Защита частного дома от молний

Что нужно, чтобы обезопасить дом от молнии?

Достижения современной техники способны сделать жизнь в частном доме по-настоящему комфортной. Сейчас нет необходимости топить печь, чтобы в доме стало теплее, и греть воду, чтобы помыться: в домах устанавливают котлы отопления и бойлеры, холодильник и стиральная машина. Во многих домах есть кондиционеры. И, конечно, почти в каждом частном доме сегодня есть телевизор…
Увы, всей этой техники легко лишиться.

А стоит ли опасаться молний?

Может показаться, что попадание молнии – редчайшая ситуация. Но это не так. Каждый год это явление природы становится причиной не менее чем 500 пожаров. А сколько приборов ежегодно выходит из строя под ее воздействием! Это влечет за собой соответствующие расходы – россияне тратят до 100 миллионов рублей на то, чтобы устранить ущерб, нанесенный таким электрическим разрядом.
А ведь затрат так легко было бы избежать! Достаточно приобрести качественную систему молниезащиты, которая предотвратит случайное попадание молнии в ваш дом и защитит дорогое оборудование от перепадов напряжения.
Компания ДКС – признанный производитель готовых комплексных решений. Для защиты частного дома компания предлагает комплекты для внешней молниезащиты, выпускаемой под брендом “Jupiter”. Задача системы “Jupiter” – предотвратить попадание молнии в дом, отвести ее в землю и рассеять. Кроме того, система предотвращает перенапряжение, уравнивая потенциалы между проводящими ток элементами, расположенными на частной территории.

Система внешней молниезащиты

Какова задача внешней молниезащиты? Такие системы защищают от возгорания, которое может возникнуть из-за попадания молнии в объект. Впрочем, для некоторых зданий разряд молнии не опасен – если кровля выполнена из стального (толщина не менее 4 мм), медного (толщина не менее 5 мм, алюминиевого листа (толщина 7 мм), таким зданиям не нужна специальная защита.
Но чаще всего толщина металлической черепицы или профиля – меньше, поэтому большинству зданий дополнительная защита все-таки требуется.

Внешняя молниезащита состоит из следующих элементов:

  • молниеотводы (молниеприемники) – именно они принимают на себя удар молнии;
  • опуски (токоотводы) – по ним ток стекает к заземлителю;
  • заземлители – они обеспечивают рассеивание электрического разряда в земле;
  • соединители – эти элементы применяются для соединения компонентов системы друг с другом;
  • держатели – с их помощью элементы фиксируются на фасаде и кровле.

Чаще всего молниеотводом служит молниеприемная сетка или трос. Материал для изготовления сетки – проволока из устойчивых к коррозии металлов. Например, алюминия, меди, нержавеющей стали, или стали, защищенной методом горячего цинкования.

УЗИП или Внутренняя молниезащита

Внешней защиты недостаточно, чтобы дом был в безопасности. Электрический разряд молнии несет угрозу электрооборудованию. Из-за молнии возникают скачки напряжения, выводящие из строя как бытовые приборы, так и электронику. Предотвратить повреждение оборудования позволяет использование УЗИП – устройств защиты от импульсных перенапряжений. Они относятся к системе внутренней молниезащиты и устанавливаются либо на входе электрических линий в дом – в распределительные щиты, либо в щитки, находящиеся в самом доме.
Как это работает? В случае возникновения перенапряжения сопротивление защитных элементов снижается, и импульсы перенапряжения отводятся на систему заземления. Это позволяет предотвратить перегрузки и выход электроприборов из строя. УЗИПы рассчитаны на многоразовое использование – до 20 срабатываний. Если устройство вдруг выйдет из строя – вы об этом узнаете: сменный модуль поменяет цвет на красный.

Защищаем частный дом от молнии

ДКС предлагает уже готовый комплект, в который входит все необходимое для молниезащиты частного дома – даже держатели и соединительные элементы. Монтаж при желании можно произвести самостоятельно. Для этого потребуется:

1. Установить молниеприемную сетку
Для этого потребуется стальной пруток (минимальный диаметр – 8 мм). Пруток нужно уложить по кровле таким образом, чтобы получились квадраты (сторона 12 м2). Если общая площадь кровли вашего дома меньше 12 м2, то прутки достаточно зафиксировать по краям фасада и вдоль конька кровли.
Важно, чтобы узлы получившейся сетки были соединены электрическим контактом с помощью болтовых соединителей. При необходимости можно прибегнуть и к сварному соединению, но сварка повреждает антикоррозионное покрытие, что негативно влияет на срок службы.
Для крепления сетки на кровле нужно использовать пластиковые или металлические держатели. Для плоских кровель подходит пластиковый вариант, а для скатных – металлический. Шаг установки держателей – не более 1 м.
Выступающие элементы кровли нужно присоединить к молниеприемной сетке. Если выступают неметаллические элементы, нужно будет дополнительно установить молниеприемники. При этом зона защиты молниеприемных мачт – конус, вершина которого совмещена с верхней точкой молниеприемника.

2. Установить токоотводы
Токоотводы – это опуски к заземлителя от молниеприемника. Они изготавливаются из полосы или прутка-катанки и закрепляются на фасаде (для этого применяются держатели – на каждый метр нужно не менее 1 штуки).
Токоотводы нужно расположить так, чтобы расстояние между землей и точкой поражения было минимальным. Ток при этом должен растекаться по нескольким путям. Для этого токоотводы обычно располагаются по периметру здания и углам (не менее 1 штуки на 25 метров).
В целях безопасности токоотводы должны располагаться вдали от дверей, окон и проходных зон. Если фасад подвержен возгоранию, расстояние от токоотвода до него должно составлять не менее 10 см.
Спустите токоотвод в землю и прикрепите к контуру зазмеления с помощью болтовых соединителей. Не забудьте про антикоррозионную ленту – ей надо будет защитить места ввода токоотводов в землю.

3. Организовать заземление
Для этого по периметру здания прокладывается стальная полоса. Она должна располагаться на расстоянии не менее 1 метра от фундамента и не менее 0,5 метра от поверхности земли проложите стальную полосу по периметру здания. Оптимальное сечение полосы – 40х4 мм и более. Вертикальные заземлители позволят еще больше снизить заземление – их требуется от 3 штук на один контур и более.
Чаще всего длина зазмелительных элементов – от 3 до 6 метров, но в некоторых случаях могут потребоваться и более длинные заземлители. При использовании системы молниезащиты ДКС вы можете собрать заземлитель любой длины, наращивая готовые изделия дополнительными стержнями.

Система “Jupiter” для молниезащиты, заземления и уравнивания потенциалов от ДКС – это надежная защита вашего дома. И не только дома! Наши решения могут применяться для защиты любых объектов.

Преимущества системы молниезащиты от ДКС:

  • Широкий ассортимент совместимых друг с другом элементов позволяет быстро и легко собрать систему молниезащиты для любого типа кровли;
  • Изделия выпускаются в различных исполнениях: омеднение, медь, горячеоцинкованная сталь;
  • Мы выпускаем типовые альбомы и конфигураторы, которые упрощают клиенту просчет системы.
Читайте также:
Духовые шкафы электрические встраиваемые — рейтинг

Как установить молниезащиту в частном доме

И почему без нее нельзя

Чтобы избежать пожара или поломки бытовой техники из-за удара молнии, в частном доме делают молниезащиту.

В статье расскажу, как правильно ее установить и что дешевле: сделать молниезащиту своими руками или купить готовую в магазине.

Зачем частному дому молниезащита

Поражающие факторы молнии и их последствия. Разряд молнии переносит токи силой до 200 кА. Это очень много: такую силу тока дают, например, 57 000 одновременно включенных электрических обогревателей. Температура молнии достигает +3000 °C, поэтому если она попадет в дом, особенно в деревянный, может случиться пожар.

Кто в группе риска. В первую очередь — дома в зонах с частыми грозами.

Вероятность попадания молнии рассчитывается по формуле:

N = ((А + 6Н) × (В + 6Н) − 7,7 − Н²) × n × 10⁻⁶

А — длина здания, м,
В — ширина здания, м,
Н — высота здания, м,
n — среднегодовое число ударов молнии в 1 км² поверхности там, где стоит дом.

Как посчитать плотность ударов молнии

Среднегодовая продолжительность гроз Удельная плотность ударов молнии в землю, n
10—20 часов 1
21—40 часов 2
41—60 часов 4
61—80 часов 5,5
81—100 часов 7
> 100 часов 8,5

Например, для здания размерами 14 × 12 м и высотой 10 м в Ленинградской области вероятность попадания молнии — один удар молнии в 62 года. Это не значит, что молния ударит в 62-й год с момента постройки дома. Также это не означает, что молния не ударит дважды или трижды за это время. Точно спрогнозировать молнию невозможно.

Что такое молниезащита

Молниезащита — это система, которая защищает здание от молнии. Молниезащита, громозащита и грозозащита — это одно и то же. Все термины верны, но специалисты чаще оперируют словом молниезащита.

Виды молниезащиты дома. Молниезащита бывает внешней и внутренней.

Внешняя — это громоотвод, который напрямую контактирует с разрядом молнии. Его также называет молниеотводом — это тоже правильно. Громоотвод защищает от удара молнии здание и людей в нем.

Внутренняя молниезащита обеспечивает безопасность электропроводки. Компоненты внутренней системы — это, например, устройство защиты от импульсных перенапряжений — УЗИП.

Внешняя молниезащита

Принцип работы. Молниеотвод улавливает молнию и перенаправляет удар в землю. Чтобы молния гарантированно попала в громоотвод, его ставят как можно выше: на крышу дома, специальную мачту или, например, на растущее рядом высокое дерево.

Защитная зона. Перед покупкой или изготовлением молниеотвода выполняют расчет его защитной зоны. Устройство должно быть расположено так, чтобы молния гарантированно попала в него, а не в дом.

Точно зона защиты определяется по сложной математической формуле. Но, например, для штыревого молниеотвода — это устройство в виде металлического штыря на крыше — пользуются простым правилом: при угле в 45° радиус защиты будет равен высоте установки устройства. То есть если громоотвод стоит на высоте 10 м, зона защиты будет равна 10 м от оси штыря. Угол определяют визуально.

Из чего состоит громоотвод

Громоотвод состоит из трех основных частей: молниеприемник, токоотвод и заземлитель.

Молниеприемник бывает трех типов: штыревой, тросовый и сеточный.

Штыревой молниеприемник — это самый простой вид, штырь из металла длиной от 0,5 м. Он подходит для обычных загородных домов с размерами до 10 × 10 м и высотой до двух этажей.

Если дом больше или выше, потребуется длинный штырь, установленный на большой высоте. Нужно придумывать особое крепление на крышу или строить рядом с домом специальную мачту.

Тросовый молниеприемник — это натянутый на крыше стальной трос. Такой молниеприемник крепится на конек — верхнее ребро крыши.

Тросовый молниеприемник дает большую зону защиты, чем штыревой, но чуть сложнее в монтаже. Его не рекомендуют использовать на крышах с металлическим покрытием. Он подходит для «мягкой» кровли, например из ондулина или гибкой черепицы.

Сеточный молниеприемник — это сетка из металлического прутка, которая покрывает всю поверхность кровли. Размер ячеек может быть от 5 × 5 м до 20 × 20 м. Чем чаще бьют молнии, тем меньше должен быть шаг сетки.

Такой молниеприемник используют на больших по площади крышах и там, где грозы бывают очень часто. Это наиболее надежная, но и самая дорогостоящая конструкция. Готовые сеточные молниеприемники под определенную площадь крыши сложно найти в свободной продаже. Сеточную конструкцию придется собирать самому из прутка и кронштейнов или доверить монтаж подрядчику.

Для штыревого молниеотвода достаточно одного токоотвода. Тросовая молниезащита подразумевает два, а сетчатая — как минимум четыре, по количеству углов дома.

Токоотвод. Если бы молния не переносила огромный заряд энергии, ее бы отводили в землю с помощью обычного электрического кабеля — такого же, какой подходит к розеткам. Но сила молнии сожжет такой кабель, поэтому в качестве токоотвода применяют толстые металлические прутки. Они бывают из арматуры, оцинкованной или нержавеющей стали, меди, алюминия.

Р за метр” loading=”lazy” data-bordered=”true”>

Заземлитель рассеивает ток, который прошел через молниеприемник и токоотвод. Контур заземления — это вкопанные в землю металлические штыри, соединенные между собой.

Инструкция по организации молниезащиты требует, чтобы было не меньше трех штырей, поэтому обычно контур заземления — это треугольник. Одна из его вершин соединяется прутком или металлической полосой с токоотводом.

Заземлитель рекомендуют закапывать подальше от крыльца и садовых дорожек, чтобы избежать удара током во время грозы. Еще его лучше сделать в месте с влажной почвой: влага обеспечит лучший контакт конструкции с землей, когда пойдет ток.

Пассивные и активные громоотводы

Пассивные громоотводы — это устройства, в которые молния попадает сама, как бы ориентируясь на их высоту. Активный громоотвод «захватывает» молнию. Он генерирует ответный стример — нить электрического разряда высокого напряжения. Происходит пробой, и молния попадает в активный молниеприемник, а затем заземляется.

Российские нормативы не регламентируют использование активных молниеотводов. А испытания в Московском энергетическом институте им. Кржижановского показали, что активные молниеотводы бесполезны. Они давали напряжение встречного стримера только в 20 000 вольт. По мнению ученых, для воздействия на молнию нужно не менее 400 000 вольт.

Производители говорят, что зона защиты активного молниеотвода в пять-шесть раз больше пассивных штырей. Ведущий российский ученый в области физики газового разряда Эдуард Базелян утверждает, что нет никаких доказательств этого. Базелян считает, что расчет зоны защиты активного молниеотвода следует выполнять, как для пассивного.

От чего зависит стоимость молниезащиты

Активные молниеотводы — самый дорогой вариант защиты. Только молниеприемник стоит не менее 50 000 Р .

Готовые комплекты штыревых, тросовых и сеточных молниеприемников пассивного типа для частного дома продаются не более чем за 20 000 Р . В комплект часто входят и токоотвод с заземлителем.

Цена будет отличаться в зависимости от материала, из которого сделана вся система. Это может быть алюминий, медь, различные виды стали. Наиболее надежной считается нержавеющая сталь: она не подвержена коррозии и не плавится при ударах молнии.

Выбор готовой молниезащиты

При выборе готовой молниезащиты самое важное — расчет пространственной геометрии. Если молниезащиту ставит подрядчик, он должен обосновать цифрами, как и где будет стоять мачта, какой она будет высоты, и почему. Еще предоставить расчет зоны защиты.

Если оборудование покупают и монтируют самостоятельно, то смотрят на сечение проводников, через которые пойдет молния. Это приемник, отвод и заземлитель. Минимальное сечение — 8 мм. Чем толще, тем лучше: меньше риск, что детали громоотвода сгорят или расплавятся при ударе молнии.

Монтаж готовой молниезащиты

С готовой молниезащитой обычно идут заводские крепления.

Монтаж приемника молний. Молниеприемники устанавливают на кровле на кронштейны. Если монтируют тросовый молниеприемник, то на краю конька делают выпуски на 30—50 см. Выпущенный пруток должен выступать за плоскость дома под углом около 45° к горизонту. Эту схему еще называют «куриная лапа».

Монтаж токоотводов. Токоотводы ведут по внешней части водосточных труб или прямо по фасаду при помощи держателей. При монтаже прутка токоотвода не делают острых углов: в них может заискрить.

За полметра до земли делают переход с прутка на металлическую полосу. Для этого в комплектах идет специальный держатель.

Монтаж заземлителя. На 1,5—3 м в землю вкапывается контур заземления. К нему присоединяется второй конец полосы.

Главное — соблюдать непрерывность линии до заземлителя, то есть элементы должны быть надежно соединены, чтобы электричество нигде не остановилось.

Самостоятельное изготовление молниезащиты

Штыревой громоотвод несложно собрать самому. В качестве стержня подойдет, например, арматура или стальной пруток. Его сечение должно быть не меньше 8 мм, длина — от 0,5 до 2 м.

Минимальные диаметры компонентов громоотвода, чтобы он не сгорел

Молниеприемник Токоотвод Заземлитель
Медь 7 мм 5 мм 8 мм
Сталь 8 мм 8 мм 11,5 мм
Алюминий 9,5 мм 6 мм Запрещено

Все компоненты громоотвода в идеале делают из одного и того же материала.

Стержень устанавливают в самой высокой точке, чтобы он выступал над всеми постройками. Обычно это край конька крыши. Если рядом есть дерево, которое значительно выше дома, штырь допустимо закрепить на нем. В этом случае оставляют запас материалов для токоотвода: дерево может вырасти и потребуется переносить штырь еще выше.

При монтаже стержня уделяют особое внимание надежности крепления: ветер не должен уронить стержень.

Если молниеприемник в виде троса, то монтаж почти не отличается. Главное — оставлять зазор не менее 10 см от кровли до троса. Особенно это важно, если кровля металлическая.

Токоотвод крепят к молниеприемнику болтовым соединением.

Токоотводящие прутки монтируют на специальные изолирующие держатели — их проще купить.

Нельзя использовать в качестве креплений деревянные бруски: при ударе молнии они могут загореться.

Заземлитель закапывают в грунт на 1,5—3 м глубины подальше от пешеходных дорожек и крыльца. Норматив — не менее метра от стены дома и не менее 5 м от дорожек. Металлические штыри забивают в грунт, затем соединяют их между собой арматурой, трубой, лентой — по сути, чем угодно. Соединения выполняются только сваркой. Затем тянут металлическую ленту к токоотводу и соединяют его с контуром заземления.

Контур заземления желательно делать во влажном грунте: в низине участка, рядом с водоотводной канавой, прудом или полем фильтрации септика. Это даст лучший контакт стержней с землей.

Сколько стоит самодельный громоотвод для двухэтажного частного дома

Материалы Стоимость
Держатели токоотвода, 10 шт. 1000 Р
Металлическая полоса 40 × 4 мм, 3 м 308 Р
Болтовые зажимы, 10 шт. 300 Р
Расходные материалы (отрезные круги, электроды) 300 Р
Арматура 8 мм, 20 м 180 Р
Итого 2088 Р

Как делать нельзя

Бывает, что громоотвод собран с ошибками. В лучшем случае при ударе молнии он сгорит один, в худшем — вместе с домом. Вот возможные ошибки.

Торчащие из стен конструкции не попали в зону защиты. Любые металлические конструкции на фасаде также должны попадать в зону защиты громоотвода. Если из этой зоны выходит антенна телевизора или стальная труба вентиляции, то молния вместо громоотвода может попасть в них. Разряд придется прямо на дом.

Некачественный молниеотвод. Если молниеотвод сделан из слишком тонкого прутка, при ударе молнии он сгорит. То же самое касается токопровода.

Не выдержаны зазоры при монтаже. Молниеприемник и токопровод не должны касаться металлических элементов кровли или фасада. Рекомендуется зазор не менее 10 см. Это не касается того редкого случая, когда функцию молниеприемника выполняет сама металлическая кровля. Если, например, трос молниеприемника провис и касается металлического конька, от громоотвода будет больше вреда, чем пользы: молния замкнется прямо на кровлю.

Плохой контур заземления. Если заземлитель сделан в сухом месте, на песчаной почве, из ржавой арматуры, то молния найдет более простой путь уйти в землю. Не исключено, что этот путь будет пролегать через дом.

Внутренняя молниезащита — УЗИП

Бывает, что молния бьет не в дом, а в стоящую рядом опору с электрическими проводами. По проводам импульс придет в щиток.

При ударе молнии в сети возникает импульсное перенапряжение — кратковременный скачок напряжения до экстремального уровня. Он также может возникнуть, если молния ударит в землю рядом с домом или в дом соседа. В этом случае возникнет электромагнитное поле — оно спровоцирует импульс даже без прямого контакта с проводкой.

Чтобы обезопасить проводку и щиток, ставят УЗИП. Внутри него находится варистор — резистор, который меняет сопротивление в зависимости от напряжения. При ударе молнии варистор мгновенно снижает сопротивление и через себя уводит импульс на контур заземления.

Предусмотрена возможность спасения щитка и проводки ценой жизни варистора: если возникнет сверхмощный импульс, варистор сгорит. На панели УЗИП появится красный индикатор. В таком случае из УЗИП достается блок с варистором, он меняется на новый.

УЗИП устанавливается на вводе проводки в дом. Потребуется обесточить не только сам дом, но и линию от электрической опоры до щитка. Для таких работ лучше вызвать электрика.

Грозовое спокойствие: для чего нужен громоотвод на крыше, и как сделать молниезащиту здания

Молния — чудовищное по своей разрушительной мощи явление. Сила тока в заряде, разрывающем грозовое небо всего на доли секунды, достигает полумиллиона ампер, а напряжение исчисляется десятками и сотнями миллионов вольт. Все, во что бы ни попала молния, за исключением металла и других проводников, мгновенно нагревается и, если достигает критической температуры, загорается. Чтобы этого не произошло, необходимо отвести молнию от здания или другого объекта в землю, для чего нужен громоотвод, токоприемник и заземляющий контур.

Высотные дома, административные и коммерческие здания, цеха заводов, телевышки, памятники — все эти сооружения обязательно оснащают молниезащитой, чтобы избежать их повреждения. С частными домами ситуация совсем иная — коттеджи или дачи с установленными громоотводами встречаются редко. Причины у этого разные. Кто-то из владельцев уверен, что громоотвод, наоборот, притянет молнию; кто-то считает, что его защищает вышка сотовой связи, установленная в километре от коттеджа; кто-то просто экономит в уверенности, что вероятность удара молнии в дом слишком мала. Давайте разберемся, что из этого правда, и когда молниезащита на частном доме нужна, а когда без нее можно обойтись.

Содержание

Нужен ли громоотвод на крыше частного дома?

С точки зрения безопасности, громоотвод нужен всегда — даже если вероятность попадания молнии мизерная, молниезащита и заземление снизят ее еще больше. То есть хуже точно не будет. Вот только цена молниеотвода с монтажом начинается от 30 000 рублей, и далеко не каждый готов потратить эти деньги на снижение вероятности удара молнии на тысячные доли процента. Поэтому обычно отдельно говорят о ситуациях, в которых устройство молниезащиты обязательно, а отдельно — о случаях, когда установка громоотвода — всего лишь рекомендация.

Молниезащита кровли обязательно нужна:

  • когда дом находится в коттеджном поселке, деревне, городском частном секторе или стоит обособлено и вблизи нет высотных зданий;
  • при перекрытии кровли любыми видами металлических покрытий, включая профнастил и металлочерепицу;
  • когда дом построен на возвышенности или под ним есть грунтовые воды неглубокого залегания;
  • если в здании много работающей электроники или установлено мощное оборудование.

При выполнении любого из этих условий необходимость монтажа молниезащиты — не вопрос для обсуждений, поскольку риск довольно велик. И он тем выше, чем южнее построен дом: в южных регионах грозы бывают значительно чаще, чем в северных, следовательно, и вероятность попадания молнии в дом возрастает. На карте ниже хорошо видно, как количество дней с грозами при движении на юг увеличивается с несколькими очагами возле горных хребтов.

Конечно, заставить вас установить громоотвод на доме никто не может — это могут официально требовать только для общественных, многоквартирных, коммерческих и производственных зданий. Если речь идет о частном доме, молниезащиту оставляют на усмотрение владельца. Но не сделать громоотвод в частном доме в такой ситуации все равно, что не обработать огнезащитой деревянный брус для каркасного дома и сделать в нем закрытую проводку.

Совсем другое дело, когда ваш дом:

  1. Находится в непосредственной близости от господствующей высоты: вышки сотовой связи, водонапорной башни, высотных зданий. Но учитывайте, что непосредственная близость — это не километр и даже не 500 метров. Это когда самая дальняя точка дома расположена не более чем в 1,2×h от высотного объекта, где h — его высота. То есть при высоте базовой станции в 100 м, каждый уголок вашего дома должен попадать в конус с вершиной в самой высокой точке вышки и с основанием радиусом 120 м.
  2. Построен в лесу с высокими деревьями. Радиуса защиты от одного дерева, если это не секвойя, не хватит, чтобы перекрыть весь дом, но деревьев в лесу очень много. Иногда для лучшей защиты на вершину самого высокого дерева вблизи дома крепят громоотвод.
  3. Расположен в районе, где грозы бывают редко. Если в числах, то это районы со средней за год продолжительностью гроз до 20 часов. На карте выше это красная и розовая зона.

Во всех этих ситуациях риск попадания молнии очень незначителен, поэтому многие владельцы домов не делают молниезащиту, полагаясь на случай. С одной стороны, вероятность действительно низкая. С другой стороны, потери, если «что-то пойдет не так» будут очень велики: даже если дом не загорится, то вся электроника, включая блоки управления котлов отопления, в нем точно сгорит. Насколько такая экономия оправдана, каждый владелец дома решает для себя сам.

Как работает молниезащита, и почему она эффективна

Громоотвод на крыше дома эффективно защищает его от попадания молнии. Но как так происходит? Почему тонкий металлический штырь, соединенный с заземлением, способен противостоять разрядам мощностью в миллионы киловатт? Чтобы понять, как работает громоотвод, нужно понимать, откуда вообще появляются молнии, и почему в одних местах они бьют в сотни раз чаще, чем в других.

Рождение молнии и «выбор» цели

Во время дождя в грозовых облаках создается электрическое поле. Положительные заряды в облаке перемещаются вверх, а отрицательные скапливаются на его нижней границе. Если поле достаточно сильное, то оно вызывает лавинообразную ионизацию воздуха, из-за чего у поверхности земли накапливается положительный заряд. В результате напряженность между землей и облаками начинает расти до тех пор, пока не достигает критических значений. Именно в этот момент происходит разряд — молния. Иногда молния может ударить из верхних слоев облаков, тогда она будет притягиваться к отрицательно заряженным объектам. Но это бывает редко.

Разряд всегда происходит там, где наибольшая напряженность. То есть в зоне риска высокие объекты, поскольку между ними и облаками меньше расстояние, и любые места, около которых легко накапливаются положительные заряды: водоемы, металлические конструкции, линии электропередач.

Тем не менее, точно предсказать, где и когда ударит молния, невозможно. Известно только, что молния продвигается по ионному каналу между облаками и объектом-целью, и после удара этот канал исчезает не сразу. Поэтому если в грозовых облаках скопился большой заряд, молния может попасть в одно и то же место несколько раз. При этом согласно исследованию, проведенному физиками из университета Аризоны, с вероятностью 67% вторая молния ударит в радиусе нескольких десятков метров от места первого удара.

И хотя предугадать точное место появления молнии нельзя, можно защитить все сооружения в зоне риска с помощью громоотвода.

Устройство молниезащиты здания: разбираемся в деталях

Молниезащита частного дома — несложная система, которая традиционно состоит из трех элементов:

  • громоотвод на крыше или, как его правильно называть, — молниеприемник;
  • токоотвод или заземляющий проводник;
  • заземление дома.

В последние 15-20 лет в молниезащиту дома стали включать еще и четвертый элемент — защиту электросети дома от скачков напряжения и импульсных помех. Это не обязательное, но желательное дополнение к системе, которое позволяет избежать повреждения чувствительной электроники из-за молнии, ударившей не только в молниеприемник на крыше дома, но и просто в 1-2 км от здания.

Молниезащита дома должна заставить молнию обойти здание и скользнуть по проводнику в землю, не причинив вреда. Это ее основная задача. Но есть и дополнительная: молниезащита сооружений в принципе снижает вероятность попадания разряда в здания за счет уменьшения напряженности около молниеприемника.

Молниеприемник

Громоотвод — первый элемент молниезащиты, задача которого — «встретить» молнию и не дать ей ударить по незащищенной крыше. Молниеприемник ставят в самой уязвимой части дома: на фронтоне, щипцах, башенках, совмещают с флюгером. Громоотвод для дачного дома обычно просто крепят в самой высокой точке фронтона по центру конька. Молниеприемник на большом коттедже либо делают в виде троса, натянутого между металлическими стержнями по длине крыши, либо ставят повыше — на специальной мачте высотой несколько метров.

Принцип работы молниеприемника прост. Это острый проводник, из-за чего напряженность поля около него очень велика. Сильное электрическое поле приводит к появлению коронного заряда около острия громоотвода, который вызывает сильную ионизацию окружающего воздуха. В результате напряженность между землей и нижним краем облаков в точке, где установлен молниеприемник, снижается и, следовательно, уменьшается вероятность удара молнии. Впрочем, при большой высоте дома эффект разрядки очень незначительный, но коронный заряд все равно позволяет перехватить молнию на подлете и заставить ее пойти через громоотвод в землю, а не по стропильной системе крыши.

Виды молниезащиты разделяются в зависимости от типа молниеприемника, который используется в системе:

  1. Металлический штырь. Самый распространенный и самый старый вид громоотвода. Как правило, это стальной металлический стержень длиной от 0,5 до 4 м и диаметром 10-12 мм. Медь для изготовления штыревого громоотвода подходит лучше, но в этом случае всю молниезащиту придется делать из медных прутков и пластин, а это дорого.
  2. Тросовый молниеприемник. Это стальной трос диаметром от 10 мм, который натягивают вдоль конька кровли и ее верхних изломов. Такой громоотвод делают на крышах сложной формы и большой площади, поскольку высота штыревого молниеприемника недостаточна, чтобы обеспечить надежную защиту всего здания.
  3. Сетчатый молниеприемник. Этот вид молниезащиты используют на больших коммерческих и общественных зданиях. В этом случае сразу несколько молниеприемников устанавливают в уязвимых частях кровли и соединяют друг с другом тросами. Получается токопроводящая сетка, которая защищает всю крышу здания.

Независимо от вида молниеприемника, критически важно качество его соединения с токоотводом. Помните: через этот узел будут проходить миллионы вольт, поэтому любые огрехи при креплении могут привести к расплавлению соединения со всеми вытекающими последствиями.

Токоотвод

Токоотвод — это обычный проводник из стали или меди диаметром 6-10 мм. Его задача — безопасно доставить заряд к заземляющему контуру. Крепят токоотвод к молниеприемнику сваркой или специальным болтовым соединением, а вот к заземляющему контуру его обязательно приваривают.

Для большей безопасности токоотвод спускают с крыши вдоль глухой стены, по возможности с противоположной стороны от входа в дом. Если в здании нет глухих стен, токоотвод проводят как можно дальше от окон. При прокладке его крепят так, чтобы провод не касался стен и поверхности кровли. При этом количество изгибов токоотвода должно быть минимальным. В идеале их должно быть всего два: поворот при спуске провода с крыши и поворот у земли для соединения с заземляющим контуром.

Заземление

Заземляющий контур нужен для рассеивания энергии молнии в грунте. Обычно это три проводника, выстроенные в линию и соединенные в один контур четвертым горизонтальным проводником. Всю эту конструкцию закапывают подальше от дома, например, у забора.

Иногда токоотвод подключают к уже готовому заземляющему контуру здания. Это ошибка. Если использовать общее заземление, частный дом вместо надежной защиты может получить дополнительный фактор риска. Дело в том, что энергия разряда молнии настолько большая, что она не сразу рассеивается в грунте. И за эти несколько секунд электроприборы, заземленные на тот же контур, могут сильно пострадать. Поэтому заземление дома и контур для молниезащиты не просто нельзя совмещать, их еще желательно расположить с разных сторон дома как можно дальше друг от друга.

Контур заземления может быть не только линейным, но и треугольным. Особой разницы между такими конструкциями по эффективности нет. Вопрос скорее в удобстве монтажа: треугольный контур делают в тех случаях, когда нет возможности вырыть длинную траншею. Схема подключения заземления в доме в обоих случаях приведена ниже.

Защита электросети дома

В большинстве частных домов уже стоит защита от перенапряжения, короткого замыкания и других ненормальных режимов работы электросети. Поэтому защита от молнии обычно сводится к установке только одного класса оборудования — устройств защиты от импульсных помех (УЗИП) или разрядников.

В отличие от обычного реле перенапряжения, УЗИП не сработает от перепада 10, 50 или 100 В. Его задача спасти электросеть от катастрофического повышения напряжения при ударе молнией либо в сам дом, либо рядом с ним, либо рядом с воздушной линией, от которой запитан ваш коттедж. В такой ситуации напряжение в сети может за доли секунды вырасти до нескольких тысяч вольт, что выведет из строя всю технику, если она не спрятана за УЗИП. Простое реле перенапряжения мало поможет при таком скачке напряжения — оно, скорее, само расплавится и сгорит вместе с остальным оборудованием.

Чтобы обеспечить надежную защиту, разрядники монтируются в три уровня:

  1. Модуль первого класса ставят на вводном щите в дом, и он гасит основной разряд.
  2. Модуль второго класса устанавливают в распределительном щитке в доме, и он берет на себя остаточный импульс.
  3. Модуль третьего класса ставят для конкретного потребителя. Обычно это чувствительная электроника или критически важное для жизни оборудование, к примеру, аппараты искусственной вентиляции легких в медицинских центрах.

Для удешевления системы можно использовать только УЗИП второго класса. Но без фильтра в виде разрядника первого класса он может сгореть.

Как сделать громоотвод в доме

Если вы умеете работать со сварочным аппаратом, то вы легко сможете сделать громоотвод своими руками. Провести токоотвод и сделать заземление также несложно. Единственное, где лучше прибегнуть к помощи специалиста — это установка УЗИП в щитки дома.

Простейший молниеотвод можно сделать из куска арматуры диаметром 10 мм и более и длиной 2-6 м. Штырь нужно заострить сверху болгаркой и прикрепить к трубе или фронтону хомутами либо анкерными болтами. Второй вариант громоотвода — это заваренная по краям стальная труба 3/4˝. Главное, чтобы сварка была качественной. Самостоятельное изготовление молниеотвода позволяет сэкономить на устройстве молниезащиты 60-100$ — именно по такой цене можно купить громоотвод промышленного производства.

Токоотвод делают из стального прута диаметром 10 мм. Понятно, что такую трассу придется делать из отдельных частей, сваривая их между собой или скрепляя специальными переходниками. Это неизбежно, но необходимо продумать путь токоотвода так, чтобы соединений прутков было как можно меньше. Прут лучше заказать уже согнутый, чтобы не сгибать его подручными средствами.

При монтаже токоотвода используют держатели, можно металлические, но лучше их композитного непроводящего материала. Чтобы не было пробоя, токоотвод прокладывают не менее чем в 30 см от любых металлических элементов: водостоков, оконных решеток, отливов.

Последний этап — это устройство заземляющего контура. Делается он по такому же принципу, что и заземление в частном доме:

  • вдали от дорожек и крыльца выкапывается траншея глубиной 2 м;
  • в дно траншеи вбиваются вертикально три стальных уголка 40×40 мм на расстоянии 1,5-2 м друг от друга;
  • поверх уголков приваривают стальную полосу толщиной 5 мм и более;
  • к стальной полосе приваривают токоотвод;
  • контур заземления для молниезащиты закапывают, при этом он должен быть не менее чем в метре от поверхности.

Так как сделать заземление в доме линейного типа не всегда возможно, контур часто замыкают в форме равностороннего треугольника. Независимо от формы контура токоотвод к нему приваривают так, чтобы соединение возвышалось над уровнем земли минимум на 25 см.

При монтаже молниезащиты здания важно помнить четыре правила:

  1. Нельзя красить ни молниеприемник, ни токоотвод, ни заземляющие стержни, иначе молниезащита просто не будет работать.
  2. Тщательно проверяйте все соединения и не один раз — через них будет проходить заряд в миллионы вольт.
  3. Старайтесь не использовать разнородные материалы: в месте соединения стали с медью со временем начнется электрохимическая коррозия, которая сильно увеличит сопротивление на этом участке.
  4. Контролируйте влажность грунта около заземляющего контура. В засушливые дни песчаные и супесчаные грунты нужно периодически проливать водой, поскольку в сухом песке заземление теряет эффективность.

Кроме того, не забывайте о правилах работы на высоте: всегда используйте страховку, никогда не ходите по кровле непривязанные и не работайте на крыше в очень жаркие дни.

Подведем итоги

Молниезащита — эффективный способ застраховать себя от попадания молнии в дом. Хотя громоотвод на кровле не дает 100% защиты, он на порядки снижает вероятность получить негативные последствия при ударе молнии.

Устанавливать молниезащиту лучше на всех зданиях, но есть ситуации, в которых это сделать просто необходимо. Например, когда дом стоит особняком в поле или построен на земле, где грунтовые воды подходят близко к поверхности.

Задача молниезащиты — уменьшить вероятность попадания молнии в дом, а если это все же произошло — увести разряд в землю так, чтобы он не повредил строение. Чтобы выполнить эту задачу, в систему молниезащиты входит молниеприемник, который «ловит» разряд, токоотвод, по которому разряд перемещается, и заземляющий контур, который рассеивает молнию в грунте.

Все работы по устройству молниезащиты легко сделать своими руками, включая изготовление громоотвода из арматуры или стальной трубы. Но для этого вам нужно уметь хорошо работать со сварочным аппаратом, поскольку от качества сварных швов прямо зависит надежность защиты.

Молниезащита частного дома своими руками

Сегодня мы поговорим про то, как защитить частный дом от удара молнии.

Что такое молния?

Многие владельцы частных домов стараются сделать свое жилище максимально комфортабельным и безопасным, но при этом забывают об возможности поражения дома молнией.

Молния – одно из самых неприятных явлений, которое может нанести колоссальный ущерб жилищу.

Как известно, она представляет собой электрический разряд большой мощности, поэтому даже при непрямом попадании в дом, она может повредить электрическую технику в помещениях.

Хорошо, если возле дома имеется высокое здание, оснащенное молниезащитой.

В таком случае можно не переживать о возможности попадания молнии в дом, поскольку зачастую такие дома имеют молниеотводы с большой зоной защиты, которая и будет покрывать территорию с рядом стоящими зданиями.

Особенностью молнии является выполнение разряда на самую высокую точку. Поэтому если дом стоит на отшибе, он является наивысшей точкой, если, конечно, рядом с ним не растет дерево, которое выше дома.

Но дерево тоже не гарантия защиты. Опасность поражения жилища молнией во много раз возрастает, если рядом с домом имеются водоемы, сильные ручьи, болотистая местность.

Итак, если частный дом не окружен высотными постройками, лучше обезопаситься, обеспечив жилище молниезащитой.

Поражающие факторы молнии

Но перед тем как разобраться со способами защиты дома от возможного поражения молнии, следует рассмотреть поражающие факторы этого явления.

Всего этих факторов два.

Это прямое попадание молнии в дом, в результате чего он может получить повреждение конструкции, существует возможность возникновения пожара. Данный фактор является самым опасным.

Для дома и жильцов менее опасен. Данный фактор сводится к появлению электромагнитной индукции в проводке дома при разряде молнии рядом с домом.

Из-за индукции в проводке происходит значительный скачок напряжения, который способен повредить все электроприборы в доме, подключенные к сети.

И если от вторичного фактора можно обезопаситься без дополнительного оснащения путем отключения всех приборов от сети во время грозы, то первичного фактора защитится таким способом невозможно, нужно оснащение дома молниезащитой.

Штат Огайо, дом в который попала молния.

Поскольку молния – это всего лишь электрический разряд хоть и большой силы, но он действует как любой другой разряд, то есть движется по пути наименьшего сопротивления.

Обеспечение этого пути и является задачей молниезащиты.

Если молния попадет в дом, оснащенный таким типом защиты, то электрический разряд по нему уйдет в землю, не нанося ущерба зданию.

В народе такая зашита называется заземлением дома, молниеотводами, громоотводами.

Что касается последних, то определение не совсем верно, ведь гром – это всего лишь звуковое сопровождение, возникающее при разряде молнии.

Критерии и виды молниезащиты

Теперь разберем типы молниезащиты.

Здесь данное оборудование имеет несколько критериев, которые и делят его на типы.

Первый критерий – метод защиты.

По нему молниеотводы делятся на:

  1. Активные;
  2. Пассивные.

Активные появились сравнительно недавно. В них молниеприемник, о нем речь — чуть ниже, оснащен специальным ионизатором, который своими импульсами «провоцирует» молнию.

По сути, данный прибор специально притягивает молнию на себя, что полностью исключает возможность появления вторичного фактора поражения молнией.

Пассивные же не оснащены ничем таким, молния может разрядиться на нее, а может и нет. Данный тип защиты используется повсеместно.

Дальше рассматривать будем только такую защиту, поскольку ею можно оборудовать дом самостоятельно, а вот оборудование для активной защиты устанавливается только специалистами.

Второй критерий – виды защиты.

По нему громоотводы тоже делятся на два типа – внешний и внутренний.

Здесь все просто – внешний защищает дом от первичного фактора воздействия молнии, а внутренний – от вторичного.

И третий критерий – конструктивные особенности.

Но здесь разделение на типы больше относиться к молниеприемникам. По ним молниеотвод делится на штыревой, тросовый и сетчатый.

Конструкция молниезащиты

Теперь по конструкции молниезащиты, поговорим пока только о внешней.

Состоит она всего из трех элементов – молниеприемника, токоотводов и заземлителя.

Принимает на себя разряд молнии, поэтому он закрепляется на крыше дома, чтобы сам приемник был наивысшей точкой.

Простейшим является стержневой тип приемника.

Стандартным считается металлический прут диаметром 10-18 мм, и длиной от 250 мм.

Можно также использовать и трубу, но только торцы ее должны быть заварены.

Количество приемников рассчитывается от размера здания. На небольшие дома достаточно одного, если же площадь дома превышает 200 м кв. устанавливается два стержня с расстоянием между ними от 10 м.

Чтобы разряд по приемнику не перешел к дому, его закрепляют на крыше при помощи деревянных брусков или специальных крепежей.

Некоторые, чтобы не портить внешний вид дома, молниеприемник устанавливают на отдельной опоре возле дома.

Некоторые, если есть возможность, крепят дополнительный молниеприемник прямо на дереве.

Особой разницы нет, поскольку даже у рядом установленного молниеприемника зона защиты будет покрывать дом.

Основным условием установки приемника – он должен располагаться выше дома, а также других построек возле него.

Еще один тип молниеприемника – тросовый.

Используется трос, который натягивается по всей длине конька крыши и закрепляется на деревянных опорах. Важным условием является натяжка троса – он не должен касаться крыши.

Третий тип приемника – сетка.

Ее изготавливают из любой проволоки (стальной, алюминиевой и др.) с сечением не менее 6 мм.

Ее натягивают по площади всей крыши, ячейки этой сетки должны формировать квадрат примерно 6х6 м.

При этом сетка тоже не должна касаться крыши, ее закрепляют на деревянных или специальных токонепроводящих опорах на высоте 6-8 см от крыши.

Строгих предписаний к использованию того или иного типа молниеприемника нет, использовать можно любой, все они вполне эффективны, поэтому выбираются они по желанию.

Далее о втором элементе данной защиты – токоотводах.

Основной задачей их является передача разряда от приемника к заземлителю.

Чаще всего в качестве токоотводов используется стальная проволока диаметром от 6 мм.

Если стены дом сделаны из кирпича или пеноблока, в общем, из любого негорючего материала, то можно токоотвод закрепить вдоль стены в любом незаметном месте, главное, не возле окон и входных дверей.

Можно в качестве токоотвода использовать и металлическую ленту, но толщиной не менее 2 мм и шириной от 30 мм.

Токоотвод крепится к приемнику при помощи сварного, болтового или спайного соединения.

От количества концов молниеприемников зависит количество токоотводов.

Если используется только один стержневой приемник, то к нему крепится один отвод. При использовании тросового приемника нужно уже два отвода.

Также два токоотвода применяется при сеточном приемнике.

Последний элемент – заземлитель. Самым простым заземлителем являются два металлических прута, заглубленных в землю на 2-3 м.

Расстояние между ними должно составлять не менее 3 м. Эти пруты должны быть перемкнуты между собой перемычкой на уровне 0,5-0,8 м в земле. К этой перемычке и подсоединяется токоотвод.

На грунтах с высоким уровнем грунтовых вод лучше использовать горизонтальное положение заземлителя на глубине от 0,8 м. При этом заземлителем должен выступать металлический уголок или полоса шириной от 50 мм и толщиной от 4 мм.

Соединяется заземлитель с токоотводом только сварным соединением.

Особенности монтажа молниезащиты

Исходя из описанного можно понять, что сделать молниезащиту вполне можно и самому, имея только необходимые материалы.

Чтобы сделать защиту дома от молнии, нужно вначале произвести замеры.

Необходимо выяснить высоту, на которой должен располагаться приемник, а также определить метод его крепления.

Затем нужно высчитать длину токоотвода. Здесь важно учитывать, что путь заряда молнии к заземлителю должен быть максимально коротким. Поэтому не стоит делать какие-то обводы, изгибы и т.д. И уж тем более нельзя из отвода формировать кольца.

Что касается заземлителя, то он должен располагаться не менее чем 1 м от ближайшей стены дома. После всех расчетов можно приступать к монтажу.

Начинать нужно с заземлителя.

Если он будет сделан из прутов, достаточно вырыть траншею глубиной 0,5 м и длиной 3 м.

По краям этой траншеи забить в землю пруты длиной не менее 2 м.

Затем при помощи сварочного аппарата к этим прутам приварить перемычку.

Если же заземлитель будет горизонтальным, то придется копать траншею значительно глубже.

Далее можно переходить к установке приемника.

Здесь нужно соблюдать важное условие – он не должен контактировать с крышей дома, поэтому для закрепления его использовать только деревянные опоры.

Или крепить его нужно непосредственно к токонепроводящим конструкциям дома.

Затем к приемнику и заземлителю крепится токоотвод, который после можно прикрепить к крыше специальными приспособлениями, а затем и к стене дома.

К приемнику токоотвод можно закрепить и при помощи болтов, а вот к заземлителю – только при помощи пайки или сварки.

Останется только закопать вырытую заранее траншею.

Что касается монтажа защиты на дом с деревянными стенами, то принцип идентичен, но есть одно условие – прикреплять токоотводы непосредственно к стене нельзя.

Они должны располагаться на удалении от стены не менее чем на 150 мм.

Внутренняя защита дома

Это было все, что касается внешнего типа защиты. Напоследок же немного о внутренней, ведь полностью защитить здание от воздействия молнии внешний тип не может, поэтому желательно использовать оба этих типа.

Итак, внутренняя защита оберегает бытовую технику от скачков напряжения, которые может создать заряд молнии.

Для внутренней защиты используются специальные устройства защиты импульсного перенапряжения (УЗИП).

Выпускается большое количество таких устройств с разной степенью защиты.

Эти устройства подключаются к электрической сети дома и устанавливаются в распределительном щитке на входе.

Только после установки этого устройства можно будет с уверенностью сказать, что дом полностью оборудован молниезащитой.

Молниезащита частного дома: подробное руководство

Зачем частному дому нужна молниезащита?

Удар молнии – сильнейший электрическим разряд в природе. Ток молнии может достигать от 10 до 100 тысяч ампер. А его напряжение может до миллиона вольт. Стоит задуматься, как же уберечь себя и свою собственность от такой разрушительной силы?

Молниезащита частного дома это гарантия вашей безопасности и сохранности имущества, а парой и вашей жизни. Внешняя защита от прямых грозовых разрядов убережёт ваш дом от любых повреждений, которые могут быть вызваны прямым ударом молнии, а внутренние меры защиты уберегут вашу дорогостоящую бытовую технику от перенапряжения и выхода из строя.

Для того чтобы убедиться в необходимости достаточно представить финансовые потери владельца в случае поражение от молнии – прямого удара с последующим возгоранием деревянных кровельных конструкций. Достаточно сопоставить затраты на молниеотвод для частного дома и стоимость его восстановления после пожара от удара молнии.

Грозовая угроза для загородного дома включает в себя комплекс поражающих факторов, и поэтому современный молниеотвод для дома представляет собой комплексную систему безопасности от прямого удара молнии, от заноса грозового потенциала и последующего импульсного перенапряжения в сетях. В качестве примера можно привести следующие статистические данные: более 25% страховых выплат в Германии приходиться на покрытие ущерба от ударов молнии и импульсного перенапряжения.

Чем опасна гроза и её последствия?

По статистике в России за 2015-2017 год, от ударов молнии во время грозы было зафиксировано 240 пожаров, более 100 людей было доставлено в больницы с ожогами высокой степени тяжести, вызванных прямыми разрядами молнии, 5 человек погибло. Ущерб от грозы, понесённый имуществу, исчисляется сотнями миллионов рублей. Недооценивать всю мощь поистине грозной стихии, и надеется на то, что всё обойдётся в очередной раз и гроза обойдёт вас стороной очень опасно.

Интересный факт

Помимо статических объектов, молнии не менее опасны для движущихся: в 1987 году при запуске ракеты «Атлас», непосредственно на старте, прямой разряд вывел из строя все электронные системы. Ущерб для США составил 160 миллионов долларов.

Кому именно нужна молниезащита, и кто в группе риска?

Молния непредсказуема и в непосредственной опасности находятся собственники, чьи жилые постройки расположены как на возвышенностях, так и на плоских равнинах, вблизи и вдали от водоёмов, а также в местностях с различными грунтами.

Как правило, это все дачные и частные жилые посёлки, находящиеся за городом в сельской местности.

Группа риска выше там, где вероятность грозы и осадков больше. Например, центральных и южных частях России вероятность удара молнии выше, чем районах крайнего севера или в пустынях.

Если говорить о локальных группах риска, то теоретически в опасности находятся дома расположение выше других, деревянные дома, дома из клеёного бруса, и дома с металлическим кровельным покрытием.

Полезно знать

В кафедральный собор в Питсбурге, имеющий высоту 180м, молния ударяет в среднем два раза в год.

В небоскрёб Эмпар-Стейт-Билдинг, высота которого равно 380 м, за три года молния разряжалась 68 раз.

Но при этом существуют ежегодная статистика сгоревших загородных домов

Поражающие факторы молнии и их последствия

Невероятная сила разряда – до 200 кА – сформированная за счет разности потенциалов между облачными элементами и поверхностью. Мощность, которой достигает 1000 кВ, способна наносить непоправимый ущерб.

Ниже приведена таблица с угрозой и потенциальными последствиями от удара.

Негативное влияние

Последствия

Прямой разряд молнии

Разность потенциалов электростатического поля – до 1000 кВ, сила удара – 200 кА, температура – 30 000°С

Угроза получения смертельных травм, возгорания, локальные разрушения здания в местах попадания

Удар в инженерные коммуникации на расстоянии до 5 км (и более)

Занесенный грозовой потенциал создает импульс перенапряжения в сотни киловатт, попадает в здание по электропроводке и по трубам из металла

Поражение человека; сбои во внутренних системах; пожары; возгорание электрических кабелей; поломки оборудования; потеря информации на жестких дисках вследствие отказа оборудования

Разряд в радиусе до 500 м от здания

Наведенный грозовой потенциал с импульсом перенапряжения в десятки киловатт

Поражение человека; сбои во внутренних системах; пожары; возгорание электрических кабелей; потеря информации на жестких дисках вследствие отказа оборудования

Замыкания в электросетях с низким напряжением

Импульс перенапряжения до 4 кВ

Сбои в системах, поломки оборудования

Таблица 1 – Поражающие факторы удара молнии.

В сети есть немало видео роликов со сводками из новостей о последствиях и ущербе нанесённым после обычной грозы.

Видео из новостей:

1. Очевидец случайно снял, как в его дом ударила молния

2. Сгорел дом от удара молнии, последствия

3. Вырезка из новостей, пожарникам не удалось спасти дом от удара молнии

4. Пожар из-за молнии

Какие гарантии при установленной молниезащите?

В нормативных документах, регламентирующих молниезащиту не только в РФ, но и в мире, предусмотрены различные уровни защищенности (80-98%), но не предусмотрена возможность выполнения системы со 100% надежностью перехвата молнии. Человек, гарантирующий полную защиту от молний, либо не знаком с физикой молнии, либо не добросовестен.

Вы наверняка зададитесь вопросом «Как я могу быть уверен в том, что молниезащита сработает?» и это совершенно правильный вопрос, ведь нельзя после установки её испытать – ударить в дом разрядом в 1000 Кв с высоты в несколько тысяч метров, словно древнегреческий бог.

Ответ на этот вопрос содержится в нормах РФ. Квалифицированные специалисты должны рассчитать защищённость дома от прямого удара молнии (80-98%) в зависимости от класса молниезащиты (IV-I). При соблюдении норм вероятность того, что молния нанесёт значительный ущерб сводится к нулю.

Подробнее о гарантиях см. статью «Гарантия на молниезащиту»

После внедрения (в т.ч. и в результате нашей деятельности с 2002г.) на рынке Р.Ф. технологии устройства молниезащиты из материалов и изделий заводской готовности появилось множество организаций, бизнес которых основан на марже от цены закупки у производителя. Одни проводят политику завоевания клиентов “низкой стоимости” и предлагают пол-молниезащиты (не рассчитывают защищённость от удара молнии, делают меньшее, чем по нормам количество токоотводов, заземление, не объединяют заземление молниезащиты с заземлением электроустановки, используют недолговечные материалы и т.д.). Другие тиражируют так называемые молниеприёмные сетки, убеждая клиентов в том, что это и есть защита от удара молнии. И те и другие не рассчитывают защищённость домов и не соблюдают современных норм РФ по молниезащите.

Коротко о нормировании и типах молниезащиты

Молниезащита строго классифицируется на разные виды и степени защиты, от того какой класс и вид защиты будет установлен на ваш дом будет завесить его степень безопасности. Так же классификация и разнообразие видов позволяет подобрать оптимальный вариант защиты удара от молнии, и от заноса высокого потенциала***, под индивидуальные особенности проекта дома.

Полезно знать

Когда разряд молнии ударяет в землю, он не исчезает моментально, а начинаетраспространяться по путям с меньшим электрическим сопротивлением. Во многихслучаях этими путями становятся бытовые коммуникации – водопровод, канализация, газовые трубы и плохо изолированные электрические кабели. В ряде случаев молнияможет распространяться и по пластиковой трубе с хорошо проводящей жидкостью. Это и называется заносом высокого потенциала, поэтому для защиты бытовых приборов и здоровья человека, существуют специальные типы внутренней молниезащиты, о них мы поговорим немного подробнее ниже.

Категории (классы)

Все здания и сооружения разделяются на три класса молниезащиты в соответствии с РД 34.21.122-87. Класс необходимый для защиты, зависит от категории взрывоопасности объекта, который зависит от наличия в нём взрыво- и пожароопасных материалов и веществ, а также от того на сколько часто молния может ударить в здание за год.

Ниже вы можете ознакомиться с таблицей, где представлены категории защиты расположенные в порядке убывания, а также типы объектов которым рекомендуется соответствующая категория.

Рекомендуемые типы объектов

Промышленные химические объекты, заводы, склады с ГСМ и боеприпасами, ангары с зерном и мукой, а так же любые другие здания хранящие в себе взрывоопасные вещества.

Телевышки, телевизионные антенны, жилые и общественные здания, телефонные вышки и т.д.

Защита от прямых ударов молнии и перенапряжения в сети.

Частные дома, коттеджи, хозяйственные постройки и бани.

Подходит для зданий, которые расположены на территории где грозы длятся более 20 часов в год.

Узнать где находятся такие территории можно тут

Внешняя молниезащита. Защита от прямых ударов молнии. Установка молниеотвода и заземлителя, молниеприёмная сетка.

Таблица 2 – Категории молниезащиты зданий и сооружений.

Как вы уже догадались, для частных домов указан 3 класс защиты.

Категория молниезащиты для загородных домов не первая, но С УЧЕТОМ ТОГО, ЧТО СОВРЕМЕННЫЙ ЗАГОРОДНЫЙ коттедж МОЖЕТ БЫТЬ ГАЗИФИЦИРОВАН, ИМЕТЬ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ И Т.П. К МОЛНИЕЗАЩИТЕ ДОМА НЕОБХОДИМО ОТНОСИТСЯ СЕРЬЁЗНО.

Виды молниезащиты

Видов защиты жилых построек множество, но в основном они делятся так же на 3 категории: внешняя, внутренняя и активная молниезащита. О последнем виде есть много споров и сомнений, о её эффективности, но об этом поговорим позже, когда будем знакомиться и разбирать её принцип работы.

Внешняя молниезащита

Внешняя молниезащита – это пассивная система защиты, состоящая из нескольких защитных элементов, экранирующих и защищающих дом от прямых грозовых ударов, что в свою очередь предотвращает механические повреждения здания.

Молниеотвод (термин аналогичный внешней молниезащиты) — из самого названия понятно – основной задачей молниеотвода, является принятие разряда молнии и передачи его к токоотводу или, как его ещё называют спуску.

Расчет молниеотвода – это выработка мер, плана действий в результате выполнения которых, смонтированная система перехватит молнию и не допустит пожара или повреждения дома, спасет жизни близких людей. Главное в разработке или проектирование молниезащиты дома – расчёт в соответствии с нормами защиты от удара молнии с применением специальной компьютерной программы. Грамотно спроектированный громоотвод должен обеспечить сохранность кровли и других частей дома при реализации, долго служить, эстетично выглядеть и, что немаловажно стоить недорого. Разработка (проектирование) молниеотвода дома включает отработку массы деталей, выбор конфигурации и места выполнения заземления молниеотвода, как именно и где будет располагаться ввод заземляющего проводника в дом, выбор материалов, из которых будет выполнены детали молниезащиты, подбор проводников и молниеприёмников, заземлителей, Устройств Защиты от Импульсного Перенапряжения и т.д. Очевидно – это удел подготовленного и опытного специалиста.

В состав внешней молниезащиты входит:

    Молниепрниёмники

Молниеприёмный стержень

Это металлический стержень, выполненный из нержавеющей либо оцинкованной стали, алюминия или меди, диаметром 10-20мм и высотой от 100см до 3х метров. Стержень, это наиболее распространенный вид молниеотвода. Благодаря низкой стоимости, простому устройству и высокой эффективности на небольших участках, часто применяется при молниезащите дачных домиков, небольших частных домов или хозяйственных построек. Дополнительно стоит отметить, что молниеприёмный стержень теоретически можно монтировать на деревьях рядом с защищаемым участком земли, но существует масса трудностей в связи с тем, что дерево живое – оно растет и может повредиться при воздействии креплений.

Наиболее эффективной и низко затратной является схема, в которой стержневые молниеприёмники с расчётной высотой на краях коньков и на дымоходах, объединены между собой на кровле и с токоотводами на стенах, в свою очередь соединённых с заземлением молниезащиты. Такой вывод сделали проектировщики АМНИС по результатам многочисленных расчетов защищённости загородных домов с применением компьютерной программы от разработчиков норм молниезащиты РФ.

Молниеприёмная (молниезащитная) сетка

Это конструкция, состоящая из ячеек размером 5х5 метров и больше, выполненных из стальных оцинкованных прутьев толщиной более 6 миллиметров, соединённых между собой и с естественными и специально выполненными молниеприёмниками на кровле или поднятая на расчётную высоту над кровлей. Цена сетчатого громоотвода весьма высока в сравнении с другими видами молниеотводов. Поэтому сетку используют только для защиты больших сооружений с плоской кровлей, например при защите жилых многоквартирных домов, общественных зданий, больших ангаров, или заводов.

О молниеприёмной сетке в молниеотводе загородного дома

Реальная защита от Прямого Удара Молнии (ПУМ) загородного дома возможна только при присоединении молниеприёмной сетки к молнеиприёмникам. Подробнее см. статью «НЕОБХОДИМОСТЬ МОЛНИЕПРИЁМНОЙ СЕТКИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЧАСТНОГО ДОМА»

Тросовый молниеприёмник

Тросовый молниеотвод представляет собой гибкий проводник из оцинкованной стали, алюминия или меди, натянутый и закреплённый между рассчитанными на силу натяжения и устойчивыми опорами.

Тросовые молниеотводы используют, например, на протяженных кровлях и высоковольтных линиях. Использование на небольших частных домах проблематично из-за сложности устройства и постоянной проверки натяжения троса и устойчивости опор.

Тросовые молниеотводы используют, например, на протяженных кровлях и высоковольтных линиях. Использование на небольших частных домах проблематично из-за сложности устройства и постоянной проверки натяжения троса и устойчивости опор.

Токоотводы (Опуски) — часть молниеотвода, предназначенная для отвода тока молнии от молниеприемника к заземлителю. Токоотвод, представляет собой, металлический проводник сечением не менее 8 миллиметров, изготовленный из оцинкованной стали, алюминия или меди. Токоотвод крепиться к стенам и или прокладывается по трубам водостока. Длина токоотвода зависит от высоты объекта и расстояния до заземлителя. На доме в зависимости от размеров требуется не менее двух токоотводов. Располагают симметрично по периметру, чтобы ток растекался по нескольким непересекающимся путям и мощные электромагнитные возмущения, возникающие при протекании импульсного тока молнии гасили друг друга.

  • Заземляющее устройство – это система, состоящая из заземляющих проводника и заземлителей (заземлителя). Заземление разряжает электрический заряд в землю, который поступил от молниеотвода по спуску. От степени сопротивления грунта, зависит сложность и тип устройства заземлителя. Самым простым примером заземления для частного дома, будет два металлических прута заглубленных в землю на глубину 3-4 метра и объединённых между собой перемычкой. К перемычке подключается токоотвод (опуск).
  • В песчанном, пересыхающим и замерзшем грунте низкая электрическая проводимость. Поэтому возникла новая технология, при которой глубина заземлителя без применения тяжелой техники может достигать глубины 20 метров и значительно повысить характеристики заземления (например при погружении в водонасыщенные слои).

    Таблица параметров сопротивления разных пород почвы:

    Защита частного дома от молний

    Расценки на монтаж всегда по карману нашим клиентам. Они полностью уверены, что здесь их не обманут и посоветуют правильное решение. Доверие – вот залог успеха нашей компании! А качественные материалы от известных производителей и умелые руки наших профессионалов не оставляют ни единого сомнения, что монтаж будет выполнен в срок!

    Еще один плюс – при заключении договора вы получаете смету, в которой учтены цены на кровельные работы и материалы, а также стоимость доставки по Москве и Московской области с точностью до рубля!

    Типы систем, конструкция и установка молниезащиты в частном доме

    Молния — электрический искровой заряд, сопровождающийся яркой вспышкой света. Удар молнии способен привести к самым разрушительным последствиям, так как сопровождается выделением большого объема тепловой энергии, что часто ведет к пожарам.

    Однако самое опасное последствие молнии не в разрушении имущества, а в опасности для жизни и здоровья человека. От ударов молнией ежегодно гибнут или остаются инвалидами тысячи людей. Правильно установленная молниезащита в частном доме — важнейшая мера, обеспечивающая безопасность жильцов и сохранность имущества.

    Типы поражения молнией

    Существует две фактора поражения ударом молнии:

    1. Первичный фактор. Непосредственное попадание в здание. Вследствие этого возникает та или иная степень повреждения конструкции дома. В некоторых случаях возможен пожар. Первичный фактор наиболее опасен, так как речь идет о прямом ударе.
    2. Вторичный фактор. Для жильцов не представляет непосредственной угрозы. Негативное воздействие сводится к возникновению электромагнитной индукции в электропроводке здания. Результат воздействия вторичного фактора — мощный перепад напряжения, вследствие которого происходит оплавление микросхем и выход электробытовой техники из строя.

    Чтобы обезопаситься от вторичного фактора, достаточно отключить электроприборы во время грозы. Молниезащита дома — единственная возможность защититься от первичного фактора.

    Молния хоть и является сильным электрическим разрядом, всегда действует по пути наименьшего сопротивления. Главная задача молниезащиты — перевести отвести удар с защищаемого объекта в другую среду. Защитная система переводит электрический разряд в землю, а здание остается невредимым.

    Разновидности молниезащиты

    Системы защиты от молнии делят по нескольким критериями. По методу защиты молниеотводы принято разделять на два типа:

    • активные;
    • пассивные.

    Активные системы — недавнее изобретение. Их суть в наличии в молниеприемнике ионизатора, издающего импульсы и тем самым притягивающим молнию. Приемник «перетягивает» молнию на себя, в результате чего защищаемые объекты выходят из-под удара. Оборудование для активной защиты стоит дорого и устанавливается исключительно специалистами.

    Другой тип защиты — пассивный. Такие системы включают молниеприемник, токоотвод и заземлитель. Это самый распространенный тип защитных систем. Задача пассивной защиты — принять на себя удар молнии и отвести разряд в землю.

    Еще один критерий — вид защиты. Различают внешнюю и внутреннюю защиту. Внешняя предохраняет здание от непосредственного удара молнии, а внутренняя — защищает электрические сети от возникновения перенапряжения.

    Последний критерий — особенности конструкции молниеприемника. Устройства подразделяют на штыревые, тросовые и сетчатые.

    Конструкция молниезащиты

    В составе системы защиты от молнии три компонента — молниеприемник, токоотвод и заземлитель.

    Молниеприемник

    Устройство предназначено для приема удара молнии. Его устанавливают на кровле здания с тем расчетом, чтобы молниеприемник был самой высокой точкой. Наиболее простой в конструкционном отношении тип приемника — стержневой: прут из металла диаметром от 10 до 18 миллиметров и длиной от 2,5 метра. В качестве стержневого приемника подойдет и полая металлическая труба, однако ее торцы нужно заварить.

    Количество молниеприемников зависит от масштабности строения. Для небольших зданий достаточно одного штыря, хотя рекомендуется предусмотреть два приемника. Для зданий свыше 200 квадратных метров понадобится 2 – 3 или более стержней.

    Чтобы предотвратить переход заряда непосредственно на здание, молниеприемник фиксируют на кровле с помощью деревянных брусков или особых фиксаторов. Устройство иногда размещают на отдельной опоре неподалеку от здания. В последнем случае руководствуются нежеланием портить внешний вид крыши. Экзотическое, но вполне эффективное решение — установка приемника на высоком дереве. Главное, чтобы устройство находилось выше самой высокой точки здания.

    Менее распространенный тип приемника — тросовая система. Применяется трос, натянутый во всю длину конька кровли и зафиксированный на деревянных опорах. Трос не должен соприкасаться с материалом крыши.

    Еще один вид приемников — сетчатый. Производится из металлической проволоки с 6-миллиметровым сечением. Проволоку растягивают по всей кровле и крепят к деревянным опорам на расстоянии 6 – 10 см от крыши.

    Токоотводы

    Предназначение токоотвода — транспортировка электрического заряда от молниеприемника к заземлительному устройству. Токоотводом обычно выступает металлическая проволока диаметром более 6 миллиметров. Подойдет стальная лента толщиной от 2 миллиметров и шириной от 25 – 30 миллиметров.

    На стенах из негорючего материала токоотвод фиксируют в произвольном месте. Следует избегать участков возле оконных и дверных проемов. К молниеприемнику токоотвод прикрепляют сваркой, болтами или пайкой.

    Количество токоотводов определяется количеством приемников и их типом. Для одного стержневого приемника нужен один отвод. Для каждого тросового или сеточного устройства необходимы два токоотвода.

    Заземлитель

    Устройство изготавливают из двух стальных прутов. Их закапывают в землю на глубину 2 – 3 метра. Между прутами выдерживают по крайней мере расстояние в 3 м. Пруты объединяют перемычкой на глубине 50 – 80 сантиметров в грунте. Токоотвод крепится к перемычке.

    Обратите внимание! Если грунтовые воды близко, заземлитель располагают по горизонтали на глубине не менее 80 сантиметров.

    Установка молниезащиты

    Монтажные работы осуществляют по подготовленному проекту. В процесс создания плана нужно выполнить ряд действий:

    1. Сделать выбор в пользу какой-либо из конструкций приемников (стержневой, тросовый или сетчатый).
    2. Определиться с высотой монтажа стержня.
    3. Найти место для монтажа устройства заземления. Его устанавливают на расстоянии не меньше одного метра от стен здания и не ближе 5 метров от дорожек и входа в дом. Рядом с заземлительным контуром не должны находиться детские площадки, места для отдыха и т. п.
    4. Сделать расчет расстояния от приемника до самой отдаленной точки заземляющего контура.
    5. Выбрать конструкционные материалы для изготовления системы.

    Для выполнения установки понадобятся штыковая лопата, сварочный аппарат, пластиковые фиксаторы для токоотвода, молоток и электрическая дрель.

    Вначале роют траншею для размещения в ней заземлителя. Траншею делают в виде ровной трехметровой линии или треугольника. Если выбрана линия, электроды устанавливают в грунт на концах траншеи. Электроды объединяют металлическим прутом, а затем скрепляют сваркой. В случае с треугольной формой три электрода устанавливают на вершинах фигуры и объединяют их в металлическую конструкцию при помощи сварочного аппарата.

    Заземление располагают на глубине примерно 80 сантиметров. Предпочтительнее постоянно сырой грунт. Для сухих грунтов понадобится регулярное увлажнение. Чтобы улучшить электропроводность песчаного грунта, его обрабатывают солевым раствором.

    Один конец токоотвода объединяют сваркой с молниеприемником, а другой — с заземлителем. Важно соблюсти прилегание токоотвода по всей длине перемычки между стержнями. Приваривать токоотвод нужно в нескольких местах. Участки сварочных работ красят антикоррозийным лакокрасочным материалом.

    Токоотвод не должен соприкасаться со стенами здания. Его фиксация осуществляется токонепроводящим крепежом. Расстояние между стеной и токоотводом не должно быть меньше 10 сантиметров.

    Установка тросового приемника

    Стальной трос натягивают на несколько металлических мачт (их количество составляет от 2 до 4, в зависимости от размера кровли). Мачты устанавливают на деревянных брусках, чтобы избежать соприкосновения с материалом кровли (речь идет о металле). К мачтам прикрепляют концы троса, который должен быть идеально натянут. К одному из окончаний троса приваривают токоотвод. Вместо сварки подойдет болтовое соединение.

    При наличии дымохода вокруг него несколько раз оборачивают трос. Концы троса крепят к уже установленному приемнику.

    Установка стержневого приемника

    Основой стержневой системы станет стальной штырь длиной от 40 до 150 сантиметров или труба. Опорой для приемника могут послужить такие элементы:

    • стоящая на земле высокая мачта;
    • ТВ-антенна;
    • высокое дерево;
    • станина.

    Штырь приемника прикрепляют к мачте с помощью сварочного аппарата или болтами, после этого устанавливают токоотвод.

    Обратите внимание! После окончания монтажных работ необходимо протестировать сопротивление системы. Показатель должен быть меньше 10 Ом.

    Советы по уходу за молниезащитой

    Чтобы система защиты от ударов молнии пребывала в исправном состоянии, за ней нужен уход. Рекомендуется выполнять следующие мероприятия:

    1. Каждый год устраивать проверку всех компонентов системы на работоспособность. Делать это нужно весной — после окончания зимнего сезона.
    2. Проверять материал на ржавление. В случае надобности менять заржавевшие элементы.
    3. Один раз в 2 – 3 года красить детали молниезащиты, прочищать контакты, тестировать соединения на работоспособность.
    4. Каждые 5 лет откапывать заземлитель и проверять его техническое состояние.

    Внутренняя защита дома

    Пассивная внешняя защита работает круглосуточно, ее не нужно постоянно контролировать на предмет исправности. Однако когда разряд молнии попадает в зону, недоступную для молниеотвода, и возникает электромагнитная индукция, угрозе подвергается вся техника в доме. Для обеспечения высокой безопасности нужна не только внешняя защита, но и внутренняя предохранительная система.

    Внутренняя защита предполагает проведение мероприятий, направленных на предотвращение перенапряжения в электрических сетях. Перенапряжение возникает как следствие удара молнии, когда токи направляются по индуктивным и резисторным связям. Результатом перенапряжения станут оплавление микросхем и поломка электробытовой техники на даче или в квартире.

    Внутренняя защита от молнии состоит в использовании специального прибора — устройства защиты импульсного перенапряжения (сокращенно УЗИП). Существует несколько классов такого оборудования. Первый класс предназначен для защиты от прямых ударов молнии. Устанавливается на входе в здание во вводно-распределительном устройстве или распредщите. Второй класс устройств помогает справиться с коммутационными помехами. Выпускается оборудование класса 1+2, предназначенное для защиты небольших зданий, в том числе жилых домов.

    Чтобы по-настоящему надежно защититься от ударов молнии, рекомендуется использовать комплекс мер: внешняя пассивная система должна сочетаться с активной. Установить систему громоотвода можно как своими руками, так и наняв специалистов. Если установить еще и внутреннюю защиту дома, за бытовую технику во время грозы можно не переживать.

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: