Монтаж защиты от молний в частном доме
Большинство владельцев частных домов, коттеджей и дач стараются создать внутри и снаружи своего жилья максимально комфортные и безопасные условия для проживания. Вполне понятное стремление, но чаще всего собственники такой недвижимости полностью забывают о таком природном явление, как разряд статического атмосферного электричества, который в одно мгновение может нанести огромный вред жилым постройкам и здоровью людей. По своей природной сути, атмосферная молния — это очень мощный разряд электрической энергии, который способен при точном попадании непосредственно в частный дом, уничтожить не только всю бытовую технику и электроприборы, но и само строение в целом.
Если ваше частное владение расположено рядом с высоким зданием, то вам не следует беспокоиться. Система громоотводов многоэтажного объекта обеспечит надежную защиту вашего жилья от поражающих факторов атмосферного электрического разряда. Но такое расположение коттеджей, частных домов и дач практически не встречается в современной действительности. В основном такие объекты недвижимости строятся вдали от высоких зданий, поэтому их необходимо защищать от молний, оснащая современными блоками грозозащиты.
Молния, чаще всего разряжается на самую высокую точку, но даже растущее рядом с домом огромное дерево не способно защитить его от разряда. Только устройство грозозащиты способно полностью защитить от атмосферного разряда ваше жилье с бытовой техникой, а также присутствующих в нем людей. В этой статье мы рассмотрим все вопросы, касающиеся видов молниезащиты и способов их монтажа для любых типов домов, дач и коттеджей. А также в сжатой форме расскажем, как установить громоотвод своими руками, но сначала расскажем о поражающих факторах молний.
Поражающие факторы разрядов атмосферных разрядов
Технология создания защиты от грозы напрямую связана с поражающими факторами атмосферных электрических разрядов. Любое природное явление влияет на окружающую среду с той или иной степенью воздействия. Молния не является исключением и ее поражающие факторы можно разделить на следующие два вида.
- Первичный. Это прямой удар электрического разряда в объект недвижимости. Последствия от такого попадания могут быть самыми плачевными. Конструкция дома может получить серьезные повреждения или просто сгореть от возникшего пожара. Не исключается и гибель людей от поражения электрическим током. Вся включенная в сеть бытовая техника и электроприборы однозначно выйдут из строя. Первичный фактор поражения молнией создает самый опасный вариант развития событий, способный создать массу проблем жильцам частного дома, коттеджа или дачи.
- Вторичный. Менее опасный поражающий фактор атмосферного электрического разряда, конечно, по сравнению с прямым попаданием, но тоже способный доставить много неприятностей собственнику частного владения. Дело в том, что молния, разрядившаяся недалеко от дома, формирует мощное индукционное поле, создающее скачек питающего напряжения в электрической проводке. Такое перенапряжение способно полностью вывести из строя бытовую технику и электроприборы.
Защитить свою собственность от вторичного поражающего фактора можно простым отключением электроприборов от питающей сети на весь период времени прохождения грозового фронта. Для эффективной защиты от прямого попадания молнии необходимо выполнить монтаж молниезащиты в коттедже, частном доме или на даче.
Установка громоотвода и дополнительного защитного оборудования позволит избежать негативных последствий от воздействия разряда на вашу жилую собственность и на проживающих в ней людей, независимо от типа поражающего фактора. Далее мы рассмотрим виды и категории молниезащиты.
Категории и виды внешней защиты от молний
Атмосферная молния — это мощный разряд электричества, подчиняющийся основным законам физики. Всем известно, что электрический ток движется по пути с наименьшим сопротивлением. Главной задачей блока грозозащиты любого вида создать именно такой путь для прохождения электроэнергии, минуя конструкцию строения. При ударе молнии в частный дом, оснащенным таким блоком, вся мощь электрического заряда просто-напросто уйдет в поверхность земли, не нанеся ущерба постройкам, электроприборам и человеку.
В народном сленге такой виды защиты частных строений называется по-разному: заземлением загородного дома, системой молниеотводов, а также громоотводами. Последний вариант наименования совершенно некорректен, ведь гром — это звук удара молнии и отводить его никуда не нужно. Но термин давно прижился и используется в разговорной речи. Независимо от того, как называется защита дома от молний, она предназначена для выполнения одной задачи — отвода энергии атмосферного электрического разряда в землю. Блоки грозозащиты делятся на три категории: по методу и виду защиты, а также по конструктивным особенностям.
- Методы защиты. Эта категория делится на два вида молниезащиты: активную и пассивную. В активной системе приемник молний оснащен специальным ионизатором воздуха, который своей работой провоцирует накопленное атмосферой статическое электричество на разряд. По своей сути, активная защита притягивает молнию, тем самым исключая возможность прямого попадания молнии в объект недвижимости и рядом находящиеся постройки. Пассивные системы не оснащены никакими дополнительными устройствами, поэтому молния может на ней разрядиться, а может и ударить в другое место, но в любом случае данный вид молниезащиты создает надежный барьер от прямого попадания разряда в дом. В то же время она не способна защитить бытовую технику от вторичного поражающего фактора. Для защиты от него необходимо устанавливать дополнительное оборудование.
- Виды защиты. В этой категории защита дома от разряда делится на два типа: внутреннею и внешнюю. Внутренняя система защищает частное владение от вторичного поражающего фактора, а внешняя от первичного. В связи с тем, что активные системы защиты от атмосферных электрических разрядов практически не применяются в быту, то блок грозозащиты дома, коттеджа или дачи должен состоять из двух частей: внешней и внутренней.
- Конструктивные особенности. В этой категории блок грозозащиты для частного дома делится на типы по особенностям конструкции внешних приемников молний. На данный момент существует три основных типа молниеприемников: штыревые, сетчатые и тросовые. Каждый из них хорош по-своему. Штыревые молниеотводы самые дешевые, но менее эффективные по сравнению с сетчатыми и тросовыми приемными элементами.
Выбрать лучшую защиту от разряда атмосферного электричества для своего дома вам поможет следующая глава статьи, в которой мы расскажем о конструкции наиболее популярной пассивной внешней молниезащите, в дополнение к которой необходимо устанавливать и внутреннюю защиту от вторичного поражающего фактора.
Конструкция пассивной внешней защиты от молний
Конструкция внешнего громоотвода на даче, в коттедже или частном доме довольна проста. Она состоит из трех составляющих частей: приемника молний, токоотводов и заземляющего контура. Токоотводы и заземлители имеют стандартную конструкцию. В отличие от них, молниеприемники пассивных систем защиты можно разделить на три типа, которые мы подробно рассмотрим ниже.
- Стержневой. Самый распространенный тип приемника атмосферных разрядов в системах пассивной внешней грозозащиты. Стандартный вид такого молниеприемника — это металлический прут длиной от 2.5 метров с диаметром от 10 до 20 мм, но можно использовать и стальные трубы с заваренными торцевыми отверстиями. Количество таких стержневых элементов зависит от площади дома. Для небольшого строения достаточно одного приемника, ну а для домов площадью более 200 кв. м следует устанавливать несколько стержней, с расстоянием между ними не менее 10 метров. Устанавливают стержневые молниеприемники на частном доме с помощью специального диэлектрического крепежа, который исключает переход разряда на конструкцию строения. Металлический стержень можно установить на отдельной опоре или высоком дереве, расположенном вблизи частного дома. Такой вариант хорош тем, что не портит внешний облик дом. Но следует заметить, что главным условием размещения молниеприемника является то, что он должен быть установлен выше основного дома и других построек частного владения.
- Тросовый. Этот тип молниеприемника неплохо зарекомендовал себя при устройстве молниезащиты частного дома с крышей из металлочерепицы. Такая кровля сама по себе является отличным проводником грозовых разрядов, поэтому ее следует надежно защищать от попадания молний. Тросовые молниеотводы намного эффективней, чем стержневые, но их монтаж сложен и требует больших трудозатрат. Для установки этого типа приемников молний используется металлический трос, который закрепляется на коньке дом по всей его длине. Основным условием монтажа молниезащиты на базе тросового молниеотвода является следующий фактор: натяжка троса должна исключать касание кровли. К тому же трос монтируется на диэлектрических опорах.
- Сетчатый. Такой молниеотвод изготавливается из металлической проволоки с диаметром сечения не менее 6 мм. Натягивают провод по всей площади кровли с созданием квадратных ячеек размером не более 6×6 метров. Как и в случае с тросовым молниеотводом, провод сетчатой системы не должен касаться кровли. Его необходимо монтировать на опорах, не проводящих электрический ток. Эффективность этого типа молниеприемников очень высока, но используются они крайне редко, так как трудны в монтаже. Кроме того, сетчатый молниеотвод затрудняет эксплуатационное обслуживание кровли частного дома и ухудшает ее внешний вид.
Какой тип молниеотвода использовать — выбирать вам! Каких-либо строгих рекомендаций дать на этот счет невозможно. Все три типа молниеприемников способны надежно защитить частный дом от первичного поражающего фактора молнии.
Следующими элементами в системе молниезащиты являются токоотводы. Главная их задача — это передача энергии атмосферного разряда от молниеприемника к заземляющему устройству. Токоотводы можно изготовить из стальной проволоки диаметром не менее 6 мм, специального медного или алюминиевого кабеля или стальной ленты шириной от 30 мм и толщиной более 2 мм. Любой токоотвод закрепляется на концах молниеотводов с помощью резьбового соединения, сварки или пайки. В частных домах, построенных из негорючих материалов, этот элемент грозозащиты крепится на стенах в незаметном месте с использованием металлического крепежа. Нельзя размещать токоотводы вблизи с окнами и дверями.
Особые требования предъявляются к монтажу токоотводов молниезащиты деревянного дома. При попадании молнии в систему молниезащиты в частном дома, провода токоотводов могут разогреться до высоких температур. Чтобы исключить возгорание деревянных стен строения необходимо правильно установить токоотводящую часть системы грозозащиты. Токоотводы необходимо располагать на расстоянии не менее 10 см от стен постройки. Для одного стержневого молниеприемника необходимо установить один токоотвод, а для тросовых и сетчатых приемников разряда два токоотводящих элемента. Количество токоотводов зависит от количества концов молниеприемников и площади и конструкции кровли.
Последним элементом в системе внешней защиты частного дома от атмосферных электрических разрядов является заземляющее устройство. Простейший заземлитель — это два металлических прутка диаметром не менее 30 мм, забитые в почвенный слой на 2–3 метра и соединенные между собой перемычкой из металлической ленты. Расстояние между этими заземляющими элементами должно быть не менее 3 метров. К этой конструкции присоединяется токоотвод исключительно путем сварного соединения.
Мы рассмотрели конструкцию внешней пассивной молниезащиты. Она способна эффективно защитить частный дом от первичного поражающего фактора молнии. Для защиты дома, коттеджа или дачи от перенапряжений в сети, возникающих при воздействии второго поражающего фактора грозового разряда, необходимо устанавливать дополнительное оборудование. Эти приборы обеспечивают внутреннюю защиту от молний.
Внутренняя молниезащита
Бытовую технику и электроприборы в частном доме следует защищать от воздействия мощного индукционного поля, которое возникает в результате атмосферного разряда. Внешняя молниезащита не способна справиться с этой задачей. Для защиты от грозовых перенапряжений необходимо использовать специальные электротехнические устройства. Они называются устройствами защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП) и устанавливаются в распределительные щиты на входе электрических линий в частный дом. В настоящее время на рынке присутствует большой ассортимент таких приборов, с разными возможностями и уровнем защиты от импульсных скачков напряжения.
Только после установки УЗИП в распределительный щиток и монтажа внешней молниезащиты вы с уверенностью сможете сказать, что ваш дом надежно защищен от всех поражающих факторов молнии. Мы рассмотрели конструкцию защиты от молний для частного дома как внешней, так и внутренней. В следующей части статьи будет дан ответ на вопрос: как сделать громоотвод на даче, в коттедже или частном доме своими руками.
Самостоятельный монтаж молниезащиты
Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что монтаж защиты от молний можно осуществить своими руками без привлечения наемных работников. Конечно, если вы обладаете элементарными навыками монтажных работ. В противном случае следует пригласить специалиста. Если вы все же решили осуществить монтаж громоотвода собственными руками, то сначала следует выполнить проектирование и расчет молниезащиты. Этот процесс не вызовет затруднений. Мы коротко расскажем о проектировании молниезащиты и ее самостоятельном монтаже на примере установки громоотвода со стержневым молниеприемником. Это самый популярный вариант защиты от грозы загородной недвижимости.
Громоотвод со стержневым приемником молний обеспечивает защиту в виде воображаемого конуса, c вершиной на конце молниеприемника. Во внутреннюю зону этого конуса, для обеспечения надежной защиты строения от молний, должен попадать весь объект.
На приведенном рисунке мы видим, что часть дома не попала в зону защиты, поэтому необходимо перенести молниеприемник на середину дома или увеличить его высоту. Лучшим местом для монтажа штыря молниеприемника является конек крыши или печная труба. Расчет высоты стержневого приемника рассчитывается по следующей формуле.
- Rx — нижний радиус защиты воображаемого конуса, который необходимо замерить рулеткой на поверхности земли;
- Ha — высота активной зоны защиты от молний, которая замеряется от земли до наивысшей точки воображаемого конуса;
- Hx — самая высокая точка частного дома, которая может находиться на коньке кровли, печной трубе или на других элементах конструкции;
- H — высота стержня молниеприемника.
После расчета длинны стержня молниеприемника следует определиться с его местоположением и проложить воображаемую трассу монтажа токоотвода от стержня до места установки заземлителя. На этом проектирование и расчет молниезащиты закончен и можно приступить непосредственно к монтажу громоотвода.
Монтаж заземлителя
В первую очередь следует смонтировать заземляющий контур. Для выполнения работ вам понадобится следующий инструмент и материалы:
- болгарка с отрезными кругами, сварочный аппарат, кувалда, молоток и лопата;
- стальной уголок 40×40 для вертикальных штырей и полоса 40×5 для перемычек.
Заземлитель следует монтировать недалеко от стены дома. Выбираем место и выкапываем равностороннюю треугольную траншею глубиной 70 см со сторонами 1.2 метра. До стены дома также необходимо прокопать траншею для укладки токоотвода. В углах треугольника забиваем отрезки стального уголка на глубину 2 метра.
К концам штырей приваривается полоса. К одному углу контура приваривается стальная полоса и выводиться на стену дома, где к ней будет присоединен токоотвод от молниеприемника. Траншея закапывается и утрамбовывается. Заземлитель готов к подключению токоотвода.
Монтаж приемника молний
Лучшим местом для крепления стержня молниеприемника является печная труба, расположенная вблизи конька кровли. Крепить мачту удобнее всего кронштейнами с хомутами на концах.
Альтернативным вариантом крепежа штыря молниеприемника является его установка на специальную опору на коньке дома.
На заключительном этапе монтажа к нижнему концу стержня крепится токоотвод при помощи хомута с резьбовым соединением.
Монтаж токоотводов
Токоотвод, металлический провод диаметром не менее 6 мм прокладывается непосредственно по кровле и стене дома, к месту выхода соединительной стальной полосы от контура заземления. Вся конструкция крепится к кровле и стенам дома пластиковыми или металлическими хомутами с опорой.
Нижний конец провода токоотвода закрепляется на металлической полосе заземлителя с помощью резьбового соединения.
На этом монтаж внешней грозозащиты закончен, но если не установить блок внутренней защиты от перенапряжений, то ваша система защиты от молний будет неполной.
Установка УЗИП
Устройство защиты от импульсных перенапряжений полностью обесточивает электрическую сеть дома при возникновении мощного индукционного поля, то есть вторичного поражающего фактора молнии. Модуль устанавливается в распределительный щиток по следующей схеме.
После установки УЗИП ваша молниезащита частного дома получает полностью законченный функциональный вид. С этой системой ваша недвижимость и бытовая техника надежно защищены от атмосферных электрических разрядов.
Заключение
Качественный монтаж громоотвода обеспечит вам комфортное проживание в своем доме. В этом случае защита от всех поражающих факторов молнии будет обеспечена. Но следует заметить, что молниезащиту необходимо периодически проверять на наличие повреждений. Главное внимание при профилактическом осмотре нужно уделять всем соединениям. Только при условии работоспособности громоотвода, ваш дом будет надежно защищен от попаданий молний.
Источник: ProFazu.ru
В этой статье Вы узнаете:
- Чем опасна гроза и разряды молнии для частного домовладения
- Какие бывают виды молниезащиты в частном доме
- Что включает стандартный состав системы молниезащиты
- Пассивная или активная молниезащита? Плюсы и минусы
- Основы устройства внешней мониезащиты частного дома
- Какие бывают категории сооружений по степени молниезащиты
- Используемые материалы и проблемы коррозии
- Что такое наименьшее допустимое расстояние (разделительный промежуток)
- Какой должен быть молниеприемник
- Как выбрать токоотвод? Виды токоотводов.
- Как правильно крепить элементы молниезащиты? Кровельные и фасадные держатели, держатели для водосточных труб, клеммы м соединители, элементы крепления заземления
- Как выбрать заземление
- Как правильно соединить систему заземления с токоотводом системы молниезащиты
- Особенности устройства системы мониезащиты для разных типов и конфигураций кровли
Цены на комплектующие для молниезащиты дома
Атмосферное электричество обладает огромным потенциалом, в тысячи раз превосходящим мощности установок, созданных человеком. В грозовом облаке может создаваться разность потенциалов до 10 миллионов киловольт, ток при разряде достигает 200 000 ампер, уберечься от такой силы, несущей масштабные разрушения, без специальных защитных систем не представляется возможным.
Опасность молнии для частных домов
Насыщенность домов электроникой, электробытовой техникой и средствами приема эфирных передающих каналов резко увеличила вероятность воздействия молнии, что объясняется физическими особенностями электростатических сил. Грозовой разряд, попадая в незащищенное строение, не только повреждает электрические сети и аппараты, страшнее вероятность возникновения пожаров, причиной которых молнии становятся в каждом пятом случае. Защита от поражения молнией частных домов целиком находится в руках владельцев, что не может быть причиной отказа от устройства молниезащиты, учитывая те страшные последствия, которые настигают не защищенные дома.
Виды защит от молний
В настоящее время детально разработаны и применяются два вида защит от воздействия грозовых разрядов: это внешняя и внутренняя защита.
Внешняя молниезащита
Представляет собой общеизвестный громоотвод в виде металлического стержня, возвышающегося над крышей дома. Состоит такая защита из трех основных элементов.
1. Молниеприемник – металлический стержень, который может быть стальным, медным или алюминиевым.
2. Токоотвод, в качестве которого применяется металлический проводник, соединяющий молниеприемник с заземлением.
3. Заземление, состоящее из заглубленных в землю стальных заземлителей, соединенных в единый контур при помощи металлических шин.
По сути для всех трех элементов применяется проводник разного сечения, минимальные значения которое выбирают в соответствии с используемым материалом по следующей таблице:
| Материал | Сечение / Рекомендуемый диаметр | ||
| молниеприемник | токоотвод | стержень заземления | |
| Сталь | 50 кв.мм / Rd8 | 50 кв.мм / Rd8 | 80 кв.мм / Rd10 |
| Алюминий | 70 кв.мм / Rd10 | 25 кв.мм / Rd6 | не используется |
| Медь | 35 кв.мм / Rd6 | 16 кв.мм / Rd6 | 50 кв.мм / Rd8 |
В зависимости от вида кровли и конфигурации крыши, кроме стержневого приемника могут применяться натянутый над защищаемым объектом стальной трос или специальная сетка (см. рисунки далее), либо вообще может быть комбинация этих элементов.
Все чаще применяются системы внешней защиты, используемые активный способ поиска и отвода грозовых разрядов на ранних стадиях их развития (об этом читаем немного ниже).
Внутренняя молниезащита
Токи, возникающие в результате проявления молнии, протекают по резисторным и индуктивным связям, вызывая перенапряжения, которые способны оплавить микросхемы и вывести со строя электрооборудование. Для защиты от подобных последствий используются УЗИП – устройства защиты внутренних сетей от импульсного перенапряжения. Величина импульсного перенапряжения зависит от места удара молнии, в связи с чем, различают перенапряжения I типа (наводится от прямого удара молнии) и II типа (от непрямого удара). Перенапряжения I типа особо опасны, поскольку в 10÷20 раз превышают величину перенапряжений II типа.
Стандартный состав системы молниезащиты
Для защиты частного дома от поражающего влияния молний применяется стандартный набор средств:
- Внешняя защита с молниеприемниками, токоотводами и заземлением;
- Защита от заноса высоких потенциалов путем выравнивания потенциалов;
- Защита от перенапряжений (внутренних перегрузок) при помощи разрядников или УЗИП.
Из приведенного перечня наибольшими различиями обладают методы внешней защиты, которые могут быть активными и пассивными, а при пассивной защите имеют существенные отличия в зависимости от конфигурации крыши и вида кровельного покрытия.
Активная молниезащита
В последние годы набирает популярность активная защита от молний. Ее шпиль имеет специальную головку – ионизатор, который генерирует встречный поток электронов. В результате молния притягивается, после чего полученный разряд отводится через токоотвод в землю, где гасится. Активная защита отличается большим радиусом защищаемой зоны, который превышает в 8 раз радиус защиты пассивного молниеотвода одинаковой высоты.
Характеристики активной защиты обеспечивают значительное снижение расходных материалов для крыш со сложной конфигурацией, а также времени на монтаж оборудования. Эстетично выглядит внешний вид мачты с ионизатором, отпадает необходимость в заземлении отдельных металлических конструкций, расположенных под колпаком защитной зоны.
Из недостатков активного метода можно отметить малый срок его применения, что не дает возможности говорить о многолетнем положительном опыте. Более того, в последнее время фиксируется все больше случаев ударов молний в объекты с активными молниеприемниками и компаниям-производителям предъявляются иски в связи с этим.
Устройство внешней защиты частного дома от молний
При устройстве молниезащиты частных домов должны использоваться принципы и конструкции защиты, изложенные в специальной литературе («Инструкция по устройству молниезащиты…» СО 153-34.21.122-2003 и РД 34.21.122-87).
Категория частных сооружений по степени защиты
Тяжесть разрушающего воздействия молний зависит от наличия на поражаемом объекте газов, пыли, паров, или их смесей, способных взрываться при попадании электрической искры. Важными факторами классификации зданий по классам (или категориям молниезащиты) являются: ожидаемое расчетное количество ударов молнии в объект, его ценность, угрозу для жизни людей и горужающей среды. Поэтому частные жилые дома, коттеджи и садовые домики приянто относить к III группе строений, в которых отсутствуют такие опасности.
В зависимости от степени надежности приняты 4-е класса молниезащиты:
- первый – надежность более 99% (например, склады боеприпасов, АЗС, НПЗ);
- второй – от 95 до 99% (крупные предприятия, представляющие угрозу для окружающей среды);
- третий – от 90 до 95% (торгово-офисные и жилые строения);
- четвертый – не менее 85% (здания, в которых нет электропроводки и постоянного присутствия людей).
Проблемы коррозии
Металлические элементы внешней защиты постоянно находятся под воздействием погодных условий, которые являются причиной коррозии. Замедлить разрушение металла и обеспечить долголетний срок эксплуатации конструктивных элементов защиты можно используя такие способы:
- Применением металлов мало поддающихся коррозии, это нержавеющие стали, медь или алюминий;
- Использование защитных гальванических покрытий, самым распространенным среди которых является оцинкование;
- Для болтовых соединений – зачистка металла в месте контакта, плотная обтяжка и применение консервативных смазок;
- Выбор завышенного сечения металлоконструкций относительно расчетных показателей, что влияет на стоимость системы.
Подробнее о компонентах и материалах для молниезащиты и заземления домов, ососбенностях их использования можно почиать в нашем большом обзорном материале на этой странице.
На скорость развития коррозии влияет несовместимость некоторых металлов. Так, медь очень плохо контактирует с оцинкованной сталью и алюминием, поэтому нужно избегать подобных контактов. Для соединения несовместимых материалов применяются специальные зажимы, в которых концы изготовлены из разных металлов.
Наименьшее допустимое расстояние
Токи, наводимые в металлических проводниках грозовыми разрядами, могут вызывать появление искрового разряда. Расстояние между токоотводами и металлическими элементами должно быть таким, чтобы предотвратить искрообразование, это наименьшее допустимое расстояние, обозначаемое буквой S.
Кроме этого также существуют требования по соблюдению расстонию между крепежными элементами системы молниезащиты, расположению токоотводов относительно оконных проемов, дверей и прочих конструктивов строения. Более подробно познакомиться с информацией можно здесь в материале о том, как правильно прокладывать токоотводы.
Если металлические конструкции заборы, элементы фасада, трубы располагаются ближе 1,0 метра от токоотводов и не имеют токопроводящего соединения с конструкциями защищаемого здания, такие элементы подлежат соединению с системой молниезащиты напрямую.
Требования к молниеприемникам
Молниеприемник является центральным элементом защиты и от его параметров зависит надежность всей системы. Правильно, когда конструкция этого узла разрабатывается на стадии проектирования дома. Для определения параметров молниеприемника нужны данные о геометрии крыши, размерах здания и забора вокруг территории, о физическом составе почвы в месте строительства и среднегодовом количество молний в данной местности. Важно иметь сведения по гипсометрии окружающего ландшафта, наличие водоемов, высоких деревьев или искусственных сооружений. Выбор конструкции молниеотвода зависит от совокупности имеющихся данных и финансовых возможностей застройщика.
Чаще всего применяется металлический штырь длиной до 2,0 метров и площадью поперечного сечения не менее 100 мм² с заостренным концом. Устанавливается такой штырь в самой высокой точке крыши и надежно крепится. При этом конус, образованный углом вращения в 45º с вершиной в острие, должен накрывать своей образующей, как шатром, защищаемый объект. В зависимости от конструкции крыши молниеприемник может состоять из металлической сетки или стального троса, натянутого вдоль конька.
Виды токоотводов
В качестве токоотвода применяется любой металлический проводник: медь, черная или оцинкованная стальная полоса 4х20 или 4х40 мм, стальная катанка диаметром 6÷8 мм, при этом подземная ее часть должна иметь диаметр не менее 10 мм и соединяться с контуром заземления при помощи электросварки. Токоотводом могут служить металлические конструкции дома: лестницы, трубы при условии надежного электрического соединения всех элементов. Токоотвод прокладывается по кратчайшему расстоянию от молниеприемника к заземлению и не должен иметь резко изгибающихся участков.
Крепление элементов защиты
Внешние элементы защиты от разрядов регулярно подвергаются знакопеременным температурным воздействиям и действию ветровых нагрузок. В этих условиях крепление является тем фундаментом, который обеспечивает долголетний срок работоспособности системы.
Самым надежным способом крепления является применение унифицированных изделий. Имеются кровельные и фасадные держатели токоотводов, держатели для водосточных труб, клеммы, соединители, крепления заземлителей и другие элементы. Детальные сведения о таких изделиях приводятся в специальных каталогах.
Как выбрать заземление
Заземление контура молниезащиты может быть естественным или смонтированным искусственно. В первом случае речь идет о фундаментной (делается на этапе заливки фундамента и применяется крайне редко), во втором – о кольцевой или глубинной схеме заземления.
Элементами кольцевого заземления являются: соединительный элемент, плоский проводник (полоса), заземляющий проводник (обычно в ПВХ оболочке).
Глубинное основано на использовании стержней заземления, которые забивают на определенную глубину (в зависимости от количества точек монтажа и типа грунта) в землю. При этом не обязательно замыкать эти точки в единый контур как показано на рисунке ниже, наоборот обычно делают локальные очаги в местах спуска токоотводов по фасаду строения.
Всегда при монтаже заземления используют антикоррозионную ленту, которой герметизируют в земле места соединений конструктивных элементов.
Нормативные документы (РД 34.21.122-87, п. 8) регламентируют величину электрического сопротивления контура заземления в системах защиты от молний, которое не должно превышать 10 Ом. Кроме того, задаются конструктивные параметры заземлителей, в зависимости от применяемого сортамента стали.
Так, минимальные величины сечения и толщины стенок заземляющих электродов из уголковой или полосовой стали должны быть не менее 150 мм² и 5 мм соответственно, диаметр штыря из круглого арматурного железа – не менее 18 мм, стальной трубы – не менее 32 мм при толщине стенки 3,5 мм и более.
При определении расстояния между заземлителями РЗ важно выдерживать соотношение РЗ= 2,2 х ДШ, где ДШ – длина штыря заземлителя. При меньшем соотношении возникает эффект «перекрытия», который значительно увеличивает сопротивление растеканию электрических зарядов, и снижает эффективность защиты.
Минимальная глубина заложения штырей 2÷3 метра, выбирается в соответствие с физическими свойствами грунта и должна быть больше глубины промерзания. Чаще всего применяется контур в виде равностороннего треугольника. В углах контура забиваются заземлитили, которые соединяются общей шиной из полосовой стали.
Полезно соединять заземление дома и контур молниезащиты, что улучшает их характеристики. Контур заземления соединяется с токоотводом при помощи электрической сварки, холодной спайки или надежного болтового соединения.
В заключение предлагаем посмотреть видео устройства разомкнутого контура заземления частного дома в составе: стержни заземления 8х1,5 м, оцинкованная стальная полоса 40 мм, токоотводы.
Пример устройства молниезащиты частного дома для коньковой кровли
Для случая скатной коньковой крыши для расчета используют всегда так называемый “метод угла защиты”.
Этап 1. Замеряем высоту по вершине конька, обозначим ее h (1). По самой верхушке конька планируем монтаж проводника, как показано на рисунке. Здесь (2) – защищенная углом защиты зона.
Этап 2. По графику или формулам в зависимости от категории молниезащиты (3)(частные дома относятся к III и IV категории) и высоты h (2) определяем защитный угол (1), который затем переносим на здание и откладываем его в обе стороны от запроектированного на кровле проводника.
Этап 3. Находим те элементы на кровле, которые выступают за границы защищаемой зоны. На них необходимо будет запланировать дополнительные молниеприемники или коньковые проводники (в нашем случае это дымовая труба и выступающие оконные проходы). В зависимости от размеров дымовой трубы (1) производим расчет высоты молниеприемника (подробнее читайте в статье “Молниеприемники”).
Этап 4. Делаем выводы от молниеприемных устройств к будущим токоотводам. Важно уточнение! Для повышения эффективности системы концы проводника на коньках необходимо запланировать на 15 см длинее и загнуть немного вверх.
Пример устройства молниезащиты частного дома для плоской кровли
Для плоской крыши используем “метод молниеприемной сетки”.
Этап 1. В самую первую очередь на тех участках, где вероятность удара молнии самая большая, а это кромка или выступы крыши, мы планируем проводник, который будет выполнять роль молниеприемника или базового контура молниеприемной сетки.
Этап 2. Аналогично предыдущему примеру находим угол защиты, переносим его на чертеж и проверяем все ли элементы сооружения покрывает защитная зона.
Этап 3. Собственно дополняем наш контур ячейками сетки исходя из того, что для зданий III класса молниезащиты, такой размер должен быть не больше 15х15 метров, то есть, если периметр вашего дома не больше, то достаточно будет оставить только базовый контур, иначе советуем разделить все пространство на равные ячейки и проложить таким образом проводники.
Этап 4. Если крыша имеет дополнительные выступающие элементы, то дополняем устройство молниезащиты молниеприемниками для соответствующих элементов по стандартным правилам.
Базовые схемы молниезащиты типовых проектов
На рисунке ниже представлены варинты молниезащиты нескольких типовых проектов домов (нажмите, чтобы увеличить).
Стоит обратить внимание, что в трех варинтах проводник на коньке поднят на некоторую высоту. Это говорит о том, что угол наклона крыши больше, чем угол защиты, и какая то часть постройки не попадает в зону защиты. По сути – это простейший варинт тросового молниеприемника.
Показанные схемы заземелния не стоит рассматривать, как очаговые, они изображены лишь условно (подробнее – см. выше).
Источник: www.mzke.ru
Удар молнии происходит очень быстро в самый неожиданный момент. Он приносит человеку много бед, создает пожары, калечит жизни и судьбы.
Еще несколько столетий назад люди не представляли способов борьбы с этим природным явлением. Но, благодаря развитию науки, спасение найдено.
Молниезащита частного дома может быть создана своими руками по типовому проекту. Надо только предварительно провести электрический расчет и надежно выполнить все технические работы.
Как работает молниезащита частного дома: азы для начинающих электриков
Отвести электрический разряд атмосферного электричества в жилое строение можно только последовательным и комплексным использованием трех устройств:
1. Антенны или приемника молнии, роль которой сводится к притягиванию на себя потенциалов статического электричества.
2. Надежной токопроводящей магистрали, которая соединяет молниеприемник с контуром заземления здания.
3. Правильно рассчитанным и смонтированным контуром защитного заземления.
Что делает молниеприемник
Само название говорит о том, что задачей этого устройства является «притягивание» энергии разряда статического электричества.
Если же говорить научным языком, то антенна молниеприемника создается для того, чтобы в ней наводились токи от разности потенциалов, образованных при естественном движении воздушных масс.
За счет этого происходит разряд атмосферного электростатического поля с прохождением токов огромной величины последовательно по всем трем элементам молниезащиты непосредственно на потенциал земли.
Величина этой энергии очень большая. Она может раскалывать вдоль стволы столетних деревьев, вызывать пожары зданий, разрушать строительные конструкции.
Поэтому молниепремник, как и два остальных элемента молниезащиты, необходимо создавать очень прочной конструкции, надежно изолировать от самого частного дома.
Итак, роль молниепримника сводится к тому, чтобы взять на себя электрический разряд молнии, перекрыть ее путь на другие части защищаемого здания.
Что делает молниеотвод
Его задача сводится к передаче пойманной электрической энергии антенной на потенциал земли. Другим словами, молниеотвод просто создает путь протекания тока от антенны к контуру заземления.
На этом участке не должно быть никаких ответвлений для утечки токов на конструкцию частного дома. В то же время молниеотвод должен обладать максимально возможной электрической проводимостью и прочностью, минимальным сопротивлением.
Роль контура заземления в молниезащите
Он создается для того, чтобы электрическая энергия разряда молнии прошла самым коротким и удобным путем от молниеотвода на потенциал земли.
В этом вопросе очень важная роль отводится его электрическим характеристикам и механической прочности, которые снижаются со временем.
Поэтому важно не только правильно сделать контур заземления, но и постоянно поддерживать его технические характеристики на рабочем уровне.
С этой целью специалисты электрической лаборатории своими приборами должны проверять сопротивление контура заземления и на их основе выдавать гарантии на его дальнейшую эксплуатацию.
Как показывает опыт проверок, много изготовленных самодельных контуров требует серьезных доработок из-за никого качества монтажных работ или непродуманной конструкции
Какие беды ждать от неправильно смонтированной молниезащиты
Дефекты молниеприемника
Несмотря на большое разнообразие его конструкций важно учитывать рабочую зону охвата им защищаемого пространства. За его пределы не должны выступать никакие элементы частного дома.
В противном случае велика вероятность того что именно незащищаемой антенной, печной трубой или флигельком либо другим предметом будет притянут разряд молнии.
В этой ситуации об эффективности молниезащиты речь вестись не может. Молния пойдет по своему пути.
Некачественный молниеотвод
Форма сигнала стекания тока молнии описывается теми же законами, что и другие электрические процессы: постоянный или переменный синусоидальные токи.
Импульс разряда тока молнии, частично погашенный специальными разрядниками на воздушных линиях электропередачи немного изменяет свою форму и называется импульсом перенапряжения. Он может прийти в частный дом по проводам ЛЭП.
Надежно передать энергию молнии от молниеприемника на контур земли способен медный проводник любого профиля с поперечным сечением от 70 мм квадратных.
Его можно заменять стальными профилями большего сечения. Но при этом важно обеспечивать их электрическую проводимость и тепловую нагрузку.
Важно представлять: нарушение качества монтажа молниеотвода — это не только выброшенные деньги, но и прямая предпосылка к направлению пойманной антенной энергии в здание, а не на потенциал земли.
Чем опасны дефекты контура заземления
Надо четко знать, что даже отлично спроектированный и надежно смонтированный контур работает в условиях агрессивной среды почвенных кислот. Он постоянно подвергается их воздействию и разрушается.
На металле образуются чешуйки коррозии. Они ухудшают электрическую проводимость созданной схемы, нарушают картину стекания тока разряда молнии к потенциалу земли.
За счет этого молния может пойти иным путем.
Поэтому все три довольно простых на вид элемента молниезащиты должны в комплексе выполнять каждый свою функцию. Их можно делать своими руками, но при этом важно обеспечивать правильное решение задач на этапах проектирования, монтажа и особенно — в процессе эксплуатации.
Владелец видеоролика lllightningll1 дополнительно объясняет принципы безопасного создания защит частного дома от атмосферного электричества.
Я приглашаю вас на мой сайт, где размещены статьи оп защите частного дома о:
· 7 факторах электричества, способных принести вред жильцам и дому;
· работе различных систем заземления, используемых защитах и возможных поломках;
· особенностях применения систем уравнивания потенциалов;
· эксплуатации дополнительной системы уравнивания потенциалов.
Всегда отвечаю на задаваемые вопросы. Воспользуйтесь разделом для комментариев на сайте.
Источник: zen.yandex.ru