Молния защита частного дома своими руками. Создание громоотвода своими руками в частном доме
Избежать трагических последствий молнии не просто возможно, но и весьма несложно. Многоэтажные городские строения, как правило, оборудуются молниезащитой еще на этапе строительства. А вот владельцам частного жилья, загородных домов и дач важно понимать, что никто лучше их самих не позаботится о безопасности их собственности и жизни. Громоотвод, а точнее сказать, молниеотвод – это металлическая конструкция для притягивания и улавливания электрического разряда молнии. Он имеет довольно непритязательное устройство, но очень эффективен во время непогоды. Именно потому, что он не отнимет много средств, времени и сил на свое устройство, важно сделать громоотвод в частном доме своими руками. Служить такая самодельная конструкция будет безотказно, что неоднократно проверено на практике.
Последствия ударов молнии.
Гром и молния или зачем нужен громоотвод
В средних широтах европейского континента первомайские дни знаменуют собой начало сезона, когда дожди могут сопровождаться грозами. Большинство людей побаивается раскатов грома, вспышек молнии. И не беспочвенно. Статистика неумолимо показывает, что ежегодно в стране от удара молнии погибают десятки человек, еще чаще случаются пожары частных строений по вине грозового разряда и искр.
Громоотвод в частном доме актуален как для владельцев загородных коттеджей, так и для любителей провести время на даче. В силу особенностей электростатики, в последние десятилетия вероятность попадания электрического импульса при грозе немало возросла. Причиной тому обилие в домах электроприборов, электротехники, использующей эфирные каналы для обмена информацией. К тому же, как известно, молния скорее ударит в металлические предметы, если они есть рядом, чем в деревья. В современном жилье немало металлических предметов: металлическая кровля, антенна, защитный конус дымохода и др. Безусловно, в защите от молнии больше нуждаются деревянные постройки, но и при попадании в кирпичный дом, перечисленных фактов будет достаточно, чтобы возник пожар.
Вот несколько факторов, которые способны повлиять на решение – устанавливать или нет громоотвод в частном доме:
- состав почвы;
- высота участка над уровнем моря;
- климатологические характеристики района (частота гроз, влажность воздуха и др.).
Хотя в целом, целесообразность устройства громоотвода в частном доме сомнений не вызывает. При имеющейся возможности, лучше снабдить свое жилье и участок необходимой защитой.
Как устроена защитная система громоотвода?
Громоотвод (молниеотвод) конструктивно состоит из трех частей:
- молниеприемник – высотная металлическая конструкция над домом (стержневой, тросовый или сетчатый вариант);
- опора для молниеприемника, бывает необходима в случаях, если молниеприемник устанавливается не на крыше здания, а отдельно на участке;
- токоотвод (занижение) – проводник от молниеприемника к заземлению;
- заземление – устройство для стока грозового разряда в землю.
Понять, как работает громоотвод, способен любой: молниеприемник из металла, который установлен на участке выше остальных строений и элементов, во время непогоды «вызывает» на себя грозовые разряды электричества и, по токоотводу, посредством контура заземлителя перенаправляет их в толщу грунта. Действие любого громоотвода имеет, ограниченный площадью и высотой, конусообразный характер. На практике его зовут конусом безопасности. Геометрические параметры этой объемной фигуры индивидуальны для каждого рассматриваемого участка и громоотвода.
Известны и допускаются к установке три разновидности конструкций молниеприемников:
- стержневая (штыревая);
- линейная (тросовая);
- сеточная.
Конструкций молниеприемников
Стержневая защита
Стержневая защита - это молниеприемник, выполненный из металлического стержня (трубки, уголка или прямоугольного профиля) и установленный на крыше жилья или на отдельно-стоящей мачте. Подходит для любой крыши с металлическим покрытием. Рис 3.
Линейный (тросовый) молниеотвод
Для невысоких строений с крышей из шифера или дерева рекомендован линейный молниеотвод - натянутый вдоль конька крыши трос сечением не менее 0,5 см, соединенный с заземлением с каждого конца. Крепится он на деревянных опорах на высоте не менее 0,5 м над коньком крыши. Токоотводы проходят в этом случае вдоль стен дома, в защитных трубах. Если опорные мачты расположены верно, то грозовое электричество будет уходить в почву за границы защищаемого участка. Рис 1.
Сеточный молниеприемник
Такая защитная конструкция изготавливается в виде сетки из металлических прутьев и укладывается поверх кровли защищаемого дома. Ее узлы фиксируют с помощью сварки. Закрепляется она на специальных держателях либо укладывается непосредственно на кровлю, если повышение температуры не несет опасности материалу кровли.
Выполняя громоотвод из сетки, токоотводы делают по всему ее периметру. Заземлителем в этом случае является замкнутый горизонтальный контур с усилением в местах присоединения токоотводов. Рис 2.
Громоотвод своими руками
Выбираем место установки
Прежде чем непосредственно подступиться к вопросу – как сделать громоотвод на даче, следует выбрать место для его установки. Одним из вариантов может быть кровля строения. Это просто и не требует высокой опоры, достаточно 3-4 метров. Если на участке есть возвышения, превосходящие высоту крыши (высокое дерево, мачта телевизионной антенны, флюгер, труба дымохода), то разумным и удобным будет разместить молниеприемник именно там, позаботившись о его надежной фиксации. Важно учесть, чтобы дом при этом целиком попадал в защищаемый конус.
Но если по каким-то соображениям названные варианты вам не подходят, то всегда есть возможность установить молниеотвод на мачте в некотором отдалении от жилья. Хотя этот метод более трудоемкий, т.к. необходима высокая крепкая мачта, и имеет нюансы:
- чем дальше от строения, тем выше нужна мачта;
- громоотвод не должен создавать опасность соседям.
Выбор оборудования
Поскольку настоящая статья посвящена тому, как сделать громоотвод в частном доме, то более подробно будет рассмотрен самый универсальный и бюджетный вариант – обустройство стержневого громоотвода на даче. Это в полной мере соответствует требованиям отечественных норм в сфере электробезопасности, в частности пособию к РД 34.21.122-87 «Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений», где говорится о том, что:
«…к III категории отнесены мелкие строения в сельской местности, где чаще всего используются сгораемые конструкции……их молниезащита выполняется упрощенными способами, не требующими значительных материальных затрат».
Все, что может понадобиться для изготовления громоотвода, можно приобрести в обычном магазине строительных товаров. Чтобы соорудить типовой стержневой громоотвод, будут нужны:
- для молниеприемника: стержень из металла – стальной, медный или алюминиевый с сечением соответственно – 50, 70 или 35 квадратных миллиметров.
- для токоотвода: предпочтительнее медный кабель, не менее 16 квадратных миллиметров в поперечнике;
- для мачты: труба из асбоцемента (на 2-4 метра выше дома);
- для заземления штыри из меди;
- крепежные элементы.
Имея все необходимое под рукой, можно приступать к монтажу громоотвода.
Подготовка к монтажу
Выполняя громоотвод своими руками на даче, владелец дачного участка должен понимать, что вопрос надежности и безопасности конструкции полностью ложится на его плечи. А потому, уже на этапе монтажа, он должен позаботиться о безопасности. Что нужно сделать:
- тщательно продумать и подготовить крепления деталей громоотвода. При отсутствии надежной фиксации, все высотные элементы могут быть снесены ветром, а значит может пострадать само строение, припаркованные вблизи авто или иметь место травмы жильцов;
- дымовые каналы, выведенные выше кровли, также нуждаются в установке молниеприемников. Дымоход из керамотрубы или кирпича в процессе эксплуатации неминуемо теряет изоляционные свойства, а значит, может легко перенести заряд молнии в жилье. Нержавеющие и подобные дымоходы нуждаются в заземлении;
- антенны (в том числе спутниковые) необходимо подключать к заземлению, ведь они связаны с электросетью и очень хорошо притягивают молнии.
Инструкция по изготовлению
Монтаж громоотвода
Монтаж громоотвода начинается с выкапывания ямы либо траншеи глубиной от 1-1,5 метров и длинной 3 для прокладки заземлителя. Заземлитель не должен проходить рядом с самим домом (крыльцом, стенами), а также садовыми дорожками.
Если в процессе копания в яме обнаружатся грунтовые воды, то это только плюс: влажная почва – отличный проводник, грозовой разряд будет равномерно стекать в грунт.
Далее, молниеприемник закрепляется на вершине опоры или крыши металлическими хомутами. Следующим шагом будет присоединение к уже имеющейся конструкции кабеля токоотвода, который будет проходить в трубе из асбестоцемента.
Нижний конец кабеля защемляют контактами или приваривают к заземляющему электроду. Затем заземляющий контур заглубляют (вбивают) в почву и, хорошо трамбуя, засыпают землей.
Важно! Молниеприемник не должен иметь декоративного покрытия (окрашивание), ведь оно способно значительно ухудшить его проводящую функцию!
Расчет конструкции
Для того чтобы смонтировать громоотвод своими руками, нужен нехитрый расчет. Для этого существует формула:
h=(r х +1,63h x)/1,5
В ней h – высота молниеотвода,
h x – высота дома,
r x – радиус основания конуса защиты,
1,63 и 1,5 – расчетные коэффициенты.
То есть, если бы понадобилось защитить дачный участок с радиусом 10 метров, имеющий в своем центре дом высотой 5 метров, на крыше которого устанавливается громоотвод, то, подставив в формулу эти цифры, можно получить результат:
h=(10+1,63×5)/1,5 = 12,1 метра.
При расчете нужно обязательно учесть, что в радиус действия громоотвода должны попадать все постройки на участке, и правильно рассчитать высоту.
Молния – это природное явление, обладающие большой разрушительной мощью. Электрический заряд, который содержит в себе молния, стремится попасть в наивысшую точку, чаще всего это крыша дома, антенна, дерево. Последствия такого попадания становится пожар, скачок напряжения, в результате чего могут погибнуть люди, повреждается здание, бытовая техника, электроника. Поэтому при строительстве необходимо уделить особое внимание защите дома.
Молниезащита частного дома бывает двух видов – внутренняя и внешняя.
Работа внутренней молниезащиты направлена на защиту техники и проводки дома от перенапряжения. Внешняя защита напрямую отводит заряд молнии в землю.
молниезащита частного дома фото
Строение внешней молниезащиты
Внешняя защита состоит из молниеотвода (громоотвод), токоотвода и заземлителя.
Важно: заземление молниеотвода должно быть отдельным от общего контура заземления дома.
Молниеотвод непосредственно на себя улавливает молнию, это происходит в первую очередь из-за материала из которого его изготавливают, после чего с помощью токоотвода энергия уходит в землю.
В зависимости от принципа действия, система внешней молниезащиты подразделяется на пассивную и активную.
Пассивная система
Чаще всего используют пассивную систему защиты от молний. Из-за простоты конструкции, вы сможете самостоятельно установить ее, не прибегая к помощи специалистов. Но при всем при этом следует учесть несколько нюансов – материал кровли, вид крыши, тип грунта. При установке такой системы следует учитывать затраты на ежегодную эксплуатационную проверку.
Выделяют следующие типы пассивной защиты:
штыревая – молниеотвод устанавливается на кровле и с помощью токоотвода (проволока сечением не менее 6 мм), который крепится к заземлителю, заряд отводится в землю. Система проста по конструкции, чаще всего используется на металлических крышах, недорога, но имеет малую площадь действия.
Важно: молниеотвод для металлических крыш изготавливают из круглой стали и устанавливают на 1,5 – 2 м выше наивысшей точки дома.
тросовая – здесь в качестве молниеотвода используется трос, натянутый между двух подпорок, который соединяется с токоотводом и заземлителем. Такая конструкция предпочтительна для временных сооружений, павильонов, а также для крыш, покрытых шифером.
Важно: трос или проволока натягивается на высоте до 50 см от кровли.
сетчатая – наиболее сложная система по монтажу, используется на крышах, покрытых металлочерепицей, и представляет собой сетку.
Активная система
Принцип действия активной молниезащиты заключается в том, что молниеприемник ионизирует воздух вокруг себя, тем самым перехватывая заряд молнии. Такая система стоит значительно дороже пассивной, но радиус ее действия около 100 метров, что позволит вам защитить не только дом, но и ближайшие строения. К основным достоинствам можно отнести – компактность, не броскость, автономность работы.
Строение внутренней молниезащиты частного дома
Внутренняя защита дома заключается в установке специального оборудования, которое будет непосредственно подключено к электрощитовой. Ограничители перенапряжения позволят сохранить ваш дом от потерь, не только когда в ваш дом попадет молния, но также от всевозможных скачков напряжения. Также для этих целей используют устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП), которые устанавливают на вводе в дом. Принцип их работы заключается в отводе излишнего импульса через заземление.
Схема подключения УЗИП
Заземление частного дома
Заземление дома играет большую роль в защите дома от различных происшествий, в том числе - удар молнии, скачок напряжения в сети из-за аварии. Существует несколько видов заземлений, среди которых выделяют – фундаментальное, глубинное и кольцевое. Перед установкой заземления необходимо произвести расчет с учетом сопротивления грунта, промерзания земли. Заземлительный контур можно сделать самостоятельно, для этого вам понадобится заземлители, изготовленные из меди, или стали, а также металлоконструкция которая будет их соединять между собой. Заземлители с металлосвязью должны создать жесткий контур в виде равностороннего треугольника. В качестве вертикальных заземлителей могут быть использованы равнополочные уголки, арматура или трубы, которые соединяют между собой металлическими полосами. Лучше всего в качестве крепления использовать сварку. Чтобы произвести правильный монтаж заземления, необходимо вырыть траншею от дома, глубиной 0,5 – 0,7 м, которая будет заканчиваться треугольной ямой. Вертикальные заземлители забиваются на одинаковом расстоянии друг от друга, глубиной не менее 2 метров. Они соединяются горизонтальными полосами между собой, длина полос 1,2 м. К одной вершине треугольника присоединяется шина, которая прокладывается к фундаменту дома. С помощью медного провода сечением не менее 6 мм шина соединяется с электрощитом дома.
Заземление для молниезащиты может быть выполнено так же, либо линейным способом. В котором заземлители соединяются между собой на одной линии. Используют не менее трех заземлителей. Минусом такой системы является снижение ее эффективности из-за воздействия электродов друг на друга. Также следует учитывать, что при выходе из строя первого заземлителя, перестает работать вся система.
Молниезащита в частном доме своими руками.
В качестве громоотвода можно использовать металлический штырь, трубу, закрытую сверху или любой конус изготовленный из меди, алюминия или оцинкованной стали. Молниеприемник устанавливают таким образом, чтобы он был на 1,5 м выше наивысшей точки кровли. Закрепить его можно непосредственно к крыше, антенне, дымоходе.
Важно: молниеотвод нельзя красить и изолировать.
Громоотвод соединяют с токоотводом, в качестве которого используется проволока сечением не меньше 6 мм. Для соединения молниеприменика и громоотвода применяют сварку или болтовое соединение. Токоотвод спускают с крыши и направляют к заземлителю в землю. Провод спускают таким образом, чтобы он находился в отдалении от окон и дверей. Токоотвод укрепляется вдоль стены с помощью специальных креплений.
Важно: избегать поворотов токоотвода под острым углом – чревато возникновением искрового заряда.
Крепление провода токоотвода с заземлителем.
Молниезащита требует ежегодного ухода за ней, проверку целостности соединений, креплений, если необходимо проводим зачистку и подтяжку болтов.
Стержневой громоотвод дома:
молниеприемник;
деревянная мачта;
токоотводящий провод;
заземлитель;
место соединения конца токоотвода и заземлителя; 6 - фундамент;
уровень почвы.
Молниезащита частного дома с крышей из металлочерапицы выполняется в виде сетки, которую изготавливают из провода и крепится непосредственно к черепице.
Важно: при установке молниезащиты, крыша должна иметь несгораемую подложку.
Видео
Необходимость установки системы молниезащиты для частного дома определяется собственником здания исходя из вероятности поражения объекта молнией и возможного материального ущерба. Национальные нормативные документы не предъявляют требования к обязательному выполнению системы МЗ для индивидуальных жилых домов.
Вероятность удара молнии в объект зависит в первую очередь от продолжительности гроз в районе его расположения.
Увеличить
Для дома прямоугольной формы размерами 10х12 м и высотой в коньке 8 м эта зависимость приведена в таблице:
| Среднегодовая продолжительность гроз в часах | Вероятность удара молнии в дом 10х12х8 м* |
| 10-20 | 1 удар в 332 года |
| 20-40 | 1 удар в 166 лет |
| 40-60 (Москва и обл.) | 1 удар в 83 года |
| 60-80 | 1 удар в 60 лет |
| 80-100 | 1 удар в 47 лет |
| 100 и более | 1 удар в 39 лет |
Комплекс средств молниезащиты зданий включает в себя устройства защиты от прямых ударов молнии (внешняя молниезащитная система) и устройства защиты от вторичных воздействий молнии (внутренняя молниезащитная система). В частных случаях молниезащита может содержать только внешние или только внутренние устройства.
Система внешней молниезащиты защищает непосредственно от прямого попадания молнии в объект. Данное воздействие опасно в первую очередь высокой температурой канала молнии, которое может привести к возгоранию горючих конструкций здания.
Более подробно об опасностях, которые несет грозовой разряд молнии можно узнать в цикле статей «Молниезащита для новичков» профессора Э. М. Базеляна.
Состав и исполнение компонентов внешней системы молниезащиты
Система внешней молниезащиты состоит из трех компонентов: молниеприемников, воспринимающих прямой удар молнии; заземляющего устройства, обеспечивающего растекание тока в земле, и токоотводов, осуществляющих связь между двумя первыми элементами.
Молниеприёмники
Выбор количества и высоты молниеприемников должен производиться с помощью расчета зон защиты. В расчетную зону защиты установленных мачт должен входить весь объем защищаемого объекта.
Зона защиты стержневого молниеприемника представляет собой конус, вершина которого совпадает с вертикальной осью мачты. Размеры данного конуса зависят от значения требуемой надежности.
Размеры конуса защиты согласно СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» для надежности 0,9 определяются формулами:
Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода:1 - граница зоны защиты на уровне h x , 2 - то же на уровне земли
Установка отдельно стоящей мачты для защиты дома не будет целесообразна, в силу того, что ее высота должна быть солидной (до 30 метров). Это не только дорого, трудозатратно, но и увеличивает полное количество ударов молнии в рассматриваемый участок земли. Оптимальным будет размещение мачт непосредственно на защищаемом объекте.
Установки одной мачты может быть достаточно только для дома с вальмовой (пирамидальной) кровлей при размещении мачты на вершине крыши.
Для дома прямоугольной формы с двухскатной кровлей (угол ската кровли не менее 35°) для надежной защиты необходима установка двух мачт высотой 2 метра по краям конька кровли. Для дома более сложной формы нужно производить расчет с учетом конструктивно возможных мест установки молниеприемных мачт.
Молниеприемники должны быть выполнены из материалов и размеров (площадь сечения, толщина), соответствующих ГОСТ Р МЭК 62561.2-2014.
Токоотводы
Диаметр токоотводов, выполненных из круглого проката должен быть не менее 8 мм. Токоотводы нужно располагать таким образом, чтобы между точкой поражения и землей ток растекался по нескольким параллельным путям, и длина этих путей была минимальна. Рекомендуется прокладывать токоотводы на максимальном отдалении от дверей и окон.
Непосредственный контакт токоотвода требуемого сечения с материалом стен и кровли не может привести к возгораниям, в силу того, что повышение температуры токоотвода под воздействием тока молнии недостаточно даже для начала процесса обугливания дерева, не говоря уже о других малогорючих материалах. Кроме того, тепловое воздействие очень кратковременно.
Заземляющее устройство
В качестве заземляющего устройства во всех возможных случаях необходимо использовать металлические сваи фундамента или соединенную между собой арматуру железобетонных фундаментов здания. Данное решение примененимо при возможности подключения (наличие выпусков арматуры) и при использовании в качестве гидроизоляции битумных и битумно-латексных покрытий. Эпоксидные и другие полимерные покрытия препятствуют электрическому контакту фундамента с землей, и, следовательно, данный фундамент в качестве естественного заземлителя использоваться не может.
Искусственные заземлители следует располагать под асфальтовым покрытием или в редко посещаемых местах на удалении от пешеходных дорог.
Заземляющее устройство, к которому подключен стержневой молниеприемник, должно иметь следующую минимальную конструкцию:
Три и более вертикальных электрода длиной не менее 3 метров, объединенных горизонтальным электродом, при расстоянии между вертикальными электродами не менее 5 метров.
Заземляющие электроды должны располагаться за пределами защищаемого объекта и быть как можно более распределенными. Предпочтительная глубина залегания электродов не менее 0,5 м, расстояние от стен объекта - 1 метр.
Размеры заземлителей должны соответствовать требованиям коррозионной и механической стойкости. В нормативных документах (ГОСТ Р 50571.5.54-2011) приведены минимальные размеры электродов в зависимости от материала, из которого они изготовлены.
Примечания
* Вероятное число ударов молнии в год для объекта рассчитывается по следующей формуле:
Где:
А - длина здания, м
В - ширина здания, м
Н - высота здания, м
n - среднегодовое число ударов молнии в 1 км 2 земной поверхности, 1/(км 2 *год)
Удельная плотность ударов молнии в землю n определяется исходя из среднегодовой продолжительности гроз в часах следующим образом:
| Среднегодовая продолжительность | Удельная плотность ударов молнии в землю n, 1/(км 2 *год) |
| 10-20 | 1 |
| 20-40 | 2 |
| 40-60 | 4 |
| 60-80 | 5,5 |
| 80-100 | 7 |
| 100 и более | 8,5 |
Период попадания молнии:
Комплектующие внешней молниезащиты
Традиционный вертикальный молниеприёмник в виде двухметровой (GL-21101G) или четырёхметровой (GL-21103G) мачты, поставляется с прикручиваемым острым наконечником.
Мачта изготовлена из нержавеющей стали в виде трубы с толщиной стенки 2 мм.
GL-21101G GL-21103G Вес: 5 кг 10 кг Высота: 2000 мм 4000 мм Диаметр молниеприемника: 35 мм 35 мм Толщина стенки: 2 мм 2 мм
Зажим позволяет быстро прикрепить проволочный токоотвод диаметром 8 мм к фасаду / стене здания.
Зажим с резиновой уплотняющей втулкой позволяет быстро закрепить проволочный токоотвод диаметром 8 мм на крыше, покрытой металлическим профилем / профнастилом.
В комплекте НЕТ винта (на фото - пример).
Зажим с возможностью отключения системы внешней молниезащиты (токоотводов) от заземляющего устройства (например, для проведения замеров). Позволяет соединить по прямой линии токоотводы из проволоки D8.
ZANDZ и GALMAR
Стержни заземления GALMAR и ZANDZ изготавливаются из стали с нанесенным защитным медным покрытием толщиной не менее 0.250 мм, которое обеспечивает гарантированный срок службы устройства до 100 лет.
Конструкция стержней, которые можно соединять между собой и погружать в почву на глубину до 40 метров, обеспечивает достижение низкого сопротивления заземления на небольшой площади. Монтаж производится силами одного человека без использования строительной и специализированной техники.
Модульное заземление можно приобрести и в виде готовых комплектов, и в виде отдельных комплектующих.
Ознакомиться с подробной информацией о технологии модульного заземления можно на отдельной странице .
Пример выполнения молниезащиты частного дома на основе изделий GALMAR и ZANDZ
В правой части страницы приведен список изделий, используя которые, можно организовать полную систему внешней молниезащиты. Все предложенные изделия соответствуют требованиям национальных нормативных документов к минимальным размерам, качеству контактного соединения, механической прочности, сроку службы и т.д.
Молниеприемные мачты крепятся на вертикальных поверхностях стен или дымовых труб, вентиляционных шахт. При размещении мачт следует учитывать размер вылета ската кровли над стенами и проверять возможность применения держателей 21101G/21102G.
Большая часть зажимов для токоотводов представлена в двух исполнения: оцинкованная крашенная сталь и медь. Крепление токоовода с помощью зажимов выполняется с шагом 1 метр. Тип зажимов выбирается исходя из поверхности размещения (кровля: плоская, скат, конек; фасад и т.д.) и его материала (металлопрофиль, натуральная черепица и т.д.). Следует обратить внимание, что у фасадных и кровельных зажимов нет в комплекте анкерных болтов. Их тип и длину необходимо выбирать в зависимости от материала основания.
Также возможен вариант крепления токоотводов к водосточной системе дома (крепление к водосточному желобу, трубе).
Заземляющее устройство собирается из компонентов системы модульного заземления.
Пример комплектации изделий для молниезащиты дома прямоугольной формы размерами 8х10 м высотой в коньке 8 м, угол ската кровли 35°. Материал кровли - металлочерепица, материал стен - брус деревянный.
А=10 м; В=8 м; Н=8 м; α=35°;
Нкр=3,5 м; Нст=4,5 м; Lск=6,1 м
Молниеприемники соединяются между собой для организации двух токоотводов от каждого молниеприемника.
| Молниеприемник | ||
| GL-21101G | GALMAR Молниёприемник вертикальный (молниеприёмник-мачта) | 2 шт. |
| GL-21202 | GALMAR Держатель для молниеприёмника - мачты GL-21101G к стене (нержавеющая сталь) | 2 шт. |
| GL-20022 | GALMAR Зажим к молниеприёмнику - мачте GL-21101G для токоотводов (нержавеющая сталь) | 2 шт. |
| Токоотвод | ||
| GL-11149-10/20/50 | GALMAR Проволока омеднённая (D 8 мм / S 50 мм²; бухта 10/20/50 метров) | 40 м |
| GL-11551A | GALMAR Зажим для соединения токоотводов (крашенная оцинкованная сталь) | 6 шт. |
| Зажимы для крепления токоотводов на кровле | ||
| GL-11564A | GALMAR Зажим на конёк для токоотвода с его возвышением над зажимом на 15 мм (крашенная оцинкованная сталь) | 11 шт. |
| GL-11747A | GALMAR Зажим на крышу, покрытую металлическим профилем / профнастилом, для токоотвода (крашенная оцинкованная сталь) | 12 шт. |
| Зажимы для крепления спусков токоотводов | ||
| GL-11703A | GALMAR Зажим к фасаду для токоотвода с возвышением 15 мм (крашенная оцинкованная сталь) | 10 шт. |
| GL-11562A | GALMAR Зажим контрольный для соединения токоотводов проволока + полоса (крашенная оцинкованная сталь) | 2 шт. |
| Заземляющее устройство | ||
| GL-11075-10/20/50 | GALMAR Полоса омеднённая (30*4 мм / S 120 мм²; бухта 10/20/50 метров) | 20 м |
| ZZ-001-065 | ZANDZ Штырь заземления омедненный резьбовой (D14; 1,5 м) | 6 шт. |
| ZZ-002-061 | ZANDZ Муфта соединительная резьбовая | 4 шт. |
| ZZ-003-061 | ZANDZ Наконечник стартовый | 3 шт. |
| ZZ-004-060 | ZANDZ Головка направляющая для насадки на отбойный молоток | 1 шт. |
| ZZ-005-064 | ZANDZ Зажим для подключения проводника | 5 шт. |
| ZZ-006-000 | ZANDZ Смазка токопроводящая | 1 шт. |
| ZZ-008-000 | ZANDZ Насадка на отбойный молоток (SDS max) | 1 шт. |
В случае, если у вас возникли какие-либо сложности в расчете или подборе комплектующих, вы всегда можете обратиться за помощью в наш технический центр.
Дачный участок должен быть местом отдыха, а настоящий отдых невозможен без ощущения безопасности. Оно должно присутствовать постоянно, даже в непогоду. Одним из приспособлений, которое позволит обезопасить себя и семью от удара молнии, является громоотвод. Соорудить его не составит особого труда, если точно придерживаться всех рекомендаций, которые будут изложены в статье.
Подготовительные расчеты
Стоит понимать, что каждое устройство имеет свои ограничения по способу и зоне действия. Это относится и к громоотводу. Последний способен защитить только определенную территорию, которую важно правильно рассчитать при проектировании. Чаще всего громоотвод представляет собой мачту определенной высоте. Если посмотреть на нее сверху, то верхушка мачты будет центром окружности, которая и является зоной защиты громоотвода. Это зона имеет максимальную площадь только на уровне земли и уменьшается к верхушке мачты, образуя при этом конус. В расчет берется и вторая окружность, которая образуется на уровне кровли и должна покрывать всю верхушку здания. Зная, что собой представляет зона покрытия, можно легко произвести расчеты требуемых параметров громоотвода для конкретных условий.
Принято считать, что громоотвод обеспечивает защиту в двух зонах. Одна считается наиболее надежной, а вторая имеет уровень безопасности в 95%. Для каждой из этих зон есть свои формулы, которые позволяют получить требуемые цифры. Переменными, которые берутся во внимание является высота воображаемого конуса, которая обозначается как hy. Выше было сказано, что необходимо знать зону защиты на уровне кровли, поэтому в формулах фигурирует также высота конструкции, которую можно обозначить как hc. Радиус зоны защиты громоотвода на уровне земли можно обозначить как Rс, а на уровне кровли Rз. Для проведения расчетов не хватает переменной, которая бы указывала на общую высоту мачты громоотвода, она обозначается как hг. Имея все данные, можно вывести высоту воображаемой фигуры:
- hy=0,85×hг.
Зная общую длину мачты, легко определиться с окружностью, которая находится под защитой громоотвода на уровне земли:
- Rс=(1,1-0,002)×hг.
Также есть простая формула для определения безопасной окружности на уровне кровли здания:
- Rз=(1,1-0,002) × (hг-hc÷0,85).
Для второй зоны безопасности с меньшим процентом защиты формулы немного отличаются:
- hy=0,92×hг;
- Rс=1,5×hг;
- Rз=1,5×(hг-hc÷0,92).
Для каждого этапа расчетов необходимо уделить достаточно времени, чтобы конструкция громоотвода выполняла свою роль.
Процесс монтажа
Если постараться просто описать строение громоотвода, то общую схему можно наблюдать на иллюстрации выше. Предусмотрено наличие трех основных составляющих системы громоотвода. Первым из них является молниеприемник. Его задача полностью отражена в названии. Он принимает на себя первый удар. Полученный импульс не может быть накоплен, поэтому его необходимо рассеять и делается это в землю, куда закладывается заземляющий контур. Оба этим модуля соединяются проводником подходящего сечения.
Контур
Первым делом можно смонтировать заземляющий элемент для громоотвода, т. к. для этого не нужно находиться на высоте. Общая схема сборки такого рассеивателя для громоотвода схожа с той, которая используется для обычного заземления в доме на даче. Первым делом выбирается место, где будет расположена конструкция. Этого нельзя делать впритык к зданию, т. к. импульс от громоотвода может оказаться настолько сильным, что уйдет в сеть питания на даче. Если один контур заземления уже есть, то от него также необходимо удалиться хотя бы на четыре метра. При этом стоит следить за тем, чтобы контур заземления находился по кратчайшему пути по отношению к молниеприемнику громоотвода. Чтобы еще больше обезопасить посетителей дачи, лучше выполнить небольшое ограждение или оставить указатель, который будет предупреждать о том, где лучше не ходить во время грозы.
Процесс монтажа конструкции контура заземления простой и понятный. Первым делом необходимо определить примерное расположение грунтовых вод вокруг дачи, где будет установлен громоотвод. Если до них больше трех метров, тогда сооружается стандартная конструкция заземления для громоотвода, которая представляет собой три больших прута с диаметром в 12 мм и длиной в 3 метра. Перед тем как их смонтировать, необходимо сделать небольшой приямок на глубину в 0,8 метра. Только после этого пруты забиваются практически на всю свою длину. Расположить их нужно треугольником. Небольшая часть прута остается на поверхности, чтобы к ней можно было приварить полоску металла.
Если точно известно, что грунтовые воды на даче находятся близко к поверхности, тогда монтаж заземления для громоотвода осуществляется без использования длинных штырей. Из металлической планки изготавливается прямоугольник, который вкапывается в землю на глубину в 0,8 метра. Стоит сказать, что металлическая шинка в этой конструкции должна иметь площадь сечения не меньше 100 мм 2 .
Молниеприемник
Следующим элементом громоотвода, который можно смонтировать является мачта. Ее высоту можно определить с помощью формул, которые приводились выше. Так как установка мачты осуществляется на крыше, то работать необходимо в сухую погоду без ветра. Для установки молниеприемника необходимо выбрать высшую точку на кровле. В некоторых случаях высота громоотвода получается большой, что требует дополнительного укрепления мачты. Сделать это можно с использованием обычных тросов, которые монтируются в качестве растяжек для громоотвода.
Важным требованием к молниеприемнику громоотвода является его монтаж точно в вертикальной плоскости. Для этого можно использовать один или несколько пузырьковых уровней. Установить громоотвод можно на мачту, но стоит понимать, что металлическая часть мачты должна быть изолирована от кровли, т. к. разряд может уйти не в том направлении, куда это нужно. Для молниеприемника можно использовать круглую или прямоугольную арматуру. Значение имеет только ее сечение, которое не должно быть меньше 60 мм 2 . Если сечение будет занижено, тогда сопротивление проводника возрастет и он может не выполнить своего предназначения.
Токоотвод
Две крайние составляющие громоотвода готовы, теперь их необходимо объединить в общую систему. Для этого потребуется установка токоотвода. Лучшим материалом для токоотвода является медь, но найти изделие требуемого сечения проблематично и довольно дорого, поэтому чаще всего используется стальная проволока, покрытая цинком. Последний защищает ее от быстрой коррозии, причиной которой являются осадки. В этом случае потребуется проволока с диаметром в 6 мм.
Совет! Допускается использование квадратного или прямоугольного проводника, но площадь его сечения должна быть не меньше той, что у стальной проволоки с указанным диаметром.
Проще всего и правильнее всего прокидывать токоотвод по выступу кровли, которым является конек. Если молния ударит не в мачту, а в саму кровлю, то с большой вероятностью она попадет именно в токоотвод. На фотографии выше видно, что размещать проводник громоотвода нельзя впритык к настилу кровли. Для него применяются специальные держатели, которые способны приподнять проволоку над кровлей на 20 см. Сами стойки фиксируются к настилу через диэлектрические прокладки, которые исключают уход разряда в кровельный настил или стропильную систему.
Совет! При работе на крыше во время установки элементов громоотвода важно позаботиться о личной безопасности, используя страховочные тросы.
Лучше не выполнять монтаж громоотвода самостоятельно. Помощник может подавать требуемые элементы, а также следить за страховочными тросами. Важно также правильно подобрать обувь, которая не будет скользить по кровельному настилу.
Когда токоотвод будет полностью протянут по кровле, его необходимо соединить с контуром заземления. Опускать токоотвод лучше по стене здания, используя для этого какой-либо изолятор, чтобы закрыть его хотя бы на рост человека. После соединения всех элементов систему можно считать рабочей. Наглядно процесс монтажа показан в видео ниже.
Исключением для монтажа громоотвода может стать случай, когда дом на даче находится вблизи какой-либо вышки или другого высокого здания. Если рядом с дачей проходят линии электропередач, то они также могут стать естественной защитой от попадания молнии. Но в этом случае важно позаботиться о хорошем заземлении вместо громоотвода. Последнее должно быть спроектировано так, чтобы разряд, который может пойти по линии питания ушел в землю. Кроме того, потребуется установка специальных блоков молниезащиты. Они представляют собой плавкие предохранители, которые перегорают при прохождении большого электрического разряда.
Резюме
Громоотвод является важной мерой предосторожности, которую стоит предусмотреть даже в тогда, когда неизвестны конкретные случаи попадания молнии в жилые дома в конкретной местности. За металлической конструкцией требуется периодический уход. Если основным материалом для сооружения служила сталь, тогда ее можно окрасить «Гальванолом». Каждый сезон необходимо проверять места соединения каждого из модулей, чтобы быть уверенным, что разряд уйдет в требуемом направлении. Если нет желания возиться с размещением громоотвода на крыше, то его можно соорудить на дереве, если оно расположено на подходящем расстоянии от дома. В этом случае прокладка всех коммуникаций осуществляется по стволу.
«От сумы да от тюрьмы» не застрахован никто, а от удара молнии – тем более. После ослепительной вспышки и оглушительного грохота самое приятное - отделаться легким испугом и восторгом от пережитых впечатлений. Нехорошо, если сгорит электроника в доме. Еще хуже, когда случится пожар. Совсем недопустимо – поражение человека ударом молнии. Вывод простой: делаем молниеотвод!
Удар молнии в дом нельзя назвать красивымОткуда берется молния?
Всему причиной веселые облачка, которые при приближении грозы постепенно нарастают и превращаются в темные громады кучевого типа. Верхние слои влаги в воздухе превращаются в мелкие кристаллики льда, а нижние остаются в виде капель воды. Так и получились две пластины гигантского конденсатора.
Громадные структуры движутся в воздухе и заряжаются в результате трения: верхние слои накапливают положительные ионы, нижние – отрицательные электроны. Всему есть предел, и накопленный потенциал превращается в электрический разряд. В итоге, «пробивает» там, где наименьшее сопротивление: высокие деревья, крыши домов и … громоотводы!
Как устроена защита от молнии
Из вышеизложенного следует стратегия устройства молниезащиты: направить вероятный электрический разряд по безопасному для нас пути и застраховаться, таким образом, от неприятностей. С этой целью на достаточной высоте устанавливается молниеприемник, который предназначен для захвата грозового разряда.
Схема устройства молниеотвода Далее электрический ток величиной порядка 100000А проходит по токоотводу к заземлителю. Последний обеспечивает связь защитной системы с грунтом. Таким образом, удар молнии минует защищаемые объекты и поглощается землей.
Данная система защиты повсеместно распространена и носит название пассивной. Существует активные молниеотводы, которые имеют ионизатор, провоцирующий удар молнии. Это увеличивает вероятность защиты объекта от поражения. Стоит такого вида молниеотвод немало, и его монтаж сложно сделать своими руками.
Варианты молниеприемника для частного дома
Можно назвать три основных вида молниеприемника по типу конструкции:
- стержневой молниеприемник;
- в виде сетки;
- тросовой молниеприемник;
- покрытие крыши в качестве молниемника.
Штыревой молниеприемник можно приобрести или сделать самому Молниеприемник в виде стержня наиболее известен и распространен. Существуют промышленные изделия с готовым крепежом. Любителям творить своими руками реально изготовить изящную конструкцию, украшающую здание. В любом случае штырь из стали должен иметь сечение не менее 70мм2, а для изделия из меди достаточно 35мм2. Таким образом, его диаметр может составлять 7-10мм.
Длина стержня может варьироваться в пределах 0,5-2м, при этом он должен выступать хотя бы на полметра над всеми объектами в окружении здания. Стержневой молниеприемник принимает заряд в одной точке и особенно эффективен при защите небольших строений.
Молниеприемник в виде сетки удобен для большой крыши Молниеприемник в виде сетки изготавливается из проволоки диаметром порядка 6мм. На фото можно оценить, как выглядит на практике конструкция подобного рода. Существуют уже готовые конструкции с размером ячейки 3-12м. Защита от молнии такого рода удобна в применении на крыше большой площади. Для предотвращения возгорания обрешетки молниеприемник монтируют на расстоянии 0,15м от поверхности кровли.
Тросовый молниеприемник удобно разместить на коньке В условиях частного дома более удобен в применении молниеприемник в виде троса. Его монтируют на коньке кровли, закрепив за две опоры на противоположных фронтонах. Возможен и комбинированный вариант, когда на упомянутых опорах дополнительно к тросу установлены штыревые молниеприемники.
Трос должен иметь диаметр более 5мм и монтироваться на безопасной высоте от кровли. Конструкция такого типа обычно применяется на крыше с неметаллическим покрытием.
Фальцевая кровля в качестве молниеприемника Металлическая кровля крыши, при определенных условиях, может также выступать в качестве молниеприемника. При этом толщина металлочерепицы, профнастила или оцинкованного листа должны быть не менее 0,4мм. Заманчиво выполнить защиту от грозы, не применяя дополнительных материалов.
На практике это сделать непросто, так как под настилом не должно быть легковоспламеняющихся материалов, тогда как обрешетка чаще всего делается из дерева.
Более того, придется обеспечить соединение токоотвода с каждым отдельным листом покрытия, что трудоемко. Такой вариант подходит для фальцевой кровли, где листы металла уже надежно соединены. Воспламенение обрешетки при этом невозможно, если покрытие уложено на обрешетку из металла.
Как работает токоотвод
В идеале, для конструкции, изготовленной своими руками, материал молниеприемника, токоотвода и заземлителя должен быть один и соединен с помощью сварки, то есть - сталь. Такое решение обеспечивает надежность и долговечность защиты. На практике возможно использование оцинкованных и омедненных элементов, а также различных материалов. Их соединение обеспечивают применением зажимов с болтами и гайками.
Токоотвод на крыше, на стене и цоколе дома Токоотвод из стали в виде прута или полосы должен иметь сечение не менее 50мм2, проводник из алюминии допускает размер 25мм2, а медный провод можно применять с площадью сечения 16мм2, что примерно соответствует диаметру 8,6 и 5мм соответственно.
Токоотвод размещают так, чтобы он соединял молниеприемник и заземлитель по кратчайшему пути.
При этом не допускается выполнение острых изгибов, что может привести к искровому разряду и воспламенению на данном участке. С этой же целью проводник размещают на расстоянии не менее 100мм от поверхностей горючих материалов стен и других элементов постройки.
Требования к заземлителю
Так выглядит готовый к проверке контур заземления Заметим, что не рекомендуется использовать защитный контур заземления для подключения молниеотвода. В случае применения общего заземлителя при грозовом разряде на поверхностях бытовых приборов может возникнуть опасное напряжение. Для защиты электропроводки и бытовой техники в частном доме от удара молнии на вводном щите устанавливаются устройства защиты от импульсных помех (УЗИП).
Заземление для молниеотвода размещают не ближе 5м от крыльца и дорожек и заглубляют горизонтальный соединитель не менее 0,8м. Это необходимо для уменьшения вероятности поражения людей в случае грозового разряда.
Защитная зона громоотвода
Не следует питать иллюзии, что громоотвод на соседнем доме или расположенная недалеко металлическая вышка полностью обезопасят Ваше жилище от удара молнии. Защитная зона громоотвода имеет вполне конкретные границы. В любом случае на даче придется устроить собственную молниезащиту.
Размер защищаемой зоны определяется высотой размещения молниеприемника Конус безопасности, создаваемый стержневым молниеприемником, имеет угол 45-50°. Указанное правило действует при высоте размещения молниезащиты до 15м. Вышеприведенный эскиз демонстрирует, что при угле 45° радиус защитной зоны равен высоте верхней точки стержня над уровнем земли. При значении 50° зона защиты будет чуть больше.
Таким образом, чем выше мы разместим молниеприемник, тем больше получится площадь защищаемой поверхности.
В любом случае, частный дом должен попадать полностью в зону конуса защиты. Очень желательно, чтобы все постройки во дворе были защищены по тому же правилу. Таким образом, удобно разместить молниеприемник на крыше дома. Закрепить штырь бывает проще на одной из сторон здания чем по центру, при этом вероятность попадания молнии в кровлю снижается.В случае большого участка может возникнуть необходимость установки еще одного громоотвода. Его можно смонтировать на специальной мачте.
Монтируем молниезащиту своими руками
В первую очередь, необходимо выбрать молниеприемник в соответствии с вышеизложенными рекомендациями и имеющимися под рукой материалами. На крыше дачного дома проще всего монтировать обыкновенный стальной штырь. Оцинкованная труба или алюминиевый стержень будут работать еще лучше. При использовании патрубка его верхний конец следует заглушить.
При наличии куска троса нужной длины и диаметра не составит труда протянуть его вдоль конька. На крыше большой площади эффективнее использовать вариант в виде сетки. Молниеприемник любой конструкции следует закрепить так, чтобы его не нарушило ветром.
Учтите: электрический контакт всей системы проще обеспечить, изготовив все три составляющие молниеотвода из одного материала.
Если не иметь в виду сварку, токоотвод проще выполнить из толстого медного провода в соответствии с рекомендациями выше. Надежное соединение с молниеприемником можно обеспечить с помощью оцинкованных зажимов с болтами и гайками. Практично закрепить проводник к опорам водосточных труб.
Размеры контура заземления в виде треугольника Заземляющий контур лучше всего обустроить там, где вероятность нахождения людей наименьшая. Также выгодно разместить его в месте, где всегда присутствует влага. Это улучшит контакт заземлителя с землей. Не будет лишним, если рядом с ним установить предупреждающий знак. Болтовое соединение с заземлителем лучше выполнить над землей на цоколе здания, а контакт в земле обеспечить сваркой.
После монтажа всей системы электрическое соединение от молниеприемника до заземления можно проконтролировать мультиметром. Сопротивление заземляющего контура можно проверить только специальным прибором. Его величина должна быть не более 10Ом в том случае, если неподалеку возможно присутствие людей. Для отдельного молниеприемника, установленного вдалеке от дома, сопротивление заземления не должно превышать 50Ом.
Стандартный прибор для измерения сопротивления заземления Хотя бы раз в год имеет смысл проверить целостность всей системы визуально. Раз в несколько лет следует откопать заземление и оценить степень коррозии металла. Если стержни в земле стали заметно тоньше, их необходимо заменить.
Высокое дерево нам поможет
Чтобы обустроить громоотвод на даче, можно использовать в качестве мачты высокое дерево, растущее неподалеку. Молниеприемник следует закрепить на его макушке так, чтобы он выступал не менее 0,5м над кроной. При этом не следует забывать, что дерево растет и меняет свои размеры.
Пирамидальный тополь защитит дом от грозы Это означает, что молниеприемник и токоотвод следует крепить пластиковыми хомутами, которые не испортят ствол. Провод лучше использовать медный многожильный гибкий и проложить его следует с запасом дины. Кроме того, раз в несколько лет придется забираться наверх и переставлять молниеприемник выше макушки.