Как сделать заземление и молниезащиту крыши своими руками

Пирог крыши из металлочерепицы

Сложно представить, что какой-нибудь взрослый современный человек не знаком с металлочерепицей – это кровельное покрытие стало настолько популярно у нас в России, что его просто невозможно не заметить! Крыши частных домов, коттеджей покрываются черепицей, беседки и околодомовые постройки – без металлочерепицы никуда =) Приятная цена этого материала радует и позволяет сэкономить на кровельных работах + легкость металлочерепицы – ее легко доставить самим.

Но не каждый знает, как делается изоляция под металлочерепицу, хотя если вы собираетесь крыть крышу сами, а не доверять это бригаде высококвалифицированных гостей с Ближнего Востока, то вам будет полезно узнать обустройство крыши, что и в какой последовательности кладется, чтобы кровля служила долгие года. Сделаем сразу замечание, что несмотря на то, что металлическая крыша привлекает своей относительной дешевизной, экономить еще и на стропильной системе (дескать, легкая черепица) не следует – стропилы должны быть поставлены таким образом, чтобы 1 кв.м. крыши выдерживал 150 – 190 кг весовой нагрузки. Это обоснованно, т.к. хоть черепица сама по себе и легкая, зимой на крышу будет давить снег – и конечно, при монтаже, либо при будущем ремонте на крыше будет находиться несколько человек.

Закончим с лирическими отступлениями и перейдем непосредственно к интересующему нас вопросу, а именно разберемся, какой же кровельный пирог под металлочерепицу должен быть.

Состав кровли

Его в простонародье называют просто пирогом – думаю, понятно, почему – несколько слоев напоминает кондитерское изделие. Все слои выполняют свои функции, отсутствие одного из низ делает крышу не такой защищенной, может повлечь за собой даже порчу кровельного покрытия.

Рис. 1. Пирог крыши из металлочерепицы

Итак, в какой же последовательности будет правильно класть пирог крыши? А вот в какой:

• металлочерепица;
• обрешетка деревянная;
• контробрешетка из деревянных брусков;
• гидроизоляционный материал (иногда называемый гидропароизоляция);
• вентиляционное пространство;
• теплоизоляционный материал;
• пароизоляция (иногда это отдельная пленка, не совмещенная с гидроизоляцией);
• стропилы.

Но такой вариант делается в той местности, где климат зимой очень суровый, либо если под крышей расположено жилое помещение – второй этаж дома, мансарда. Если же климат довольно мягкий, либо подкровельное пространство предназначено для чердака, то утеплять так усиленно нет смысла (смотрите, опять экономия – сплошные плюсы!), состав кровли в этом случае не будет иметь теплоизоляционного и пароизоляционного слоев.

Шумоизоляция металлочерепицы

Многих будущих владельцев металлочерепичной крыши волнует этот вопрос – а как можно сделать крышу максимально непроводящей шум? Звукоизоляция особенно важна, если под крышей есть помещение, в котором живут люди. Конечно, приятно слушать шум летнего или осеннего дождя, но иногда ведь и тишины хочется.

Надо сказать, что решить данную проблему и сделать звукоизоляцию настолько, чтобы совсем не слышать происходящего снаружи не получится – не тот вид крыши вы выбрали (идеальная шумоизоляция у мягких крыш, или еще называемых битумными)

Любая кровля представляет собой конструкцию из большего или меньшего количества слоев, а вся совокупность данных слоев называется кровельным пирогом. Слои выполняют свои функции, и для любых видов крыш имеются свои стандартные наборы материалов, а иногда и несколько наборов на выбор. Так, кровельный пирог под металлочерепицу — не исключение, его, как и остальные пироги из различных кровельных материалов, делают по определенным правилам.

Правила монтажа молниезащиты

Установить штырь на самую высокую точку крыши несложно. Основная задача производителя работ – провести прочное крепление любыми способами.

Что касается натянутого троса или уложенной в виде решетки проволоки, то тут используют специальные крепежные изделия, которые изготавливаются именно для системы молниезащиты. Их прямо крепят к кровельному материалу саморезами, а провод пропускают через специальные скобы или хомуты, которые являются неотъемлемой частью этих крепежных изделий.

Теперь о монтаже токоотвода. Он прокладывается по кротчайшему расстоянию. А крепится к крыше и к стенам теми же крепежами. Надо отметить, что приспособления крепления к стене не отличается от кровельного крепления.

Есть несколько требований, которые касаются места установки отводящего контура.

1. Монтировать его надо по стенам, возле которых нет проходных маршрутов: аллеек, дорожек, проездов и так далее. Чем дальше от людей, тем лучше.
2. Расстояние от токоотводящего провода до окон и дверей дома не должно быть меньше полуметра. Но чем дальше, тем безопаснее.
3. Токоотводящих контуров может быть больше одного. При этом, расстояние между соседними не должно быть меньше 10 м.

Крепежи для молниезащиты Источник goldkryshi.ru

Монтаж заземляющего контура

В устройстве молниезащиты частного дома, заземление – самый сложный участок в плане его монтажа. К нему предъявляются достаточно жесткие требования в плане параметров и расположения забиваемых в землю элементов.

1. Сопротивление проводника не должно превышать 10 Ом.
2. Длина штыря до 3 м.
3. Расстояние между штырями равно: 2,2хL, где «L» – длина штыря.
4. Не обязательно штыри вбивать в одну яму и обвязывать их между собой. Можно около каждого спущенного с крыши токоотвода вбить заземляющий элемент, присоединив к нему первый. Просто для увеличения эффективности работы заземляющего контура рекомендуется вбитые в разные места штыри соединить между собой стальной полосой.

Необходимо отметить, что заземление крыши из профнастила или любого другого кровельного материала проводится по одной и той же технологии. Можно использовать разные проводники, разные крепежные детали, но схема расположения элементов молниезащиты всегда одинаковая, потому что требования к этой системе одни и те же.

Схема пассивной молниезащиты Источник sputnikmts.ru

Можно построить самостоятельно?

Если речь идет о том, чтобы собрать пришедшие с завода детали в одну конструкцию — то запросто, но с помощниками. Вся работа состоит в отыскивании нужной детали и установке ее на место, указанное в чертежах. Поначалу сложно, потом — освоитесь.

Если под «строительством металлокаркасного дома своими руками» подразумевают его сварку из профильной трубы, то дело это неоднозначное. Если строить собрались небольшой дачный домик, то вопросов нет: каркас можно поставить по тому же принципу, что и деревянный и для одноэтажного строения для угловых стоек достаточно трубы 80*80 мм, а для промежуточных можно взять меньше. Но шаг установки все равно диктует утеплитель: расстояние в просвете должнобыть 58-59 см (чуть меньше стандартной ширины минеральной ваты).

Собранный скелет дома из специального оцинкованного профиля

Единственное, что нужно помнить: при использовании профильной трубы мостики холода будут обязательно. Тогда само утепление потребуется сделать в несколько слоев, перекрывая утечки тепла, что решит проблему. Один слой традиционно ставится в распорку между стойками. Сечение профильной трубы далеко не 200-250 мм, которые необходимы для утепления дома в Московском регионе (под минеральную вату). Потому под недостающие слои устраивается поперечная обрешетка (с одной или двух сторон — решайте сами). Получается, что между стойками утеплитель уложен вертикально, а по обрешетке — горизонтально. Мостиков холода стало значительно меньше.

Со стороны помещения утеплитель закрывается пароизоляционной мембраной (она не должна пропускать влагу в утеплитель). Со стороны улицы на него закрепляется ветрозащитная паропроницаемая мембрана с гидроизоляционными свойствами. Она выолняетсразу три функции:

• защищает от ветра,
• не дает попасть конденсату или случайно попавшим осадкам в утеплитель,
• выводит из утеплителя пар, который туда все равно проникает из помещения (несмотря на пароизоляцию).

Только при таком пироге и наличии между наружной мембраной и отделочными материалами вентазазора можно быть уверенным в том, что утеплитель не будет мокнуть. Только для того чтобы вентзазор работал, необходимы еще вентиляционные отверстия внизу стены и негерметично заделанный выход под кровлю сверху: поток воздуха между наружной отделкой металлокаркасного дома и ветрозащиной мембраной должен проходить не встречая препятствий.

Для вдохновения — видео, на котором снят процесс сваривания дачного домика из профильной металлической трубы. Тем, кто умеет варить металл, сделать металлокаркасный дом своими руками из трубы не составит труда.

Виды защитных приспособлений

Эффективная молниезащита здания со скатной кровлей при небольшом угле наклона, так же как и для плоской кровли, чаще всего реализуется в виде металлической сетки, изготовленной из круглой стали, меди или алюминия диаметром 6-8 мм. Реже используют полосы из того же материала сечением 2,5 на 20 мм. Это недорогой, но надежный метод. Сооружение сетки должно соответствовать нескольким правилам:

• полосы укладываются строго перпендикулярно, образуя по возможности равносторонние ячейки;
• шаг ячейки сетки не превышает 10-12 м для жилого дома или гаража;
• соединение проводников выполняется сваркой или специальными болтовыми соединителями, разработанными для целей молниезащиты и заземления;
• если проводники молниезащитной сетки размещается не на поверхности, а в толще кровли, кровельные материалы, контактирующие с сеткой, должны выполняться из пожаробезопасных материалов;
• с целью заземления необходимо выполнить не менее двух токоотводов – проводников, соединяющих сетку с заземлителем.

Другой способ, используемый для скатной кровли со значительным углом наклона, представляет собой тросовый молниеприёмник – защитную металлическую проволоку или многожильный трос. Проводник закрепляется на коньковых держателях на высоте примерно 25 см.

Элементы системы

Удар молнии в незащищенную кровлю здания может привести к самым серьезным последствиям. Пожары, спровоцированные грозой, не редкость, особенно если пострадавшее здание было изготовлено из горючих материалов. Вот почему наличие молниезащиты поможет вам сохранить не только имущество, но и здоровье, а иногда и жизнь.

Основные элементы конструкции

Принцип действия молниеотводящей схемы, которая устанавливается на частных домах, прост:

1. За улавливание электрического разряда отвечает молниеприемник. Он обычно представлен металлической конструкцией, которая располагается на коньке крыши (иногда заходя на скаты).
2. Разряд молнии, уловленный молниеприемником, передается далее по токоотводящему контуру. Этот контур делают из медной, алюминиевой или стальной проволоки. Он соединяет приемный штырь, трос или сетку с заземляющей конструкцией, расположенной в грунте.
3. Заземление – контур из металлических полос или стержней, обеспечивающий отведение разряда в толщу грунта. Как правило, заглубляется в землю минимум на 0,8 – 1 м, что обеспечивает эффективную нейтрализацию молнии и повышает общий уровень безопасности.

По такому принципу обустраивается так называемая пассивная молниезащита дома. Для ее функционирования не требуется дополнительных источников энергии.

Варианты конфигурации пассивных систем

Альтернативой является активная система защиты:

1. Основной частью такой системы является активный молниеприемник, который монтируется минимум на 1м выше наивысшей точки здания (чаще всего это дымоход).
2. Устройство ионизирует воздух на определенном расстоянии вокруг себя, что позволяет эффективно перехватывать молнии в радиусе до 100 метров.
3. В дальнейшем заряд молнии так же, как и в случае с пассивной системой, передается по токоотводящему контуру к системе заземления.

Элементы активной молниезащиты

Минусом такой системы является необходимость подключения ее к электрической сети, а также достаточно высокая цена. С другой стороны, эффективность активных устройств выше, чем у пассивных, потому, например, для дорогого деревянного дома стоит потратиться.

Основными документами, регламентирующими устройство защитных контуров, являются:

• РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений»;
• СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций».

Молниезащита на мягкой кровле

Попадание молнии в здание вызывает разрушения, порой необратимые. В особенности риску подвержены строения на открытой загородной местности. Правильно спроектированная и установленная молниезащита на мягкой кровле надежно защитит дом от стихии. Требования к системе, а также рекомендации по устройству, описаны в инструкции РД 34.21.122-87.

Особенности молниезащиты

Различают активную и пассивную молниезащиту. Системы схожи по конструкции — молниеприемник, токоотвод, заземление — но имеют принципиальное различие в действии. Активная технология работает на опережение, провоцируя и принимая молнию, защищает определенный радиус вокруг себя. Используется молниеприемник с генератором ионов, который и притягивает разряд.

В качестве молниеприемника для пассивной защиты используются металлические стержни, трос или сетка. Система не притягивает, но отражает и нейтрализует удары, которые попадают в зону действия молниезащиты. Правильный выбор технологии зависит от особенностей и формы крыши, ландшафта местности и климатических условий в регионе.

Металлическая кровля

Установка стержневых молниеотводов — оптимальный способ защиты для металлических крыш. Активная система уместна, если необходимо защитить большой участок: установка одного аккуратного молниеприемника предпочтительна десятку металлических стержней. Металлическая кровля также может быть проводником: если обрешетка выполнена из негорючих материалов и разряд молнии не вызовет возгорания. В таком варианте токоотвод подключается непосредственно к поверхности крыши.

Черепица

Глиняная или битумная черепица является отличным изолятором. Надежный способ защиты — устройство молниеприемной металлической сетки. Для двускатных крыш укладываются две сетки, которые подключаются к разным токоотводам.

Мягкая кровля

Из пассивных способов приемлема молниеприемная сетка. Однако монтаж может повредить кровельный материал. Монтаж активной молниезащиты заключается в установке единственного молниеприемника: минимум передвижений по крыше. Именно поэтому активная система больше подходит для мягкой кровли.

Система активной молниезащиты на мягкой кровле

Принцип действия

Создается опережающий разряд, который провоцирует удар молнии. Перехваченный ток отводится в систему заземления и нейтрализуется. В зависимости от модели радиус защищенного участка составляет от 17 до 44 метров. Профессиональные системы оборудуются счетчиком удара молний, защитным кожухом и ревизионным узлом.

Преимущества активной технологии

• оперативная и простая установка;
• увеличенная зона защиты;
• установка без риска повредить мягкую кровлю;
• монтаж не зависит от особенностей поверхности;
• минимум компонентов.

Особенности монтажа

Мачты молниеотвода устанавливаются на крыше. Количество зависит от расчетной площади, для которой организуется защита, а также от формы крыши. Молниеприемник должен возвышаться минимум на 2 метра от самой высокой точки здания. Чтобы не повредить кровлю установка осуществляется на кронштейны к дымоходу или другому аналогичному сооружению на крыше.

Для каждого приемника устраивается отдельный токоотвод, который крепится по водостоку на специальных держателях. В качестве токоотвода используется алюминиевый пруток диаметром 8 мм, который подлежит обязательному заземлению. Металлоконструкции в радиусе действия защитного поля подлежат соединению между собой.

Пассивная молниезащита

Разновидности молниеприемников

• Металлический штырь. Устанавливается на пересечении скатов.
• Тросовая молниезащита. Стальной трос крепится вдоль конька.
• Молниеприемная сетка. Устраивается стальная сетка по всей поверхности, которую необходимо защитить от молний.

Любой молниеприемник соединяется с токоотводом, который необходимо правильно заземлить. При попадании в защиту разряд направляется в землю и рассеивается.

Устройство молниезащиты

Удобно осуществлять монтаж до устройства мягкого кровельного покрытия — в таком случае исключен риск повреждений гидроизоляции. Сетка укладывается на заранее подготовленные держатели. Используется стальная катанка сечением 6 мм, предварительно выровненная специальным инструментом. Оптимальный шаг сетки — 6х6 м, но допускается увеличение до 12х12 м. Проволока поставляется цельной намоткой в бухте либо отдельными прутами по 3-6 метров. Крепление прутов выполняется быстрее, но для соединений используются дорогостоящие зажимы. Целесообразней использовать бухту, однако, увеличивается риск нанести ущерб поверхности. Монтаж молниезащиты возможен под негорючий теплоизоляционный материал или непосредственно на кровле.

Конструкция молниезащиты

Теперь по конструкции молниезащиты, поговорим пока только о внешней.

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

Молниеприемник.

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

Простейшим является стержневой тип приемника.

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

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

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

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

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

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

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

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

Еще один тип молниеприемника – тросовый.

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

Третий тип приемника – сетка.

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

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

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

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

Токоотводы.

Далее о втором элементе данной защиты – токоотводах.

Основной задачей их является передача разряда от приемника к заземлителю.

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

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

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

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

От количества концов молниеприемников зависит количество токоотводов.

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

Также два токоотвода применяется при сеточном приемнике.

Заземлитель.

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

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

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

Соединяется заземлитель с токоотводом только сварным соединением.

Читайте по теме — защита электроприбов с помощью специальных устройств.