной территории по горизонтали. Если молниеотвод находится на высоте 15 метров, он способен принимать молнию в радиусе 15 метров.
Хорошо, если рядом с домом находится дерево. В такой ситуации можно закрепить молниеотвод на длинном шесте из металла, а потом присоединить к дереву хомутами из синтетического фала - чтобы не повредить его и не воспрепятствовать дальнейшему росту. Помимо этого, молниеотвод необходимо поднять на такую высоту, чтобы дом попал в область защитного конуса.
Если поблизости не растет дерево, можно соединить устройство громоотвода с телевизионной антенной. Подобные мачты обычно созданы из металла и не окрашены – они являются прекрасными молниеотводами. Если телевизионная антенна деревянная, вдоль нее пускают проволоку или оголенный провод – рекомендуется использовать 3-4 штуки. Хотя бы один провод будет обдуваться ветром.
Мачту высотой 1,5-1,9 метров (от коньков) устанавливают на каждом фронтоне дома. Она может быть как деревянная, так и металлическая. Между мачтами натягивают толстую проволоку на изоляторах. При этом нужно прочно соединить проволоку с заземлением. Такой громоотвод создает зону хорошей защиты от молнии вокруг дома.
Как сделать заземление своими руками, видеопример:
Надежное заземление можно обеспечить лишь в том случае, если на участке есть грунтовые воды. Даже если зарыть в землю огромный кусок металла, сухая почва не позволит хорошо проводить ток. Чтобы громоотвод в действии был эффективен, нужно определить глубину, на которой земля никогда не высыхает – именно настолько следует углублять заземление. Иногда для увлажнения почвы к месту заземления подводят водоотвод осадков с кровли.
Громоотвод не требует специального ухода. Будет достаточным раз в год, весной, проверять, в каком состоянии находятся металлические соединения. Они должны быть надежно соединены. Рекомендуется использовать медные или латунные колодки, защеплять конец провода специальными медными или алюминиевыми контактами или делать припой.
В том, как сделать громоотвод на даче, нет ничего сложного. Главное – в точности следовать всем советам и внимательно просчитать его высоту, чтобы он мог обеспечить дому надежную защиту, а также хорошо соединять между собой элементы конструкции. Летом не стоит забывать о поддержании постоянной влажности в участке заземления.
Загрузка...
