Типы систем, конструкция и установка молниезащиты в частном доме

Основные компоненты

Чтобы узнать, как сделать молниеотвод в частном доме, прежде всего необходимо изучить его устройство и назначение основных узлов. Громоотвод включает приёмник, токоотвод и заземлитель. Рассмотрим особенного каждого из них более подробно.

Молниеприемник

Первым элементом системы защиты дома от молнии, куда непосредственно попадает грозовой разряд, является молниеприемник. Как правило, он выполнен в форме металлического стержня, возвышающегося на 2 метра над самой высокой точкой кровли (коньком). Он также может иметь линейную конструкцию – в виде троса или сетки, расположенной на кровельном материале.

Молниезащита кровли Источник buildup.ru

Основная задача молниеприёмника – это приём и передача электрического тока следующему по цепи элементу защиты. Напряжение в грозовом разряде может достигать 1 ГВ. Чтобы обеспечить сохранность материала и, главное, безопасность для всего окружения, к устройству предъявляются повышенные требования:

• Стальной стержень должен иметь сечение не менее 70 мм², алюминиевый – от 50 мм², а медный – от 35 мм².
• Возвышение стержня над самой высокой точкой крыши – от 0,5 до 2 метров.
• При использовании троса на коньке, его толщина не должна быть меньше 5 мм.
• Для приёмника в виде сетки должны использоваться стальные проводники диаметром от 6 мм.
• Сеточный молниеотвод должен возвышаться над кровлей минимум на 15 см.

Токоотвод

Часть молниеотвода, соединяющая приёмник с заземляющим контуром, называется токоотводом. Как и к выше рассмотренному элементу системы, к проводнику предъявляются не менее строгие требования:

• Путь от приёмника до заземлителя должен быть минимальным.
• Не допускается монтировать проводник с поворотами, острыми углами и прочими искривлениями – во избежание пробоя разряда на данных участках.
• Площадь сечения провода должна быть не менее 16 мм² для меди, 25 мм² – алюминия, 50 мм² – стали.

Токоотвод рядом с водостоком Источник buildup.ru

Заземлитель

Пойманный разряд молнии передаётся через токоотвод на заземляющий контур. К его конструкции также предъявляются особые требования:

• Минимальная площадь сечения для стали – не менее 80 мм², для меди – от 50мм².
• Заземляющий стержень вбивается в грунт минимум на 0,8 м.
• Расстояние от стены дома не менее 1 метра, а проходных зон – от 5 метров.

Заземляющий контур изготавливается либо в линейном виде – двух вбитых стержнях на расстоянии 3 метров и соединённых между собой шиной, либо в виде равностороннего треугольника – из трёх заглублённых проводников. Все соединения выполняются с помощью сварки. При этом всю конструкцию рекомендуется погружать на глубину около 0,5 метра от поверхности грунта.

Контур заземления Источник hotel-a.ru

Устанавливаем вышку

Материалом для монтажа вышки могут послужить металлические уголки, которые можно сварить между собой. Если вы делаете конструкцию своими руками, то ее внешний вид – индивидуальное решение. Самое главное, чтобы в сердцевине была пустота, куда будет помещен проводник для заземления.

К молниеприемнику привариваются хомуты для крепления медных и алюминиевых стержней. Затем они соединяются отдельным проводником, который впоследствии нужно будет соединить с контуром заземления. Затем выкапывается яма глубиною в 2-2,5 метра и вкапывается сама вышка. Если высота дома будет около 5 метров, то вышка со стержнем-приемником должна быть не ниже 7 метров.

Заземление

Устройство — металлическая конструкция, закопанная или забитая в землю и обеспечивающая хороший контакт системы с землей. При влажных почвах нет смысла оборудовать заземлитель глубже 80 см. Как правило, используют стальной пруток 18 – 20 мм либо уголок 40 – 50 мм, стальную полосу шириной 40 мм. Длина заземлителя должна быть не менее 3 метров.

Конструкция может иметь форму треугольника либо напоминать перевернутую букву «Ш». Соединение элементов заземлителя проводится с помощью сварки либо болтовым скручиванием. Конструкция должна быть надежна на протяжении многих лет, не ослабевать и не иметь люфтов.

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:

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.

Оборудование для молниеотвода

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.

Внимание!!! Это очень важно: изолировать токоотвод от металлических элементов дачного дома. Разряд ни в коем случае не должен пойти в смежные металлические не заземленные конструкции!

Нижний конец кабеля защемляют контактами или приваривают к заземляющему электроду

Затем заземляющий контур заглубляют (вбивают) в почву и, хорошо трамбуя, засыпают землей

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!

Уход за системой

Чтобы молниезащита в частном доме работала эффективно и без сбоев, необходимо выполнять простейшие профилактические операции:

1. Каждый год перед началом сезона гроз осматриваем все элементы системы. При необходимости выполняем ремонт, замену или обработку противокоррозионными составами.

Окисленные муфты очищаем или заменяем новыми

1. Раз в три года выполняем полный цикл профилактических работ: проверяем соединения, при необходимости подтягиваем муфты для восстановления контакта. Очищаем поверхности от окислов. Выполняем замеры электрического сопротивления контуров.

Замер параметров заземления

1. Раз в пять-семь лет вскрываем подземную часть заземляющего контура. Осматриваем детали для выявления участков, поврежденных в результате коррозии. Если труба, арматура или полоса проржавели более, чем на 1/3, элемент необходимо заменить.

Категории и виды внешней защиты от молний

Атмосферная молния — это мощный разряд электричества, подчиняющийся основным законам физики. Всем известно, что электрический ток движется по пути с наименьшим сопротивлением. Главной задачей блока грозозащиты любого вида создать именно такой путь для прохождения электроэнергии, минуя конструкцию строения. При ударе молнии в частный дом, оснащенным таким блоком, вся мощь электрического заряда просто-напросто уйдет в поверхность земли, не нанеся ущерба постройкам, электроприборам и человеку.

В народном сленге такой виды защиты частных строений называется по-разному: заземлением загородного дома, системой молниеотводов, а также громоотводами. Последний вариант наименования совершенно некорректен, ведь гром — это звук удара молнии и отводить его никуда не нужно. Но термин давно прижился и используется в разговорной речи. Независимо от того, как называется защита дома от молний, она предназначена для выполнения одной задачи — отвода энергии атмосферного электрического разряда в землю. Блоки грозозащиты делятся на три категории: по методу и виду защиты, а также по конструктивным особенностям.

1. Методы защиты. Эта категория делится на два вида молниезащиты: активную и пассивную. В активной системе приемник молний оснащен специальным ионизатором воздуха, который своей работой провоцирует накопленное атмосферой статическое электричество на разряд. По своей сути, активная защита притягивает молнию, тем самым исключая возможность прямого попадания молнии в объект недвижимости и рядом находящиеся постройки.

   Пассивные системы не оснащены никакими дополнительными устройствами, поэтому молния может на ней разрядиться, а может и ударить в другое место, но в любом случае данный вид молниезащиты создает надежный барьер от прямого попадания разряда в дом. В то же время она не способна защитить бытовую технику от вторичного поражающего фактора. Для защиты от него необходимо устанавливать дополнительное оборудование.

2. Виды защиты. В этой категории защита дома от разряда делится на два типа: внутреннею и внешнюю. Внутренняя система защищает частное владение от вторичного поражающего фактора, а внешняя от первичного. В связи с тем, что активные системы защиты от атмосферных электрических разрядов практически не применяются в быту, то блок грозозащиты дома, коттеджа или дачи должен состоять из двух частей: внешней и внутренней.

3. Конструктивные особенности. В этой категории блок грозозащиты для частного дома делится на типы по особенностям конструкции внешних приемников молний. На данный момент существует три основных типа молниеприемников: штыревые, сетчатые и тросовые. Каждый из них хорош по-своему. Штыревые молниеотводы самые дешевые, но менее эффективные по сравнению с сетчатыми и тросовыми приемными элементами.

Выбрать лучшую защиту от разряда атмосферного электричества для своего дома вам поможет следующая глава статьи, в которой мы расскажем о конструкции наиболее популярной пассивной внешней молниезащите, в дополнение к которой необходимо устанавливать и внутреннюю защиту от вторичного поражающего фактора.

Самостоятельный монтаж молниезащиты

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что монтаж защиты от молний можно осуществить своими руками без привлечения наемных работников. Конечно, если вы обладаете элементарными навыками монтажных работ. В противном случае следует пригласить специалиста. Если вы все же решили осуществить монтаж громоотвода собственными руками, то сначала следует выполнить проектирование и расчет молниезащиты. Этот процесс не вызовет затруднений. Мы коротко расскажем о проектировании молниезащиты и ее самостоятельном монтаже на примере установки громоотвода со стержневым молниеприемником. Это самый популярный вариант защиты от грозы загородной недвижимости.

Громоотвод со стержневым приемником молний обеспечивает защиту в виде воображаемого конуса, c вершиной на конце молниеприемника. Во внутреннюю зону этого конуса, для обеспечения надежной защиты строения от молний, должен попадать весь объект.

На приведенном рисунке мы видим, что часть дома не попала в зону защиты, поэтому необходимо перенести молниеприемник на середину дома или увеличить его высоту. Лучшим местом для монтажа штыря молниеприемника является конек крыши или печная труба. Расчет высоты стержневого приемника рассчитывается по следующей формуле.

• Rx — нижний радиус защиты воображаемого конуса, который необходимо замерить рулеткой на поверхности земли;
• Ha — высота активной зоны защиты от молний, которая замеряется от земли до наивысшей точки воображаемого конуса;
• Hx — самая высокая точка частного дома, которая может находиться на коньке кровли, печной трубе или на других элементах конструкции;
• H — высота стержня молниеприемника.

После расчета длинны стержня молниеприемника следует определиться с его местоположением и проложить воображаемую трассу монтажа токоотвода от стержня до места установки заземлителя. На этом проектирование и расчет молниезащиты закончен и можно приступить непосредственно к монтажу громоотвода.

Монтаж заземлителя

В первую очередь следует смонтировать заземляющий контур. Для выполнения работ вам понадобится следующий инструмент и материалы:

• болгарка с отрезными кругами, сварочный аппарат, кувалда, молоток и лопата;
• стальной уголок 40×40 для вертикальных штырей и полоса 40×5 для перемычек.

Заземлитель следует монтировать недалеко от стены дома. Выбираем место и выкапываем равностороннюю треугольную траншею глубиной 70 см со сторонами 1.2 метра. До стены дома также необходимо прокопать траншею для укладки токоотвода. В углах треугольника забиваем отрезки стального уголка на глубину 2 метра.

К концам штырей приваривается полоса. К одному углу контура приваривается стальная полоса и выводиться на стену дома, где к ней будет присоединен токоотвод от молниеприемника. Траншея закапывается и утрамбовывается. Заземлитель готов к подключению токоотвода.

Монтаж приемника молний

Лучшим местом для крепления стержня молниеприемника является печная труба, расположенная вблизи конька кровли. Крепить мачту удобнее всего кронштейнами с хомутами на концах.

Альтернативным вариантом крепежа штыря молниеприемника является его установка на специальную опору на коньке дома.

На заключительном этапе монтажа к нижнему концу стержня крепится токоотвод при помощи хомута с резьбовым соединением.

Монтаж токоотводов

Токоотвод, металлический провод диаметром не менее 6 мм прокладывается непосредственно по кровле и стене дома, к месту выхода соединительной стальной полосы от контура заземления. Вся конструкция крепится к кровле и стенам дома пластиковыми или металлическими хомутами с опорой.

Нижний конец провода токоотвода закрепляется на металлической полосе заземлителя с помощью резьбового соединения.

На этом монтаж внешней грозозащиты закончен, но если не установить блок внутренней защиты от перенапряжений, то ваша система защиты от молний будет неполной.

Установка УЗИП

Устройство защиты от импульсных перенапряжений полностью обесточивает электрическую сеть дома при возникновении мощного индукционного поля, то есть вторичного поражающего фактора молнии. Модуль устанавливается в распределительный щиток по следующей схеме.

После установки УЗИП ваша молниезащита частного дома получает полностью законченный функциональный вид. С этой системой ваша недвижимость и бытовая техника надежно защищены от атмосферных электрических разрядов.

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.

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.

Может Вас заинтересует статья Мерцание светодиодных ламп.

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.

Что такое громоотвод и для чего он нужен

Прежде всего, перед тем, как сделать громоотвод, нужно разобраться, а как же именно он работает. На самом деле всё достаточно просто: на крыше дома устанавливаются молниеприёмники, которые служат для улавливания молний, и отвода опасного разряда от них в землю.

Опасный разряд уходит через специальные токоотводы в землю, где предварительно обустраивается специально предназначенное для этих целей заземление. Ниже рассмотрим по порядку, из каких именно элементов состоит молниезащита дома, а так же, как её сделать своими руками.

Молниеприёмник — основной элемент громоотвода, в роли которого выступает металлический штырь или трос. Длина штыря от 0,5 до 2 метров, а материалом его изготовления служит сталь, медь или алюминий. Следует добавить, что на сегодняшний день можно купить уже готовые изделия, которые имеют подходящий диаметр и длину, а также удобное и быстрое крепление к крыше дома.

В роли молниеприёмника может служить и металлическая сетка, а также сама крыша, если она выполнена из металла. Всегда помните о том, что молниеприёмник, очень важный и опасный элемент громоотвода. Лучше проконсультироваться со специалистами перед его изготовлением. В противном случае, данный элемент молниезащиты может стать причиной возникновения пожара или поражения электрическим током.

Токоотвод — следующий элемент громоотвода, который изготавливается из толстой проволоки, диаметром не менее 6 миллиметров. Проволока может быть медной или алюминиевой, а также стальной, для соединения которой применяется сварка либо болтовые соединения. Именно по токоотводу заряд от молнии уходит в землю, через установленные в ней заземлители.

Заземлители — один или несколько металлических штырей, которые заглублены в землю на определённую глубину. В принципе, это-то же самое заземление, про обустройство которого вы можете прочитать здесь. Итак, вкратце понятно, из чего именно состоит громоотвод и система молниезащиты дома в целом.

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

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

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

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.

Что надо учитывать при установке

Тип и эффективность действия молниезащиты, выбираемой индивидуально для каждой сельской постройки, зависит от ряда факторов. Вот важнейшими из них:

• техническое состояние частного дома;
• его расположение по отношению к другим объектам;
• качество грунта в месте расположения защищаемого частного строения, обеспечивающее хорошее заземление всей конструкции в целом.

https://youtube.com/watch?v=RpdS5w87Rdo

В случае ветхого и плохо защищённого от воздействия природных факторов строения вероятность его поражения грозовым разрядом резко возрастает, что потребует от владельца дополнительных приспособлений для молниезащиты.

Близкое расположение высотных объектов

С другой стороны, даже совершенно новые частные дома могут подвергнуться влиянию молнии, если они располагаются в непосредственной близости от антенных вышек, крупных и высоких деревьев или столбов.

Состояние почвы

Качество грунта в месте расположения дома очень важно с точки зрения эффективности используемого в составе молниезащиты заземлителя, защитное действие которого основано на стекании разрядного тока в почву. В тех случаях, когда на даче или в месте расположения загородного частного дома грунт обладает низкой электропроводностью, необходимо заранее побеспокоиться об искусственных мерах её повышения. Сделать это удаётся за счёт добавления в почву водного раствора поваренной соли или других химикатов

Сделать это удаётся за счёт добавления в почву водного раствора поваренной соли или других химикатов

В тех случаях, когда на даче или в месте расположения загородного частного дома грунт обладает низкой электропроводностью, необходимо заранее побеспокоиться об искусственных мерах её повышения. Сделать это удаётся за счёт добавления в почву водного раствора поваренной соли или других химикатов.

Компенсировать недостаточную электропроводность грунта также удаётся за счёт снижения сопротивления токоотвода и заземлителя, к которым подсоединяется молниеотвод в частном доме.

Однако этот вариант повышения эффективности молниезащиты, как правило, приводит к увеличению издержек на расходные материалы и удорожанию всей системы в целом.