Как защитить свой дом от молнии: делаем отводы
Для того чтобы защитить дом от разрушения и пожара, возникающих из-за попадания в здание молнии, люди издавна применяют громоотводы. В крупных городах этим занимаются строительные и специализированные организации. В деревенской местности, особенно вблизи водоёмов и болот, на холмах и открытых пространствах риск не меньше, поэтому стоит позаботиться о защите строения заблаговременно. Тем более что больших затрат устройство молниезащиты не требует, а выгода очевидна.
Содержание
Для чего нужна молниезащита дома
Согласно исследованиям метеорологических служб, на каждый квадратный километр территории Российской Федерации в среднем приходится от двух до трёх ударов молнии в год. В 25% случаев небесный электрический разряд сопровождается повреждениями различных объектов. Это связано с тем, что температура в точке приложения разряда может достигать 30 000 градусов. Показатели напряжения и силы тока очень высокие: до 150 миллионов вольт и 200 тысяч ампер. И хотя воздействие молнии носит кратковременный характер, материалы, поддерживающие горение, вспыхивают мгновенно. А так как бури сопровождаются сильными ветрами, вероятность возникновения пожара увеличивается в геометрической прогрессии.
На каждый квадратный километр территории нашей страны в среднем приходится от двух до трёх ударов молнии в год
Обычно средства по защите дома от молнии называют громоотводом, но это не совсем точное определение, так как гром — это всего лишь звуковое сопровождение разрядов молнии. Более точная формулировка — молниезащита. Она отражает суть устройства и принята среди специалистов, работающих в этой области обеспечения безопасности.
Для того чтобы уберечь здание от ударов молнии, существуют устройства, в основе действия которых лежит один из законов электростатики. Во время грозы в атмосфере накапливается высокий потенциальный заряд ионов. Он имеет положительное значение. Земля же всегда имеет отрицательный заряд. Когда разность потенциалов достигает критического значения, воздушная прослойка между ними пробивается гигантской искрой, которая и называется молнией.
Чтобы разряд молнии не ударил в здание, на нем устанавливается молниеотвод, направляющий ток в землю в обход строения. Это достигается при помощи материалов, имеющих электропроводность более высокую, чем кровельное покрытие.
Строение молниезащиты
Громоотводы бывают двух разновидностей — пассивные и активные.
Пассивная молниезащита
Пассивная молниезащита — наиболее распространённый и традиционный вид, используемый во всех странах мира. В отечественном законодательстве регулируется нормативом РД 34.21.122–87 — «Инструкцией по молниезащите зданий и сооружений».
Пассивная молниезащита считается наиболее распространённым и традиционным видом громоотвода
В соответствии с данным документом молниезащита по качественным показателям делится на четыре категории по мере убывания. То есть первая категория является наивысшей, четвёртая — минимально допустимой. Категория зависит от плотности расположения молниеприёмников на квадратный метр площади крыши.
Активная молниезащита
Активная молниезащита появилась относительно недавно — в середине 80-х годов прошлого столетия. Суть её заключается в том, что на месте обычного шпиля помещается устройство, притягивающее разряд на себя. Оно имеет меньшие размеры и работает за счёт принудительной ионизации воздуха. Это, по утверждению производителей, позволяет искусственно вызывать разряд молнии на более ранних стадиях, когда разность потенциалов относительно низкая. Преимущество в том, что разряды происходят чаще, но с меньшей силой.
Конструктивно ионизация воздуха производится либо специализированными электронными схемами, либо разрядниками, действующими в момент повышения общего напряжения электрического поля в предгрозовой атмосфере.
Внешнее отличие таких молниеприёмников заключается в том, что на антенне смонтированы характерные металлические чаши, формой напоминающие летающую тарелку.
Активная молниезащита искусственно вызывает разряд молнии и притягивает его на себя
В отечественном нормативном законодательстве нет положений, регламентирующих установку активной молниезащиты. Связано это с тем, что большинство экспертов в данной области весьма скептически относятся к эффективности этого вида защиты от молний. Было описано и запротоколировано множество случаев, когда разряды электричества били не в антенны, а рядом, тем самым подвергая опасности здания.
Конструкция и устройство молниезащиты
Все детали громоотводов изготавливаются из металла — меди, алюминия или стали. Диэлектрическими должны быть лишь крепления, которыми проводники присоединяются к поверхности крыши или стены. Классическая схема устройства молниезащиты состоит из трёх основных частей:
- молниеприёмника;
- токоотвода;
- заземления.
Молниеприёмник
Молниеприёмник устанавливается на крыше здания и служит для улавливания электрического разряда. В некоторых редких случаях молниеприёмник устанавливают не на самой крыше, а в непосредственной близости, например, на рядом стоящей мачте телевизионной антенны или высоком дереве.
Молниеприёмники бывают:
- стержневыми;
- тросовыми;
- сетчатыми.
Стержневой молниеприёмник
Стержневые конструкции наиболее распространены в частном секторе и отличаются простотой в установке. Считается, что чем выше расположена антенна молниеприёмника, тем большее пространство она защищает. Существует формула для примерного расчёта высоты молниеприёмника.
Рассчитать достаточную высоту антенны молниеприёмника можно самостоятельно или с помощью онлайн-калькулятора
Воображаемый конус с вершиной на конце антенны молниеприёмника и углом боковых сторон в 90о покрывает зону, являющуюся безопасной.
Обычно в частных домах высота антенны молниеприёмника колеблется от 0,5 до 2 метров. В продаже имеются готовые антенны, но можно сделать её и самостоятельно. Это может быть медный круглый пруток сечением от 35 мм2, стальная арматура сечением от 65 мм2 или водопроводная оцинкованная труба, запаянная с обоих концов.
Наиболее распространенный тип молниеприёмника — стержневой, потому что отличается простотой в установке
Если крыша здания имеет сложную конфигурацию, иногда применяют несколько антенн. Делается это для того, чтобы при меньшей их высоте защитное покрытие было большим.
Крепление антенны должно быть надёжным и не соприкасаться металлической частью с поверхностью кровли. Основание крепления должно иметь диэлектрические свойства.
Тросовый молниеприёмник
Тросовый молниеприёмник удобен тем, что монтаж его не сопряжён со сложными высотными работами. Установка троса проводится вдоль оси конька на высоте 15–20 см. Толщина троса рекомендована не менее 6 мм. Крепится он на металлические или деревянные стойки, недопустимо его провисание или раскачивание ветром. Трос натягивается, как струна.
Тросовый молниеприёмник должен быть хорошо натянут и закреплён
Сетчатый молниеприёмник
Металлическая сетка в роли молниеприёмника используется чаще всего в многоквартирных домах с плоской крышей, торговых центрах и в частном секторе. Есть определённые особенности монтажа сетчатого молниеприёмника на плоской крыше:
- сетку укладывают на бетонное перекрытие и сверху накрывают теплоизолирующими материалами. Обязательным условием при этом является негорючесть таких покрытий;
- монтаж производится поверх крыши, сетка выставляется на пластиковых подпорках на высоту 10–15 см.
Выбор того или другого варианта зависит от конструктивного обоснования. Чаще применяется наружный способ укладки.
Сетчатый молниеприёмник используется чаще всего в зданиях с плоской крышей
Изготавливается сетка из металлического проводника сечением 6 мм или из прямоугольных полос металла размером 20х4 мм. В соответствии с международными стандартами расстояние между проводами не должно превышать 12 метров в жилом секторе, и 5 метров — в нежилом. Периметр здания охватывается контурным проводником, а соединения между полосами металла скрепляются с помощью болтов или сварки. Ячейки располагаются равномерно по всей площади. Если кровля металлическая и толщина металла менее 4 мм, молниеприёмник устанавливается на специальные подставки. Высота крепления при этом должна обеспечивать отсутствие искрового промежутка.
Токоотвод
Токоотвод — важный промежуточный элемент молниезащиты между молниеприёмником и заземлением. Служит для передачи электрического разряда. Поэтому с учётом больших величин тока изготавливается в виде цельнометаллического проводника 6 мм в диаметре или в виде шины размером 4х20 мм.
Верхний конец токоотвода приваривается или прикручивается болтами к молниеприёмнику, нижний — крепится таким же образом к заземлению. Средняя часть идёт вдоль стены, при этом нижние 2,5–3 метра рекомендуется поместить в изолирующий кабель-канал или гофру. Это создаст дополнительную защиту от молнии стоящему рядом человеку. Согласно нормативным документам расстояние между токоотводами не должно быть менее 25 метров, по возможности прокладывать их нужно, не приближаясь к окнам и входным дверям. Нельзя спускать токоотвод по углу стены.
При установке токоотвода недопустимы резкие перегибы и закольцовки
Важным условием установки токоотводящей шины является запрет на перегибы более 90о и образование колец. В таких местах может возникнуть искровой прострел, ведущий впоследствии к возгоранию. При соединении частей токоотвода между собой рекомендуется применять сварку. Если соединение имеет разрыв, может образоваться высокотемпературная электрическая дуга со всеми вытекающими отсюда последствиями. Основное правило прокладки токоотвода — спуск к земле должен проходить по кратчайшему расстоянию.
Иногда для маскировки проводника его монтируют под водостоком. Но ни в коем случае нельзя крепить шину к жестяной поверхности жёлоба.
Заземление
Заземление — это конечный пункт назначения электрического разряда. Для того чтобы заземлитель работал исправно, следует учитывать почвенный состав, в котором он располагается. Оптимальным вариантом считается сырой грунт, имеющий хорошие показатели электропроводности. Худшим считается сухой песок: в этом случае необходимо увеличивать площадь заземления.
Немаловажное значение играет материал, из которого сделано заземление. Низколегированные стали достаточно быстро подвергаются коррозии и, сгнивая, резко уменьшают степень электропроводности. Не спасает от появления ржавчины и оцинкованное железо. Со временем в сырой почве такое заземление превращается в ржавую труху. Наиболее подходящими считаются медные и нержавеющие заземлители, срок их службы может быть очень долгим.
Почва, в которой он располагают заземлитель, должна быть влажной, потому что сырой грунт имеет хорошие показатели электропроводности
Есть несколько способов организации заземления. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.
- Это могут быть вбитые на глубину 2–3 метров металлические трубы или уголки, вкопанный швеллер или двутавр. Все элементы заземления соединяются между собой либо уголком, либо металлической шиной. За счёт этого увеличивается площадь соприкосновения заземлителя с почвой, что приводит к качественной «утилизации» разряда молнии.
- В частном домостроительстве часто вкапывают в землю железную бочку или лист толстой нержавеющей стали.
- Иногда применяют большие куски металлической сварной сетки, закапывая её на глубину до 1 метра.
Для повышения электропроводности сухой почвы в глубокие ямки засыпают поваренную соль или калийную селитру. Являясь хорошим проводником и растворяясь постепенно в земле, соль также удерживает вокруг себя влагу. Такую процедуру можно проводить один раз в несколько лет.
Главное правило установки заземления — его нельзя располагать ближе 5 метров от входной двери, крыльца или террасы. Такое же расстояние нужно выдерживать от детских площадок, дорожек и вольеров с животными. Минимально допустимое расстояние до стен дома — 1 метр.
Видео: устройство заземления молниезащиты
Профилактика и техническое обслуживание молниезащиты
Как любое техническое сооружение, громоотводы требуют к себе внимательного отношения. При этом следует обращать внимание на следующие детали.
- Исправность всех видов крепления. Раз в несколько лет необходимо проверять все резьбовые соединения, подтягивать ослабевшие болты и гайки. После частых гроз следует осматривать стыки, соединённые при помощи сварки, на разрыв.
- Минимум один раз в пять лет проводить тщательный осмотр заземления, контролировать степень коррозии металла. Замерять при помощи тестера электрическое сопротивление заземлителя.
Особенности монтажа молниеприёмника своими руками
Несмотря на кажущуюся сложность установки молниеулавливающего оборудования, самостоятельно рассчитать и смонтировать домашний громоотвод под силу каждому человеку, который внимательно ознакомится с вышеизложенными рекомендациями. Нужно лишь располагать несложным инструментом и необходимыми материалами.
Условно весь процесс можно разбить на 5 этапов.
Расчёт материалов
Главное — верно выбрать высоту молниеотводящей антенны. Высчитывая длину стрелы, можно воспользоваться известной пропорцией: высота мачты равна полутора величинам радиуса защищаемой территории.
К примеру, если диаметр окружности, в которой стоит дом, равняется 20 метров, значит, полтора радиуса составит 10х1,5 = 15 м. Отнимаем от этой величины высоту самого дома и получаем искомое значение. Например, если строение имеет в высоту 10 метров, то, вычитая их от 15 метров, получим искомый размер шпиля молниезащиты — 5 метров.
Высота мачты молниеприёмника должна быть равна полутора величинам радиуса защищаемой территории
Длину токоотвода рассчитывают исходя из параметров и конфигурации трассы, которую запланировали. Заземлитель и все сопутствующие крепления планируются в соответствии с местом их расположения.
Установка приёмника в подходящем месте
При установке антенны молниеприёмника учитывается конструкция крыши, расположение горючих элементов конструкции, местонахождение дверей и окон, водосточных труб и других металлических элементов.
Антенну молниеприёмника устанавливают как можно дальше от окон и дверей
Прокладка токоотводящей шины от мачты к заземлению
Руководствуясь правилами соединения, проводят полную сборку всего участка, включая изоляцию провода в гофре на последних 2,5–3 метрах от земли. При соединении болтами рекомендуется подкладывать калёные гроверы под гайки и шайбы под головки болтов. Если применяется сварка, необходимо тщательно отбить окалину и покрасить место соединения устойчивой к атмосферным влияниям краской или лаком.
Нижние 2–3 метра токоотводного провода лучше спрятать в изолирующий кабель-канал или гофру
Подсоединение токоотвода
Шина присоединяется к заранее подготовленному контуру заземления. Могут использоваться как сварка и резьбовые соединения, так и заклёпки.
Подсоединение к заземлению
» width=»400″ height=»267″ />
Токоотводный провод подсоединяется к контуру заземления сваркой, резьбовыми соединениями или заклёпками
Проверка сопротивления
При помощи тестера или мультиметра замеряется электрическое сопротивление смонтированного устройства, которое не должно превышать 10 Ом.
Видео: монтаж молниезащиты частного дома
Не последнюю роль в безопасности дома играет защита от стихийных природных катаклизмов. Правильная установка молниезащиты даст долгосрочный и гарантированный результат. Она оградит здание от возможных пожаров или поражения жильцов электрическим током. Своевременные профилактические работы помогут прослужить устройству в течение длительного времени.
