Молниеприемная сетка

Для защиты от прямых ударов молнии применяются различные системы молниезащиты. Все способы защиты делятся на внешние (непосредственная нейтрализация заряда) и внутренние (защита от перенапряжений). Один из вариантов внешней защиты — молниеприемная сетка.

Технология сетчатой защиты

Правила защиты от молнии регулируются на законодательном уровне. В частности, существуют инструкции Ростехнадзора, документ под названием «Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений» (РД. 34.21.122-87) и другие нормативные акты.

Сетчатая система представляет собой совокупность металлических проводников и токоотводов, заземленных по отдельности. Данный способ защиты от молнии считается самым эффективным, так как позволяет защитить от разряда молнии все элементы конструкции дома. Система считается наиболее надежной по сравнению с конкурентами.

Однако монтаж такого молниеприемника представляет немало сложностей. К недостаткам сетчатой системы относится ее заметность, что ухудшает внешнее восприятие здания.

Сеть состоит из стальных горячеоцинкованных прутьев диаметром от 6 миллиметров и более. Прутья раскладывают по кровле в виде сетки. Шаг между прутьями выбирается исходя из категории молниезащиты. Максимальный шаг не должен превышать 6 на 6 метров. При выходе за рекомендованные размеры ячеек необходимо распределить имеющееся пространство на более мелкие участки.

Соединения создаются при помощи сварочного аппарата или болтов. Болтовое соединение предпочтительнее, поскольку позволяет избежать повреждения оцинкованной поверхности, в результате чего уменьшается вероятность ржавления материала. Все выступающие части токопроводящих элементов должны иметь гальваническую связь с сеткой. Токонепроводящие участки оснащаются дополнительными приемниками.

Молниеприемная сетка на кровле может быть уложена как поверх кровельного материала, так и под ним. Чаще всего сетку располагают сверху кровельного материала. Если сетка кладется сверху на кровельный материал, рекомендуется применять специальные держатели (другое название — гравитационные опоры). В некоторых случаях наружная укладка невозможна (к примеру, при сложной конфигурации крыши). В таких ситуациях молниеприемную сетку располагают под кровлей.

Обратите внимание! Сетчатая защита несовместима с горючими кровельными материалами. В противном случае при пробое сетки произойдет возгорание крыши.

В прежние годы расположение сетки под кровлей считалось более предпочтительным, поскольку конструкция портила внешний вид дома. Однако сейчас появился большой выбор современных материалов, позволяющий качественно замаскировать сетку. С технической точки зрения нахождение сетки снаружи более целесообразно.

Особенности защиты плоских крыш

Технология, по которым укладывается молниеприемная сетка на плоской кровле, регулируется государственным стандартом РД 34.21.122-87. В нормативном акте указывается, что монтаж целесообразен только на кровли с уклоном не более 1 к 8. Однако на деле сетчатые системы устанавливают и на более крутых склонах, поскольку решение о необходимости укладки отдается на усмотрение заказчика работы.

Установка сетчатой системы возможна с применением одного из двух способов:

1. Технология первого типа состоит в укладке молниеприемной сетки на бетонное основание кровли в период возведения здания. На сетке находятся слои покрытия, состоящие из пожаробезопасных материалов, которые выступают в качестве утеплителя, гидроизоляции и отделочного материала.
2. Второй способ используется при создании защиты на плоских кровлях частных домов, гаражей, дачных строений. В этом случае конструкционные элементы кладутся сверху кровли и опираются на держатели.

В таблице, представленной ниже, указаны размеры ячеек на плоских кровлях в зависимости от категории защиты.

Сетка по несгораемому основанию

К несгораемым основаниям относят:

• бетонные поверхности;
• кровельный профнастил из оцинковки;
• сэндвич-панели;
• засыпка гравием (используется в виде балластного вещества в инверсионных кровлях).

Схема установки сетки молниезащиты на кровле определяется видом несгораемого основания:

1. В случае с профнастилом без полимерного покрытия укладка осуществляется поперек гофры. Стальные прутки закладывают с определенным шагом и приваривают их к поверхности волны профилированных листов. Частота сварочных швов — 1 метр. Вместо сварки нередко используют болтовые держатели молниеприемной сетки. Такой крепеж позволяет осуществить монтаж любой сложности.


2. Для бетонных крыш используют пластиковые держатели, заполняемые бетоном для утяжеления. В каждый держатель кладется от 12 до 17 килограммов бетона (в зависимости от его вида). Благодаря большому весу удается добиться устойчивости системы, способности противостоять мощным порывам ветра. В продаже имеются держатели без утяжелителя, бетон в которые заливают уже после установки на крыше. Для невысоких зданий в районах с малой активностью ветров предлагаются держатели молниеприемных сеток с фиксацией саморезами или наклеиванием на битумную мастику.
3. Для гравийных поверхностей балластных крыш применяют держатели с бетонным наполнителем и без такового. Как и в случае с бетонными крышами, возможна фиксация саморезами и мастикой.

Обратите внимание! Шаг для монтажа фиксатора во всех случаях должен быть равным метру или превышать это расстояние.

Молниеотводы сетчатого типа нельзя устанавливать на крыши, выполненные из слишком тонкого металла (менее 4 миллиметров). Такой слой материала не защитит от удара молнии, существует высокая вероятность ее прожигания.

Сетка по сгораемому основанию

К сгораемым относят поверхности слабогорючего типа. Безусловно, возгораемые материалы в строительстве не применяются. К слабогорючим относят битумные и битумно-полимерные гидроизоляционные материалы, полимерные материалы (так называемые мягкие кровли).

Чтобы не допустить непосредственного контактирования разряда молнии со сгораемым основанием, используют дистанционные держатели. Их суть состоит в наличии воздушного промежутка между поверхностью кровли и веткой сетчатой защиты, что позволяет создать достаточную дистанцию для затухания возникшей искры.

По правилам, указанным в СО 153.3.2.2.4, расстояние между кровлей и молниеприемной сеткой должно превышать 10 сантиметров. Инструкции МЭК определяют необходимость использования в расчетах коэффициентов изоляции материалов. Коэффициенты обозначают литерами km.

При помощи вертикальных стержней создают изоляционные промежутки. Стержни имеются в комплекте дистанционных держателей. Крепят держатели, используя пластиковые подставки, в которые устанавливают утяжеляющие бетонные конструкции. Провод фиксируют с помощью втулки.

Инструкция установки молниезащитной сетки на кровле с применением дистанционных держателей:

1. Размечаем рабочую поверхность, исходя из требований проекта. Монтируем держатели через каждый метр по линиям, соответственно ячейкам сетки. Наибольшее расстояние между держателями — 120 сантиметров. Возможность других расстояний указывается компанией-производителем в сопроводительной документации. Проект должен составляться с учетом того, что участки подключения веток к токоотводам и токоотводов к заземлителю должны быть минимально возможных размеров. Иногда функционал ветки возлагают на металлический щит парапета или другие подобные продолговатые элементы из металла.
2. Укорачиваем стеклопластиковые стержни до нужной величины. Под нужной подразумевается длина, необходимая для создания воздушной изоляции.
3. Монтируем пластиковые подставки, исходя из разметки. Центр подставок должен соответствовать с точкой на разметке. При создании защиты для крыши из полимерной мембраны под каждую подставку нужно подложить резиновую прокладку. Это позволит защитить покрытия от механических повреждений после контактов с тяжелыми деталями.
4. Раскладываем по подставкам бетонный наполнитель.
5. Устанавливаем в каналы по центрам подставок стержни нужного размера.
6. Концы стержней оснащаем фиксирующими приспособлениями с втулками. Они должны подходить под закрепление провода сечением до 8 миллиметров.
7. Проводим ветки сети для защиты от молнии. Защелкиваем ветки во втулках держателей.

Обратите внимание! В случае со установкой молниеприемной сетки на скатной кровле пруты раскладывают по периметру скатов и по коньку. Если скаты большие и ячейки выходят за допустимые пределы, их уменьшают в соответствии с размерами крыши.

Выступающие над крышей дымоходы и мачты антенн должны быть соединены для электрического контакта с молниеотводом. Для этого понадобятся стержневые приемники или стальные фартуки. С токоотводами их соединяют плашечными зажимами. Точно так же с токоотводами стыкуют края веток: такой способ считается удобнее сварочного шва. Кроме того, такой вариант стыковки позволяет выполнить работу быстрее.

Соединение токоотводов с ветвями

Установленная молниезащитная сетка — лишь первая задача, которую следует выполнить при создании защитной системы. Далее необходимо выполнить подключение к заземляющему контуру. В конечном счете все поступившие в молниеприемник токи должны беспрепятственно уходить в землю.

Инструкция по подключению токоотводов:

1. Трассы для токоотводов должны быть спроектированы таким образом, чтобы добиться наименьшего расстояния между участками подключения к приемнику и заземлительному контуру.


2. К стенам с возгораемым покрытием токоотводы прикрепляют дистанционными кронштейнами. Расстояние между стеной и проводником — 10 сантиметров и более. Разрешается контактирование металлического кронштейна со стеной.
3. Фиксация токоотводов на водосточных трубах осуществляется металлическими хомутами.
4. Токоотводы могут выполняться из круглой оцинковки в кирпичной кладке или бетонной стене.
5. Расстояние между точками фиксации участков по горизонтали — 1 метр, по вертикали — 2 метра.
6. Нельзя создавать петли на пути прокладки.
7. При выборе места для монтажа токоотвода следует отдавать предпочтение участкам с небольшой вероятностью посещения их людьми.

Трассы токоотводов создают по углам зданий. Наибольшее допустимое расстояние между трассами — 25 метров. Нижний конец каждого токоотвода погружают в землю. Фрагмент проводника на участке ввода в грунт следует обмотать антикоррозионным материалом. Крепление к заземлителю осуществляется болтами.

Источник: 220.guru

Предпосылки для сооружения молниезащиты

О реальных фактах разрушения жилых домов и хозяйственных строений в результате поражения молнией мы слышим довольно редко. Правда это не повод расслабляться и пренебрегать мерами защиты от природного негатива.

Каждый удар представляет собой серьезную угрозу для владельцев частной усадьбы и их питомцев, даже если конкретные воздействия поначалу не обнаружены.

От ударов молнии могут пострадать:

• Люди и животные. Разряд, проникающий внутрь постройки по проводам воздушных коммуникаций, может поразить живой организм. Он вызывает искрение в точках соединения и подключения приборов, питающихся электроэнергией. Если у дома нет системы заземления или заземленных металлических трубопроводов, токи могут пройти через тело. Последствия крайне опасны.
• Жилые и хозяйственные постройки. Особенно строения, стены которых выполнены из возгораемого материала – древесины. Для бетонных и кирпичных домов разряды тока молнии также весьма нежелательны. От точки удара до заземленного объекта или земли возникает высокое давление вместе с температурой. Этот участок подвержен внутренним разрушениям. Известны случаи, когда кирпичные и деревянные стены, выдержавшие ранее несколько грозовых дождей, расщеплялись при попадании молнии.


• Частные гаражи и небольшие склады топлива. Разряд молнии сопровождается резким повышением температуры своеобразного разветвленного или линейного канала, по которому происходят токи. Контакт канала с легковоспламеняющимися продуктами однозначно повлечет возгорание и пожар.

Токи молнии не угрожают металлическим проводникам сечением от 35мм². Не страшны они металлоконструкциям, детали которых надежно соединены между собой металлической связью и нижние элементы заземлены.

Например, металлическая обрешетка связана сваркой с арматурой железобетонных стен, а она в свою очередь связана с арматурой фундамента. Элементы кровли принимают разряд, распределяют его и переправляют арматурным пруткам стен. Затем токи передаются арматуре фундамента, который с облегчением отправляет их в землю.

Кроме арматуры фундамента передачу молниевых разрядов земле могут осуществлять проложенные в грунте металлические трубопроводы и кабели в металлических гильзах.

Устройство защиты от молнии

Выяснили, что для защиты строений от ударов молнии, необходимо соорудить систему. Называется она молниеотводом и включает три равных по значению части:

• Молниеприемник – устройство, воспринимающее непосредственно разряд молнии.
• Токоотвод – система металлических линейных деталей, принимающих токи от молниеприемника и передающих их заземлению. Элементами токоотвода могут служить уже упомянутые прутки арматуры, металлические трубы водостока и т.п.
• Заземлитель – линейный или замкнутый металлический контур. Состоит он из забитых в грунт вертикальных штырей, соединенных прутком или полосой. Заглубляется заземлитель минимум на 0,5м. Длину штырей и расстояние между ними определяют расчетными методами.

Молниеотвод постройки любого архитектурного типа обязан включать все три перечисленных части, иначе в устройстве системы не будет малейшего смысла. Различия заключаются в типе составляющих, зависящем от конфигурации крыши и здания.

Например, скатные кровли защищают от молнии посредством установки стержневых приемников. Над вытянутыми домами устраивают молниеотводы с тросовыми приемниками. Применение указанных разновидностей несколько портит архитектурный ансамбль, но в итоге оказывается наиболее экономичным.

Особенности молниеотводов плоских крыш

Защиту от молнии домов и хозяйственных построек с плоской крышей производят по стандартной, проверенной на практике схеме:

• Молниеприемник выполняют в виде сетки из горизонтально уложенной круглой стали Ø 6-8мм. Вместо катанки может использоваться стальная полоса сечением 4×20мм. В качестве ветвей молниеприем
• Токоотводом служат соединенные с заземлением металлические проводники из круглой стали Ø не менее 6мм. подземная часть выполняется из проката Ø 10мм. Элементами отведения токов на плоских крышах могут служить трубы и арматура, если применение ее в качестве токоотвода учитывалось при проектировании строения. Рекомендованное расстояние между токоотводами 25м.
• Система заземления представляет собой замкнутый контур, охватывающий защищаемый объект по периметру. Расстояние между контуром заземления и стеной дома с плоской крышей не более 1м.

Молниеприемником плоской крыши может служить металлическая кровля, соединенная с металлической обрешеткой или напрямую с токоотводами металлической связью. Для подобных схем подходят только металлические кровли, соединенные фальцами. В подобных случаях для устройства защитной сетки нет причин, но это совершенно другая, «покровная» история.

Профилированные листы с защитным покрытием и металлочерепица исключены из числа возможных вариантов из-за отсутствия соединений, достаточных для прохождения токов, а также из-за влияющей на свойства материала полимерной оболочки.

Подробно о сетчатых приемниках разрядов

Устройство сетчатого молниеприемника можно провести в процессе строительства или смонтировать защитную систему после укладки покрытия.

Вариант №1 возможен, если применяется негорючий утеплитель, гидроизоляция и покрытие. Сетка укладывается под водозащитную прослойку. Схема реализации молниеотвода подобного типа разрабатывается на стадии проектирования.

Вариант №2 используется без ограничений. Его устройство практически не влияет на внешний вид дома. Сетка укладывается поверх покрытия, фиксируется в специально для нее разработанных держателях. В случае сооружения молниезащиты мягкой кровли держатели обеспечивают дистанционный зазор в 10-12см между возгораемым материалом и проводником молниеприемника.

Первая схема предопределяет устройство защитной сетки по плитам перекрытия перед укладкой кровли. Для соединения ветвей сетки с арматурой стен или колонн в швы между плитами кровли устанавливаются соединительные приспособления, к которым с одной стороны приваривается сетка, а с другой арматура. В сооружении молниеотводной системы подобного типа используется только сварка.

Вторая схема предполагает установку элементов приемника поверх кровли. Элементарный проект ей тоже нужен, чтобы предусмотреть возможность чистки зимних осадков и беспрепятственного стока дождевой воды. Металлические элементы системы обязательно защищаются от коррозии.

Молниеотводы с сетчатыми приемниками рекомендовано устраивать на крышах с уклоном 4º к внутреннему или наружному водостоку. Нередко сетчатые системы комбинируются со стержневыми собратьями, которые монтируются в углах постройки и в местах пересечения проводников.

Правила сооружения молниеприемной сетки

Сознаемся, что с реализацией первого варианта у большинства домашних мастеров наверняка возникнут проблемы. Ведь надежные сварные соединения обязаны безупречно связать сетку с арматурой стен и фундамента.

К их качеству и своевременности выполнения предъявляются довольно высокие требования. Разберем правила устройства второго варианта молниезащиты на плоской кровле, с осуществлением которого сможем справиться своими руками.

Общие правила монтажа молниеприемной сетки:

• Ветви молниеприемника укладываются перпендикулярно, образуя ячейки с равными сторонами.
• В соответствии с регламентом МЭК (Международной электротехнической комиссии) шаг между ветвями сетки над жилыми домами не должен превышать 12м, над гаражами с хранением топлива до 5м. Отечественные требования несколько мягче: 15м и 7м. Однако желательно придерживаться международных нормативов.
• Все возвышающиеся над уровнем устройства должны быть оборудованы дополнительными стержневыми приемниками. Это трубы и мачты антенн, которые следует присоединить к общей сети.
• В приоритете сварные соединения, но допускаются и болтовые аналоги. Особенно, если для их устройства используются универсальные плашечные зажимы, ощутимо облегчающие монтажные процедуры.
• Ветви сетчатого приемника рекомендовано присоединять к токоотводу с каждой стороны.

Более жесткий регламент МЭК диктует оснащать стержневыми приемниками каждое крестовое соединение сетки. Высоту стержня требует принять 25см. Токоотводы предписывает заземлять двумя заземляющими прутками и устанавливать на них разъемные плашечные контакты для проверочных операций. Сомнений нет, пора привыкать к международным нормам, но в противоречия с ними зачастую вступают наши финансовые возможности.

Отечественные стандарты за номером РД34.21.122-87 не выставляют столь драконовских притязаний, а сооруженные в соответствии с ними системы пока не дают сбоев. Не исключено, что у нас не слишком навороченный молниеотвод работает у нас хорошо по причине умеренной грозовой нагрузки. Жителям южных регионов отечества все же лучше ориентироваться на международные нормативы.

Вспомним, что в ряду покрытий для плоской крыши есть возгораемые и невозгораемые материалы. Классифицируем их согласно горючему признаку и разберем наиболее распространенные схемы.

Молниеприемная сетка по несгораемому основанию

К категории несгораемых оснований относится бетонная стяжка, кровельный оцинкованный профнастил, сэндвич панели и гравийная засыпка, применяемая в качестве балласта в инверсионных кровельных системах.

В зависимости от типа несгораемого основания выбирается схема монтажа молниеприемной сетки:

• По профилированным листам, не имеющим полимерного покрытия, укладка производится поперек направления гофры. Металлический пруток укладывается с запланированным шагом и приваривается к поверхности волны профнастила через каждый метр. Отличной альтернативой сварке являются металлические болтовые держатели, позволяющие провести монтаж сетчатого приемника любой степени сложности.
• По бетонным кровлям согласно проектным данным устанавливаются пластиковые держатели с бетонным заполнением – утяжелителем. Масса заполнения от 12 до 17кг в зависимости от марки продукции. Внушительный вес изделий гарантирует устойчивость системы и сопротивляемость порывистым ветрам. В продаже есть держатели без утяжеляющего заполнения, для установки которых груз из морозостойкого бетона заливается самостоятельно на объекте. Для малоэтажных строений в регионах с низкой ветровой активностью выпускаются держатели с креплением саморезами или приклейкой на битумную мастику.
• По гравийной засыпке балластных крыш устанавливаются держатели с бетонным балластом и без него. При желании зафиксировать держатели на основании они монтируются до засыпки балласта. В таких случаях рекомендовано использовать дистанционные модели с приклеиванием к основанию на мастику.

Максимальный шаг установки держателей не должен превышать 1м для всех перечисленных схем.

Сооружение молниеотвода с сетчатым проводником не рекомендуется устанавливать на металлические кровли, выполненные из материала тоньше 4мм. Прямой удар в покрытие может запросто его прожечь.

Потому кровли из тонкого профлиста принято оснащать сеткой на дистанционных держателях, зона защиты которых все же побольше, чем у контактирующих с кровлей приспособлений.

Сетчатый приемник по сгораемому основанию

К ним отнесем кровельные покрытия слабогорючей категории и материалы, поддерживающие горение, потому что беспрекословно возгораемые материалы в строительстве не используются. В списке опасных по критериям горения покрытий плоских крыш числятся битумные и битумно-полимерные гидроизоляционные материалы и полимерные мембраны – т.е. мягкие кровли.

Для того чтобы исключить прямой контакт приемника молниевого разряда с битумным и полимерным покрытием, применяются так называемые дистанционные держатели. Суть конструкции несложных приспособлений заключается в том, что между поверхностью крыши и веткой сетки создается воздушный промежуток, достаточный для затухания возможной искры.

Согласно предписаниям СО 153 3.2.2.4. расстояние это должно быть не меньше 10см. Требования МЭК указывают на необходимость применять в расчетах изоляционные коэффициенты материалов, указанные литерами km.

Изоляционные промежутки создаются с помощью вертикальных стержней, входящих в комплект дистанционных держателей. Фиксируются они в пластиковой подставке, на которую водружают бетонный утяжелитель. Задачу крепления провода решает втулка, завершающая крепежное устройство.

Алгоритм устройства молниеприемной сетки с дистанционными держателями на мягкой кровле:

• Производим разметку площадки работ согласно разработанному проекту. Держатели устанавливаются через 1м вдоль линий, соответствующих ячейкам сетки. Максимальное расстояние между приспособлениями 1,2м, возможность увеличения оговаривается в инструкции производителем. Проектная разработка должна учитывать, что участки подключения ветвей к токоотводам и токоотводов к заземлению должны быть минимальными. Не забываем, что функцию ветки может выполнить металлический щиток парапета и подобные длинномерные металлические детали.
• Стержни, сделанные из стеклопластика, обрезаем или обрубаем на заранее рассчитанную величину, требующуюся для формирования воздушного изоляционного зазора.
• Согласно разметке производим установку пластиковых подставок, центр которых обязан совпасть с отмеченной точкой. В случае обустройства кровли из полимерной мембраны под каждую подставку укладываем резиновую прокладку, чтобы тяжелые детали не повредили покрытие.
• На подставки укладываем бетонные утяжелители.
• В каналах, расположенных в центре подставок, свободно располагаем обрезанные стержни.
• Верхушки стержней оснащаем крепежными устройствами с втулками, рассчитанными на фиксацию провода Ø до 8мм.
• Прокладываем ветви молниеприемной сетки, элементарно защелкивая их во втулках держателей.

Выступающие над поверхностью трубы и мачты антенн должны иметь электрическую связь с молниеотводом. Их оборудуют стержневыми приемниками или металлическими фартуками и присоединяют к токоотводам плашечными зажимами. Аналогично с токоотводами состыкуются края ветвей, что гораздо удобнее сварки. К тому же неопытный исполнитель с их помощью сможет в высоком темпе создать качественные узлы.

Соединение токоотводов с ветвями сетки

Сборка сетчатого приемника разрядов – только первый этап устройства молниезащиты и полноценной системы заземления. Ее необходимо грамотно подключить к заземляющему контуру так, чтобы принятые токи без препятствий текли в грунт.

Правила прокладки и подключения токоотводов:

• Трассы прохождения токоотводов необходимо запроектировать с учетом кратчайшего расстояния между точками подключения к молниеприемнику и заземлению.
• К возгораемым стенам токоотводы крепятся с помощью дистанционных кронштейнов. Расстояние между стеной и проводником не менее 10см. Допускается контакт металлического кронштейна и материала стены.
• Токоотводы могут фиксироваться на трубах водостока металлическими хомутами.
• Допускается прокладка токоотводов, выполненных из оцинкованной круглой стали, непосредственно по кирпичной или бетонной стене.
• Расстояние между точками крепления горизонтальных участков 1м, вертикальных участков 2м.
• Не допускается прокладка с образованием петель.
• При выборе места для прокладки токоотвода рекомендуется выбрать участки здания с наименьшей вероятностью присутствия людей.

Трассы токоотводов прокладывать принято по углам обустраиваемых домов. Максимальное расстояние между ними 25м. Нижний край каждого токоотвода опускается в грунт, где крепится с помощью болтового устройства к системе заземления. Участки ввода проводника в почву рекомендовано обмотать антикоррозионной лентой.

Видео-инструкция для домашних мастеров

С общим принципом устройства молниеотвода для частного дома ознакомит видео:

Технологию сооружения молниеприемной сетки для системы защиты частного дома можно освоить, не обладая фундаментальными познаниями в сфере электробезопасности. Имеющиеся сейчас в продаже монтажные приспособления помогут провести работы в краткие сроки и без особых хлопот. Главное не забывать о правилах устройства, чтобы система защиты собственности была полноценной.

Источник: KrovGid.com

2. Молниеприемник как часть системы молниезащиты

Систему молниезащиты организуют по принципу максимального использования естественных молниеотводов. В случаях, когда обеспечиваемая ими защищенность недостаточна, то комбинируют со специально установленными элементами (искусственными молниеприемниками).

Простота устройств, отсутствие необходимости в специальном техническом обслуживании и сравнительно надежная защита объекта от поражения ударами молнии, обеспечили молниеприемникам пассивной системы молниезащиты наиболее широкое распространение на практике.

Выделяют следующие типы пассивных молниеприемников:

• стержневые (мачта);
• тросовые;
• сетчатые.

Молниеприёмники изготавливают из различных материалов: алюминий, медь, нержавеющая или оцинкованная сталь, с учетом минимальных сечений для каждого из них согласно нормативным документам.

Стержневой молниеприемник (мачта)

Стержневые молниеприемники-мачты, установленные на вышках

Стержневой молниеприемник (или молниеприёмная мачта) представляет собой вертикальное устройство высотой обычно от 1 до 20 метров на крыше сооружения или рядом с ним, установленное таким образом, чтобы зона защиты покрывала защищаемый объект. Специальные зажимы, используемые при установке мачт, позволяют крепить их как к вертикальным (стена), так и горизонтальным (земля, крыша) поверхностям. От каждой мачты монтируют два токоотвода. Если молниеприемник располагают на кровле сооружения, то используемое заземляющее устройство представляет собой горизонтальный контур, который усиливают в точках опусков токоотводов вертикальными заземлителями. Заземляющее устройство отдельно стоящих мачт выполняют тремя вертикальными заземлителями, объединенными между собой по типу «куриной лапы». Стержневые молниеприемники (мачты) выбирают в основном для защиты небольших зданий, не сложной архитектуры.

Тросовый молниеприемник

Тросовый молниеприемник

Конструкция тросового молниеприемника состоит из двух мачт и натянутого между ними стального троса. К концам троса примыкают по одному токоотводу с заземлителем по типу «куриной лапы». При правильном расположении опорных мачт грозовые разряды уходят в землю за пределы защищаемого объекта. Тросовую молниезащиту широко применяют для невысоких строений. Стержневые и тросовые молниеприемники подразделяются на одиночные, двойные и многократные, образуя общую зону защиты объекта. Многократные молниеприемники используют для защиты крупных зданий или нескольких сооружений, занимающих значительную территорию.

Молниеприемная сетка

Молниеприемная сетка, установленная на крыше здания

Конструкция молниеприемника изготавливается в виде сетки из металлического прутка на крыше защищаемого сооружения. Молниеприемную сетку укладывают на кровлю здания с шагом (размером ячеек) от 5х5 м до 20х20 м в зависимости от категории молниезащиты объекта. Распространённый вопрос, который возникает при проектировании, — можно ли укладывать молниеприемную сетку непосредственно на кровлю крыши. На самом деле, сетку можно укладывать прямо на кровлю или под утеплитель (см. пункт 2.11. в инструкции РД 34.21.122-87). По инструкции СО 153 3.2.2.4. если повышение температуры представляет для объекта опасность, то расстояние между токоотводом и горючей кровлей или стеной, должно быть больше 0,1 м. При этом металлический зажим может быть в контакте с горючей стеной. Если стена или кровля являются горючими, но повышение температуры для них не опасно, то разрешается крепление непосредственно к стене.
Токоотводы монтируют по всему периметру молниеприемника с шагом от 10 до 25 м (зависит от уровня защиты). Тип кровли защищаемого сооружения (мягкая или жесткая) определяет способ крепления «сетки» к поверхности крыши. При соблюдении условия не горючего основания, молниеприемная сетка может быть уложена в «кровельном пироге». Заземлитель для данного типа молниеприемника представляет собой замкнутый горизонтальный контур, усиленный в точках опусков токоотводов.

3. Категории молниезащиты

Выбор типа молниеприемника зависит от того, к какой категории по устройству молниезащиты относится строение.
Нормами установлены три категории устройств молниезащиты в зависимости от взрывной и пожарной опасности, вместимости, огнестойкости и назначения защищаемых объектов, а также с учетом среднегодовой продолжительности гроз в географическом районе расположения объекта, см. категории молниезащиты в таблице № 1 из пункта 1.1. в РД 34.21.122-87:

	Здания и сооружения	Местоположение	Тип зоны защиты при использовании стержневых и тросовых молниеотводов	Категория молниезащиты
	Здания и сооружения или их части, помещения которых согласно ПУЭ относятся к зонам классов В-I и В-II	На всей территории СССР	Зона А	I
	То же классов В-Iа, В-Iб, В-IIа	В местностях со средней продолжительностью гроз 10 ч в год и более	При ожидаемом количестве поражений молнией в год здания или сооружения N>1 — зона А; при N≤1 — зона Б	II
	Наружные установки, создающие согласно ПУЭ зону класса В-Iг	На всей территории СССР	Зона Б	II
	Здания и сооружения или их части, помещения которых согласно ПУЭ относятся к зонам классов П-I, П-II, П-IIа	В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более	Для зданий и сооружений I и II степеней огнестойкости при 0,1 2- зона А	III
	Расположенные в сельской местности небольшие строения III — V степеней огнестойкости, помещения которых согласно ПУЭ относятся к зонам классов П-I, П-II, П-IIа	В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более при N< 0,02	–	III
	Наружные установки и открытые склады, создающие согласно ПУЭ зону классов П-III	В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более	При 0,12 — зона А	III
	Здания и сооружения III, IIIa, IIIб, IV, V степеней огнестойкости, в которых отсутствуют помещения, относимые по ПУЭ к зонам взрыво- и пожароопасных классов	То же	При 0,12 — зона А	III
	Здания и сооружения из легких металлических конструкций со сгораемым утеплителем (IVa степени огнестойкости), в которых отсутствуют помещения, относимые по ПУЭ к зонам взрыво- и пожароопасных классов	В местностях со средней продолжительностью гроз 10 ч в год и более	При 0,12 — зона А	III
	Небольшие строения III-V степеней огнестойкости, расположенные в сельской местности, в которых отсутствуют помещения, относимые по ПУЭ к зонам взрыво- и пожароопасных классов	В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более для III, IIIa, IIIб, IV, V степеней огнестойкости при N<0,1, для IVa степени огнестойкости при N<0,02	–	III
	Здания вычислительных центров, в том числе расположенные в городской застройке	В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более	Зона Б	II
	Животноводческие и птицеводческие здания и сооружения III-V степеней огнестойкости: для крупного рогатого скота и свиней на 100 голов и более, для овец на 500 голов и более, для птицы на 1000 голов и более, для лошадей на 40 голов и более	В местностях со средней продолжительностью гроз 40 ч в год и более	Зона Б	III
	Дымовые и прочие трубы предприятий и котельных, башни и вышки всех назначений высотой 15 м и более	В местностях со средней продолжительностью гроз 10 ч в год и более	–	III
	Жилые и общественные здания, высота которых более чем на 25 м превышает среднюю высоту окружающих зданий в радиусе 400 м, а также отдельно стоящие здания высотой более 30 м, удаленные от других зданий более чем на 400 м	В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч в год и более	Зона Б	III
	Отдельно стоящие жилые и общественные здания в сельской местности высотой более 30 м	То же	Зона Б	III
	Общественные здания III-V степеней огнестойкости следующего назначения: детские дошкольные учреждения, школы и школы-интернаты, стационары лечебных учреждений, спальные корпуса и столовые учреждений здравоохранения и отдыха, культурно-просветительные и зрелищные учреждения, административные здания, вокзалы, гостиницы, мотели и кемпинги	То же	Зона Б	III
	Открытые зрелищные учреждения (зрительные залы открытых кинотеатров, трибуны открытых стадионов и т.п.)	То же	Зона Б	III
	Здания и сооружения, являющиеся памятниками истории, архитектуры и культуры (скульптуры, обелиски и т.п.)	То же	Зона Б	III

Категории молниезащиты по РД 34.21.122-87

I категория молниезащиты

Для молниезащиты строений, относящихся к I категории, используются молниеприемные мачты или тросовые молниеприемники,
см. пункт 2.1. в РД 34.21.122-87. Обязательным условием является обеспечение зоны защиты типа А в соответствии с требованиями приложения 3.

II категория молниезащиты

Для молниезащиты строений II категории, имеющих неметаллическую кровлю, применяются молниеприемные мачты или тросовые молниеприемники, устанавливаемые изолированно или на самом защищаемом объекте см. пункт 2.11 в РД 34.21.122-87. При этом обязательным условием является обеспечение зоны защиты в соответствии с требованиями приведенной в статье таблицы и приложения 3 в РД 34.21.122-87. Если устройства молниезащиты расположены на объекте, то для каждой молниеприемной мачты или стойки тросового молниеприемника необходимо не менее двух токоотводов. Для обеспечения молниезащиты сооружений, уклон кровли которых не превышает 1:8, может использоваться молниеприемная сетка.
В качестве материала для изготовления молниеприемной сетки применяют стальную проволоку диаметром не менее 6 мм. Конструкцию с шагом ячеек не более 6х6 м укладывают на кровлю здания поверх или под огнеупорные материалы. Металлические конструкции, возвышающиеся над крышей строения, необходимо присоединять к молниеприемной сетке, а не металлические – оборудовать дополнительными устройствами защиты от удара молнии, так же закрепляя их с «сеткой».
Сооружения с металлическими фермами, кровли которых построены с использованием огнеупорных материалов, не требуют установки устройств молниезащиты. Металлическая кровля строений сама выступает в качестве молниеприемника. При этом устройствами молниезащиты необходимо оборудовать все возвышающиеся над крышей неметаллические элементы объекта защиты. Токоотводы монтируют от металлической кровли или молниеприемной сетки с шагом 25 м по периметру здания. Для всех типов молниеотводов, используемых для защиты строений II категории, обязательно выполнение требования пункта 2.6 в РД 34.21.122-87.

III категория молниезащиты

Для молниезащиты строений, относящихся III категории, применяют один из указанных выше способов (молниеприемные мачты, тросовые молниеотводы или сетку) с соблюдением действующих требований.
По возможности, в качестве токоотвода применяют металлические конструкции самого защищаемого объекта. Обязательным условием при этом является непрерывная электрическая связь в соединениях конструкций с остальными элементами системы внешней молниезащиты (молниеприемниками и заземлителями). Расположенные снаружи здания токоотводы необходимо монтировать на расстоянии не более 3 м от входов или в местах, не доступных для прикосновения людей.
Нормативными документами по организации молниезащиты наземных объектов не предусмотрено никак требований к расстоянию между отдельно стоящим молниеотводом и объектом защиты, его подземными коммуникациями. Применяя молниеприемную сетку для строений III категории, необходимо предусмотреть шаг ее ячеек не более 12 х 12м.

4. Зоны защиты стержневых и тросовых молниеприемников

Выбор количества и высоты стержневых и тросовых молниеотводов должен производиться с помощью расчета их зон защиты.
Под зоной защиты понимают площадь заданной геометрии в окрестности молниеприемника, на которой вероятность прямого удара молнии в размещенный там объект не превысит заданной величины.
Для обеспечения молниезащиты строения на уровне требуемой надежности, весь объем защищаемого объекта должен располагаться в зоне защиты молниеприемника.
Одиночная молниеприемная мачта обеспечивает зону защиты строения в виде кругового конуса высотой h0< h, радиус которого находится на уровне земли r0, а вершина расположена на вертикальной оси молниеприемника, где h0 - высота конуса, h - высота мачты.

Зона защиты одиночного стержневого молниеприемника

Одиночный тросовый молниеприемник обеспечивает зону защиты в виде равнобедренного треугольника, вершина которого находится на высоте h0< h, а основание расположено на уровне земли 2r0, где h - высота натянутого между мачтами троса.

Зона защиты тросового молниеприемника

Расчет зон защиты стержневых и тросовых молниеприемников производится согласно CO 153—343.21.122-2003.

5. Выбор типа молниеприемника

На основании всего вышеизложенного, делаем вывод, что выбор типа молниеприемника необходимо производить исходя из конструкций зданий и сооружений и материалов их кровли, с обязательным учетом категории молниезащиты и соблюдением всех необходимых требований РД 34.21.122-87 и CO 153—343.21.122-2003.
Осуществляя молниезащиту строений при помощи стержневых и тросовых молниеприемников, их располагают таким образом, что бы объект целиком находился в их зонах защиты, рассчитываемых для каждого типа молниеотвода согласно CO 153—343.21.122-2003.
При выборе молниеприемной сетки важно учитывать, что шаг сетки (размеры ячеек) определяется категориями молниезащиты см. РД 34.21.122-87.
Для комплексной молниезащиты объектов могут применяться комбинированные типы, например тросостержневые. Нередко «сетку» комбинируют со стержневыми молниеприемниками, что обеспечивает довольно надежную защиту.

Широкое применение стержневых молниеприемников обусловлено простотой и относительной дешевизной их изготовления. В основном молниеприемные мачты выбирают для защиты небольших строений, не сложной архитектуры. Для молниезащиты крупных зданий или нескольких сооружений, занимающих значительную территорию, используют многократные стержневые молниеприемники.
Тросовые молниеприемники выбирают для защиты весьма протяженных объектов. По экономическим параметрам обустройство ими сооружений сопоставимо со стержневыми устройствами молниезащиты, однако в процессе эксплуатации они показали себя менее надежными.

На сегодняшний день, пожалуй, самым распространенным устройством молниезащиты кровли строений, относимых ко II и III категориям, является молниеприемная сетка.
Однако, современная научная общественность не подтверждает эффективность ее использования в защите от прямых ударов молнии, ввиду недостаточного повышения высоты данного молниеприемника (2-3 см) над объектом, обеспечивая при этом недостаточную надежность защиты сооружения (подробнее в вебинаре «Вопросы и проблемы нормативной документации»).

Наличие установленной системы внешней молниезащиты не является гарантией полной защиты от всех воздействий молнии. Для защиты от вторичных последствий необходимо обязательно защищать объект комплексно: элементы внешней молниезащиты, а также внутренняя молниезащита, которая представляет из себя совокупность устройств защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП).

Источник: zandz.com