Молниезащита частного дома

Молниезащита дома – из чего она состоит и зачем нужна? В современном мире молния по-прежнему считается одним из самых опасных природных явлений. Во влажном воздухе образуется электрический ток. При попадании в дом он может вызвать пожар и разрушения. Кроме того, от перепадов напряжения страдает электронная техника. 

Синоптики прогнозируют увеличение числа гроз в двадцать первом веке (на 50% больше по сравнению с предыдущим столетием). Это связано с глобальным потеплением климата. Каждый год в нашей стране происходит 600 - 700 пожаров, вызванных этой природной стихией. Вопрос защиты домов стоит довольно остро.

Немного истории

Считается, что идею молниеотвода (или, как мы его называем, громоотвода) первым предложил Бенджамин Франклин, один из основателей США. Он увлекался естественными науками. В 1752 году Франклин доказал, что молния имеет электрическую природу и разработал способ защиты от нее. 

Громоотвод представлял собой железный стержень, расположенный на самой высокой части дома и уходящий концом в глубокий колодец. Соотечественники поначалу скептически отнеслись к такому изобретению. Однако, после того, как попавшая в дом Франклина молния не нанесла ему никакого ущерба, признали, что устройство действительно работает. 

В России тоже занимались установкой громоотводов. Самый старый громоотвод расположен на Невьянской башне в Свердловской области. На вершине размещен металлический заземленный шпиль с флюгером. По разным источникам башня была построена между 1721 и 1742 годами. То есть, еще до того, как Бенджамин Франклин сделал свое открытие.

Нормативы

В нашей стране действуют три основных документа, которые регламентируют защиту объектов от молний:

• «Руководящие указания по расчету зон защиты стержневых и тросовых молниеотводов»;
• «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций»;
• «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений».

Ростехнадзор разъясняет порядок их применения. Надежность защиты определяется величиной Р, которая показывает вероятность прорыва молнии в процентах:

• первый уровень – 0,98%;
• второй уровень – 0,95%;
• третий уровень – 0,90%;
• четвертый уровень – 0,80%.

Категории зданий

Разные типы зданий и сооружений нуждаются в различных системах защиты. Всего выделяют три большие группы:

• Первая категория – объекты высокого риска. Сюда относятся склады, на которых хранятся легковоспламеняющиеся изделия, а также другие подобные объекты. Для них используют тросовые и стержневые молниеотводы и тщательно рассчитывают заземлитель.
• Вторая категория – в нее входят не только здания, в которых хранятся взрывоопасные вещества, но и открытые склады горюче-смазочных материалов. Их защищают не только от прямых разрядов, но и от тока, который может попасть туда по подземным или надземным коммуникациям.
• Третья категория – к ней относятся постройки, расположенные в местности, где общая продолжительность гроз составляет от 20 часов в год и выше.

Также существуют дома, которые не нуждаются в дополнительной защите. Это здания, расположенные в местностях, где грозы случаются не так часто. В таких постройках естественной защитой служит кровля. Толщина такой кровли зависит от материала и должна составлять:

• 4  мм – для стали;
• 5 мм – для меди;
• 7 мм – для алюминия.

Особенности системы громоотвода

Молниезащита жилых домов включает в себя несколько систем. Молния может воздействовать на здание и на участок тремя способами:

• прямое попадание в крышу;
• попадание в коммуникации;
• удар в землю рядом с домом.

При прямом попадании, разрушения возникают в том числе от ударной волны. Температура резко возрастает, кровля может оплавиться, а деревянные перекрытия – загореться. 

Во втором случае удар приходится на линию электропередач. Образуется ток грозового импульса, который может попасть в дом по трубам и проводам. Такой ток может поразить человека, повредить электрооборудование и кабели.

Третий случай наименее опасный. Как правило, ток просто уходит в землю и равномерно распределяется. Однако, при большом сопротивлении он может уйти в дом через нулевой кабель. В частных поселках ноль заземляется на трансформаторах. Если напряжение будет одновременно на фазе и на нуле, это может привести к поломке бытовой техники. Однако, такое случается редко.

Виды защиты

Системы бывают двух типов:

• внутренние;
• внешние.

Они должны применяться в комплексе.

К самым разрушительным последствиям приводит попадание молнии в кровлю. Внешняя молниезащита жилых домов необходима для того, чтобы отвести разряд в землю и не дать ему попасть на крышу. Такая система состоит из трех частей:

• Молниеприемник – притягивает электрический заряд из атмосферы и принимает его на себя. Может быть выполнен в виде металлических штырей и тросов, а также в виде приемной сетки (она в основном применяется на плоских крышах с большой площадью).
• Токоотвод – сделан из толстой стальной проволоки (более 8 мм в диаметре). В эту часть конструкции ток поступает из молниеприемника. Большое сечение проволоки необходимо, чтобы она выдержала прохождение сильного разряда.
• Заземлитель – один или несколько. Это может быть целая система, которая объединяет несколько электродов в один контур. Заземлитель лучше устанавливать вдали от крыльца и дорожек. Обычно его размещают рядом с забором.

Различают активную и пассивную внешнюю защиту. В активной молниеприемник представляет собой электронное устройство, которое включается во время грозы. Статическое электричество воздействует на прибор, в воздухе образуется обратная ионизация. В результате электрические разряды сами притягиваются к мачте. 

Активный молниеприемник нужно монтировать на стержень, который возвышается над самой высокой точкой здания минимум на 1 метр. Токоотвод и заземлитель работают почти также, как при пассивной защите.

Внутренняя категория молниезащиты включает в себя устройства, расположенные внутри дома. Они предохраняют от импульсных перенапряжений, которые возникают если молния ударяет в линию электропередач. Сюда входят:

• Реле контроля напряжения. Если показатели сильно отклоняются от нормы, прибор отключает напряжение. Может быть установлен на дом целиком или на каждый прибор в отдельности. Простой и надежный вариант.
• Реле контроля фаз. Используется при трехфазном напряжении, это микропроцессорный прибор.
• Стабилизатор напряжения.

Какие бывают молниеприемники?

В зависимости от конструкции и вида материалов выделяют следующие типы:

• стержневые (отдельно стоящие и на крыше);
• тросовые;
• сетчатые.

Для простых двускатных крыш обычно применяют стержневые и тросовые варианты. Если крыша многоуровневая, нужно комбинировать несколько громоотводов.

Главной особенностью стержневых конструкций является длинный штырь, который принимает на себя удар молнии. Такое оборудование должно быть прочным и устойчивым к коррозии. Его монтируют на самую высокую точку крыши или на стену дома. В любом случае, штырь должен возвышаться над зданием минимум на 1,5 метра. 

Конструкций может быть несколько. Иногда их устанавливают отдельно от жилья, на самом участке. При этом, мачта по-прежнему должна быть выше, чем дом. Такая конструкция защищает определенную площадь. Можно сказать, что она образует невидимый купол над домом и участком. Диаметр купола зависит от высоты мачты. 

Тросовая категория молниезащиты представляет собой трос, который расположен по всему коньку крыши. Если на углах кровли установить металлические штыри и соединить их тросами, получится комбинированная конструкция. Такое решение подходит для очень длинных крыш. 

Диаметр троса должен быть не менее 12 мм. Толщина зависит от монтажного пролета. Нужно учитывать риск обледенения в зимнее время и розу ветров. При монтаже лучше установить несколько промежуточных креплений для троса. Это предохранит его от повреждений.

Вместо троса можно использовать стальную катанку. Это более экономичный вариант, так как катанку легко приваривать к конструкции. Крепить ее можно с помощью клемм.

Сетчатые молниеприемники относятся к горизонтальному типу. Они идеально подходят для плоских крыш. Сетку делают из стальной полосы или катанки диаметром 10 мм. Монтаж осуществляется с помощью сварочного оборудования, поэтому такая система считается довольно трудоемкой в производстве. Однако, она является одной из самых надежных. Ее часто используют для бюджетных учреждений: школ, детских садов, больниц и т.д.

На скатных крышах сетчатый вариант тоже можно разместить. Его монтируют по периметру. Однако, для таких крыш более рационально использовать стержневые и тросовые системы.

Токоотводы

Важно, чтобы этот элемент надежно соединялся с молниеприемником. Только в этом случае конструкция обеспечит хорошую молниезащиту и заземление. Самыми прочными считаются болтовое и сварное соединения. Для изготовления элемента используют стальную проволоку (6-10 мм диаметром), стальную полосу или полдюймовую водопроводную трубу. При монтаже токоотвода по всей длине спуска нужно сделать промежуточные крепления через каждые 1,5 метра. 

Иногда этот элемент выглядит не очень эстетично, поэтому обычно его красят в цвет фасада дома. На его свойства краска никак не влияет.

Очаг заземления

Это металлическая конструкция, которая закопана в почву. Она обеспечивает контакт всей защитной системы с землей. Длина заземлителя должна быть от 3 м и больше. Формой он обычно напоминает треугольник или букву «Ш». Элементы соединяются между собой с помощью сварки или болтов. Люфты не допускаются.

В качестве материалов применяется стальной пруток 18 - 20 мм диаметром или уголок 40 - 50 мм. Возможно использование стальной полосы 40 мм. Если почва влажная, конструкцию можно закопать не слишком глубоко (примерно на 80 см).

В городской черте и больших поселках нередко уже есть готовый контур молниезащиты и заземления. В этом случае дом удобно подключить к нему.

Молниезащита в модульных домах

Барнхаусы Modul 2 разработаны с учетом всех действующих строительных норм. Они отвечают современным стандартам качества и готовы для проживания сразу после монтажа. Молниезащита в доме также продумана.

Дополнительной установки молниеотводов не требуется. Конструкция прекрасно подходит для отечественного климата и природных условий. Кровля имеет большую толщину. Как мы уже упоминали выше, в местности, где грозы случаются не так часто, этого вполне достаточно для защиты.

Выбор и монтаж молниезащиты

При установке системы руководствуйтесь следующими правилами.

• Перед началом работы ознакомьтесь с основными правовыми документами. Там приведены все требования и нормативы. При необходимости вы можете обратиться к разъяснениям Ростехнадзора.
• Существует три категории зданий, которым в любом случае необходимо устройство молниезащиты. Если вы проживаете в местности, где грозы бывают нечасто, для защиты достаточно прочной толстой кровли.
• Системы молниеотводов бывают внутренние и внешние. Первые предохраняют дом и участок от прямого попадания разряда. Вторые защищают от импульсного тока, который может пойти по проводам, если разряд попал в линию электропередач.
• Внешняя система состоит из молниеприемника, токоотвода и заземлителя. Приемники бывают пассивными и активными. Последние представляют собой электронный прибор.
• Стержневые и тросовые молниеприемники самые простые и универсальные. Их можно монтировать на крышах любой формы и комбинировать друг с другом. Сетчатые варианты сложнее в установке, но считаются более надежными. Они предназначены в первую очередь для плоских крыш.
• Токоотвод необходимо надежно закреплять через каждые 1,5 метра.
• Очаг заземления во влажной почве нет смысла заглублять больше чем на 80 см. Если в вашем населенном пункте есть готовый заземляющий контур, можно подключить дом к нему.