Попадание молнии в незащищенные частные дома и деревья, к сожалению, не редкость. Наличие молниезащиты на даче необходимо - она отведет разряд в землю и поможет сберечь ваше имущество, а порой и жизнь. Мы расскажем как можно сделать громоотвод своими руками, пользуясь подручными средствами и инструментами.
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.
Перед тем как рассматривать процесс расчета и установки громоотвода в частном доме, нужно узнать физические причины явления. Это позволит лучше понимать все действия и возможные последствия при нарушениях разработанных инструкций.
Гром – воздушные волны, появляющиеся вследствие резкого увеличения давления воздуха после контакта разряда молнии. Сила тока в молниях может достигать 500 тыс. ампер, а напряжение несколько миллионов вольт. Такой мощный эклектический разряд становится причиной нагревания воздуха до больших температур, резко увеличивается его объем. Как результат – возникают звуковые волны от молнии, которые получили название гром. Гром – следствие молнии и никакой опасности для дома не представляет, защищать строения надо не от него, а от молнии.
Соответственно, сооружать не громоотвод, а молниеотвод.
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.
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.
Цены на молниезащиту и заземление
Молниезащита и заземление
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.
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.
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.
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.
Шаг 1. Отогните усик крепления проводов, соберите две половинки коньковых держателей.
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.
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.
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.
- 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.
Шаг 6. Приступайте к креплению проволоки на скатах в продольном направлении. Здесь технология монтажа зависит от типа кровельного материала.
- Одноволновая металлическая черепица.
Надо немного освободить саморезы, приподнять лист и в образовавшуюся щель просунуть крепежный кронштейн. Он имеет изогнутую форму ножки, которая заходит в углубления металлической черепицы и прочно в ней фиксируется. Затяните саморез крепления кровли. Устанавливайте проволоку и зажимайте ее язычками.
- Штучная черепица.
Для такой кровли имеются специальные кронштейны, они имеют увеличенную длину ножки и несколько просечек с язычками. Язычок перед установкой кронштейна надо отогнуть на расстоянии, равном длине штучной черепицы, за счет этого увеличивается прочность крепления. Затем следует приподнять черепичину и подсунуть под нее кронштейн, при опускании кровли он фиксируется в неподвижном положении. Проволока к нему крепится обычным способом.
- Листовая металлическая черепица.
Для крепления проволоки продаются специальные кронштейны, которые нужно фиксировать сверху кровли саморезами. Надо добиваться, чтоб саморезы обязательно попадали в доски обрешетки. Для герметизации отверстия используются две резиновые прокладки. Одна устанавливается между кронштейном и поверхностью кровли, а вторая между кронштейном и шайбой самореза.
- Гибкая битумная черепица.
Это кровельное покрытие имеет сплошное основание, что намного упрощает технологию фиксации кронштейнов. Они прикручиваются к поверхности обыкновенными саморезами по дереву, для герметизации отверстий используются резиновые подкладки.
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.
Цены на держатели для токоотвода
Держатели для токоотвода
Шаг 7. Прикрутите кронштейны к кромке желоба водосливной системы, проволока к ним фиксируется болтами. Соединения затягивайте с большим усилием.
Установленные на доме токоотводы присоединяется к заземлению.
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.
Цены на стабилизаторы напряжения
Стабилизаторы напряжения
- 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.
Видео – Монтаж громоотвода
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
Молния - один из самых страшных врагов для частного дома. Её разрушительная сила настолько велика, что лишиться крова можно за считаные секунды. Конечно, случай попадания молнии в дом не самая частая причина потери недвижимости. Многим просто повезло иметь жилище рядом с громоотводами, линиями электропередач или высокими вышками. Однако пока существует опасность внезапного и полного уничтожения всего имущества, вряд ли можно жить спокойно.
Многократно увеличивается вероятность попадания молнии в дом, если он расположен на возвышенности или возле водоёмов. В таких случаях выполнение молниезащитного контура при строительных работах обязательно. СНиПом все частные строения классифицируются как здания, имеющие третий класс пожарной безопасности, а значит, подлежат защите от молний в обязательном порядке. Как правило, молниезащита проектируется вместе с домом и устанавливается в процессе его строительства.
Насколько необходима защита от молнии частному дому
Чтобы правильно выстроить молниезащиту
, нужно знать природу возникновения молнии. По причине накопления большого электрического заряда в дождевых тучах, происходит импульс огромной силы, иными словами - разряд электрического тока по самой верхней точке на местности.
Сила тока электрического разряда при ударе молнии достигает 100 тысяч ампер, а в некоторых случаях до 200 тысяч ампер. Каждую секунду на планете происходит около двух сотен молний. Даже если учесть, что вероятность попадания её в какой-то конкретный дом не так и велика, все равно лучше заранее обезопасить своё жилище и произвести монтаж конструкции, защищающий дом от удара молнии.
Во время прохождения электрического разряда через материалы дома происходит выделение колоссальной тепловой энергии, что становиться причиной пожаров и разрушений. Как известно, большая часть загородных строений возводится из деревянных материалов, а именно они больше всего подвержены риску быстрого воспламенения.
Исходя из этого, молниезащита дома становится важной и обязательной задачей при его возведении. Более того, независимо от месторасположения жилого строения в городе или за его пределами и типов строительных материалов, применяемых для его возведения, защита от молнии должна быть.
Принципы действия и виды молниезащиты
Молниезащита для частного дома может быть двух типов:
- Активная.
- Пассивная.
Традиционно применяют первый вид защиты - пассивный, который состоит из молниеприемника, отвода для тока и заземления. Принцип действия такой защиты очень прост . Молния, ударяя в приёмник, проходит через молниеотвод, который направляет разряд в землю. При проектировке любой системы защиты от молнии нужно учитывать особенности материала, из которого сделана кровля, конструкцию крыши и её особенности.
Активная молниезащита работает по несколько другому принципу. Разряд электрического тока перехватывается молниеприемником, который создаёт вокруг себя ионизированное поле, притягивая молнию. Далее принцип работы идентичен пассивной защите. При этом активный её вид действует в радиусе до ста метров, а пассивный защищает только сам дом.
Активная молниезащита наиболее предпочтительна и именно её устанавливают во многих странах для защиты дома и всей прилегающей территории. Однако она имеет высокую стоимость, что не всегда её установка может быть целесообразной.
Молниезащита частного дома своими руками
Обеспечить безопасность жилого строения можно при помощи молниезащиты, сделанной своими руками. Схема молниеотвода достаточно проста , её легко сделать самостоятельно. Любая подобная система безопасности частного дома базируется на изготовлении молниеотвода из доступных строительных материалов.
Любой молниеотвод имеет три главных составляющих, как показано схеме:
- Молниеприемник.
- Токоотвод.
- Контур заземления.
Молниеприемники
Проводник из металла, задача которого принять на себя электрический разряд молнии, называют молниеприемником. Установка его производится
на самом высоком месте кровли, при этом на крыше, имеющей сложную конструкцию, устанавливают несколько таких молниеприемников.
По своим конструктивным особенностям молниеприемники могут быть нескольких видов:
- штырь из металла;
- металлический трос;
- металлическая сетка.
Металлический штырь
При этом способе молниезащиты дома изготавливается металлический штырь, длиной от 20 сантиметров до полутора метров. Его следует монтировать на самой высокой точке крыши частного дома.
Используемый материал – медь или оцинкованная сталь, ввиду большой устойчивости к окислению. Такой штырь может иметь любую форму. Площадь сечения не должна быть меньше 100 м2. Если штырь имеет круглую форму, то его диаметр должен быть не менее 12 миллиметров. Допускается использование полой трубы, но в таком случае её диаметр должен быть немного больше, а торец, обращённый вверх, нужно заварить. Такой способ защиты дома от молнии подойдёт для любого типа металлической кровли, в том числе и для металлочерепицы.
Металлический трос
Устройство с металлическим тросом тоже достаточно просто сделать своими руками. Вся конструкция состоит из троса и пары опор, которые можно сделать из металла. Однако в этом случае их придётся изолировать.
Вдоль конька крыши натягивают стальной трос, диаметром не менее 12 мм, и закрепляют его по краям. Трос должен находиться на высоте 1–2 метров от конька крыши.
Металлическая сетка
Молниеотвод с приёмником из металлической сетки является самым лучшим вариантом защиты для крыши из черепицы.
При монтаже сетки её крепят вдоль конька крыши с ответвлениями из токоотводов, имеющих надёжное заземление по всей площади кровли.
Все молниеприемники на крыше следует обязательно соединить с лестницами, водостоками и любыми другими металлическими предметами.
Когда рядом с частным домом в непосредственной близости от него растут большие и высокие деревья, то можно использовать одно из них в качестве молниеприемника. Для этого металлический штырь следует установить так, чтобы он был выше кроны дерева на полтора метра, а затем соединить его с токоотводом. Важным условием является высота дерева - оно должно быть выше дома на 10–20 см.
Создание токоотвода
Токоотвод - одна из составляющих молниеотвода, отвечающая за провод электрического разряда от молниеприемника до контура заземления. Его делают из стальной проволоки, имеющий диаметр не менее 6 мм. Один её конец приваривается к основанию молниеприемника, а второй к контуру заземления. Качеству сварки нужно уделять особое внимание, во избежание поломки в месте крепления. Сила тока, который проходит через токоотвод, может достигать 200 000 ампер.
Крепить токоотвод нужно по контуру крыши и дома при помощи изоляторов на расстоянии 2–3 см от кровли и стен. Если токоотводов несколько , то расстояние между ними должно быть не менее 25 метров.
Нельзя закреплять проволоку вблизи дверей и дверных проёмов. При монтаже следует избегать резких изгибов и мест, где она может быть повреждена снегом или мусором. Токоотвод должен быть максимально коротким, а располагать его нужно в местах наибольшего риска попадания молнии: на острых выступах, краях фронтонов и т. д.
Заземление молниеотвода
Завершает любую конструкцию устройства для защиты от молнии - контур заземления. Его задача - обеспечить надёжный контакт всего устройства с землёй. Внешне конструкция выглядит как
три больших электрода, которые соединены между собой и утоплены в землю.
Для сборки устройства, отвечающего за заземление, понадобится сталь сечением 80 м2 или медь сечением 50 м2. В заранее выкопанной траншее, глубиной около одного метра и шириной 3 метра, нужно вбить по краям два металлических прута из меди или стали. Затем они соединяются между собой при помощи сварки и к ним приваривается токоотвод от дома. Вся конструкция забивается до основания в землю.
При сборке устройства заземления нужно помнить, что располагать его нужно не ближе пяти метров от дверей или окон, проходов, крыльца и дорожек. Расстояние от стен дома должно быть не менее одного метра.
Уход за молниезащитой
Каждый год перед началом сезона гроз следует уделять особенное внимание профилактической проверке молниезащиты дома. Все составляющие молниеотвода и места крепления нужно осмотреть, в случае необходимости произвести окраску или ремонт.
Каждые три года нужно проводить капитальный осмотр всей системы. Проверить места соединений токоотвода и контура заземления, контакты зачистить и подтянуть там. Неисправные зажимы - заменить .
Каждые пять лет производится осмотр электродов контура заземления. Для этого их нужно извлечь из земли и внимательно проверить на наличие коррозии. Если по её причине сечение электродов уменьшилось более чем на треть, то их следует заменить.
