Громоотвод своими руками: материалы, расчет и монтаж

Что это такое

Содержание

По сути, громоотвод для дома — это своего рода система безопасности, действие которой состоит из трех этапов:

  • «встреча»;
  • перенаправление;
  • заземление.

Соответственно и сам громоотвод конструктивно состоит из трех частей:

  • приемника;
  • токоотвода;
  • заземлителя.

То есть, при ударе молнии в крышу дома происходит следующее – приемник громоотвода принимает заряд электричества, токоотвод его перенаправляет в сторону, а заземлитель «успокаивает» в грунте участка рядом с домом.

Громоотвод-на-доме-Для-чего-нужен-и-как-сделать-своими-руками-2

Громоотвод в частном доме

Конструкция довольно-таки проста, поэтому ее не так уж и сложно сделать самостоятельно, но есть один нюанс, который необходимо учитывать – вид кровельного материала, которым покрыта крыша.

Самый простой тип громоотвода представляет из себя стальной стержень, установленный в самом высоком месте крыши дома. К стержню приварена металлическая проволока, которая спускается по стене вниз. Второй конец проволоки приварен к металлическому листу, вкопанному в землю.

Такой громоотвод для дачного дома сделать легко и весьма недорого, ведь можно использовать подручные материалы, к примеру остаток трубы или арматуры. Конечно, нужно учитывать тип крыши, а точнее, нюансы в устройстве системы безопасности от удара молнии, которые зависят от кровельного материала:

  • металлические – для таких крыш длина приемника громоотвода должна быть больше одного метра;
  • шифер и родственные ему материалы – более эффективен «лежачий» громоотвод – то есть вдоль «конька» нужно расположить толстый металлический трос, к которому припаивается отвод, так же, как к вертикальному столбику;
  • черепица – можно использовать и простой классический тип конструкции, а можно и разместить сетчатый громоотвод – это квадрат или прямоугольник из металла с такой же металлической сеткой, расположенный над кровлей на высоте около метра на деревянных столбиках, к нему припаивается отводка.

Какой бы не был предпочтен громоотвод, в частном доме нужно учесть и такой момент, как расположение заземлителя. Лист металла иди брусок должен быть как можно дальше от входа и других частей участка.

Громоотвод-на-доме-Для-чего-нужен-и-как-сделать-своими-руками-3

Заземление приемника молнии

По которым часто ходят. Так же он не должен располагаться близко к фундаменту, расстояние от стены должно составить не менее, чем метр. Глубина, на которую закапывают заземлитель в идеале составляет 3-4 метра, минимальная глубина – 2 метра.

Зачем нужен

Громоотвод на фото часто выглядит довольно-таки непривлекательно и многие «активно строящиеся» горожане полагают, что без него вполне можно обойтись. Если строительством загородного дома занимается серьезная строительная организация. То громоотвод все же появляется на крыше, но при самостоятельной постройке им пренебрегают очень часто.

При этом, говорить, что люди не понимают, зачем нужен дачный громоотвод – неправильно, просто многие полагают, что такая система защиты необходима в местности с частыми грозами, где-то ближе к югу и так далее. Отчасти это верно, чем севернее местность, тем менее активна молния во время грозы, и, соответственно, тем меньше шансов, что она ударит в дом.

Громоотвод-на-доме-Для-чего-нужен-и-как-сделать-своими-руками-5

Схема громоотвода дома

Так же очень распространено мнение о том, что громоотводы как раз и притягивают удары молнии, как магнит железо. И в этом тоже есть часть истины – данные конструкции на самом деле «привлекают» молнию, без этого качества они просто не смогли бы функционировать. Однако «привлекают» ее они исключительно в тех случаях, когда разряд электричества с мощностью минимум в 200 ампер уже летит к постройке.

Что же касается редких гроз, то даже в Подмосковье удары молнии в дома происходят очень часто. Дело в том, что, экономя на установке громоотвода или же попросту считая его ненужным, большинство строящихся самостоятельно горожан не забывают устанавливать на крыше антенны.

То есть, при «близкой» грозе и отсутствии громоотвода, эту роль берет на себя антенна, а последствия удара молнии в спутниковую тарелку представить не так уж и сложно.

Громоотвод-на-доме-Для-чего-нужен-и-как-сделать-своими-руками-9

Хотя бы по этой причине, исходя из поговорки «береженого бог бережет» пренебрегать громоотводом нельзя, не зависимо от того, в какой климатической зоне находится здание, как часто бывают грозы и насколько велики статистические показатели МЧС ударов молнии в постройки в этой местности. Громоотвод нужен и для безопасности, и в качестве своеобразной «страховки» вложенных в обустройство дома денег.

Как сделать своими руками

Сейчас очень модно делать самостоятельно все, что только возможно и невозможно, поэтому задумываясь о безопасности во время грозы, первое, что приходит в голову многим людям, это вопрос о том, как соорудить громоотвод своими руками.

Хотя самостоятельные действия в строительстве далеко не всегда оправданны, допустимы и в принципе не всегда экономичны, в отношении громоотводов такой подход полностью верен.

В том, как сделать громоотвод, нет совершенно ничего сложного, для сооружения этой конструкции потребуются:

  • железный прут с сечением не менее, чем 15-20 мм, или же обрезок трубы, минимальная длина вертикального стержня – 25 см, но длина «приемника» должна быть выше, чем все антенны или какие-либо другие объекты на крыше;
  • деревянные подпорки, которыми прут будет закреплен;
  • металлическая проволока, очень толстая, с сечением не менее 5-6 мм, достаточной длины;
  • заземляющий металлический лист, брусок, труба – все что угодно, но наиболее подходящим является все же плоская металлическая пластина;
  • сварочный аппарат и все, что может понадобиться для сварки;
  • строительные металлические скобы и молоток;
  • лопата.

Из вышеизложенного принцип монтажа конструкции ясен – на крыше крепится вертикальный стержень-приемник, к нему приваривается проволока, которую спускают по стене, закрепляя скобами, далее ее конец приваривают к заземляющей пластине, которую зарывают в землю.

 внимание следует уделить двум моментам – приемник и все другие элементы не должны быть ржавыми «до дыр» или совсем ветхими, кроме этого, сварка должна быть очень качественной, такой, чтобы при ударе молнии проволока не отлетела в сторону от стержня-приемника.

Роль заземлителя тоже нельзя недооценивать. Эта часть конструкции должна обладать наименьшим возможным сопротивлением, то есть говоря проще – принять поток электричества и «отдать» его земле. В сухих, песчаных почвах более целесообразно устанавливать для заземления вертикальные трубы или бруски, а во влажных суглинках – плоские горизонтальные пластины.

Принцип действия громоотвода

Громоотводы представляют собой систему перехвата молнии в момент разряда в защищаемой зоне. Классический вариант — штыревой громоотвод, возвышающийся над охраняемым объектом. За счет возвышенности и специального материала изготовления такой громоотвод для дачи и иных зданий принимает удар на себя и передает его дальше через токоотвод к заземлению.

Штыревой громоотвод - стержневой молниеприемник

Еще один вариант — тросовая система, когда в качестве перехватчика служит натянутый металлический трос.

Тросовый громоотвод

Похожим решением является и молниеприемная сетка, укладываемая на кровлю с определенным шагом.

Молниеприемная сетка

Все эти системы изготавливаются из прочного материала высокой токопроводимости, таких как сталь, медь, алюминий и относятся к пассивным системам. Это означает, что перехват разряда идет за счет общих законов физики без генерации дополнительных действий. Помимо нее существует и современная активныя молниезащита.

Принцип действия активной системы молниезащиты основан на создании опережающего разряда в сторону молнии. По образованному каналу происходит передача перехваченного тока разряда молнии в систему заземления. При возникновении молнии над защищаемой территорией она обязательно будет поймана молниеприемником и отведена в землю.

Принцип действия активного громоотвода

Выбор молниеприемника для громоотвода


Радиус защиты молниеприемника Satelit 3 рассчитывается в соответствии с формулой определенной стандартом NFC 17-102 (Франция) и зависит от:

  • выбора модели молниеприемника;
  • требуемого уровня защиты здания;
  • высоты на которой устанавливается устройство.
Модель молниеприемникаSatelit 3-25Satelit 3-45Satelit 3-60Высота, мУровень защитыУровень защитыУровень защиты
I II III I II III I II III
2 17 23 26 26 34 36 32 34 44
3 25 34 39 38 48 50 48 48 65
4 34 46 52 50 64 72 64 64 87
5 42 57 65 63 81 89 79 81 107
6 43 58 66 63 81 90 79 81 107
10 44 61 69 64 83 92 79 83 109
15 45 63 72 65 85 95 80 85 111
20 45 65 75 65 86 97 80 86 113
45 45 70 84 65 90 104 80 90 119
60 45 70 85 65 90 105 80 90 120

Принцип установки молниеприемника

В зависимости от типа и параметров здания, необходимого уровня защиты устанавливается один, либо несколько молниеприемников. Каждый молниеприемник устанавливается как минимум на 2 метра выше самой высокой точки здания.

Каждый молниеприемник должен быть соединен с системой заземления с помощью токоотводов. Все металлоконструкции, попадающие в безопасный интервал, должны быть соединены между собой.

В соответствии с французскими стандартами, каждый токоовод должен быть оборудован ревизионным узлом, защитным кожухом и счетчиком удара молний.


1. Молниеприемник Satelit 3
2. Мачта
3. Токоотвод
4. Ревизионный узел
5. Защитный кожух
6. Система заземления
7. Стержень заземления

 

Компоненты конструкции


Всю систему можно разделить на три основных компонента, без одного из которых она не будет функционировать:

  • молниеприемник;
  • модуль-проводник;
  • заземление.

Для каждого из этих элементов применяются свои материалы.

Токоприемник

Этот элемент в громоотводе принимает на себя первый и основной удар. Его задачей является привлечь удар молнией, чтобы она не попала в другие строения, находящиеся в радиусе действия системы громоотвода. Чем выше находится токоприемник, тем выше его эффективность. Он может быть реализован несколькими способами:

  • штырь;
  • сетка;
  • трос;
  • крыша.

В специализированных магазинах можно найти готовую конструкция штыря громоотвода, которая устанавливается на крышу. Производитель предусматривает устойчивость конструкции к сильному ветру, а также элемент для простого крепления конструкции к поверхности. В качестве материала для токоприемника может использоваться медь, сталь или алюминий. Хорошей проводимостью и меньшим сопротивлением обладает медь, но и стоимость такого изделия будет значительной. ГОСТ предусматривает определенные параметры, которым должен соответствовать этот модуль громоотвода. Например, его высота должна быть не меньше 50 см от уровня кровли. Кроме того, сечение проводника громоотвода зависит от материала и для меди составляет 35 квадратных миллиметров, а для стали – 70. Для каждого строения может быть смонтирован отдельный громоотвод.

На высоких зданиях также могут устанавливаться штыри в качестве приемника громоотвода, но в некоторых случаях также применяется металлическая сетка. Она изготавливается из арматуры. При этом ее размеры также стандартизированы. Минимальный диаметр арматуры составляет 6 мм. Ячейки внутри конструкции громоотвода не должны быть больше 12 метров в размере. Для частных домов, кроме штыря, может быть также использован и трос. Установка такого громоотвода выполняется вдоль конька. Он должен покрывать всю протяженность крыши. Трос может быть закреплен на деревянных или металлических опорах. Для последнего варианта потребуется изолировать стойки от плоскости кровли резиной или другим материалом. Диаметр троса должен быть не меньше 5 мм.

Обратите внимание! В некоторых случаях в качестве молниеприемника в громоотводе может использоваться металлическая крыша.

При этом толщина облицовки должна быть не меньше 0,4 мм. Кроме того, кровельный настил должен быть изолирован от стропильной системы, а последняя не должна быть легковоспламеняемой. Это касается и утеплителя под кровлей.

Промежуточный модуль

Промежуточным модулем в громоотводе является токоотводная часть. Ее задачей является передача импульса от приемника к контуру рассеивания. При изготовлении этой части громоотвода следует соблюдать все стандарты. Причина заключается в том, что импульс может пойти в ненужном направлении, если будет допущена ошибка. В качестве проводника используется проволока с диаметром не меньше 6 мм. При этом с приемником и контуром проводник должен иметь болтовое и сварное соединение. Промежуточный модуль громоотвода должен быть изолированным, чтобы жильцы не могли с ним взаимодействовать. Путь, который должен проходить импульс от приемника до контура заземления должен быть кратчайшим, что влияет на выбор пути прокладки элемента.

Контур заземления

Заключительный модуль громоотвода. Сразу стоит сказать, что для громоотвода должен быть свой контур. Его нельзя объединять с общим заземлением в частном доме. Это связано с тем, что импульс без особых усилий может пойти в домашнюю сеть питания, что сведет эффективность всей конструкции к нулю. Конечный модуль громоотвода представляет собой прямую или треугольную конструкцию, которая вкапывается в землю. Глубина погружения будет зависеть от качества грунта и близости грунтовых вод. В стандартной ситуации отрезки арматуры с длиной в 2 метра забиваются на глубине в 80 см и после этого соединяются металлическим уголком. В случае близости грунтовых вод штыри в контуре могут отсутствовать, а используется только сварной треугольник.

Обратите внимание! Требуемое сечение проводника, который будет использован в контуре заземления должно быть не меньше 100 мм2.

Проведение расчетов

Перед тем как приступить к выводу цифр громоотвода, необходимо понимать, что при установке громоотвода допускается две зоны, которые имеют различную эффективность защиты. Первая обеспечивает отвод до 99,5% импульса. Во втором случае этот процент уменьшается до 95%. На практике это означает, что во втором случае окружность громоотвода, которая покрывает здание является меньшей. Защитное действие всей системы можно сравнить с колпаком в виде конуса. Его вершина находится на крайней точке приемника. От нее под углом формируется окружность, которая и является зоной защиты. Одна из окружностей проходит на уровне крыши, а вторая – на уровне земли. Первая должна полностью покрывать всю площадь дома.

Чаще всего требуется выяснить необходимую высоту конуса громоотвода, чтобы нижняя часть конуса покрывала требуемую территорию. Высота в этом случае обозначается как h1 и является также высотой воображаемого конуса. В расчетах также используются переменный коэффициент R1, который обозначает радиус окружности на уровне земли. Потребуется знать высоту здания, которая вводится в формулу как h0, соответственно радиус на уровне здания обозначается как R0. Если требуется получить данные для первой зоны защиты, тогда расчеты проводятся по таким формулам:

  • h1 = 0,85×hx (hx – высота токоприемника);
  • R1 = (1,1-0,02) × hx;
  • R0 = (1,1-0,02) × (hx — h0/0,85).

Для второй зоны защиты расчеты будут выглядеть таким образом:

  • h1 = 0,92×hx (hx – высота токоприемника);
  • R1 = 1,5 × hx;
  • R0 = 1,5 × (hx — h0/0,092).

Благодаря таким подсчетам можно получить требуемые параметры для конкретного здания.

Монтажные работы


Закупку материала для громоотвода следует производить уже после того, как были получены требуемые цифры. Начинать работы проще всего снизу, поэтому необходимо заранее выбрать место, где будет находиться контур заземления громоотвода. Он должен быть удален от входа, а также от прогулочных площадок. Выкапывается приямок на требуемую глубину и кувалдой забивается арматура до требуемого уровня. После этого делается обварка арматуры металлическим уголком. На этом контур громоотвода можно считать завершенным, но закапывать его еще не стоит. Делается небольшой вывод под токопровод громоотвода.

Следующим шагом выполняется монтаж молниеприемника. Его необходимо закрепить на самой высокой точке кровли. У основания должно быть несколько точек крепления к кровле. Между основанием и кровлей должен быть установлен изолятор. Если токоприемник громоотвода имеет большую высоту, то его можно выполнить в форме конуса, сварив между собой арматуру различных диаметров. В некоторых случаях для повышения прочности конструкции используются растяжки в виде троса. После фиксации молниеприемника громоотвода можно приступать к промежуточному звену, которым выступает токоотвод.

О материале, из которого он должен быть изготовлен, сказано выше. Лучше понести большие расходы, но подготовить его из меди. Под токоотвод на кровле монтируются специальные держатели, которые также должны быть изолированы от поверхности. Для металлочерепицы и профнастила есть готовые модули, которые просто фиксировать к настилу. Укладку проводника лучше производить по коньку кровли или по ендовым, чтобы он сочетался с общим внешним видом. Место, где токоотвод громоотвода будет спускаться к земле должно быть хорошо изолировано. Для этих целей можно использовать кабель-канал или гофру. Когда токоотвод соединен с контуром заземления, последний можно закопать. Описание процесса монтажа громоотвода также есть в видео ниже.

Как работает Громоотвод. Принципы работы

Громоотвод на частном доме

В нынешнее время, когда города все больше покрываются небоскребами и так густо населены, не встает вопрос, зачем нужен молниеотвод. Ответ находится на поверхности: высокие здания и дома в первую очередь находятся в зоне опасности, когда идет гроза. Здесь более уместный вопрос «как действует это устройство» и «по какому принципу работает».

Суть работы громоотвода проста и понятна: перехват  металлическим заземленным предметом молнии, которая стремится к земле. Громоотвод представляет собой три части:

1.  Молниеприемник представляет собой провод или металлический стержень, функция которого принять на себя удар молнии.

2.  Токоотвод играет главную роль проводника молнии от приемника до заземлителя.

3.  Заземлитель может быть в виде арматуры, сваи, ленты, проволоки и других предметов. Они принимают на себя весь удар и распределяют полученное электричество в землю

    Современное устройство

    Современная наука не стоит на месте и продолжает искать универсальное средство защиты от молний. Приоритетная задача стоит перед ними, потому что на кону человеческие жизни. Уже разработаны и функционируют молниеотводы на действии радиоактивных элементов, их именуют «активными молниеотводами», конструкции с лазерными лучами и даже такие, которые предотвращает удар молнии в объект. Вскоре возможно будет избежать возгораний, причиненных ударами молний.

    Но каждая альтернативная разработка имеет ряд побочных эффектов. Например, громоотводы на действии радиоактивных элементов вредны для человеческого организма, так как во время функционирования выделяют радиацию. Лазерные молниеотводы находятся на стадии разработок и пока не выходят из стен научных лабораторий. Находки, которые якобы пресекают возникновения разряда молний, научно не подтверждены и не имеют обоснований.

    Ситуация с одной стороны простая, с другой стороны неоднозначная. Ведь буйство научных открытий, современного прогресса создает все новые технологии и устройства. А по сути, принципы, заложенные в далеком 1752 году, до сих пор являются основополагающими и наиболее действенными. По своему принципу работы, трудозатратам и выделенным средствам, металлические штыри, расположенные на крышах, стенах лучше всего преобразовывают удары молнии и защищают жилье.

    Современный молниеотвод

    Наука и разработки в этой области постоянно корректируются и улучшаются. Но создать универсальное средство пока не удалось. И пока создаются громоотводы с действием, которое уничтожает и нивелирует удары молнии, человечество борется с последствиями этих ударов. Наиболее подвержены воздействию молний высотные здания, дорогостоящая аппаратура, выходящая из строя, электроприборы, склады с легковоспламеняющимися веществами и боеприпасами, производственное оборудование. Но вся работа, проделанная в этом направлении, не пропала зря. Существуют нормативные акты, компьютерные программы, которые в разы увеличивают безопасность. Защита от природных явлений теперь более доступна и понятна.

    Сегодня практически не осталось зданий, которые были не готовы к удару погодных условий, в том числе молний. Находясь в общественном месте, можно не переживать за свою сохранность и безопасность, потому что везде установлены громоотводы.

    Бенджамин Франклин создал действительно бесценное изобретение, которое стало основополагающим в борьбе со стихиями природы и вот уже несколько веков стоит на страже жизни и безопасности человечества.

    Устройство и принцип работы типового громоотвода

    Устройство громоотвода
    Рисунок 1: устройство громоотвода

    Вся конструкция громоотвода представлена тремя элементами: молниеприемником, токоотводом и заземлителем. В зависимости от местных условий и ваших предпочтений каждый из них может иметь различное исполнение. Теперь разберем, зачем каждый из них нужен, и какой вариант выбрать в той или иной ситуации.

    Молниеприемник

    Из самого названия данного элемента происходит его назначение, по факту он выполняет роль электрода, принимающего электрический разряд молнии. Основной критерий для него – хорошая проводимость и термическая устойчивость, так как величина тока может достигать 100 – 200 кА, которая запросто пережжет тонкие проводники. В качестве молниеприемника могут устанавливаться:

    • стержневые конструкции;
    • решетка;
    • трос;
    • сама поверхность крыши.

    Стержневые молниеприемники могут устанавливаться как непосредственно на самой крыше, так и на специальной металлической мачте. При этом их высота должна обеспечивать необходимую зону защиты для всех конструкций постройки.  Поэтому такой молниеприемник актуален для зданий с небольшой площадью и высотой.

    Стержневой молниеприемник
    Рис. 2: стержневой молниеприемник

    Такие стержневые устройства могут быть медными, алюминиевыми или стальными. Первые два обладают хорошей устойчивостью к коррозионному разрушению, благодаря чему такой громоотвод практически не теряет проводимости и сечения даже при длительной эксплуатации. Металлический штырь из стали, в отличии от двух предыдущих, куда менее подвержен оплавлению от протекания больших токов, из-за чего он куда лучше подходит для местности с частыми ударами молнии.

    Сетчатый молниеприемник
    Рис. 3: сетчатый молниеприемник

    Решетка в качестве молниеприемника используется для большой площади, к примеру, многоэтажных домов или торговых центров. В отличии от предыдущего варианта, она не влияет на дизайн постройки, поэтому может применяться в любых современных экстерьерах. Такой громоотвод должен иметь заданное сечение и размер ячеек, как правило, выбирается  арматура не менее  6 мм2. Ее монтаж выполняется на безопасном расстоянии от крыши (не менее 15 см) через термоизолирующие несущие конструкции.

    Тросовый молниеприемник
    Рис 4: тросовый молниеприемник

    Тросовый громоотвод представляет собой гибкий провод, который растягивается над защищаемой территорией или постройкой. Позволяет защитить длинный участок при меньших затратах материалов на громоотвод. Выполняется как на отдельно стоящих опорах, так и на крыше дачной постройки. В первом случае опоры устанавливаются в начале и конце участка, а во втором, в начале и конце крыши.

    Если в качестве кровельного материала применяются токопроводящие варианты (профнастил, металлочерепица и прочие), их можно использовать в качестве молниеприемника для громоотвода. Но при этом должны соблюдаться такие условия:

    • толщина металлического слоя не менее 4 мм для стали, 5 мм для меди или 7 мм для алюминия;
    • под кровельным материалом отсутствуют легко воспламеняющиеся материалы (утеплители, стропила и т.д.);
    • снаружи металл не покрыт диэлектрическим материалом.

    Изготовление  громоотвода из металлической кровли позволяет сэкономить средства на молниеприемнике.

    Токоотвод

    Представляет собой проводник, отводящий электрический ток от молниеприемника к заземлителю. Может выполняться из металлической проволоки или шины.  Должен иметь сечение не менее 16 мм2, если изготовлен из меди, 25 мм2 из алюминия, 50 мм2 из стали. К токоотводу предъявляются такие требования:

    • Должен изолироваться от стен и других конструкций дома;
    • Для него выбирается наикратчайший путь протекания тока;
    • Отсутствие изгибов и витков, на которых может произойти пробой воздушного промежутка;
    • Достаточная проводимость в местах электрических соединений.

    При необходимости токоотвод изолируется от поверхности дома при помощи кабельного канала или любым другим способом. Особенно актуальна такая процедура для зданий с токопроводящей отделкой или горючей поверхностью.

    Заземлитель

    Изготавливается в виде заземляющего контура, который закапывается в грунт. В качестве материала применяются стальные или медные элементы, которые закапываются в землю. Формируется из арматуры или шины, требования к которым устанавливаются п.1.7.111 ПУЭ и приведены в Таблице 1

    Таблица 1

    Материал Профиль сечения Диаметр,
    мм
    Площадь поперечного сечения, мм Толщина
    стенки, мм
    Сталь Круглый:
    черная для вертикальных заземлителей; 16
    для горизонтальных заземлителей 10
    Прямоугольный 100 4
    Угловой 100 4
    Трубный 32 3,5
    Сталь Круглый:
    оцинкованная для вертикальных заземлителей; 12
    для горизонтальных заземлителей 10
    Прямоугольный 75 3
    Трубный 25 2
    Медь Круглый: 12
    Прямоугольный 50 2
    Трубный 20 2
    Канат многопроволочный 1,8* 35

    Все детали заземляющего контура могут как закольцовываться и формировать замкнутую цепь,  так и выстраиваться в сплошную линию. Разумеется, что замкнутый вариант считается более надежным. Размеры контура подбираются в зависимости от местных условий.

    Пример установки заземлителя
    Рис. 5: пример установки заземлителя

    Основное требование к заземляющему контуру – обеспечение установленной величины переходного сопротивления металл – земля, поэтому его лучше располагать в влажном слое, периодически поливать водой или обрабатывать материалами, уменьшающими переходное сопротивление и увеличивающими площадь тока растекания (древесный уголь и соль). Согласно п.1.7.103 ПУЭ сопротивление должно быть не более 5, 10 и 20 Ом для сетей с фазным напряжением 380, 220 и 127 В соответственно.

    Расположение заземлителя делается не ближе 1 м от стен и 8 м от пешеходных дорожек. Так как в этой точке возникает шаговое напряжение, способное нанести удар током любому, кто находится в радиусе зоны поражения, поэтому приближаться к контуру во время грозы категорически запрещено, как и прикасаться к его токоведущим элементам.

    Подготовка

    На подготовительном этапе перед монтажом молниезащиты необходимо произвести расчет параметров будущего громоотвода и подобрать все элементы. Это позволит определить, попадут ли постройки в защитную зону и какие параметры необходимо изменить в случае возникновения недочетов.

    Расчет защитной зоны

    Если устройство молниезащиты предусматривает в качестве приемника решетку или поверхность крыши, то зона защиты будет полностью закрывать постройку. Но для тросовых и стержневых молниеотводов необходимо рассчитывать защитную зону.

    зона защиты стержневого молниеотвода
    Рис. 6: зона защиты стержневого молниеотвода

    Посмотрите на рисунок, зона защиты представляет собой конус в пространстве, где вероятность попадания молнии значительно сокращается.  Для определения параметров этого конуса по отношению к самому громоотводу и зданию производится расчет. Способы расчета зоны громоотвода для каждого типа выполняются на основании СО 153-34.21.122-2003.

    Как рассчитать стержневой громотвод?

    Параметры зоны защиты стержневого молниеотвода
    Рис. 7: параметры зоны защиты стержневого молниеотвода

    Посмотрите на рисунок, здесь изображены следующие параметры:

    • h – высота самого громоотвода;
    • h0 – высота зоны защиты громоотвода;
    • hx – высота в определенной точке (устанавливается на уровне крыши здания);
    • r0 – радиус зоны защиты громоотвода на земле;
    • rx – радиус зоны защиты громоотвода в выбранной точке;
    • x и y — расстояние от места установки молниеприемника до контура границы здания.

    В зависимости от высоты установки громоотвода и требуемой надежности подбирается формула определения зоны, которую он защищает. Для этого используются данные из таблицы 2

    Таблица 2

    Надежность защиты Высота молниеотвода h, м Высота конуса h0, м Радиус конуса r0, м
    0.9 От 0 до 100 0,85h 1,2h
    От 100 до 150 0,85h (1,2-10-3(h-100))h
    0,99 От 0 до 30 0,8h 0,8h
    От 30 до 100 0,8h (0,8-1,43·10-3(h-30))h
    От 100 до 150 (0,8-10-3(h-100))h 0,7h
    0,999 От 0 до 30 0,7h 0,6h
    От 30 до 100  (0,7-7,14·10-4(h-30))h (0,6-1,43·10-3(h-30))h
    От 100 до 150 (0,65-10-3(h-100))h  (0,5-2·10-3(h-100))h

    Для определения радиуса зоны громоотвода на определенной высоте используется формула:rx=r0×(h0-hx)/h0

     Как рассчитать тросовый громоотвод?

    Зона защиты тросового громоотвода
    Рис. 8: зона защиты тросового громоотвода

    На рисунке показана принципиальная схема зоны защиты для тросового громоотвода при его небольшой протяженности. При больших расстояниях из-за плохого натяжения в средней точке может возникать провисание, которое немного исказит границы защищаемой громоотводом области.

    Параметры зоны защиты тросового молниеотвода
    Рис. 9: Параметры зоны защиты тросового молниеотвода

    Посмотрите на рисунок, здесь зона громоотвода характеризуется такими параметрами:

    • h – высота самого громоотвода;
    • h0 – высота зоны защиты громоотвода;
    • hx – высота в определенной точке (устанавливается на уровне крыши здания);
    • r0 – радиус зоны защиты громоотвода на земле;
    • rx – радиус зоны защиты громоотвода в выбранной точке;
    • L – длина троса громоотвода.

    По величине необходимой надежности, в зависимости от высоты громоотвода, параметры зоны защиты вычисляются по формулам из таблицы 3.

    Таблица 3

    Надежность защиты Высота молниеотвода h, м Высота конуса h0, м Радиус конуса r0, м
    0.9 От 0 до 150 0,87h 1,5h
    0,99 От 0 до 30 0,8h 0,95h
    От 30 до 100 0,8h (0,95-7,14·10-4(h-30))h
    От 100 до 150 0,8h (0,9-10-3(h-100))h
    0,999 От 0 до 30 0,75h 0,7h
    От 30 до 100  (0,75-4,28·10-4(h-30))h (0,7-1,43·10-3(h-30))h
    От 100 до 150 (0,72-10-3(h-100))h  (0,6-10-3(h-100))h

    Радиус зоны громоотвода на  высоте здания вычисляется по формуле: rx=r0×(h0-hx)/h0

    Выбор материала для громоотвода

    В качестве материала для громоотвода принято использовать три варианта: медь, алюминий и сталь. Медные громоотводы характеризуются длительным сроком эксплуатации и отличаются способностью сохранять свои параметры в течении всего периода установки даже на подземных участках. Но главным недостатком медного громоотвода является его высокая стоимость.

    Алюминиевый характеризуется куда меньшим весом, поэтому создает незначительную нагрузку на несущие конструкции постройки.  Также имеет хорошую проводимость электрического тока. Но, со временем, подвергается разрушению от атмосферных факторов и легко поддается механической деформации.

    Стальные наиболее прочные, они легко выдерживают ветровые нагрузки а элементы такого громоотвода можно соединить сваркой, в отличии от медных и алюминиевых. Также он характеризуется низкой себестоимостью. К недостаткам стального громоотвода является высокое удельное сопротивление и подверженность коррозии.

    Место установки

    Для установки громоотвода должна выбираться самая высокая точка. Поэтому его размещают на крыше здания, если ее высоты недостаточно для попадания всей постройки в зону защиты,  могут применяться специальные опоры или находящиеся поблизости деревья. Для определения актуального места установки громоотвода на план участка необходимо нанести зону защиты, полученную при расчете.

    Зона защиты на плане постройки
    Рис. 10: зона защиты на плане постройки

    Крыша является наиболее выгодным вариантом, так как пик зоны защиты будет расположен над зданием. Отдельно стоящая опора или несколько позволяют смещать защищаемую громоотводом область в нужную точку участка, и отлично подходит для ситуаций, когда строения рассредоточены на участке. Использование дерева в качестве опоры позволяет сэкономить на приобретении и установке металлической или железобетонной конструкции, но обуславливает ряд сложностей в процессе эксплуатации поэтому считается нежелательным вариантом.

    Установка тросового молниеотвода

    Прежде всего нужно протянуть проволоку по коньку кровли. Она будет выступать в качестве приемника для молнии. Если крыша изготовлена из пожароопасных материалов (древесина, пластиковая черепица и т.п.), проволоку следует расположить на высоте не менее 15 сантиметров от материала. При этом поддерживающую для нее функцию будут выполнять пластиковые фиксаторы. Концы проволоки закрепляют на металлических мачтах (их называют горизонтальными приемниками).

    Токоотвод фиксируют к приемнику с помощью сварочного аппарата болтовыми соединениями или заклепками. На смежные участки наносят изоляцию. На кровле токоотвод закрепляют скобами, а на стенах — пластиковыми фиксаторами. Проводник лучше разместить в кабельном канале, чтобы избежать пагубного воздействия на него влажности.

    Схема установки тросового молниеприемника

    Заземление создают так:

    1. Копают траншею глубиной от 80 см.
    2. Забивают в дно ямы металлические штыри.
    3. Соединяют их стальной трубой или лентой. Для этого используют сварочный аппарат.
    4. Отводят ленту к участку соединения с токоотводом.
    5. Состыковывают токоотвод с заземлителем.

    Установка стержневого молниеотвода

    Для монтажа стержневой системы понадобится высокая станина. Ее функции сможет выполнять, например, мачта ТВ-антенны. Приемник фиксируют к ней сварным или болтовым соединением.

    Установка токоотвода и заземлителя осуществляется так же, как описано выше, когда речь шла о тросовой молниезащите. После завершения установки следует протестировать сопротивление системы. Максимально допустимый показатель — 10 Ом

    Дерево в качестве громоотвода

    Для создания молниеотвода своими руками подойдет обычное дерево. При этом его высота должна превышать уровень крыши здания примерно в 2,5 раза. Расстояние до дома не должно быть меньше 3 м.

    Один конец пятимиллиметровой проволоки приваривают к заземляющему устройству и закапывают соединение в землю. Оставшийся конец будет приемником. Его подводят к верхушке дерева.

    Размещение громоотвода на дереве рядом с домом

    Уход за конструкцией

    Металлические устройства чувствительны к отрицательным воздействиям окружающей среды. Чтобы избежать развития коррозийных процессов и сохранить рабочие свойства металлов, необходимо регулярно проводить осмотры системы защиты от молнии.

    С наступление весны — перед началом грозового сезона — необходимо провести визуальное исследование всех компонентов системы. В процессе эксплуатации металл бывает настолько поврежден, что не обойтись без замены деталей.

    Особое внимание следует уделять контактам. Некачественный контакт приводит к размыканию системы и возгоранию. Если нужно, их прочищают от окиси.

    Подземную часть молниезащиты также нужно проверять. Однако ввиду трудоемкости процесса, разрешается делать это не каждый год, а один раз в трехлетний период.

    Молниезащита – настолько важный элемент обеспечения безопасности жильцов и здания, что браться за ее создания стоит только при полной уверенности в своих знаниях и опыте. Если этого чувства недостаточно, лучше поручить выполнение работы профессионалам.

    Принцип работы

    Активная молниезащита была разработана сравнительно недавно, но, по заявлениям исследователей, способна существенно повысить безопасность защищаемого объекта.

    Принцип действия заключается в следующем:

    1. По мере приближения грозового облака к объекту защиты активируются специальные конденсаторы в конструкции активного молниеприемника, в которых начинает накапливаться заряд.
    2. После того как напряжение заряда достигает необходимых значений, производится разряд с напряжением до 200 000 вольт с последующим формированием восходящего лидера.
    3. Так как статический заряд облака тоже достиг критического показателя, это приводит к образованию пробоя, и молния попадает в активный молниеприемник.

    Принцип действия активного молниеприемника ERITECH DYNASPHERE

    В результате работы такой системы происходит разрядка потенциала грозовой тучи, что практически полностью исключает вероятность повторного удара по объектам в пределах защищенной области.

    Особенности устройства

    Как и у любой системы, у активной молниезащиты можно выделить ряд особенностей. В числе характерных преимуществ:

    1. Большая зона охвата. Монтаж активной молниезащиты позволяет защитить большую территорию по сравнению с аналогом, функционирующим по пассивному принципу. Дело в том, что, несмотря на присутствие молниеприемника (пассивного) на крыше, молния может ударить, например, в расположенный во дворе столб линии электропередач или иной возвышающийся объект. Подобное исключается в случае использования активного молниеприемника, так как элемент сам провоцирует разряд.
    2. Компактность. Несмотря на усложненное устройство активного приемника молний, его габариты остаются достаточно компактными, что не только упрощает процесс установки системы и снижает нагрузку на несущие конструкции, но и практически не привлекает внимания. Это позволяет устанавливать систему на любых строениях, вне зависимости от их архитектурного стиля.
    3. Эффективность. Активный молниеотвод обеспечивает более высокий уровень защиты не только строения, но и близлежащих территорий.

    Важным преимуществом выступает и полная автономность системы. Активный молниеприемник не требует подключения к электросети, поэтому может использоваться для защиты локально расположенных объектов вроде газовых подстанций.

    Конструкция активного молниеприемника

    Что касается недостатков системы, здесь выделяют лишь сравнительно высокую цену оборудования и то, что некоторые ученые не подтверждают существенного повышения уровня защиты объекта от использования системы. К слову, первое частично компенсируется за счет того, что в силу большего охвата территории для защиты крупных объектов и территорий потребуется меньшее количество приемников, чем в случае с пассивными аналогами.

    Определение уровня защиты объекта от попадания молнии

    Как и большинство систем, молниеотвод активного типа монтируется в условиях необходимого уровня защиты объекта от попадания молнии. Этот критерий требует индивидуального расчета — следует учитывать ряд факторов:

    1. Среднегодовая продолжительность гроз. Речь идет о том, что в зависимости от территориального расположения вероятность поражения конкретного строения будет меняться. Соответственно, чем дольше и чаще происходят грозы, тем выше вероятность попадания разряда.
    2. Плотность попадания молний. Показатель рассчитывается на километр площади. Чем выше плотность молний, тем более мощной молниезащиты требует здание.
    3. Особенности рельефа. Важным при расчетах будет и конкретное расположение объекта на ландшафте. Специфика явления такова, что большему риску подвержены строения, расположенные на возвышенностях.
    4. Используемые материалы. Использование металлических кровельных материалов и обилие металла среди элементов каркаса способны повлиять на вероятность попадания молнии.

    Проект молниезащиты объекта

    Более подробную информацию по вопросу можно почерпнуть из нормативного документа «Инструкция по молниезащите зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» СО 153-34.21.122-2003. Однако стоит принять во внимание, что применение данной системы на территории РФ отдельно не регламентируется. Это важно учитывать как на этапе вычисления уровня защиты объекта, так и во время монтажа самой системы.

    Подбор комплектующих

    Если подготовительная сторона вопроса ясна, можно переходить к подбору комплектующих частей для формирования системы. Первое, что следует определить — схема молниезащиты.

    В большинстве случаев система будет состоять из следующих элементов:

    1. Активный молниеприемник — основная часть всего молниеотвода, которая устанавливается непосредственно на крыше строения. От качества этого элемента будет зависеть эффективность работы всей системы. Его конструкция может отличаться большей или меньшей сложностью (количество излучающих электродов, конденсаторы и пр.), поэтому при выборе важно рационально соотнести желание сэкономить и реальную эффективность работы.
    2. Токоотводы — части системы, предназначенные для передачи переданного на приемник заряда к заземлителю. При их выборе необходимо обращать внимание на качество материалов изготовления, диаметр элементов. При прохождении энергии заряда молнии токоотводы будут нагреваться до высоких температур, из чего и следует исходить в процессе подбора компонентов.
    3. Заземлитель — важный элемент, который осуществляет непосредственную передачу энергии молнии в землю. Конструкционно — эта часть не отличается сложностью (металлический стержень необходимой длины), однако при выборе необходимо обратить внимание на материал. Например, стальные заземлители могут покрываться слоем меди, что способствует повышению их эффективности.

    Приемники для системы активной молниезащиты

    Здесь же можно упомянуть и элементы крепежа, которые стоит выбирать, исходя из качества изготовления.

    Правила установки

    Что касается непосредственной установки молниезащиты, здесь важно учитывать ряд факторов. Молниеприемник должен быть закреплен на высоте. Речь идет о том, что этот элемент важно расположить как самый высокий объект в защищаемой зоне: несмотря на активный принцип действия, это будет способствовать увеличению его эффективности. Количество токоотводов должно соответствовать количеству приемников — важно обеспечить их равномерное распределение по каркасу строения.

    Несмотря на то, что повышенная эффективность активной молниезащиты — предмет дискуссий, все большее число людей отдают ей предпочтение, но выбирать систему защиты дома от молнии необходимо индивидуально.

    Активная молниезащита

    Такие аппараты появились не так уж и давно, но применяются уже практически повсеместно. Основное отличие этих приборов от всех остальных – это использование принципа электромагнитной индукции в более усложненном варианте.

    активная система молниезащиты

    Вместо простого троса или штыря монтируется модуль, который складывается из разрядника, индивидуальной катушки и конденсатора. Такое название устройство получило из-за того, что оно самостоятельно во время грозы воздействует на электрополе, которое формируется вокруг. В итоге появляющийся разряд при самых разнообразных обстоятельствах ударит непосредственно в сам уловитель и уйдет в землю.

    Преимущества

    Существуют определенные достоинства, благодаря которым активная молниезащита пользуется огромной популярностью на современном рынке.

    1. Такой приемник может охватить значительную зону, в отличие от всех предшественников, которые уже устарели, защищая при этом площадь до тридцати шести тысяч квадратных метров.
    2. Легкость в эксплуатации и установке.
    3. Благодаря аккуратному внешнему виду система отлично вписывается в общий стиль и архитектуру зданий.
    4. Длительный и надежный срок службы.
    5. Неприхотливость в уходе и обслуживании.

    Пассивная молниезащита

    Этот комплекс считается классическим, в качестве приемника у которого используются металлические элементы, такие как трос, штыри, сетка и провода. Чаще всего применяется комбинация этих элементов. Первоначально защита устанавливается на выступы и углы, а если площадь плоская, то выкладывается металлическая сетка. Также необходимо отметить, что в такой системе нужно уделять особое внимание нормам и стандартам. К примеру, если на дымоходе установить один только приемник, то он ничего больше и не сбережет. Поэтому понадобится придерживаться минимумов, которые установлены в документациях.

    активная молниезащита принцип работы

    Основные отличия активной и пассивной защиты

    Для того чтобы смонтировать пассивную защиту, нужно намного больше материалов, чем при активной. В особенности это ощутят те, кто имеет различную геометрию крыши. Для последней не имеет никакого значения строение дома, расчет производится очень легко и просто.

    Также существует значительная разница в ценовых диапазонах. Тут очень важно понимать, какое устройство подойдет для определенного участка. Пассивная будет отличным вариантом для того, чтобы обезопасить маленький домик на даче или в деревне. Активная защита монтируется на дома достаточно больших размеров, с пристройками и крышами разнообразной геометрии. Установить первую систему, конечно, тоже можно, но для этого понадобится значительно больше материалов и денег. При этом эффективность будет намного ниже. Несмотря на все отличия, активная и пассивная молниезащита имеют право на жизнь, и только пользователь выбирает для себя самое лучшее.

    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.

    Молниезащита 2

    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.

    Молниезащита 3

    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.

    1. 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.Молниезащита 4
    2. 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.Молниезащита 5

    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.

    Молниезащита 6

    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.

    Источники

    • https://zastpoyka.ru/gromootvod-na-dome-dlya-chego-nuzhen-i-kak-sdelat-svoimi-rukami/
    • https://www.mzke.ru/lightning_rod.html
    • https://bouw.ru/article/kak-sdelaty-gromootvod
    • https://www.amnis.ru/staty/kto-pridumal-gromootvod/
    • https://www.asutpp.ru/gromootvod-svoimi-rukami.html
    • https://220.guru/electroprovodka/zazemlenie-molniezashhita/gromootvod-svoimi-rukami.html
    • https://220.guru/electroprovodka/zazemlenie-molniezashhita/sistema-aktivnoj-molniezashhity.html
    • https://www.syl.ru/article/211229/new_aktivnaya-molniezaschita-printsip-rabotyi
    • https://ProFazu.ru/provodka/bezopasnost-provodka/molniezashhita-chastnogo-doma.html
    [свернуть]
    Поделиться:
    ×
    Рекомендуем посмотреть
    Adblock
    detector