Дачный участок должен быть местом отдыха, а настоящий отдых невозможен без ощущения безопасности. Оно должно присутствовать постоянно, даже в непогоду. Одним из приспособлений, которое позволит обезопасить себя и семью от удара молнии, является громоотвод. Соорудить его не составит особого труда, если точно придерживаться всех рекомендаций, которые будут изложены в статье.
Подготовительные расчеты
Стоит понимать, что каждое устройство имеет свои ограничения по способу и зоне действия. Это относится и к громоотводу. Последний способен защитить только определенную территорию, которую важно правильно рассчитать при проектировании. Чаще всего громоотвод представляет собой мачту определенной высоте. Если посмотреть на нее сверху, то верхушка мачты будет центром окружности, которая и является зоной защиты громоотвода. Это зона имеет максимальную площадь только на уровне земли и уменьшается к верхушке мачты, образуя при этом конус. В расчет берется и вторая окружность, которая образуется на уровне кровли и должна покрывать всю верхушку здания. Зная, что собой представляет зона покрытия, можно легко произвести расчеты требуемых параметров громоотвода для конкретных условий.
Принято считать, что громоотвод обеспечивает защиту в двух зонах. Одна считается наиболее надежной, а вторая имеет уровень безопасности в 95%. Для каждой из этих зон есть свои формулы, которые позволяют получить требуемые цифры. Переменными, которые берутся во внимание является высота воображаемого конуса, которая обозначается как hy. Выше было сказано, что необходимо знать зону защиты на уровне кровли, поэтому в формулах фигурирует также высота конструкции, которую можно обозначить как hc. Радиус зоны защиты громоотвода на уровне земли можно обозначить как Rс, а на уровне кровли Rз. Для проведения расчетов не хватает переменной, которая бы указывала на общую высоту мачты громоотвода, она обозначается как hг. Имея все данные, можно вывести высоту воображаемой фигуры:
- hy=0,85×hг.
Зная общую длину мачты, легко определиться с окружностью, которая находится под защитой громоотвода на уровне земли:
- Rс=(1,1-0,002)×hг.
Также есть простая формула для определения безопасной окружности на уровне кровли здания:
- Rз=(1,1-0,002) × (hг-hc÷0,85).
Для второй зоны безопасности с меньшим процентом защиты формулы немного отличаются:
- hy=0,92×hг;
- Rс=1,5×hг;
- Rз=1,5×(hг-hc÷0,92).
Для каждого этапа расчетов необходимо уделить достаточно времени, чтобы конструкция громоотвода выполняла свою роль.
Процесс монтажа
Если постараться просто описать строение громоотвода, то общую схему можно наблюдать на иллюстрации выше. Предусмотрено наличие трех основных составляющих системы громоотвода. Первым из них является молниеприемник. Его задача полностью отражена в названии. Он принимает на себя первый удар. Полученный импульс не может быть накоплен, поэтому его необходимо рассеять и делается это в землю, куда закладывается заземляющий контур. Оба этим модуля соединяются проводником подходящего сечения.
Контур
Первым делом можно смонтировать заземляющий элемент для громоотвода, т. к. для этого не нужно находиться на высоте. Общая схема сборки такого рассеивателя для громоотвода схожа с той, которая используется для обычного заземления в доме на даче. Первым делом выбирается место, где будет расположена конструкция. Этого нельзя делать впритык к зданию, т. к. импульс от громоотвода может оказаться настолько сильным, что уйдет в сеть питания на даче. Если один контур заземления уже есть, то от него также необходимо удалиться хотя бы на четыре метра. При этом стоит следить за тем, чтобы контур заземления находился по кратчайшему пути по отношению к молниеприемнику громоотвода. Чтобы еще больше обезопасить посетителей дачи, лучше выполнить небольшое ограждение или оставить указатель, который будет предупреждать о том, где лучше не ходить во время грозы.
Процесс монтажа конструкции контура заземления простой и понятный. Первым делом необходимо определить примерное расположение грунтовых вод вокруг дачи, где будет установлен громоотвод. Если до них больше трех метров, тогда сооружается стандартная конструкция заземления для громоотвода, которая представляет собой три больших прута с диаметром в 12 мм и длиной в 3 метра. Перед тем как их смонтировать, необходимо сделать небольшой приямок на глубину в 0,8 метра. Только после этого пруты забиваются практически на всю свою длину. Расположить их нужно треугольником. Небольшая часть прута остается на поверхности, чтобы к ней можно было приварить полоску металла.
Если точно известно, что грунтовые воды на даче находятся близко к поверхности, тогда монтаж заземления для громоотвода осуществляется без использования длинных штырей. Из металлической планки изготавливается прямоугольник, который вкапывается в землю на глубину в 0,8 метра. Стоит сказать, что металлическая шинка в этой конструкции должна иметь площадь сечения не меньше 100 мм 2 .
Молниеприемник
Следующим элементом громоотвода, который можно смонтировать является мачта. Ее высоту можно определить с помощью формул, которые приводились выше. Так как установка мачты осуществляется на крыше, то работать необходимо в сухую погоду без ветра. Для установки молниеприемника необходимо выбрать высшую точку на кровле. В некоторых случаях высота громоотвода получается большой, что требует дополнительного укрепления мачты. Сделать это можно с использованием обычных тросов, которые монтируются в качестве растяжек для громоотвода.
Важным требованием к молниеприемнику громоотвода является его монтаж точно в вертикальной плоскости. Для этого можно использовать один или несколько пузырьковых уровней. Установить громоотвод можно на мачту, но стоит понимать, что металлическая часть мачты должна быть изолирована от кровли, т. к. разряд может уйти не в том направлении, куда это нужно. Для молниеприемника можно использовать круглую или прямоугольную арматуру. Значение имеет только ее сечение, которое не должно быть меньше 60 мм 2 . Если сечение будет занижено, тогда сопротивление проводника возрастет и он может не выполнить своего предназначения.
Токоотвод
Две крайние составляющие громоотвода готовы, теперь их необходимо объединить в общую систему. Для этого потребуется установка токоотвода. Лучшим материалом для токоотвода является медь, но найти изделие требуемого сечения проблематично и довольно дорого, поэтому чаще всего используется стальная проволока, покрытая цинком. Последний защищает ее от быстрой коррозии, причиной которой являются осадки. В этом случае потребуется проволока с диаметром в 6 мм.
Совет! Допускается использование квадратного или прямоугольного проводника, но площадь его сечения должна быть не меньше той, что у стальной проволоки с указанным диаметром.
Проще всего и правильнее всего прокидывать токоотвод по выступу кровли, которым является конек. Если молния ударит не в мачту, а в саму кровлю, то с большой вероятностью она попадет именно в токоотвод. На фотографии выше видно, что размещать проводник громоотвода нельзя впритык к настилу кровли. Для него применяются специальные держатели, которые способны приподнять проволоку над кровлей на 20 см. Сами стойки фиксируются к настилу через диэлектрические прокладки, которые исключают уход разряда в кровельный настил или стропильную систему.
Совет! При работе на крыше во время установки элементов громоотвода важно позаботиться о личной безопасности, используя страховочные тросы.
Лучше не выполнять монтаж громоотвода самостоятельно. Помощник может подавать требуемые элементы, а также следить за страховочными тросами. Важно также правильно подобрать обувь, которая не будет скользить по кровельному настилу.
Когда токоотвод будет полностью протянут по кровле, его необходимо соединить с контуром заземления. Опускать токоотвод лучше по стене здания, используя для этого какой-либо изолятор, чтобы закрыть его хотя бы на рост человека. После соединения всех элементов систему можно считать рабочей. Наглядно процесс монтажа показан в видео ниже.
Исключением для монтажа громоотвода может стать случай, когда дом на даче находится вблизи какой-либо вышки или другого высокого здания. Если рядом с дачей проходят линии электропередач, то они также могут стать естественной защитой от попадания молнии. Но в этом случае важно позаботиться о хорошем заземлении вместо громоотвода. Последнее должно быть спроектировано так, чтобы разряд, который может пойти по линии питания ушел в землю. Кроме того, потребуется установка специальных блоков молниезащиты. Они представляют собой плавкие предохранители, которые перегорают при прохождении большого электрического разряда.
Резюме
Громоотвод является важной мерой предосторожности, которую стоит предусмотреть даже в тогда, когда неизвестны конкретные случаи попадания молнии в жилые дома в конкретной местности. За металлической конструкцией требуется периодический уход. Если основным материалом для сооружения служила сталь, тогда ее можно окрасить «Гальванолом». Каждый сезон необходимо проверять места соединения каждого из модулей, чтобы быть уверенным, что разряд уйдет в требуемом направлении. Если нет желания возиться с размещением громоотвода на крыше, то его можно соорудить на дереве, если оно расположено на подходящем расстоянии от дома. В этом случае прокладка всех коммуникаций осуществляется по стволу.
Необходимость установки системы молниезащиты для частного дома определяется собственником здания исходя из вероятности поражения объекта молнией и возможного материального ущерба. Национальные нормативные документы не предъявляют требования к обязательному выполнению системы МЗ для индивидуальных жилых домов.
Вероятность удара молнии в объект зависит в первую очередь от продолжительности гроз в районе его расположения.
Увеличить
Для дома прямоугольной формы размерами 10х12 м и высотой в коньке 8 м эта зависимость приведена в таблице:
| Среднегодовая продолжительность гроз в часах | Вероятность удара молнии в дом 10х12х8 м* |
| 10-20 | 1 удар в 332 года |
| 20-40 | 1 удар в 166 лет |
| 40-60 (Москва и обл.) | 1 удар в 83 года |
| 60-80 | 1 удар в 60 лет |
| 80-100 | 1 удар в 47 лет |
| 100 и более | 1 удар в 39 лет |
Комплекс средств молниезащиты зданий включает в себя устройства защиты от прямых ударов молнии (внешняя молниезащитная система) и устройства защиты от вторичных воздействий молнии (внутренняя молниезащитная система). В частных случаях молниезащита может содержать только внешние или только внутренние устройства.
Система внешней молниезащиты защищает непосредственно от прямого попадания молнии в объект. Данное воздействие опасно в первую очередь высокой температурой канала молнии, которое может привести к возгоранию горючих конструкций здания.
Более подробно об опасностях, которые несет грозовой разряд молнии можно узнать в цикле статей «Молниезащита для новичков» профессора Э. М. Базеляна.
Состав и исполнение компонентов внешней системы молниезащиты
Система внешней молниезащиты состоит из трех компонентов: молниеприемников, воспринимающих прямой удар молнии; заземляющего устройства, обеспечивающего растекание тока в земле, и токоотводов, осуществляющих связь между двумя первыми элементами.
Молниеприёмники
Выбор количества и высоты молниеприемников должен производиться с помощью расчета зон защиты. В расчетную зону защиты установленных мачт должен входить весь объем защищаемого объекта.
Зона защиты стержневого молниеприемника представляет собой конус, вершина которого совпадает с вертикальной осью мачты. Размеры данного конуса зависят от значения требуемой надежности.
Размеры конуса защиты согласно СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» для надежности 0,9 определяются формулами:
Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода:1 - граница зоны защиты на уровне h x , 2 - то же на уровне земли
Установка отдельно стоящей мачты для защиты дома не будет целесообразна, в силу того, что ее высота должна быть солидной (до 30 метров). Это не только дорого, трудозатратно, но и увеличивает полное количество ударов молнии в рассматриваемый участок земли. Оптимальным будет размещение мачт непосредственно на защищаемом объекте.
Установки одной мачты может быть достаточно только для дома с вальмовой (пирамидальной) кровлей при размещении мачты на вершине крыши.
Для дома прямоугольной формы с двухскатной кровлей (угол ската кровли не менее 35°) для надежной защиты необходима установка двух мачт высотой 2 метра по краям конька кровли. Для дома более сложной формы нужно производить расчет с учетом конструктивно возможных мест установки молниеприемных мачт.
Молниеприемники должны быть выполнены из материалов и размеров (площадь сечения, толщина), соответствующих ГОСТ Р МЭК 62561.2-2014.
Токоотводы
Диаметр токоотводов, выполненных из круглого проката должен быть не менее 8 мм. Токоотводы нужно располагать таким образом, чтобы между точкой поражения и землей ток растекался по нескольким параллельным путям, и длина этих путей была минимальна. Рекомендуется прокладывать токоотводы на максимальном отдалении от дверей и окон.
Непосредственный контакт токоотвода требуемого сечения с материалом стен и кровли не может привести к возгораниям, в силу того, что повышение температуры токоотвода под воздействием тока молнии недостаточно даже для начала процесса обугливания дерева, не говоря уже о других малогорючих материалах. Кроме того, тепловое воздействие очень кратковременно.
Заземляющее устройство
В качестве заземляющего устройства во всех возможных случаях необходимо использовать металлические сваи фундамента или соединенную между собой арматуру железобетонных фундаментов здания. Данное решение примененимо при возможности подключения (наличие выпусков арматуры) и при использовании в качестве гидроизоляции битумных и битумно-латексных покрытий. Эпоксидные и другие полимерные покрытия препятствуют электрическому контакту фундамента с землей, и, следовательно, данный фундамент в качестве естественного заземлителя использоваться не может.
Искусственные заземлители следует располагать под асфальтовым покрытием или в редко посещаемых местах на удалении от пешеходных дорог.
Заземляющее устройство, к которому подключен стержневой молниеприемник, должно иметь следующую минимальную конструкцию:
Три и более вертикальных электрода длиной не менее 3 метров, объединенных горизонтальным электродом, при расстоянии между вертикальными электродами не менее 5 метров.
Заземляющие электроды должны располагаться за пределами защищаемого объекта и быть как можно более распределенными. Предпочтительная глубина залегания электродов не менее 0,5 м, расстояние от стен объекта - 1 метр.
Размеры заземлителей должны соответствовать требованиям коррозионной и механической стойкости. В нормативных документах (ГОСТ Р 50571.5.54-2011) приведены минимальные размеры электродов в зависимости от материала, из которого они изготовлены.
Примечания
* Вероятное число ударов молнии в год для объекта рассчитывается по следующей формуле:
Где:
А - длина здания, м
В - ширина здания, м
Н - высота здания, м
n - среднегодовое число ударов молнии в 1 км 2 земной поверхности, 1/(км 2 *год)
Удельная плотность ударов молнии в землю n определяется исходя из среднегодовой продолжительности гроз в часах следующим образом:
| Среднегодовая продолжительность | Удельная плотность ударов молнии в землю n, 1/(км 2 *год) |
| 10-20 | 1 |
| 20-40 | 2 |
| 40-60 | 4 |
| 60-80 | 5,5 |
| 80-100 | 7 |
| 100 и более | 8,5 |
Период попадания молнии:
Комплектующие внешней молниезащиты
Традиционный вертикальный молниеприёмник в виде двухметровой (GL-21101G) или четырёхметровой (GL-21103G) мачты, поставляется с прикручиваемым острым наконечником.
Мачта изготовлена из нержавеющей стали в виде трубы с толщиной стенки 2 мм.
GL-21101G GL-21103G Вес: 5 кг 10 кг Высота: 2000 мм 4000 мм Диаметр молниеприемника: 35 мм 35 мм Толщина стенки: 2 мм 2 мм
Зажим позволяет быстро прикрепить проволочный токоотвод диаметром 8 мм к фасаду / стене здания.
Зажим с резиновой уплотняющей втулкой позволяет быстро закрепить проволочный токоотвод диаметром 8 мм на крыше, покрытой металлическим профилем / профнастилом.
В комплекте НЕТ винта (на фото - пример).
Зажим с возможностью отключения системы внешней молниезащиты (токоотводов) от заземляющего устройства (например, для проведения замеров). Позволяет соединить по прямой линии токоотводы из проволоки D8.
ZANDZ и GALMAR
Стержни заземления GALMAR и ZANDZ изготавливаются из стали с нанесенным защитным медным покрытием толщиной не менее 0.250 мм, которое обеспечивает гарантированный срок службы устройства до 100 лет.
Конструкция стержней, которые можно соединять между собой и погружать в почву на глубину до 40 метров, обеспечивает достижение низкого сопротивления заземления на небольшой площади. Монтаж производится силами одного человека без использования строительной и специализированной техники.
Модульное заземление можно приобрести и в виде готовых комплектов, и в виде отдельных комплектующих.
Ознакомиться с подробной информацией о технологии модульного заземления можно на отдельной странице .
Пример выполнения молниезащиты частного дома на основе изделий GALMAR и ZANDZ
В правой части страницы приведен список изделий, используя которые, можно организовать полную систему внешней молниезащиты. Все предложенные изделия соответствуют требованиям национальных нормативных документов к минимальным размерам, качеству контактного соединения, механической прочности, сроку службы и т.д.
Молниеприемные мачты крепятся на вертикальных поверхностях стен или дымовых труб, вентиляционных шахт. При размещении мачт следует учитывать размер вылета ската кровли над стенами и проверять возможность применения держателей 21101G/21102G.
Большая часть зажимов для токоотводов представлена в двух исполнения: оцинкованная крашенная сталь и медь. Крепление токоовода с помощью зажимов выполняется с шагом 1 метр. Тип зажимов выбирается исходя из поверхности размещения (кровля: плоская, скат, конек; фасад и т.д.) и его материала (металлопрофиль, натуральная черепица и т.д.). Следует обратить внимание, что у фасадных и кровельных зажимов нет в комплекте анкерных болтов. Их тип и длину необходимо выбирать в зависимости от материала основания.
Также возможен вариант крепления токоотводов к водосточной системе дома (крепление к водосточному желобу, трубе).
Заземляющее устройство собирается из компонентов системы модульного заземления.
Пример комплектации изделий для молниезащиты дома прямоугольной формы размерами 8х10 м высотой в коньке 8 м, угол ската кровли 35°. Материал кровли - металлочерепица, материал стен - брус деревянный.
А=10 м; В=8 м; Н=8 м; α=35°;
Нкр=3,5 м; Нст=4,5 м; Lск=6,1 м
Молниеприемники соединяются между собой для организации двух токоотводов от каждого молниеприемника.
| Молниеприемник | ||
| GL-21101G | GALMAR Молниёприемник вертикальный (молниеприёмник-мачта) | 2 шт. |
| GL-21202 | GALMAR Держатель для молниеприёмника - мачты GL-21101G к стене (нержавеющая сталь) | 2 шт. |
| GL-20022 | GALMAR Зажим к молниеприёмнику - мачте GL-21101G для токоотводов (нержавеющая сталь) | 2 шт. |
| Токоотвод | ||
| GL-11149-10/20/50 | GALMAR Проволока омеднённая (D 8 мм / S 50 мм²; бухта 10/20/50 метров) | 40 м |
| GL-11551A | GALMAR Зажим для соединения токоотводов (крашенная оцинкованная сталь) | 6 шт. |
| Зажимы для крепления токоотводов на кровле | ||
| GL-11564A | GALMAR Зажим на конёк для токоотвода с его возвышением над зажимом на 15 мм (крашенная оцинкованная сталь) | 11 шт. |
| GL-11747A | GALMAR Зажим на крышу, покрытую металлическим профилем / профнастилом, для токоотвода (крашенная оцинкованная сталь) | 12 шт. |
| Зажимы для крепления спусков токоотводов | ||
| GL-11703A | GALMAR Зажим к фасаду для токоотвода с возвышением 15 мм (крашенная оцинкованная сталь) | 10 шт. |
| GL-11562A | GALMAR Зажим контрольный для соединения токоотводов проволока + полоса (крашенная оцинкованная сталь) | 2 шт. |
| Заземляющее устройство | ||
| GL-11075-10/20/50 | GALMAR Полоса омеднённая (30*4 мм / S 120 мм²; бухта 10/20/50 метров) | 20 м |
| ZZ-001-065 | ZANDZ Штырь заземления омедненный резьбовой (D14; 1,5 м) | 6 шт. |
| ZZ-002-061 | ZANDZ Муфта соединительная резьбовая | 4 шт. |
| ZZ-003-061 | ZANDZ Наконечник стартовый | 3 шт. |
| ZZ-004-060 | ZANDZ Головка направляющая для насадки на отбойный молоток | 1 шт. |
| ZZ-005-064 | ZANDZ Зажим для подключения проводника | 5 шт. |
| ZZ-006-000 | ZANDZ Смазка токопроводящая | 1 шт. |
| ZZ-008-000 | ZANDZ Насадка на отбойный молоток (SDS max) | 1 шт. |
В случае, если у вас возникли какие-либо сложности в расчете или подборе комплектующих, вы всегда можете обратиться за помощью в наш технический центр.
Молния – это природное явление, обладающие большой разрушительной мощью. Электрический заряд, который содержит в себе молния, стремится попасть в наивысшую точку, чаще всего это крыша дома, антенна, дерево. Последствия такого попадания становится пожар, скачок напряжения, в результате чего могут погибнуть люди, повреждается здание, бытовая техника, электроника. Поэтому при строительстве необходимо уделить особое внимание защите дома.
Молниезащита частного дома бывает двух видов – внутренняя и внешняя.
Работа внутренней молниезащиты направлена на защиту техники и проводки дома от перенапряжения. Внешняя защита напрямую отводит заряд молнии в землю.
молниезащита частного дома фото
Строение внешней молниезащиты
Внешняя защита состоит из молниеотвода (громоотвод), токоотвода и заземлителя.
Важно: заземление молниеотвода должно быть отдельным от общего контура заземления дома.
Молниеотвод непосредственно на себя улавливает молнию, это происходит в первую очередь из-за материала из которого его изготавливают, после чего с помощью токоотвода энергия уходит в землю.
В зависимости от принципа действия, система внешней молниезащиты подразделяется на пассивную и активную.
Пассивная система
Чаще всего используют пассивную систему защиты от молний. Из-за простоты конструкции, вы сможете самостоятельно установить ее, не прибегая к помощи специалистов. Но при всем при этом следует учесть несколько нюансов – материал кровли, вид крыши, тип грунта. При установке такой системы следует учитывать затраты на ежегодную эксплуатационную проверку.
Выделяют следующие типы пассивной защиты:
штыревая – молниеотвод устанавливается на кровле и с помощью токоотвода (проволока сечением не менее 6 мм), который крепится к заземлителю, заряд отводится в землю. Система проста по конструкции, чаще всего используется на металлических крышах, недорога, но имеет малую площадь действия.
Важно: молниеотвод для металлических крыш изготавливают из круглой стали и устанавливают на 1,5 – 2 м выше наивысшей точки дома.
тросовая – здесь в качестве молниеотвода используется трос, натянутый между двух подпорок, который соединяется с токоотводом и заземлителем. Такая конструкция предпочтительна для временных сооружений, павильонов, а также для крыш, покрытых шифером.
Важно: трос или проволока натягивается на высоте до 50 см от кровли.
сетчатая – наиболее сложная система по монтажу, используется на крышах, покрытых металлочерепицей, и представляет собой сетку.
Активная система
Принцип действия активной молниезащиты заключается в том, что молниеприемник ионизирует воздух вокруг себя, тем самым перехватывая заряд молнии. Такая система стоит значительно дороже пассивной, но радиус ее действия около 100 метров, что позволит вам защитить не только дом, но и ближайшие строения. К основным достоинствам можно отнести – компактность, не броскость, автономность работы.
Строение внутренней молниезащиты частного дома
Внутренняя защита дома заключается в установке специального оборудования, которое будет непосредственно подключено к электрощитовой. Ограничители перенапряжения позволят сохранить ваш дом от потерь, не только когда в ваш дом попадет молния, но также от всевозможных скачков напряжения. Также для этих целей используют устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП), которые устанавливают на вводе в дом. Принцип их работы заключается в отводе излишнего импульса через заземление.
Схема подключения УЗИП
Заземление частного дома
Заземление дома играет большую роль в защите дома от различных происшествий, в том числе - удар молнии, скачок напряжения в сети из-за аварии. Существует несколько видов заземлений, среди которых выделяют – фундаментальное, глубинное и кольцевое. Перед установкой заземления необходимо произвести расчет с учетом сопротивления грунта, промерзания земли. Заземлительный контур можно сделать самостоятельно, для этого вам понадобится заземлители, изготовленные из меди, или стали, а также металлоконструкция которая будет их соединять между собой. Заземлители с металлосвязью должны создать жесткий контур в виде равностороннего треугольника. В качестве вертикальных заземлителей могут быть использованы равнополочные уголки, арматура или трубы, которые соединяют между собой металлическими полосами. Лучше всего в качестве крепления использовать сварку. Чтобы произвести правильный монтаж заземления, необходимо вырыть траншею от дома, глубиной 0,5 – 0,7 м, которая будет заканчиваться треугольной ямой. Вертикальные заземлители забиваются на одинаковом расстоянии друг от друга, глубиной не менее 2 метров. Они соединяются горизонтальными полосами между собой, длина полос 1,2 м. К одной вершине треугольника присоединяется шина, которая прокладывается к фундаменту дома. С помощью медного провода сечением не менее 6 мм шина соединяется с электрощитом дома.
Заземление для молниезащиты может быть выполнено так же, либо линейным способом. В котором заземлители соединяются между собой на одной линии. Используют не менее трех заземлителей. Минусом такой системы является снижение ее эффективности из-за воздействия электродов друг на друга. Также следует учитывать, что при выходе из строя первого заземлителя, перестает работать вся система.
Молниезащита в частном доме своими руками.
В качестве громоотвода можно использовать металлический штырь, трубу, закрытую сверху или любой конус изготовленный из меди, алюминия или оцинкованной стали. Молниеприемник устанавливают таким образом, чтобы он был на 1,5 м выше наивысшей точки кровли. Закрепить его можно непосредственно к крыше, антенне, дымоходе.
Важно: молниеотвод нельзя красить и изолировать.
Громоотвод соединяют с токоотводом, в качестве которого используется проволока сечением не меньше 6 мм. Для соединения молниеприменика и громоотвода применяют сварку или болтовое соединение. Токоотвод спускают с крыши и направляют к заземлителю в землю. Провод спускают таким образом, чтобы он находился в отдалении от окон и дверей. Токоотвод укрепляется вдоль стены с помощью специальных креплений.
Важно: избегать поворотов токоотвода под острым углом – чревато возникновением искрового заряда.
Крепление провода токоотвода с заземлителем.
Молниезащита требует ежегодного ухода за ней, проверку целостности соединений, креплений, если необходимо проводим зачистку и подтяжку болтов.
Стержневой громоотвод дома:
молниеприемник;
деревянная мачта;
токоотводящий провод;
заземлитель;
место соединения конца токоотвода и заземлителя; 6 - фундамент;
уровень почвы.
Молниезащита частного дома с крышей из металлочерапицы выполняется в виде сетки, которую изготавливают из провода и крепится непосредственно к черепице.
Важно: при установке молниезащиты, крыша должна иметь несгораемую подложку.
Видео
Частный дом и загородные дачи нередко расположены на открытом пространстве, где единственным возвышением выступают сами постройки. Из-за чего во время грозового периода возникает существенная угроза попадания молний в здания. Такая ситуация угрожает не только поражением электротоком всем находящимся в нем людям, но и возможностью возгорания, которая приведет к пожару и существенной порче имущества. Так как никто не может предвидеть место попадания разряда, наиболее эффективным способом предотвращения его негативных последствий является громоотвод.
Именно поэтому для большинства владельцев частных домов и дачных участков актуально устанавливать громоотвод своими руками. Исключением могут быть постройки расположенные в низине, крыша которых находится ниже верхней точки грунта или попадающие в зону защиты соседней постройки и ее молниеотвода.
Устройство и принцип работы типового громоотвода
Рисунок 1: устройство громоотводаВся конструкция громоотвода представлена тремя элементами: молниеприемником, токоотводом и заземлителем. В зависимости от местных условий и ваших предпочтений каждый из них может иметь различное исполнение. Теперь разберем, зачем каждый из них нужен, и какой вариант выбрать в той или иной ситуации.
Молниеприемник
Из самого названия данного элемента происходит его назначение, по факту он выполняет роль электрода, принимающего электрический разряд молнии. Основной критерий для него – хорошая проводимость и термическая устойчивость, так как величина тока может достигать 100 – 200 кА, которая запросто пережжет тонкие проводники. В качестве молниеприемника могут устанавливаться:
- стержневые конструкции;
- решетка;
- трос;
- сама поверхность крыши.
Стержневые молниеприемники могут устанавливаться как непосредственно на самой крыше, так и на специальной металлической мачте. При этом их высота должна обеспечивать необходимую зону защиты для всех конструкций постройки. Поэтому такой молниеприемник актуален для зданий с небольшой площадью и высотой.
Рис. 2: стержневой молниеприемник
Такие стержневые устройства могут быть медными, алюминиевыми или стальными. Первые два обладают хорошей устойчивостью к коррозионному разрушению, благодаря чему такой громоотвод практически не теряет проводимости и сечения даже при длительной эксплуатации. Металлический штырь из стали, в отличии от двух предыдущих, куда менее подвержен оплавлению от протекания больших токов, из-за чего он куда лучше подходит для местности с частыми ударами молнии.
Рис. 3: сетчатый молниеприемник
Решетка в качестве молниеприемника используется для большой площади, к примеру, многоэтажных домов или торговых центров. В отличии от предыдущего варианта, она не влияет на дизайн постройки, поэтому может применяться в любых современных экстерьерах. Такой громоотвод должен иметь заданное сечение и размер ячеек, как правило, выбирается арматура не менее 6 мм 2 . Ее монтаж выполняется на безопасном расстоянии от крыши (не менее 15 см) через термоизолирующие несущие конструкции.
Рис 4: тросовый молниеприемник
Тросовый громоотвод представляет собой гибкий провод, который растягивается над защищаемой территорией или постройкой. Позволяет защитить длинный участок при меньших затратах материалов на громоотвод. Выполняется как на отдельно стоящих опорах, так и на крыше дачной постройки. В первом случае опоры устанавливаются в начале и конце участка, а во втором, в начале и конце крыши.
Если в качестве кровельного материала применяются токопроводящие варианты (профнастил, металлочерепица и прочие), их можно использовать в качестве молниеприемника для громоотвода. Но при этом должны соблюдаться такие условия:
- толщина металлического слоя не менее 4 мм для стали, 5 мм для меди или 7 мм для алюминия;
- под кровельным материалом отсутствуют легко воспламеняющиеся материалы (утеплители, стропила и т.д.);
- снаружи металл не покрыт диэлектрическим материалом.
Изготовление громоотвода из металлической кровли позволяет сэкономить средства на молниеприемнике.
Токоотвод
Представляет собой проводник, отводящий электрический ток от молниеприемника к заземлителю. Может выполняться из металлической проволоки или шины. Должен иметь сечение не менее 16 мм 2 , если изготовлен из меди, 25 мм 2 из алюминия, 50 мм 2 из стали. К токоотводу предъявляются такие требования:
- Должен изолироваться от стен и других конструкций дома;
- Для него выбирается наикратчайший путь протекания тока;
- Отсутствие изгибов и витков, на которых может произойти пробой воздушного промежутка;
- Достаточная проводимость в местах электрических соединений.
При необходимости токоотвод изолируется от поверхности дома при помощи кабельного канала или любым другим способом. Особенно актуальна такая процедура для зданий с токопроводящей отделкой или горючей поверхностью.
Заземлитель
Изготавливается в виде , который закапывается в грунт. В качестве материала применяются стальные или медные элементы, которые закапываются в землю. Формируется из арматуры или шины, требования к которым устанавливаются п.1.7.111 ПУЭ и приведены в Таблице 1
Таблица 1
| Материал | Профиль сечения | Диаметр, мм |
Площадь поперечного сечения, мм | Толщина стенки, мм |
| Сталь | Круглый: | |||
| черная | 16 | — | — | |
| 10 | — | — | ||
| Прямоугольный | — | 100 | 4 | |
| Угловой | — | 100 | 4 | |
| Трубный | 32 | — | 3,5 | |
| Сталь | Круглый: | |||
| оцинкованная | для вертикальных заземлителей; | 12 | — | — |
| для горизонтальных заземлителей | 10 | — | — | |
| Прямоугольный | — | 75 | 3 | |
| Трубный | 25 | — | 2 | |
| Медь | Круглый: | 12 | — | — |
| Прямоугольный | — | 50 | 2 | |
| Трубный | 20 | — | 2 | |
| Канат многопроволочный | 1,8* | 35 |
Все детали заземляющего контура могут как закольцовываться и формировать замкнутую цепь, так и выстраиваться в сплошную линию. Разумеется, что замкнутый вариант считается более надежным. Размеры контура подбираются в зависимости от местных условий.
Рис. 5: пример установки заземлителя
Основное требование к заземляющему контуру – обеспечение установленной величины переходного сопротивления металл – земля, поэтому его лучше располагать в влажном слое, периодически поливать водой или обрабатывать материалами, уменьшающими переходное сопротивление и увеличивающими площадь тока растекания (древесный уголь и соль). Согласно п.1.7.103 ПУЭ сопротивление должно быть не более 5, 10 и 20 Ом для сетей с фазным напряжением 380, 220 и 127 В соответственно.
Расположение заземлителя делается не ближе 1 м от стен и 8 м от пешеходных дорожек. Так как в этой точке возникает шаговое напряжение, способное нанести удар током любому, кто находится в радиусе зоны поражения, поэтому приближаться к контуру во время грозы категорически запрещено, как и прикасаться к его токоведущим элементам.
Подготовка
На подготовительном этапе перед монтажом молниезащиты необходимо произвести расчет параметров будущего громоотвода и подобрать все элементы. Это позволит определить, попадут ли постройки в защитную зону и какие параметры необходимо изменить в случае возникновения недочетов.
Расчет защитной зоны
Если устройство молниезащиты предусматривает в качестве приемника решетку или поверхность крыши, то зона защиты будет полностью закрывать постройку. Но для тросовых и стержневых молниеотводов необходимо рассчитывать защитную зону.
Рис. 6: зона защиты стержневого молниеотвода
Посмотрите на рисунок, зона защиты представляет собой конус в пространстве, где вероятность попадания молнии значительно сокращается. Для определения параметров этого конуса по отношению к самому громоотводу и зданию производится расчет. Способы расчета зоны громоотвода для каждого типа выполняются на основании СО 153-34.21.122-2003.
Рис. 7: параметры зоны защиты стержневого молниеотвода
Посмотрите на рисунок, здесь изображены следующие параметры:
- x и y — расстояние от места установки молниеприемника до контура границы здания.
В зависимости от высоты установки громоотвода и требуемой надежности подбирается формула определения зоны, которую он защищает. Для этого используются данные из таблицы 2
Таблица 2
| Надежность защиты | Высота молниеотвода h , м | Высота конуса h 0 , м | Радиус конуса r 0 , м |
| 0.9 | От 0 до 100 | 0,85h | 1,2h |
| От 100 до 150 | 0,85h | (1,2-10 -3 (h -100))h | |
| 0,99 | От 0 до 30 | 0,8h | 0,8h |
| От 30 до 100 | 0,8h | (0,8-1,43·10 -3 (h -30))h | |
| От 100 до 150 | (0,8-10 -3 (h -100))h | 0,7h | |
| 0,999 | От 0 до 30 | 0,7h | 0,6h |
| От 30 до 100 | (0,7-7,14·10 -4 (h -30))h | (0,6-1,43·10 -3 (h -30))h | |
| От 100 до 150 | (0,65-10 -3 (h -100))h | (0,5-2·10 -3 (h -100))h |
Для определения радиуса зоны громоотвода на определенной высоте используется формула:r x =r 0 ×(h 0 -h x)/h 0
Рис. 8: зона защиты тросового громоотвода
На рисунке показана принципиальная схема зоны защиты для тросового громоотвода при его небольшой протяженности. При больших расстояниях из-за плохого натяжения в средней точке может возникать провисание, которое немного исказит границы защищаемой громоотводом области.
Рис. 9: Параметры зоны защиты тросового молниеотвода
Посмотрите на рисунок, здесь зона громоотвода характеризуется такими параметрами:
- h – высота самого громоотвода;
- h 0 – высота зоны защиты громоотвода;
- h x – высота в определенной точке (устанавливается на уровне крыши здания);
- r 0 – радиус зоны защиты громоотвода на земле;
- r x – радиус зоны защиты громоотвода в выбранной точке;
- L – длина троса громоотвода.
По величине необходимой надежности, в зависимости от высоты громоотвода, параметры зоны защиты вычисляются по формулам из таблицы 3.
Таблица 3
| Надежность защиты | Высота молниеотвода h , м | Высота конуса h 0 , м | Радиус конуса r 0 , м |
| 0.9 | От 0 до 150 | 0,87h | 1,5h |
| 0,99 | От 0 до 30 | 0,8h | 0,95h |
| От 30 до 100 | 0,8h | (0,95-7,14·10 -4 (h -30))h | |
| От 100 до 150 | 0,8h | (0,9-10 -3 (h -100))h | |
| 0,999 | От 0 до 30 | 0,75h | 0,7h |
| От 30 до 100 | (0,75-4,28·10 -4 (h -30))h | (0,7-1,43·10 -3 (h -30))h | |
| От 100 до 150 | (0,72-10 -3 (h -100))h | (0,6-10 -3 (h -100))h |
Радиус зоны громоотвода на высоте здания вычисляется по формуле: r x =r 0 ×(h 0 -h x)/h 0
Выбор материала для громоотвода
В качестве материала для громоотвода принято использовать три варианта: медь, алюминий и сталь. Медные громоотводы характеризуются длительным сроком эксплуатации и отличаются способностью сохранять свои параметры в течении всего периода установки даже на подземных участках. Но главным недостатком медного громоотвода является его высокая стоимость.
Алюминиевый характеризуется куда меньшим весом, поэтому создает незначительную нагрузку на несущие конструкции постройки. Также имеет хорошую проводимость электрического тока. Но, со временем, подвергается разрушению от атмосферных факторов и легко поддается механической деформации.
Стальные наиболее прочные, они легко выдерживают ветровые нагрузки а элементы такого громоотвода можно соединить сваркой, в отличии от медных и алюминиевых. Также он характеризуется низкой себестоимостью. К недостаткам стального громоотвода является высокое удельное сопротивление и подверженность коррозии.
Место установки
Для установки громоотвода должна выбираться самая высокая точка. Поэтому его размещают на крыше здания, если ее высоты недостаточно для попадания всей постройки в зону защиты, могут применяться специальные опоры или находящиеся поблизости деревья. Для определения актуального места установки громоотвода на план участка необходимо нанести зону защиты, полученную при расчете.
Рис. 10: зона защиты на плане постройки
Крыша является наиболее выгодным вариантом, так как пик зоны защиты будет расположен над зданием. Отдельно стоящая опора или несколько позволяют смещать защищаемую громоотводом область в нужную точку участка, и отлично подходит для ситуаций, когда строения рассредоточены на участке. Использование дерева в качестве опоры позволяет сэкономить на приобретении и установке металлической или железобетонной конструкции, но обуславливает ряд сложностей в процессе эксплуатации поэтому считается нежелательным вариантом.
Пошаговая инструкция изготовления громоотвода
Наиболее простыми вариантами для дачного громоотвода является стержневой и тросовый, их вы сможете реализовать своими руками. Чтобы не допустить ошибок и лишних затрат при монтаже молниеотвода, соблюдайте следующую последовательность.
Стержневого
Для сооружения громоотвода стержневого типа выполните следующие манипуляции:
Расстояние между ними и их высота подбирается таким образом, чтобы проводник не провисал к поверхности крыши и стен.
Тросового
Монтаж тросового громоотвода выполняется идентично. В зависимости от конкретной ситуации трос может натягиваться гибким тросом между опорами или устанавливаться на кронштейнах. В первом случае молниеприемник будет провисать при изменении натяжения, поэтому крепление на кронштейне жесткой медной или стальной проволоки куда выгоднее. Такая процедура выполняется в следующей последовательности:
Окончив установку любого из предложенных типов, обязательно проверьте сопротивление всей конструкции. В идеале проверка выполняется при помощи моста, но в домашних условиях подойдет и обычный мультиметр или контрольная лампочка.
Видео инструкции
Перед тем как начинать разработку молниезащиты для своего дома или дачи, нужно разобраться, что такое громоотвод в принципе и как организовать его установку. Молниеотвод – система проводников, которые отводят электрический разряд в землю так, чтобы он не причинил вреда защищаемому объекту. Задача любого громоотвода – оградить здание от попадания в него молнии. На этом видео с громоотводом в действии можно прочувствовать всю мощь стихии.
Металлическая кровля наиболее опасна
Залог защиты от молнии – комплексный подход
Молниезащита частного дома – достаточно широкое понятие. Прежде всего, она подразделяется на два подвида: внешнюю и внутреннюю. Только комплексный подход и правильное устройство как внешней, так и внутренней защиты гарантирует безопасность дома.
Внешней составляющей молниезащиты является громоотвод. В зависимости от конструкции молниеприемника различают несколько разновидностей:
- стержневой;
- тросовый;
- сетчатый.
Самым популярным видом громоотводов для частного дома является стержневой. Это обусловлено простой конструкцией и легкостью изготовления своими руками. Тросовый молниеотвод представляет собой один или несколько металлических канатов, натянутых на опорах над крышей дома. Не менее эффективным типом молниеотвода является сетчатая конструкция. Это металлическая сетка с заземлением, которая порывает крышу по всей поверхности.
Устройство молниезащиты
Внутренняя молниезащита должна обезопасить дом, его жильцов и все, что в нем находится от последствий удара молнии. Разряд такой мощности не может пройти бесследно, даже если на его пути встанет хороший громоотвод. Образуется сверхмощное электромагнитное поле, в зону действия которого попадают все проводники, чаще всего – инженерные коммуникации: газопровод, водопровод, отопительная система. Возникает сильное перенапряжение.
Для внутренней защиты здания и электроприборов устанавливают специальный аппарат – ограничитель перенапряжений или УЗИП – устройство защиты от импульсных перенапряжений. Это оборудование в комплексе с качественной наружной молниезащитой сделают дом защищенным от удара молнии.
Внутренняя молниезащита также важна
Из чего состоит молниеотвод
Для того чтобы собственноручно спроектировать, изготовить и установить защиту от грозы в своем доме, нужно разобраться, из каких элементов она состоит. Молниеотвод в частном доме состоит из нескольких составляющих:
- молниеприемник;
- токоотвод;
- заземлитель.
Простым языком принцип действия молниезащиты можно описать так: молниеприемник «собирает» все молнии в зоне своего действия и направляет их по токоотводу в землю.
Молниеприемник – та часть громоотвода, которая первая принимает на себя удар молнии. Самым распространенным вариантом самодельных громоотводов является стержневой тип. В зависимости от размеров и конфигурации дома, он может быть установлен на крыше или на отдельно стоящей опоре.
Стержневой молниеприемник на крыше
Токоотвод – проводник, который направляет молнию в землю. Он представляет собой медный, стальной или алюминиевый провод. Главное условие – токоотвод не должен соприкасаться с другими металлическими частями дома.
Заземлитель – металлические прутья, которые отводят ток в землю. Чаще всего заземлитель имеет вид трех длинных отрезков профиля, вкопанных в почву. Между собой они соединяются треугольником. Все элементы молниезащиты в частном доме соединяются между собой при помощи сварки. Если такой возможности нет, используют болтовое соединение.
Подготовка к самостоятельной установке громоотвода
Самым простым этапом организации молниезащиты является ее установка. Куда более ответственными считаются подготовительные работы: расчеты, выбор места и материалов. Отсутствие критических ошибок на этом этапе гарантирует 60% успеха. Именно поэтому не следует преуменьшать важность тщательной и скрупулёзной подготовки.
Схема отведения ударов молнии
Формула для точного расчета
Не нужно полагать, что любой длинный обрезок арматуры, установленный на крыше дома и соединенный с землей проводом защитит жилище от удара молнии. Громоотвод – конструкция достаточно сложная и чрезвычайно ответственная. Перед тем как сделать молниеотвод в частном доме, необходимо произвести все расчеты, оценить риски и учесть все мельчайшие нюансы.
Для расчета не нужно изучать пособие по электромеханике и вспоминать правило буравчика. Задача – подобрать необходимый размер громоотвода, чтобы обеспечить защиту на нужной вам площади. Если точно просчитать зону действия по формулам, можно добиться защиты 98%, что исключает попадание молнии в дом.
Если речь идет о молниеотводе стержневого типа, который идеально подходит для защиты небольшого дома или дачи, зона защиты имеет форму конуса. Расчетными методами были получены коэффициенты, которые используются для определения необходимой высоты громоотвода.
h = (rх+ 1,63hx)/1,5, где h – высота стержневого молниеотвода;hx – высота защищаемого здания;rx – необходимый радиус зоны защиты на уровне верхней точки защищаемого здания.
Эта формула верна для громоотводов высотой не более 150 м, что более чем достаточно для устройства молниезащиты частного дома.
Зона защиты громоотвода
Выбор материала для громоотвода
Перед тем как сделать громоотвод на даче или у себя дома, нужно определиться с материалами. Металл для изготовления имеет большое значение. На сегодняшний день его делают из стали, меди или алюминия. Разница значения сопротивления этих материалов обуславливает разную необходимую площадь поперечного сечения.
Чтобы отобразить свойства всех трех видов наглядно, данные внесены в таблицу:
Минимальные размеры проводников при использовании разных материалов
Из таблицы видно, что лучше всего с задачей справляется медь. Дешевле делать громоотвод своими руками из стального профиля. Токоотвод имеет меньшее сечение, нежели остальные элементы молниезащиты. Правильно будет постепенно наращивать его толщину от молниеприемника к заземлению. Лучше всего использовать один и тот же металл для всей конструкции.
Медь – самый надежный материал
Место установки громоотвода и заземлителя
Не менее важно правильно подобрать место для установки. Громоотвод должен быть самой высокой точкой на участке. Не забывайте про зону защиты в форме конуса. Следите, чтобы весь ваш дом попадал в эту зону. Получается, что чем дальше от дома находится защита, тем выше он должен быть.
Из экономических соображений разумней располагать громоотвод на крыше дома, тогда не придется тратиться на дополнительное сооружение высокой опоры. Профессионалы не рекомендуют устанавливать молниеприемник по центру крыши, лучше закрепить его на одной из стен. Так вероятность того, что на пути молнии станет какой-то элемент кровли снижается.
Отдельно следует подумать о размещении заземлителя. В тот момент, когда разряд огромной мощности будет уходить в землю, около заземлителя не должно быть никого. Поэтому ограничивается минимальное расстояние от заземляющего контура до стены дома – 1 м, и до пешеходных дорожек и тротуаров – 5 м. Расположите заземлитель в укромном месте, сделайте ограждение или установите предупреждающий знак.
Опора должна быть надежно закреплена
Алгоритм установки молниеотвода
После того как все необходимые расчеты выполнены, место установки выбрано, а нужное количество подходящего материала закуплено, можно приступать к сооружению молниезащиты. Установка производится в несколько этапов. Основным монтажным работам предшествуют земляные. Подробную инструкцию о том, как сделать громоотвод в частном доме можно посмотреть в видео:
Видео:Громоотвод частного дома
Обязательные работы по заземлению
Несмотря на то что громоотвод располагается на высоких опорах, начинать его установку следует с земли. Первым делом нужно вырыть яму для заземления. До того как сделать громоотвод на даче или на приусадебном участке, определитесь с типом заземления.
Заземлитель замкнутой формы представляет собой три металлических стержня, сваренных треугольником при помощи металлической полосы. Для такого типа заземления придется вырыть яму соответствующей формы и глубины. Линейный тип заземления требует для установки наличия траншеи. Электроды заземления устанавливаются в одну линию и соединяются сваркой.
Для замкнутого заземлителя яма будет выглядеть так
Не стоит рыть яму глубиной равной длине электродов. Достаточно углубиться в грунт на 0,5-1 м. Стержни заземлителя все равно нужно будет забивать в землю. Проанализируйте в каком месте токоотвод будет встречаться с землей и соедините эту точку с местом залегания заземлителя глубокой траншеей.
Внутренняя система молниеотведения тоже должна быть заземлена. Щиток соединяется с заземлителем длинным проводом, который прокладывается под землей. Для этих целей нужно вырыть еще одну траншею, соединяющую будущий заземлитель с устройством защиты от перенапряжений.
Позаботьтесь о грунте. Чтобы ток легко уходил в землю, почва должна иметь высокий показатель электропроводности. Песчаные грунты не могут похвастаться таким свойством. Часто почву в районе заземления искусственно пропитывают раствором соли, чтобы поднять этот показатель.
Порядок основных работ
Конструкция заземления проста, но должна отвечать всем требованиям надежности и безопасности эксплуатации. В качестве заземлителя в домашних условиях используйте несколько длинных отрезков стального профиля: уголок, полоса, труба. Они соединяются между собой очень прочно – сваркой. Материал для заземлителя следует брать с большим запасом. Находясь под землей во влажной среде, металл легко поддается коррозии, ржавеет, разрушается и уменьшается в размерах.
Заземление частного дома
Установите опору для молниеотвода в выбранном месте. Она должна быть устойчивой и прочной, чтобы защита от молнии не упала и не сломалась от сильного ветра еще до того, как начнется гроза.
Подготовьте стержневой молниеприемник нужной длины, которую вы вычислили по формуле. Если у вас не нашлось одного длинного отрезка металлопроката, ничего страшного. Можно соединить сваркой несколько частей. Если в качестве громоотвода вы взяли полую трубу, заглушите ее край металлической пробкой и заварите. Установите молниеприемник на опору.
Молниеприемник нужно надежно закрепить
Провод подходящего диаметра и длины нужно очень надежно подсоединить к молниеприемнику. Вместо толстой проволоки можно использовать стальную полосу. Она тоже достаточно гибкая и не хуже справляется с отводом разряда по контуру заземления.
Токоотвод должен быть изолирован от металлических частей кровли
Проконтролируйте, чтобы контур заземления по всей длине не соприкасался с металлическими частями дома. Как известно, ток движется по пути наименьшего сопротивления. Неправильная организация молниезащиты может пустить разряд молнии в 200 000 А в другом направлении.
Медный токоотвод
Токоотвод должен привариваться к заземлителю не только в месте их соединения, но и по всей длине заземлителя, уходя в почву. Заземлитель забейте в землю, а яму и все траншеи – засыпьте.
Регулярный уход за молниеотводом
Молниеотвод – конструкция, выполненная из металла. А металл крайне плохо переносит агрессивное воздействие окружающей среды. Чтобы ваш громоотвод не покрылся ржавчиной и не потерял своих свойств, нужно регулярно проводить осмотр и проверку системы.
Изначально на этапе монтажа все болтовые соединения нужно заизолировать и защитить от коррозии специальным составом. Повторять эту процедуру следует ежегодно. Сварные соединения нужно покрыть краской для защиты.
Проверяйте систему по всей длине
Весной, до начала сезона грозовых дождей, желательно провести визуальный осмотр всего контура, проверить контакты, при необходимости, зачистить их от окиси. Плохой контакт в контуре громоотвода очень опасен и может вызвать размыкание системы или возгорание.
Подземную часть молниезащиты тоже следует контролировать. Делать это можно не ежегодно, но не реже одного раза в три года. Заземлитель и токоотвод откапываются и проверяются на предмет повреждений и коррозионных разрушений. Иногда ржавчина так «съедает» металл, что некоторые элементы заземлителя приходится менять.
Важно понимать, что лучше не установить защиту вообще, чем сделать это неграмотно. Когда речь заходит о таком высоком напряжении и силе тока, любая ошибка может стать фатальной. Если вы не уверены в своих силах и сомневаетесь, что сможете установить громоотвод в частном доме своими руками, лучше не рискуйте, а обратитесь за помощью к профессионалам.
«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 красивым
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
Заземлитель представляет из себя несколько металлических стержней, забитых в грунт и соединенных между собой горизонтальной полосой при помощи сварки. Полоса выводится на поверхность земли и приваривается к токоотводу. Как правильно обустроить заземляющий контур, подробно рассказано в статье «Как сделать заземление 220в и 380в в частном доме своими руками - устройство и все размеры».
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.
Зачем нужен молниеотвод
Некоторые не очень грамотные застройщики думают, что прикрепленный на коньке дома металлический штырь будет притягивать к себе все молнии по цилиндрической окружности над ним и по проволоке отводить их в землю. Для этой цели специально закапывается кусок катанки около дома. Такие представления очень далеки от науки, металлический штырь, воткнутый в землю около дома и привязанный к прутку на коньке, никакой пользы не принесет. Почему?
- Где найти такую проволоку, которая бы выдержала ток силой 500 000 А и напряжением 1 000 000 000 В? Именно такой разряд имеет молния во время встречи с землей.
- Зачем в принципе притягивать молнии и направлять их по проволоке, рискуя зажечь строение из-за перегрева токоотвода?
- Что делать, если на дачном участке несколько строений различной этажности? Придется для каждого делать систему громоотвода?
Вывод. Нужно монтировать не громоотвод, а молниеотвод. Все действия должны быть направлены не на притягивание молнии, а наоборот, на создание условий, которые минимизируют вероятность ее попадания в строение.
Молниеотвод защищает строение от попадания разряда молнии
Это очень сложные расчеты, упрощенные формулы дают большую ошибку. Иногда нет возможности выполнить исходные технические условия, причин может быть несколько, часть из них объективная и не поддается человеческому влиянию.
Когда нужно монтировать громоотвод в частном доме
Опять надо вспомнить немного теории о молниях – станут понятнее действия во время монтажа громоотвода. Молний может быть несколько типов, но нас интересует только направление облако-земля. На начальной стадии появляются стримеры, которые в дальнейшем соединяются и образуют ступенчатые лидеры. Именно они ярко светятся и стремительно направляются к земле.
Молния земля-облако
По мере приближения увеличивается напряжения эклектического поля на земле, все имеющие в ней электроны устремляются верх и в самой высокой точке выбрасывают навстречу ответный стример. Он соединяется с лидером, цепь замыкается, электрический разряд уходит в землю. Канал нагревается до 20000–30000°С, воздух расширяется и создает сильные звуковые волны (гром).
Теперь будет понятнее, когда надо монтировать на дом молниеотводы.
- Если земля в данной местности имеет большое количество ионов. Такие зоны располагаются в переувлажненных участках, именно они могут накапливать большое количество заряда. Обратите внимание, как часто в вашей местности бывают молнии, поговорите со старожилами. Если они не могут вспомнить случаев попадания молнии в какие-либо объекты, то монтировать молниеотвод нет никакой необходимости.
- Дом расположен на землях, способных накапливать заряд, удары молнии в этой местности не редкость. Установка молниеотвода обязательна, но нужно строго соблюдать правила монтажа и выполнять предварительные расчеты.
Стоит позаботиться о защите дома от молний
Как действует громоотвод
Эффективная система молниезащиты направлена на то, чтобы свести к минимуму направление ступенчатых лидеров молнии в зону расположения здания. А для этого есть единственное условие – электрический потенциал земли на данном участке должен быть минимальным и обязательно намного меньшим, чем на соседних. Эту задачу и должны выполнять молниеотводы. Они постоянно, а не только во время грозы, направляют в атмосферу электрические заряды и тем самым значительно уменьшают потенциал напряжения. Исчезают условия появления встречных стримеров, молния находит иные точки отвода энергии.
Важно. Если в громоотвод попала молния, это значит, что он смонтирован неправильно и вместо пользы приносит вред.
За ударом молнии следует пожар. И лучше предупредить его, чем тушить
Размер защищаемой площади зависит от количества и качества штырей заземления, именно они собирают электроны и по проводам отправляют их к вертикальному штырю молниеотвода. Оттуда электроны постепенно переходят в атмосферу. За счет такого непрерывного процесса уменьшается потенциал под домом и автоматически минимизируется вероятность попадания в него молнии.
Теперь, когда принцип действия молниеотвода понятен, ясны задачи каждого элемента системы, можно приступать к установке защиты дома.
Пошаговая инструкция установки
Как уже понятно из вышеописанного, молниезащита должна монтироваться только в комплексе с эффективным заземлением, в противном случае система функционировать не будет.
К работам рекомендуется проступать только после расчета количества, размеров и места расположения заземлителей. Выполнить такие расчеты могут лишь квалифицированные специалисты. Они, кстати, должны после монтажа проверить эффективность заземления специальными приборами (мегомметрами), ели показатели окажутся неудовлетворительными, то его придется исправлять или полностью переделывать.
Крыша, на которой будет установлена молниезащита
Шаг 1. Отогните усик крепления проводов, соберите две половинки коньковых держателей.
Как отогнуть усик
Как должна выглядеть деталь
Они изготовлены таким способом, что при помощи регулировочных отверстий и винтов есть возможность изменять главные параметры. Элементы могут прочно фиксироваться к конькам различных размеров, при этом надежность крепления сохраняется весь период эксплуатации, самопроизвольное откручивание полностью исключается.
Фиксация элементов
Шаг 2. Закрепите на коньке держатели токоотводов. Если вы покупаете систему молниеотвода промышленного изготовления – отлично, она имеет все элементы, необходимые для установки оборудования. Сделать их можно и самостоятельно, но для этого потребуется дополнительное время. Кроме того, держатели кустарного изготовления существенно проигрывают в дизайнерском виде и никак не украшают здание.
Расстояние между ними примерно один метр, надо следить, чтобы проволока не касалась покрытия крыши. Старайтесь крепить с одинаковым шагом, так система намного лучше смотрится и не оказывает негативного влияния на внешний вид дома.
Практический совет. На крышах всегда работайте со страховочной веревкой, особенно это касается металлических покрытий. Если нет возможности приобрести промышленное оборудование для альпинистов, то изготовьте элементарное самостоятельно.
Барашки (гайки) затягивайте сильно, пользуйтесь рожковыми ключами или пассатижами. Помните, что потом исправить допущенную ошибку сложно, придется опять забираться на крышу. Обращайте внимание, чтобы все вертикальные стойки для установки проволоки располагались строго на одной линии.
Затягивание гаек
Шаг 3. Приступайте к укладке проволоки на коньковых держателях. Она должна быть ровной, диаметр рассчитывается специалистом, но в большинстве случаев он не может быть менее 6 мм. Желательно, чтобы поверхность проволоки была покрыта слоем цинка, за счет этого значительно улучшаются эксплуатационные характеристики.
Крепление проволоки в держателях
- Проволока не покрывается ржавчиной, на крыше не появляются коричневые потеки. Следы ржавчины намного ухудшают внешний вид строения.
- За счет того что проволока не ржавеет, длительное время остаются неизменными показатели сопротивления. А это очень важный параметр любого громоотвода.
- В местах соединения уменьшается сопротивления, во время эксплуатации оно не ухудшает физических и электрических характеристик.
Не стоит экономить на качестве всех элементов молниезащиты, в противном случае эффективность будет недостаточная, деньги на приобретение и монтаж можно считать напрасно выброшенными. Проволоку зажимайте специальными язычками пассатижами.
Шаг 4. Выступающий за пределы ската конец проволоки согните под прямым углом, оставьте кусок высотой примерно 50 см, излишки отрежьте специальными кусачками.
Шаг 5. Намажьте резьбовые соединения специальной мастикой, если ее нет, то можно пользоваться обыкновенным солидолом. Мастика дополнительно защит металлические поверхности от окисления. Дело в том, что во время закручивания гаек цинк на резьбе срывается из-за сильного трения, а открытий металл требует защиты.
Нанесение мастики или солидола
Шаг 6. Приступайте к креплению проволоки на скатах в продольном направлении. Здесь технология монтажа зависит от типа кровельного материала.
Практический совет. Бывают ситуации, когда по проекту громоотвода требуется одну проволоку перебросить с переднего ската на задний. В месте пересечения с коньковой проволокой их рекомендуется соединить, пользуйтесь для этого элементами с болтовыми затяжками. Таким образом вы добьетесь надежного контакта токоотводов.
Шаг 7. Прикрутите кронштейны к кромке желоба водосливной системы, проволока к ним фиксируется болтами. Соединения затягивайте с большим усилием.
Кронштейны прикручены к кромке водосточного желоба
Способ прокладки токоотводов
Установленные на доме токоотводы присоединяется к заземлению.
Для соединения токоотвода идущего от молниеприемной сетки с заземлителем используют зажим крестовой с разделительной пластиной
Контрольный зажим токоотвода
Изготовление заземления
Это самый важный элемент громоотвода, как уже выше сообщалось, рассчитывать параметры должен только специалист со специальным образованием. Он должен знать сопротивление грунта, его состав, близость грунтовых вод и другие исходные данные. На основании расчетов выбирается материал изготовление металлических штырей, расстояние и количество, глубина закапывания для каждого заземления. В зависимости от размеров дома подбирается конкретное расположение заземлителей.
Для чего заземляют молниеотводы
- У стальных штырей площадь сечения должна быть не менее 80 мм2, у медных 50 мм2. Надо помнить, что и сталь, и медь с различной скоростью окисляются, а окислы негативно влияют на показатели проводимости тока. Сечение и площадь поверхности стержней надо выбирать с запасом, а измерения сопротивления делать ежегодно. При достижении критических значений рекомендуется стержни откапывать и очищать от ржавчины.
- Глубина траншей не менее 5,0 м, длина не менее трех метров. Эти показатели во многом зависят от физических характеристик грунтов, решения принимается специалистом на месте производства работ.
- Все поземные соединения лучше делать сваркой, зажимы быстро теряют начальные значения сопротивления. Сварка делается обязательно с двух сторон, длина шва не менее пяти сантиметров.
- Профессионалы советуют вместо круглых штырей использовать металлическую полосу толщиной не менее 1 мм и шириной примерно три–четыре сантиметра. Такой металл не только дешевле, но и значительно увеличивает время эксплуатации громоотвода за счет большой площади контакта с землей.
Делать или не делать громоотвод – дело каждого застройщика. Строгие требования установлены только для государственных зданий и помещений с большим количеством людей. Точной статистики по работоспособности системы нет, никто не знает, сколько молний удалось отвести от здания и какая эффективность работы устройства.
Теперь вы знаете, как правильно смонтировать громоотвод в частном доме. Но еще раз напоминаем, что перед началом работ надо внимательно проанализировать все факторы, оказывающие влияние на вероятность удара молнии в строение, а только потом принимать окончательное решение. Для того чтобы установка громоотвода давала ожидаемый эффект, крыша дома должна отвечать существующим строительным нормам. А как этого достичь, можно прочитать на страницах нашего сайта.
