Большинство владельцев частных домов, коттеджей и дач стараются создать внутри и снаружи своего жилья максимально комфортные и безопасные условия для проживания. Вполне понятное стремление, но чаще всего собственники такой недвижимости полностью забывают о таком природном явление, как разряд статического атмосферного электричества, который в одно мгновение может нанести огромный вред жилым постройкам и здоровью людей. По своей природной сути, атмосферная молния - это очень мощный разряд электрической энергии, который способен при точном попадании непосредственно в частный дом, уничтожить не только всю бытовую технику и электроприборы, но и само строение в целом.
Если ваше частное владение расположено рядом с высоким зданием, то вам не следует беспокоиться. Система громоотводов многоэтажного объекта обеспечит надежную защиту вашего жилья от поражающих факторов атмосферного электрического разряда. Но такое расположение коттеджей, частных домов и дач практически не встречается в современной действительности. В основном такие объекты недвижимости строятся вдали от высоких зданий, поэтому их необходимо защищать от молний, оснащая современными блоками грозозащиты.
Молния, чаще всего разряжается на самую высокую точку, но даже растущее рядом с домом огромное дерево не способно защитить его от разряда. Только устройство грозозащиты способно полностью защитить от атмосферного разряда ваше жилье с бытовой техникой, а также присутствующих в нем людей. В этой статье мы рассмотрим все вопросы, касающиеся видов молниезащиты и способов их монтажа для любых типов домов, дач и коттеджей. А также в сжатой форме расскажем, как установить громоотвод своими руками, но сначала расскажем о поражающих факторах молний.
Поражающие факторы разрядов атмосферных разрядов
Технология создания защиты от грозы напрямую связана с поражающими факторами атмосферных электрических разрядов. Любое природное явление влияет на окружающую среду с той или иной степенью воздействия. Молния не является исключением и ее поражающие факторы можно разделить на следующие два вида.
Защитить свою собственность от вторичного поражающего фактора можно простым отключением электроприборов от питающей сети на весь период времени прохождения грозового фронта. Для эффективной защиты от прямого попадания молнии необходимо выполнить монтаж молниезащиты в коттедже, частном доме или на даче.
Установка громоотвода и дополнительного защитного оборудования позволит избежать негативных последствий от воздействия разряда на вашу жилую собственность и на проживающих в ней людей, независимо от типа поражающего фактора. Далее мы рассмотрим виды и категории молниезащиты.
Категории и виды внешней защиты от молний
Атмосферная молния - это мощный разряд электричества, подчиняющийся основным законам физики. Всем известно, что электрический ток движется по пути с наименьшим сопротивлением. Главной задачей блока грозозащиты любого вида создать именно такой путь для прохождения электроэнергии, минуя конструкцию строения. При ударе молнии в частный дом, оснащенным таким блоком, вся мощь электрического заряда просто-напросто уйдет в поверхность земли, не нанеся ущерба постройкам, электроприборам и человеку.
В народном сленге такой виды защиты частных строений называется по-разному: заземлением загородного дома, системой молниеотводов, а также громоотводами. Последний вариант наименования совершенно некорректен, ведь гром - это звук удара молнии и отводить его никуда не нужно. Но термин давно прижился и используется в разговорной речи. Независимо от того, как называется защита дома от молний, она предназначена для выполнения одной задачи - отвода энергии атмосферного электрического разряда в землю. Блоки грозозащиты делятся на три категории: по методу и виду защиты, а также по конструктивным особенностям.
Выбрать лучшую защиту от разряда атмосферного электричества для своего дома вам поможет следующая глава статьи, в которой мы расскажем о конструкции наиболее популярной пассивной внешней молниезащите, в дополнение к которой необходимо устанавливать и внутреннюю защиту от вторичного поражающего фактора.
Конструкция пассивной внешней защиты от молний
Конструкция внешнего громоотвода на даче, в коттедже или частном доме довольна проста. Она состоит из трех составляющих частей: приемника молний, токоотводов и заземляющего контура. Токоотводы и заземлители имеют стандартную конструкцию. В отличие от них, молниеприемники пассивных систем защиты можно разделить на три типа, которые мы подробно рассмотрим ниже.
Какой тип молниеотвода использовать - выбирать вам! Каких-либо строгих рекомендаций дать на этот счет невозможно. Все три типа молниеприемников способны надежно защитить частный дом от первичного поражающего фактора молнии.
Следующими элементами в системе молниезащиты являются токоотводы. Главная их задача - это передача энергии атмосферного разряда от молниеприемника к заземляющему устройству. Токоотводы можно изготовить из стальной проволоки диаметром не менее 6 мм, специального медного или алюминиевого кабеля или стальной ленты шириной от 30 мм и толщиной более 2 мм. Любой токоотвод закрепляется на концах молниеотводов с помощью резьбового соединения, сварки или пайки. В частных домах, построенных из негорючих материалов, этот элемент грозозащиты крепится на стенах в незаметном месте с использованием металлического крепежа. Нельзя размещать токоотводы вблизи с окнами и дверями.
Особые требования предъявляются к монтажу токоотводов молниезащиты деревянного дома. При попадании молнии в систему молниезащиты в частном дома, провода токоотводов могут разогреться до высоких температур. Чтобы исключить возгорание деревянных стен строения необходимо правильно установить токоотводящую часть системы грозозащиты. Токоотводы необходимо располагать на расстоянии не менее 10 см от стен постройки. Для одного стержневого молниеприемника необходимо установить один токоотвод, а для тросовых и сетчатых приемников разряда два токоотводящих элемента. Количество токоотводов зависит от количества концов молниеприемников и площади и конструкции кровли.
Последним элементом в системе внешней защиты частного дома от атмосферных электрических разрядов является заземляющее устройство. Простейший заземлитель - это два металлических прутка диаметром не менее 30 мм, забитые в почвенный слой на 2–3 метра и соединенные между собой перемычкой из металлической ленты. Расстояние между этими заземляющими элементами должно быть не менее 3 метров. К этой конструкции присоединяется токоотвод исключительно путем сварного соединения.
Мы рассмотрели конструкцию внешней пассивной молниезащиты. Она способна эффективно защитить частный дом от первичного поражающего фактора молнии. Для защиты дома, коттеджа или дачи от перенапряжений в сети, возникающих при воздействии второго поражающего фактора грозового разряда, необходимо устанавливать дополнительное оборудование. Эти приборы обеспечивают внутреннюю защиту от молний.
Внутренняя молниезащита
Бытовую технику и электроприборы в частном доме следует защищать от воздействия мощного индукционного поля, которое возникает в результате атмосферного разряда. Внешняя молниезащита не способна справиться с этой задачей. Для защиты от грозовых перенапряжений необходимо использовать специальные электротехнические устройства. Они называются устройствами защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП) и устанавливаются в распределительные щиты на входе электрических линий в частный дом. В настоящее время на рынке присутствует большой ассортимент таких приборов, с разными возможностями и уровнем защиты от импульсных скачков напряжения.
Только после установки УЗИП в распределительный щиток и монтажа внешней молниезащиты вы с уверенностью сможете сказать, что ваш дом надежно защищен от всех поражающих факторов молнии. Мы рассмотрели конструкцию защиты от молний для частного дома как внешней, так и внутренней. В следующей части статьи будет дан ответ на вопрос: как сделать громоотвод на даче, в коттедже или частном доме своими руками.
Самостоятельный монтаж молниезащиты
Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что монтаж защиты от молний можно осуществить своими руками без привлечения наемных работников. Конечно, если вы обладаете элементарными навыками монтажных работ. В противном случае следует пригласить специалиста. Если вы все же решили осуществить монтаж громоотвода собственными руками, то сначала следует выполнить проектирование и расчет молниезащиты. Этот процесс не вызовет затруднений. Мы коротко расскажем о проектировании молниезащиты и ее самостоятельном монтаже на примере установки громоотвода со стержневым молниеприемником. Это самый популярный вариант защиты от грозы загородной недвижимости.
Громоотвод со стержневым приемником молний обеспечивает защиту в виде воображаемого конуса, c вершиной на конце молниеприемника. Во внутреннюю зону этого конуса, для обеспечения надежной защиты строения от молний, должен попадать весь объект.
На приведенном рисунке мы видим, что часть дома не попала в зону защиты, поэтому необходимо перенести молниеприемник на середину дома или увеличить его высоту. Лучшим местом для монтажа штыря молниеприемника является конек крыши или печная труба. Расчет высоты стержневого приемника рассчитывается по следующей формуле.
- Rx - нижний радиус защиты воображаемого конуса, который необходимо замерить рулеткой на поверхности земли;
- Ha - высота активной зоны защиты от молний, которая замеряется от земли до наивысшей точки воображаемого конуса;
- Hx - самая высокая точка частного дома, которая может находиться на коньке кровли, печной трубе или на других элементах конструкции;
- H - высота стержня молниеприемника.
После расчета длинны стержня молниеприемника следует определиться с его местоположением и проложить воображаемую трассу монтажа токоотвода от стержня до места установки заземлителя. На этом проектирование и расчет молниезащиты закончен и можно приступить непосредственно к монтажу громоотвода.
Монтаж заземлителя
В первую очередь следует смонтировать заземляющий контур. Для выполнения работ вам понадобится следующий инструмент и материалы:
- болгарка с отрезными кругами, сварочный аппарат, кувалда, молоток и лопата;
- стальной уголок 40×40 для вертикальных штырей и полоса 40×5 для перемычек.
Заземлитель следует монтировать недалеко от стены дома. Выбираем место и выкапываем равностороннюю треугольную траншею глубиной 70 см со сторонами 1.2 метра. До стены дома также необходимо прокопать траншею для укладки токоотвода. В углах треугольника забиваем отрезки стального уголка на глубину 2 метра.
К концам штырей приваривается полоса. К одному углу контура приваривается стальная полоса и выводиться на стену дома, где к ней будет присоединен токоотвод от молниеприемника. Траншея закапывается и утрамбовывается. Заземлитель готов к подключению токоотвода.
Монтаж приемника молний
Лучшим местом для крепления стержня молниеприемника является печная труба, расположенная вблизи конька кровли. Крепить мачту удобнее всего кронштейнами с хомутами на концах.
Альтернативным вариантом крепежа штыря молниеприемника является его установка на специальную опору на коньке дома.
На заключительном этапе монтажа к нижнему концу стержня крепится токоотвод при помощи хомута с резьбовым соединением.
Монтаж токоотводов
Токоотвод, металлический провод диаметром не менее 6 мм прокладывается непосредственно по кровле и стене дома, к месту выхода соединительной стальной полосы от контура заземления. Вся конструкция крепится к кровле и стенам дома пластиковыми или металлическими хомутами с опорой.
Нижний конец провода токоотвода закрепляется на металлической полосе заземлителя с помощью резьбового соединения.
На этом монтаж внешней грозозащиты закончен, но если не установить блок внутренней защиты от перенапряжений, то ваша система защиты от молний будет неполной.
Установка УЗИП
Устройство защиты от импульсных перенапряжений полностью обесточивает электрическую сеть дома при возникновении мощного индукционного поля, то есть вторичного поражающего фактора молнии. Модуль устанавливается в распределительный щиток по следующей схеме.
После установки УЗИП ваша молниезащита частного дома получает полностью законченный функциональный вид. С этой системой ваша недвижимость и бытовая техника надежно защищены от атмосферных электрических разрядов.
Заключение
Качественный монтаж громоотвода обеспечит вам комфортное проживание в своем доме. В этом случае защита от всех поражающих факторов молнии будет обеспечена. Но следует заметить, что молниезащиту необходимо периодически проверять на наличие повреждений. Главное внимание при профилактическом осмотре нужно уделять всем соединениям. Только при условии работоспособности громоотвода, ваш дом будет надежно защищен от попаданий молний.
Видео по теме
Как правильно защитить дом от грозового разряда – молнии? Молния – это природный разряд электричества. Если было бы возможно с аккумулировать мощный заряд молнии, это позволило обеспечить целый район города абсолютно бесплатной электроэнергией. Порой, в наш дом, может «прилететь» по внешним проводам, никем не прирученный, и не столь желанный, но столь губительный для нашей домашней электротехники «синий дракон» по имени молния и уничтожить посильно нажитое имущество — электротехнику. Именно поэтому, к защите дома от молнии необходимо относится серьезно и ответственно и не скупится на материальные расходы для установки молниеотвода, а также автоматики защиты.
Молниезащита бывает двух видов: внутренней и внешней защиты. В комплексе, два охранных контура молниезащиты будут обеспечивать сто процентную защиту вашего дома от молнии, которая защитит как электроаппаратуру, так и человеческую жизнь.
Защита от молнии – внешняя защита
К внешней защите относится молниеотвод, который, как правило, устанавливают на самой верхней точке дома, молниеотвод соединяют с проводником, который отводит разряд в землю. Было время, когда молниеотвод соединяли с заземлением контура дома. Как выяснилось, для отвода грозового разряда лучше использовать независимое заземление. Характеристики заземлителя молниеотвода должны быть такими же, как у контура заземления дома. Его также надо углублять в землю с помощью штырей не менее чем на 3 метра.
Для частных домов, молниеприемник часто устанавливают на крыше дома. Молниеприемники бывают:
- а) тросовой молниеприемник, закрепленный на стойках торцевых частей дома и натянутый вдоль конька, либо используется высокий металлический штырь молниеприемника, который вертикально устанавливается и крепится с помощью растяжек или специального крепления рассчитанного для устойчивости к ветровым нагрузкам.
защита дома от молнии — молниеприемники - б) другой вариант, когда на крышу укладывают металлическую сетку из прутьев, сваренную с шагом ячеек 2–5 м, с сечением прутьев 8–10 мм².
Защита о молнии — сетка - в) третий вариант молниеотвода, используется, если кровля металлическая, тогда отпадает нужда в применении двух предыдущих конструкций. Требуется только заземлить кровлю с помощью проводника и отвести в землю.
Проводник, по которому грозовая энергия молнии пойдет к заземлителю, лучше использовать стальной, сечением не меньше 16 мм², или медный провод сечением не меньше 10 мм². 
Это как раз тот случай, когда кашу маслом не испортить: чем толще будет провод, тем безопаснее. Металлический проводник, как правило, соединяется с молниеприемником сваркой или при помощи болтового соединения в случае медного проводника. Проводник опускается вдоль наружной стены дома, к которому он крепится при помощи специальных хомутов на невозгораемых материалах. Желательно, проводник молниеотвода уложить на глухой стене, вдали от входной двери и окон. Проводник молниеприемника не должен проходить по металлическим элементам (лестничных металлических перил, водопроводных и водосточных труб) и на расстоянии этих конструкций не ближе чем на 30 см.
Защита от молнии — внутренняя защита
ОПН — защита дома от молнии Внутреннею защиту от молнии обеспечивают специальные модульные устройства, которые устанавливаются в схемах электрощитовых. Даже если молния непосредственно не попадает в наш дом, она может “прискакать” в виде импульсного сверхтока по внешним уличным проводам. Проводник, который принял импульс, может привести к катастрофическим последствиям домашнюю аппаратуру, подключенную к электрической сети. За фатальный исход дорогого оборудования придется платить самим, винить в этом будет некого. Как раз для защиты от таких ситуаций и существуют специальные модульные устройства - ограничители перенапряжения. Внутри щита (ВРУ), можно установить отличающихся по классификации ограничители перенапряжения (ОПН). Эти устройства по внешнему виду напоминают обычные модульные автоматические выключатели (ВА), только без рычага отключения.
модульные ограничители напряжения — защита от молнии
Все, что надо знать про ограничители перенапряжения, - что они устанавливаются между фазой и заземлением или нулевым проводом и заземлением.
Принцип работы ограничителей перенапряжения
Какие ограничители перенапряжения нужно устанавливать для защиты от молнии?
Как видно из классовых назначений ограничителей перенапряжения, погашение импульсного перенапряжения происходит поэтапно. Недостаточно установить ограничитель перенапряжения только класса D и на этом успокоится. Последняя ступень способна погасить остатки, которые проскочили через В и С. Так, в одиночку он неспособен отвести сотни, а то и тысячи ампер. Какой вывод напрашивается из всего сказанного – необходимо устанавливать все три класса ограничителей перенапряжений — В, С, и D.
Активная молниезащита для частного дома
Активная молниезащита отличается от пассивного — своего предшественника, в том, что в него встроено электронное устройство, которое генерирует высоковольтные импульсы на конце молниеприемника. Искусственный лидер на большом расстоянии с помощью высоковольтных импульсов притянет к себе разряд молнии, и отводит ее в землю.
Активная молниезащита широко используется в области гражданского строительства, в частности строительства коттеджей. В наш век придается большое внимание эстетическому облику здания, поэтому, чтобы не испортить вид традиционными молниеприемниками некоторые обладатели домов используют активные молниеприемники. Преимущество объясняется просто: меньшее число молниеприемников и токоотводов - меньшее нарушение эстетики объекта
Как защитить от молнии частный дом
Типы защиты от молнии для дачи
Молниеотвод может быть:
- Стержневой - закрепленный на станине металлический штырь (на крыше, возле дома, на растущем возле дома высоком дереве). Посредством металлической проволоки штырь соединяется с системой заземления. Такой молниеотвод выглядит эстетично, но площадь покрытия его не велика. Рассчитать площадь защиты им просто: от самой верхней точки штыря нужно мысленно прочертить линию к земле под углом 45º. Все, что окажется в зоне треугольника по периметру - защищено от ударов молнии.
- Тросовый - особенность его состоит в нескольких мачтах (две или четыре), соединенных между собой стальной или алюминиевой проволокой. Такой молниеотвод более эффективен и покрывает защитой большую площадь.
Эти два вида громоотводов наиболее распространены и применяются в частных домах и на дачах, так как конструкция их проста, и монтаж не сложно провести своими руками.
Элементы молниезащиты
Любой вид системы громоотвода состоит из трех обязательных элементов:
- Молниеприемник. В стержневом молниеотводе это штырь, закрепленный выше дымохода не менее чем на 1 м, в тросовом - проволока, соединяющая мачты на крыше. Металлическая крыша тоже может выполнять роль молниеприемника, если толщина покрытия составляет 4-7 мм.
- Токоотвод - один из основных элементов молниезащиты. Представляет от собой медную (d 16 мм²), алюминиевую (d 25 мм²) или стальную (d 50 мм²) проволоку.
- Заземление - система из металлических стержней, соединенных между собой токопроводным материалом. Расположено оно под землей на глубине не менее 80 см.
Материалы и инструменты
Для сооружения молниезащиты собственными руками понадобятся:
- Молниеприемник представляет собой заостренный штырь. Может использоваться телевизионная мачта или радиоантенна, также можно купить молниеприемник одного из ведущих производителей: SCHIRTEC, OBO Bettermann, J Propste, GALMAR;
- Медная, алюминиевая или стальная проволока рекомендованного сечения;
- Штыри, трубы или ленты металла для заземления;
- Мачта (станина);
- Пластиковые крепления;
- Инструменты (молоток, дрель, лопата).
Монтаж тросового молниеотвода
На первом этапе монтажа молниезащиты необходимо натянуть проволоку по конькам крыши, которая будет служить молниеприемником.
Если крыша покрыта возгорающимися материалами (деревом, пластиковой черепицей), проволока должна находиться на расстоянии 10-15 см от поверхности на специальных пластиковых креплениях. Концы проволоки крепят к металлическим мачтам (горизонтальным молниеприемникам), или загибают вертикально.
Токоотвод крепят к молниеприемнику посредством сварки, болтов или заклепок. Места соединения изолируют. На крыше токоотвод фиксируют скобами, на стенах дома - пластиковыми креплениями. Проволоку можно поместить в кабель-канал, чтобы избежать негативного влияния на нее атмосферных явлений.
Система заземления монтируется на расстоянии не менее 5 м от дома, дорожек, скамеек. Поблизости не должно располагаться площадок для игр детей и выгула животных. Заземление работает только во влажном грунте, что тоже необходимо учитывать при выборе места.
Порядок устройства заземления молниезащиты:
- Выкопать траншею на глубину, где грунт всегда сырой (не менее 80 см)
- Вбить в дно траншеи металлические штыри.
- Штыри соединить между собой стальной лентой или трубой с помощью сварки.
- Продлить заземление стальной лентой к месту соединения его с токоотводом.
- Подсоединить токоотвод к заземлению.
Монтаж стержневого молниеотвода
Для стержневого громоотвода необходим монтаж высокой станины. Ее роль может выполнять мачта телевизионной антенны. Стержневой молниеприемник крепят к мачте сваркой или болтами.
Монтаж токоотвода и заземления такой молниезащиты не отличается от описанного выше. После окончания работ необходимо проверить сопротивление всей системы. Оно не должно превышать 10 Ом.
Обслуживание
Профилактическое обслуживание громоотвода включает в себя периодическую чистку стержневого штыря от грязи, пыли и окиси, а также проверки целостности всех соединений.
Самостоятельно смонтировать громоотвод на даче не сложно. Если следовать всем рекомендациям и нормам инструкции по устройству молниезащиты РД 34.21.122-87, то в нужный момент она сработает безотказно.
Несмотря на то, что сделать молниеотвод своими руками просто, рекомендуется обращаться к специалистам для выполнения такой работы. Только профессионалы смогут подсказать какие материалы лучше использовать конкретно в вашей ситуации, оказать квалифицированную помощь в выборе правильного места для установки, и учесть негативные факторы от влияния которых защита может не сработать.
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).
Избежать трагических последствий молнии не просто возможно, но и весьма несложно. Многоэтажные городские строения, как правило, оборудуются молниезащитой еще на этапе строительства. А вот владельцам частного жилья, загородных домов и дач важно понимать, что никто лучше их самих не позаботится о безопасности их собственности и жизни. Громоотвод, а точнее сказать, молниеотвод – это металлическая конструкция для притягивания и улавливания электрического разряда молнии. Он имеет довольно непритязательное устройство, но очень эффективен во время непогоды. Именно потому, что он не отнимет много средств, времени и сил на свое устройство, важно сделать громоотвод в частном доме своими руками. Служить такая самодельная конструкция будет безотказно, что неоднократно проверено на практике.
Последствия ударов молнии.
Гром и молния или зачем нужен громоотвод
В средних широтах европейского континента первомайские дни знаменуют собой начало сезона, когда дожди могут сопровождаться грозами. Большинство людей побаивается раскатов грома, вспышек молнии. И не беспочвенно. Статистика неумолимо показывает, что ежегодно в стране от удара молнии погибают десятки человек, еще чаще случаются пожары частных строений по вине грозового разряда и искр.
Громоотвод в частном доме актуален как для владельцев загородных коттеджей, так и для любителей провести время на даче. В силу особенностей электростатики, в последние десятилетия вероятность попадания электрического импульса при грозе немало возросла. Причиной тому обилие в домах электроприборов, электротехники, использующей эфирные каналы для обмена информацией. К тому же, как известно, молния скорее ударит в металлические предметы, если они есть рядом, чем в деревья. В современном жилье немало металлических предметов: металлическая кровля, антенна, защитный конус дымохода и др. Безусловно, в защите от молнии больше нуждаются деревянные постройки, но и при попадании в кирпичный дом, перечисленных фактов будет достаточно, чтобы возник пожар.
Вот несколько факторов, которые способны повлиять на решение – устанавливать или нет громоотвод в частном доме:
- состав почвы;
- высота участка над уровнем моря;
- климатологические характеристики района (частота гроз, влажность воздуха и др.).
Хотя в целом, целесообразность устройства громоотвода в частном доме сомнений не вызывает. При имеющейся возможности, лучше снабдить свое жилье и участок необходимой защитой.
Как устроена защитная система громоотвода?
Громоотвод (молниеотвод) конструктивно состоит из трех частей:
- молниеприемник – высотная металлическая конструкция над домом (стержневой, тросовый или сетчатый вариант);
- опора для молниеприемника, бывает необходима в случаях, если молниеприемник устанавливается не на крыше здания, а отдельно на участке;
- токоотвод (занижение) – проводник от молниеприемника к заземлению;
- заземление – устройство для стока грозового разряда в землю.
Понять, как работает громоотвод, способен любой: молниеприемник из металла, который установлен на участке выше остальных строений и элементов, во время непогоды «вызывает» на себя грозовые разряды электричества и, по токоотводу, посредством контура заземлителя перенаправляет их в толщу грунта. Действие любого громоотвода имеет, ограниченный площадью и высотой, конусообразный характер. На практике его зовут конусом безопасности. Геометрические параметры этой объемной фигуры индивидуальны для каждого рассматриваемого участка и громоотвода.
Известны и допускаются к установке три разновидности конструкций молниеприемников:
- стержневая (штыревая);
- линейная (тросовая);
- сеточная.
Конструкций молниеприемников
Стержневая защита
Стержневая защита - это молниеприемник, выполненный из металлического стержня (трубки, уголка или прямоугольного профиля) и установленный на крыше жилья или на отдельно-стоящей мачте. Подходит для любой крыши с металлическим покрытием. Рис 3.
Линейный (тросовый) молниеотвод
Для невысоких строений с крышей из шифера или дерева рекомендован линейный молниеотвод - натянутый вдоль конька крыши трос сечением не менее 0,5 см, соединенный с заземлением с каждого конца. Крепится он на деревянных опорах на высоте не менее 0,5 м над коньком крыши. Токоотводы проходят в этом случае вдоль стен дома, в защитных трубах. Если опорные мачты расположены верно, то грозовое электричество будет уходить в почву за границы защищаемого участка. Рис 1.
Сеточный молниеприемник
Такая защитная конструкция изготавливается в виде сетки из металлических прутьев и укладывается поверх кровли защищаемого дома. Ее узлы фиксируют с помощью сварки. Закрепляется она на специальных держателях либо укладывается непосредственно на кровлю, если повышение температуры не несет опасности материалу кровли.
Выполняя громоотвод из сетки, токоотводы делают по всему ее периметру. Заземлителем в этом случае является замкнутый горизонтальный контур с усилением в местах присоединения токоотводов. Рис 2.
Громоотвод своими руками
Выбираем место установки
Прежде чем непосредственно подступиться к вопросу – как сделать громоотвод на даче, следует выбрать место для его установки. Одним из вариантов может быть кровля строения. Это просто и не требует высокой опоры, достаточно 3-4 метров. Если на участке есть возвышения, превосходящие высоту крыши (высокое дерево, мачта телевизионной антенны, флюгер, труба дымохода), то разумным и удобным будет разместить молниеприемник именно там, позаботившись о его надежной фиксации. Важно учесть, чтобы дом при этом целиком попадал в защищаемый конус.
Но если по каким-то соображениям названные варианты вам не подходят, то всегда есть возможность установить молниеотвод на мачте в некотором отдалении от жилья. Хотя этот метод более трудоемкий, т.к. необходима высокая крепкая мачта, и имеет нюансы:
- чем дальше от строения, тем выше нужна мачта;
- громоотвод не должен создавать опасность соседям.
Выбор оборудования
Поскольку настоящая статья посвящена тому, как сделать громоотвод в частном доме, то более подробно будет рассмотрен самый универсальный и бюджетный вариант – обустройство стержневого громоотвода на даче. Это в полной мере соответствует требованиям отечественных норм в сфере электробезопасности, в частности пособию к РД 34.21.122-87 «Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений», где говорится о том, что:
«…к III категории отнесены мелкие строения в сельской местности, где чаще всего используются сгораемые конструкции……их молниезащита выполняется упрощенными способами, не требующими значительных материальных затрат».
Все, что может понадобиться для изготовления громоотвода, можно приобрести в обычном магазине строительных товаров. Чтобы соорудить типовой стержневой громоотвод, будут нужны:
- для молниеприемника: стержень из металла – стальной, медный или алюминиевый с сечением соответственно – 50, 70 или 35 квадратных миллиметров.
- для токоотвода: предпочтительнее медный кабель, не менее 16 квадратных миллиметров в поперечнике;
- для мачты: труба из асбоцемента (на 2-4 метра выше дома);
- для заземления штыри из меди;
- крепежные элементы.
Имея все необходимое под рукой, можно приступать к монтажу громоотвода.
Подготовка к монтажу
Выполняя громоотвод своими руками на даче, владелец дачного участка должен понимать, что вопрос надежности и безопасности конструкции полностью ложится на его плечи. А потому, уже на этапе монтажа, он должен позаботиться о безопасности. Что нужно сделать:
- тщательно продумать и подготовить крепления деталей громоотвода. При отсутствии надежной фиксации, все высотные элементы могут быть снесены ветром, а значит может пострадать само строение, припаркованные вблизи авто или иметь место травмы жильцов;
- дымовые каналы, выведенные выше кровли, также нуждаются в установке молниеприемников. Дымоход из керамотрубы или кирпича в процессе эксплуатации неминуемо теряет изоляционные свойства, а значит, может легко перенести заряд молнии в жилье. Нержавеющие и подобные дымоходы нуждаются в заземлении;
- антенны (в том числе спутниковые) необходимо подключать к заземлению, ведь они связаны с электросетью и очень хорошо притягивают молнии.
Инструкция по изготовлению
Монтаж громоотвода
Монтаж громоотвода начинается с выкапывания ямы либо траншеи глубиной от 1-1,5 метров и длинной 3 для прокладки заземлителя. Заземлитель не должен проходить рядом с самим домом (крыльцом, стенами), а также садовыми дорожками.
Если в процессе копания в яме обнаружатся грунтовые воды, то это только плюс: влажная почва – отличный проводник, грозовой разряд будет равномерно стекать в грунт.
Далее, молниеприемник закрепляется на вершине опоры или крыши металлическими хомутами. Следующим шагом будет присоединение к уже имеющейся конструкции кабеля токоотвода, который будет проходить в трубе из асбестоцемента.
Нижний конец кабеля защемляют контактами или приваривают к заземляющему электроду. Затем заземляющий контур заглубляют (вбивают) в почву и, хорошо трамбуя, засыпают землей.
Важно! Молниеприемник не должен иметь декоративного покрытия (окрашивание), ведь оно способно значительно ухудшить его проводящую функцию!
Расчет конструкции
Для того чтобы смонтировать громоотвод своими руками, нужен нехитрый расчет. Для этого существует формула:
h=(r х +1,63h x)/1,5
В ней h – высота молниеотвода,
h x – высота дома,
r x – радиус основания конуса защиты,
1,63 и 1,5 – расчетные коэффициенты.
То есть, если бы понадобилось защитить дачный участок с радиусом 10 метров, имеющий в своем центре дом высотой 5 метров, на крыше которого устанавливается громоотвод, то, подставив в формулу эти цифры, можно получить результат:
h=(10+1,63×5)/1,5 = 12,1 метра.
При расчете нужно обязательно учесть, что в радиус действия громоотвода должны попадать все постройки на участке, и правильно рассчитать высоту.
