Как грамотно рассчитать и соорудить громоотвод в частном доме своими руками

Зачем нужна конструкция

Предсказать место удара молнией можно, но это довольно сложно, т. к. одновременно существует несколько точек, куда она может ударить. Желательно создать для нее приспособление, которое будет брать на себя основной удар. Такой конструкцией является громоотвод. Его задачей является прием высоковольтного электрического разряда и его рассеивание. При отсутствии громоотвода в частном доме может произойти непоправимое. Если разряд дойдет до сети питания дома, то выйдет из строя практически вся техника, которая подключена к электричеству. Кроме того, молния может привести к пожару.

Конструкция громоотвода не является слишком сложной, поэтому ее можно соорудить самостоятельно, затратив немного времени. Ниже будут описаны материалы, которые необходимы для всей конструкции. Их стоимость невысока, а некоторые из них уже могут быть в наличии на даче или в загородном доме.

Виды и конструкция молниеотводов

Молниеотвод состоит из следующих элементов:

• Заземлитель;
• Токоотвод;
• Приемник молнии.

Самыми распространенными считается: стержневая, и тросовая молниезащита.

Стержневые молниеотводы представляют собой, простую конструкцию на основе штыря из цельного метала, который равняется 15-20 мм в диаметре. Проводом в этом случае играет металлическая арматура, она отводит весь электрический заряд, ее диаметр должен составлять 6 мм. Между собой все элементы необходимо соединять с помощью сварки. Установка устройства молниезащиты не должна соприкасаться с домом, крепиться она на специальной станине возле самого здания или дома. Безопасность в этом случае будет зависеть только от размера самого штыря, чем он выше, тем больше радиус он охватит.

По похожему принципу монтируется молниезащита дома из сэндвич панелей. В этом случае только берется определенный расчет под тип каждого здания.

Как работает громоотвод дачного дома

Громоотвод – это специальная установка, которая притягивает к себе электрический заряд молнии и перенаправляет его от дома по проводнику в землю. Таким образом, молния не причинит никаких разрушений и не принесет вреда. Громоотвод состоит из двух блоков:

• наружного;
• внутреннего.

Наружный блок представляет собой токоприемник (молниеприемник), соединенный с токопроводом (токоотводом), которые вместе выполняют роль приема и распределения заряда молнии, а также заземлитель, рассеивающий этот заряд в земле.

Внутренний блок защитит ваш дом от скачков напряжения, а, следовательно, предотвратит выход из строя электроники. Наверное, каждый слышал, что если электрический заряд молнии имеет большую силу, то все электрические приборы в доме сгорают.

Так что появляется еще одна причина сделать громоотвод.

Нужен ли громоотвод на крыше частного дома?

С точки зрения безопасности, громоотвод нужен всегда — даже если вероятность попадания молнии мизерная, молниезащита и заземление снизят ее еще больше. То есть хуже точно не будет. Вот только цена молниеотвода с монтажом начинается от 30 000 рублей, и далеко не каждый готов потратить эти деньги на снижение вероятности удара молнии на тысячные доли процента. Поэтому обычно отдельно говорят о ситуациях, в которых устройство молниезащиты обязательно, а отдельно — о случаях, когда установка громоотвода — всего лишь рекомендация.

Молниезащита кровли обязательно нужна:

• когда дом находится в коттеджном поселке, деревне, городском частном секторе или стоит обособлено и вблизи нет высотных зданий;
• при перекрытии кровли любыми видами металлических покрытий, включая профнастил и металлочерепицу;
• когда дом построен на возвышенности или под ним есть грунтовые воды неглубокого залегания;
• если в здании много работающей электроники или установлено мощное оборудование.

При выполнении любого из этих условий необходимость монтажа молниезащиты — не вопрос для обсуждений, поскольку риск довольно велик. И он тем выше, чем южнее построен дом: в южных регионах грозы бывают значительно чаще, чем в северных, следовательно, и вероятность попадания молнии в дом возрастает. На карте ниже хорошо видно, как количество дней с грозами при движении на юг увеличивается с несколькими очагами возле горных хребтов.

Конечно, заставить вас установить громоотвод на доме никто не может — это могут официально требовать только для общественных, многоквартирных, коммерческих и производственных зданий. Если речь идет о частном доме, молниезащиту оставляют на усмотрение владельца. Но не сделать громоотвод в частном доме в такой ситуации все равно, что не обработать огнезащитой деревянный брус для каркасного дома и сделать в нем закрытую проводку.

Совсем другое дело, когда ваш дом:

1. Находится в непосредственной близости от господствующей высоты: вышки сотовой связи, водонапорной башни, высотных зданий. Но учитывайте, что непосредственная близость — это не километр и даже не 500 метров. Это когда самая дальняя точка дома расположена не более чем в 1,2×h от высотного объекта, где h — его высота. То есть при высоте базовой станции в 100 м, каждый уголок вашего дома должен попадать в конус с вершиной в самой высокой точке вышки и с основанием радиусом 120 м.
2. Построен в лесу с высокими деревьями. Радиуса защиты от одного дерева, если это не секвойя, не хватит, чтобы перекрыть весь дом, но деревьев в лесу очень много. Иногда для лучшей защиты на вершину самого высокого дерева вблизи дома крепят громоотвод.
3. Расположен в районе, где грозы бывают редко. Если в числах, то это районы со средней за год продолжительностью гроз до 20 часов. На карте выше это красная и розовая зона.

Во всех этих ситуациях риск попадания молнии очень незначителен, поэтому многие владельцы домов не делают молниезащиту, полагаясь на случай. С одной стороны, вероятность действительно низкая. С другой стороны, потери, если «что-то пойдет не так» будут очень велики: даже если дом не загорится, то вся электроника, включая блоки управления котлов отопления, в нем точно сгорит. Насколько такая экономия оправдана, каждый владелец дома решает для себя сам.

Молния непредсказуема, пусть и редко, но она может ударить в здание, защищенное господствующей высотой.

Для чего нужно заземление и насколько необходим его монтаж в частном доме

Начнем с того, с чем часто сталкиваются практически все владельцы бытовых приборов – незначительный, но чувствительный удар током от корпуса какого-нибудь устройства в доме. А происходит это от нарушения изоляции и прикосновения токоведущих частей с корпусом прибора.

Рассмотрим другой вариант. Иногда случается, что, открыв водопроводный кран, человек чувствует пощипывание электрического тока от воды. В этом уже виноваты соседи, которые пытаются воровать электричество. Конечно, с более новыми приборами учета такой номер не пройдет, но со старыми вполне получалось. Происходит так по причине того, что недобросовестный потребитель, взяв фазу для прибора от розетки, ноль подключает к водопроводной трубе. В этом случае расход падает в 2 раза.

Человек, ворующий электроэнергию выглядит примерно такВажная информация! Если потребитель будет уличен в подобном воровстве, то его обязательно ждет административное наказание.

Так вот, возвращаясь к нашей теме – зачем нужно заземление. Именно оно спасет от подобных неприятных ощущений, а порой и от более серьезных поражений электрическим током. Не будем рассматривать его устройство в многоквартирных домах – ведь там смонтирован общий контур. Именно к нему и подключены все жилые помещения. Намного интереснее будет разобраться с заземлением для частного дома, которое можно смонтировать своими руками.

Основная задача понять, как выполнить подобную работу. Тем более, что обычно на дачу увозят старые бытовые приборы, которые и требуют к себе особого внимания. Именно вариант монтажа на подобных участках и будет для нас приоритетным. Но для начала разберем общие понятия и нюансы, которые имеет заземление на даче.

Некоторые считают, что это правильное заземление, но они сильно заблуждаются

Понятия «заземление» и «зануление»: в чем разница между ними

Принципиальное отличие этих понятий таково. Заземление снижает напряжение в поврежденной цепи до минимума, не опасного для человека. Зануление же, при помощи автоматики, отключает питание сети при коротком замыкании. Опасность второго в том, что автоматика может не успеть сработать, и человек получит разряд электрического тока, опасный для здоровья или даже жизни.

В домах, где невозможен монтаж заземляющего контура, иногда используется в этом качестве нулевой провод, но в таком случае необходима установка устройств защитного отключения и автоматов совместно, либо монтаж дифавтоматов. Но чаще всего возможность устройства в частном доме заземления и молниезащиты есть, а значит нужно понять технологию монтажа и функционирования.

Так выглядит схема заземления защитного, совмещенного с громоотводомСтатья по теме:

УЗО, что это такое и для чего он нужен? Что выбрать УЗО или дифференциальный автомат? Как подключаем устройство к однофазной сети с заземлением и без него? Как правильно выбрать аппарат для защиты дома? Ответы на эти вопросы Вы узнаете из нашего обзоре.

Ведь как работает заземление? Это можно объяснить на примере общеизвестной фразы «где слабее, там и рвется». Говоря иными словами, а именно обращаясь к языку физики, напряжение всегда идет по пути наименьшего сопротивления. Это значит, что разряд электрического тока пойдет по проводнику, уходя в землю, т.к. сопротивление человеческого тела намного выше. При этом, если установлено УЗО, напряжение будет отключено сразу после включения бытового прибора, в то время как без заземления устройство защиты сработает только после прикосновения к нему проводника (человеческого тела).

Подготовка к самостоятельной установке громоотвода

Самым простым этапом организации молниезащиты является ее установка. Куда более ответственными считаются подготовительные работы: расчеты, выбор места и материалов. Отсутствие критических ошибок на этом этапе гарантирует 60% успеха. Именно поэтому не следует преуменьшать важность тщательной и скрупулёзной подготовки.

Схема отведения ударов молнии

Формула для точного расчета

Не нужно полагать, что любой длинный обрезок арматуры, установленный на крыше дома и соединенный с землей проводом защитит жилище от удара молнии. Громоотвод – конструкция достаточно сложная и чрезвычайно ответственная. Перед тем как сделать молниеотвод в частном доме, необходимо произвести все расчеты, оценить риски и учесть все мельчайшие нюансы.

Для расчета не нужно изучать пособие по электромеханике и вспоминать правило буравчика. Задача – подобрать необходимый размер громоотвода, чтобы обеспечить защиту на нужной вам площади. Если точно просчитать зону действия по формулам, можно добиться защиты 98%, что исключает попадание молнии в дом.

Если речь идет о молниеотводе стержневого типа, который идеально подходит для защиты небольшого дома или дачи, зона защиты имеет форму конуса. Расчетными методами были получены коэффициенты, которые используются для определения необходимой высоты громоотвода.

h = (rх+ 1,63hx)/1,5, где h – высота стержневого молниеотвода;hx – высота защищаемого здания;rx – необходимый радиус зоны защиты на уровне верхней точки защищаемого формула верна для громоотводов высотой не более 150 м, что более чем достаточно для устройства молниезащиты частного дома.

Зона защиты громоотвода

Выбор материала для громоотвода

Перед тем как сделать громоотвод на даче или у себя дома, нужно определиться с материалами. Металл для изготовления имеет большое значение. На сегодняшний день его делают из стали, меди или алюминия. Разница значения сопротивления этих материалов обуславливает разную необходимую площадь поперечного сечения.

Чтобы отобразить свойства всех трех видов наглядно, данные внесены в таблицу:

Минимальные размеры проводников при использовании разных материалов

Из таблицы видно, что лучше всего с задачей справляется медь. Дешевле делать громоотвод своими руками из стального профиля. Токоотвод имеет меньшее сечение, нежели остальные элементы молниезащиты. Правильно будет постепенно наращивать его толщину от молниеприемника к заземлению. Лучше всего использовать один и тот же металл для всей конструкции.

Медь – самый надежный материал

Место установки громоотвода и заземлителя

Не менее важно правильно подобрать место для установки. Громоотвод должен быть самой высокой точкой на участке. Не забывайте про зону защиты в форме конуса. Следите, чтобы весь ваш дом попадал в эту зону. Получается, что чем дальше от дома находится защита, тем выше он должен быть.

Из экономических соображений разумней располагать громоотвод на крыше дома, тогда не придется тратиться на дополнительное сооружение высокой опоры. Профессионалы не рекомендуют устанавливать молниеприемник по центру крыши, лучше закрепить его на одной из стен. Так вероятность того, что на пути молнии станет какой-то элемент кровли следует подумать о размещении заземлителя. В тот момент, когда разряд огромной мощности будет уходить в землю, около заземлителя не должно быть никого. Поэтому ограничивается минимальное расстояние от заземляющего контура до стены дома – 1 м, и до пешеходных дорожек и тротуаров – 5 м. Расположите заземлитель в укромном месте, сделайте ограждение или установите предупреждающий знак.

Опора должна быть надежно закреплена

Молниеприемник

Молниеприемник считается верхней частью любой защитной конструкции, неважно это стержневая молниезащита или тросовая молниезащита. Если рассматривать их по отдельности, то в стержневой окончание всегда заостряется, на него всегда приходиться основной удар молнии.  Лучшим металлом для молниеприемника выступает медь. Приемник всегда нужно вешать как можно выше, но стоит и помнить миру, ведь если он будет висеть слишком высоко,  начнет привлекать все молнии во время сильной грозы.

Стержневой молниеотвод выглядит так:

Линейный молниеотвод устанавливается таким образом:

Полезное о молниях и электричестве из школьного курса

Процесс образования грозового облака сопровождается разделением мельчайших капель воды по зарядам (отрицательным и положительным), при этом накопление негативно заряженных частиц происходит внизу облака.

Поверхности земли и всех сооружений, находящихся внизу заряженного облака, притягивают к себе противоположные частицы (со знаком «+»).

Механизм образования молнии

В возникающем электрическом поле в промежутке между этими частицами (в небе и на земле) повышается напряжённость, возникает разница потенциалов в несколько миллионов вольт. Благодаря этому и образовывается электрический заряд, называемый молнией.

Движение молнии происходит по наименьшему пути сопротивления. Началом служит движущийся на скорости 50 тыс. км/сек к земле слабый заряд (лидер), набирающий силы по пути. Т.к. заряженность воздуха неоднородна, молния проходит по местам с большим количеством заряженных частичек (с лучшими показателями электропроводности).

Двигаясь к земле, заряд ищет объекты с наибольшим количеством положительно заряженных частиц. По достижении уровня земли начинается массовое движение отрицательных зарядов по ионизированному каналу в землю (от нижних частиц самого заряда и до всех остальных в облаке).

Поэтому громоотвод на доме обустраивается из материалов с самыми высокими показателями электропроводности. Это гарантирует, что молния выберет именно его, т.к. на нем накоплено большее количество индукционных зарядов. Молния выбрала бы такой громоотвод, даже если он был бы ниже уровня здания, но экспериментировать этим не стоит.

Так выглядит попадание молнии в громоотвод

Последовательность выполнения работы по изготовлению молниеотвода

В целях экономии допускается собственноручное изготовление громоотвода. Рекомендуется обратить внимание на элементарные конструкции стержневого и тросового агрегатов. Для их изготовления применяются материалы, которые есть в хозяйстве у любого мужчины. Минимум усилий и молниеотвод готов. Главное, четко следовать инструкции по изготовлению.

Стержневого

Последовательность выполнения работ:

• Займитесь подготовкой места монтажа готового агрегата. Очистите территорию. Требуется ровная поверхность.
• Гарант надежности и безопасности громоотвода – правильность и крепость фиксации металлического стержня. Узел крепления усиливается болтовыми крепежными элементами или методом сварки. Важно обеспечить устойчивость конструкции при сильных ветровых нагрузках.

Стержневой

• Приступаем к закреплению молниеприемника на кровле. Если смонтировать элемент непосредственно на самом покрытии не представляется возможным, допускается фиксация узла крепления на фронтоне.
• Чтобы зафиксировать токоотводы на стенах и кровле устанавливаются металлические кронштейны, стержни. Требуется так рассчитать интервал их установки, чтобы исключить провисание проводника.

Немного рекомендаций по поводу фиксации кронштейнов:

• в процессе установки токоотвода важно, чтобы он не выпадал из гнезда;
• проверьте надежность электрического контакта металлических элементов молниеприемника, токоотвода и заземлителя.

Важно! Узловые соединения фиксации токоотвода в обязательном порядке производятся из диэлектрических стройматериалов.

Тросового

Установка тросового громоотвода производится аналогично. Фиксация троса может отличаться в зависимости от конкретной ситуации. Производится его натягивание между опорными конструкциями или фиксация на кронштейны. Выбирается оптимальный вариант в зависимости от защитной зоны (ее расположения), а также конструкции частного дома.

Рекомендуется отдать предпочтение надежной фиксации проволоки из меди или стали на металлический кронштейн.

Пошаговая инструкция выполнения работ:

• Производится монтаж кронштейнов по коньку кровли. Выбор методики крепежа зависит от особенности конструкции строения.
• Выполняется крепление проволоки на кронштейнах посредством болтов или зажимов.

Тросовый

• Отрез длины молниеприемника делается на 10-15 % больше. Остаток загибается вверх по краям кровли. При необходимости можно изменить зону защиты громоотвода.
• Производится установка токоотвода от троса к заземлению.
• Все части конструкции соединяются между собой. Стальные детали свариваются, медные и алюминиевые крепятся на болтовые соединения.

По завершению работ в обязательном порядке проводятся испытания. Вне зависимости от разновидности громоотвода измеряют сопротивление конструкции, уровень заземления. Рекомендуется воспользоваться мостом. Если его нет, подойдет мультиметр или проверочная лампочка.

Далеко не каждый задумывается над тем, какова вероятность попадания молнии в частный дом на даче или в землю около него. Это может вызвать массу проблем. От перебоев в работе электрооборудования, до пожара. Рекомендуется установить молниеотвод, повышающий уровень пожарной безопасности, позволяющий обезопасить хозяина и его имущество.

ВконтактеFacebookTwitterGoogle+

Монтаж молниеотвода

Сам по себе молниеотвод представляет собой неизолированный проводник, максимальное сечение которого позволит принять прямой мощный удар тока. Его необходимо обязательно защитить от коррозии. Как правило, для этого используют либо оцинкованную сталь или же луженую медь. Алюминий применяют крайне редко.

Очень неплохие отводы получаются из стального уголка. Принятый на себя разряд устройство транспортирует до токоотвода, а тот в свою очередь – к заземлителю. Сам молниеотвод запрещено красить или снабжать изоляцией.

Для защиты конструкции часто наверху устанавливают коническую шляпку, углы наклона краев которой составляют максимум 50 градусов. Следует знать – чем выше ставят громоотвод, тем большую территорию он способен защитить. То есть высота расположения его равна диаметру безопасной площади.

В качестве основы под молниеотвод допустимо использовать мачту телевизионной антенны, если та стоит близко от дома. Они, как правило, сооружаются из металла и не красятся. Если же она из дерева, то вдоль нее прокладывают от 2 до 4 стальных проводов.

Обустройство защитной системы непосредственно над кровлей дома делается таким образом: молниеприемники длиной до 2-х метров устанавливают на коньке возле каждого фасада. Между ними протягивают проволоку (минимум 8 миллиметров) – ее крепят обязательно на фарфоровых изоляторах.

Хорошее заземление удается обустроить только в глинистых грунтах. Песок, щебень и прочие материалы являются очень плохими проводниками – их удельное сопротивление чрезвычайно велико. В последнем случае рекомендуется наращивать площадь заземлителей, то есть устанавливать побольше прутьев или класть их лежа.

В США для уменьшения сопротивления почвы часто используют соль – ее домешивают при засыпке траншей к вынутому грунту. У этого способа есть, впрочем, один существенный недостаток – заземлители очень быстро разъедаются и приходят в негодность.

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.

Последовательность выполнения работы по изготовлению молниеотвода

В целях экономии допускается собственноручное изготовление громоотвода. Рекомендуется обратить внимание на элементарные конструкции стержневого и тросового агрегатов. Для их изготовления применяются материалы, которые есть в хозяйстве у любого мужчины. Минимум усилий и молниеотвод готов. Главное, четко следовать инструкции по изготовлению.

Стержневого

Последовательность выполнения работ:

• Займитесь подготовкой места монтажа готового агрегата. Очистите территорию. Требуется ровная поверхность.
• Гарант надежности и безопасности громоотвода – правильность и крепость фиксации металлического стержня. Узел крепления усиливается болтовыми крепежными элементами или методом сварки. Важно обеспечить устойчивость конструкции при сильных ветровых нагрузках.

Стержневой

• Приступаем к закреплению молниеприемника на кровле. Если смонтировать элемент непосредственно на самом покрытии не представляется возможным, допускается фиксация узла крепления на фронтоне.
• Чтобы зафиксировать токоотводы на стенах и кровле устанавливаются металлические кронштейны, стержни. Требуется так рассчитать интервал их установки, чтобы исключить провисание проводника.

Немного рекомендаций по поводу фиксации кронштейнов:

• в процессе установки токоотвода важно, чтобы он не выпадал из гнезда;
• проверьте надежность электрического контакта металлических элементов молниеприемника, токоотвода и заземлителя.

Важно! Узловые соединения фиксации токоотвода в обязательном порядке производятся из диэлектрических стройматериалов.

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.

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.

Особенности проектирования громоотвода

Первая установка громоотвода появилась на западе в восемнадцатом веке, благодаря Бенджамину Франклину. Суть его работы заключается в следующем: разряд молнии попадает в специальный отвод, который устанавливают выше, чем уровень защищаемого сооружения, далее, через токоотвод заряд направляется в заземлитель, а уже из него направляется в землю.

Громоотводы могут различаться типом молниеприемника. Это зависит от типа постройки, и непосредственно площади сооружения, которое охватывает защита. Так молниеотвод может быть выполнен в виде металлического штыря (данный вариант придумал Франклин), а также в виде металлической крупноячеистой сети или троса, натянутого между опор. Громоотвод на даче может выполнять и металлическая крыша здания. При этом, следует выполнить работы по заземлению, выполнив его непосредственно через арматуру в железобетонном фундаменте, либо используя стальные стержни, которые следует заложить глубоко в земле или на железобетонных сваях. В любом случае, расчет громоотвода обязателен. Также необходимо учитывать, что предназначение здания или строения диктует необходимую степень защищенности.

Например, амбару с зерном, требуются стандартные меры молниезащиты, а для предприятий, где имеется повышенная пожароопасность, важно выполнять защиту от возможных вторичных проявлений молниевых ударов, таких как занос высокого потенциала, являющихся причиной пожара (особенно если речь идет о химическом или нефтегазовом производстве). Установка молниеотвода является сегодня необходимым средством защиты, как в быту, так и в промышленности.

Относительно новым способом защиты можно назвать водную струю, выпускаемую из лазера. Этот подход, представляющий собой новый громоотвод, состоит в следующем. Считается, что при помощи струи, имеющей высоту в 300 метров и выпускаемой в грозовые облака, на землю спускаются разряды, и тем самым создается безопасность жизни и здоровью. Включение такой защиты происходит автоматически, в том случае, когда датчиками уловлена сильная напряжённость электрического поля. Конечно пока этот способ не нашел широкого применения. Человечество использует проверенный, надежный громоотвод, который включает в себя молниеприёмник, токоотвод и заземлитель.

Конструкция молниезащиты

Пассивный громоотвод может быть снабжен приемным элементом в виде стержня либо в виде стального троса (или специальной сетки), натянутого над объектом, который требуется защитить. Выбор зависит от конфигурации крыши, от материала кровельного настила и других факторов.

Конструкция стержневого молниеотвода подразумевает установку на мачте металлического штыря, соединенного с контуром заземления металлической лентой или проволокой. Зона действия такой системы относительно невелика – под защитой оказывается объект (или его часть, или несколько объектов), попадающие в воображаемый конус с вершиной в верхней точке стержневого молниеприемника и сторонами, расположенными под углом 45 градусов к земле.

Стержневой молниеотвод возле дымоходной трубы

Верхняя точка штыря должна располагаться выше дымоходной трубы не менее чем на 1 метр. Если на участке, где расположен дом, растут деревья, высота которых превышает высоту защищаемой постройки, конец стержневого молниеприемника должен находиться минимум на 0,5 метра выше макушки самого высокого дерева

В конструкцию тросовой молниезащиты входит несколько мачт, которые соединены между собой проволокой или металлической лентой, которая и выполняет функцию молниеприемника. Такая установка дает возможность обеспечить большую защитную зону.

Специальный молниеприемник можно не монтировать, если кровельное покрытие крыши выполнено из металла. К металлическому настилу предъявляются определенные требования: толщина металла не менее 4 мм, отсутствие разрывов, отсутствие изоляционного слоя на поверхности (допускается окраска антикоррозийным составом). Это должно обеспечить тугоплавкость кровли при нагреве от удара молнии, в противном случае могут вспыхнуть деревянные конструкции крыши. Недостатком такого варианта является большая толщина металлических листов – это усложняет монтаж, в несколько раз увеличивает вес и стоимость покрытия.

Стержневой и тросовый громоотвод можно смонтировать своими руками, поэтому они широко используются для обеспечения безопасности частных и дачных домов

Пример расположения токоотвода на мягкой кровле

Технические параметры токоотвода и заземляющего контура не зависят от конфигурации молниеприемника. В любом случае токоотводящий элемент выполняется из проволоки или тонкого полосного металла, причем площадь поперечного сечения зависит от вида материала – минимальный показатель для стали – 50 мм 2. для меди 16 мм 2. для алюминия 25 мм 2 .

Заземление представляет собой прямой или треугольный контур из заглубленных в грунт медных или стальных стержней (уголков или иного металлопроката), соединенных приваренным проводником из того же материала.

Видео описание

Смотрите в этом ролике, как устроена и работает комплексная молниезащита для коттеджа:

Инструкция по установке своими руками

Самостоятельный монтаж громоотвода выполняется следующим образом:

1. Рассчитывается высота установки приёмника, исходя из требуемого защитного радиуса.
2. Выбирается материал.
3. Определяется место монтажа.
4. Выполняется закрепление молниеприёмника.
5. Проводится токоотвод.
6. Выкапывается траншея или котлован, вбиваются и соединяются между собой штыри заземлителя.
7. Токоотвод соединяется с заземляющим контуром.

Рекомендация! По завершении монтажа и соединения всех частей громоотвод рекомендуется проверить омметром. Сопротивление на приборе не должно быть больше, чем 10 Ом.

Как выполнить молниезащиту на доме с металлочерепицей?

Рассмотрим широко распространенный метод — «молниезащитная или молниеприёмная сетка». Научное обоснование ничтожности данных решений в современном строительстве подробно освещено в статье профессора Базеляна Э.М. «Молниезащитная сетка. Защитное действие и нормативы».

Что может защитить горизонтальный молниеприемник в нескольких сантиметров от металлической поверхности, на котором он закреплен? Ответ очевиден: только свою тень. Те, кто предлагает такие решения на металлических крышах, в лучшем случае, дилетантски загипнотизированы названием «молниеприемная», а в худшем лукавят для того, чтобы заработать на большем количестве проложенных проводников на крыше. К тому же следует признать, что установка молниезащиты на крыше из металлочерепицы связана со сверлением для последующего крепления проводников. На наш взгляд множественные отверстия в кровле вряд ли обрадуют владельца и застройщика.

Правильная молниезащита любого частного дома – это сочетание молниеприемных стержней на кровельных шахтах и коньках, высота которых определяется в процессе кропотливого расчета с применением специальной компьютерной программы.

Весьма важным вопросом при установке молниеотвода на доме с металлической кровлей является выбор решения, как крепить молниеприемники и проводники на тонком металлическом листе? Первое, что приходит в голову – это использовать существующие крепления самой черепицы к обрешетке — саморезы. Вряд ли это решение можно назвать качественными для столь ответственной части частного дома, как крыша. Будет нарушена изоляция резиновой прокладки кровельного самореза. Но самое главное, проектируемые места установки молниеприемников и держателей для проводников громоотвода не совпадают с местами установки креплений листов металлочерепицы. Рядовые вытяжные клепки так же не отвечают требованиям герметичности. Это мнение подтвердит любой профессиональный кровельщик.

В нашей организации отработан и прошел многолетнюю проверку метод крепления специальными клепками, которые требую применения специфического оборудования и многолетнего опыта монтажного персонала. Данный метод гарантирует абсолютную герметичность кровельного покрытия, надежное крепление элементов громоотвода, и что очень важно, гарантированную электрическую связь между ними и листами металлочерепицы.

Это важно потому, в данном случае металлическая крыша над домом образует экран от грозового потенциала тока молнии (наведенное электричество). И с этой точки зрения, внешняя молниезащита на доме с металлической кровлей обладает большими защитными свойствами, чем та же молниезащита на доме с непроводящим кровельным материалом.

Подготовка к самостоятельной установке громоотвода ↑

Самым простым этапом организации молниезащиты является ее установка. Куда более ответственными считаются подготовительные работы: расчеты, выбор места и материалов. Отсутствие критических ошибок на этом этапе гарантирует 60% успеха. Именно поэтому не следует преуменьшать важность тщательной и скрупулёзной подготовки.

Схема отведения ударов молнии

Формула для точного расчета ↑

Не нужно полагать, что любой длинный обрезок арматуры, установленный на крыше дома и соединенный с землей проводом защитит жилище от удара молнии. Громоотвод – конструкция достаточно сложная и чрезвычайно ответственная. Перед тем как сделать молниеотвод в частном доме, необходимо произвести все расчеты, оценить риски и учесть все мельчайшие нюансы.

Для расчета не нужно изучать пособие по электромеханике и вспоминать правило буравчика. Задача – подобрать необходимый размер громоотвода, чтобы обеспечить защиту на нужной вам площади. Если точно просчитать зону действия по формулам, можно добиться защиты 98%, что исключает попадание молнии в дом.

Если речь идет о молниеотводе стержневого типа, который идеально подходит для защиты небольшого дома или дачи, зона защиты имеет форму конуса. Расчетными методами были получены коэффициенты, которые используются для определения необходимой высоты громоотвода.

h = (rх+ 1,63hx)/1,5, где h – высота стержневого молниеотвода;hx – высота защищаемого здания;rx – необходимый радиус зоны защиты на уровне верхней точки защищаемого здания. Эта формула верна для громоотводов высотой не более 150 м, что более чем достаточно для устройства молниезащиты частного дома.

Зона защиты громоотвода

Выбор материала для громоотвода ↑

Перед тем как сделать громоотвод на даче или у себя дома, нужно определиться с материалами. Металл для изготовления имеет большое значение. На сегодняшний день его делают из стали, меди или алюминия. Разница значения сопротивления этих материалов обуславливает разную необходимую площадь поперечного сечения.

Чтобы отобразить свойства всех трех видов наглядно, данные внесены в таблицу:

Минимальные размеры проводников при использовании разных материалов

Из таблицы видно, что лучше всего с задачей справляется медь. Дешевле делать громоотвод своими руками из стального профиля. Токоотвод имеет меньшее сечение, нежели остальные элементы молниезащиты. Правильно будет постепенно наращивать его толщину от молниеприемника к заземлению. Лучше всего использовать один и тот же металл для всей конструкции.

Медь – самый надежный материал

Место установки громоотвода и заземлителя ↑

Не менее важно правильно подобрать место для установки. Громоотвод должен быть самой высокой точкой на участке. Не забывайте про зону защиты в форме конуса. Следите, чтобы весь ваш дом попадал в эту зону. Получается, что чем дальше от дома находится защита, тем выше он должен быть.

Из экономических соображений разумней располагать громоотвод на крыше дома, тогда не придется тратиться на дополнительное сооружение высокой опоры. Профессионалы не рекомендуют устанавливать молниеприемник по центру крыши, лучше закрепить его на одной из стен. Так вероятность того, что на пути молнии станет какой-то элемент кровли снижается. Отдельно следует подумать о размещении заземлителя. В тот момент, когда разряд огромной мощности будет уходить в землю, около заземлителя не должно быть никого. Поэтому ограничивается минимальное расстояние от заземляющего контура до стены дома – 1 м, и до пешеходных дорожек и тротуаров – 5 м. Расположите заземлитель в укромном месте, сделайте ограждение или установите предупреждающий знак.

Опора должна быть надежно закреплена

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

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.

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.

Расчет защитной зоны

Для каждого строения необходимо произвести расчет громоотвода, так как каждая конфигурация способна обеспечить защитную зону различных размеров. Параметры данной зоны можно рассчитать самостоятельно, учитывая особенности и габариты дачного дома.

Одиночный стержень образует защитную зону, которая по геометрии близка к конусу, имеющему угол при вершине примерно 45°. Вершина этого конуса будет находиться в наивысшей точке громоотвода. У молниеприемника тросового типа зона защиты имеет более сложную геометрию, в которой трос служит ребром, а каждый стержень образует свой конус.

Расчет защитной зоны одиночного стержня можно произвести по следующей формуле:

R = 1,732 * h,

где R – радиус зоны над самой высокой точкой дома, h – расстояние от самой высокой точки дома до пика громоотвода.

Чтобы выяснить, достаточно ли высоты стрежня для защиты определенной зоны на уровне земли, можно воспользоваться следующим расчетом. Допустим, высота конуса будет обозначена ho, радиус на земле – Ro , высота здания – hx , радиус на уровне высоты здания – Rx, высота стержня – h. Тогда с учетом высоты имеющегося громоотвода и высоты дома неизвестные значения будут вычисляться по формулам:

ho= 0,92*h,

Ro=1,5*h,

Rx= 1,5*(h-hx/0,92).

На практике расчеты выглядят так: если стержень имеет длину 10 м, то радиус зоны защиты на земле будет составлять 1,5*10 = 15 м, остальные параметры вычисляются аналогично.

Для расчета необходимой длины стержня можно воспользоваться теми же формулами, подставив в них желаемый радиус защитной зоны. В случае со сложной геометрией молниеприемника нужно нарисовать графическую модель дома и громоотвода и высчитать зону защиты геометрическим путем.

Высота громоотвода не должна превышать 12 м, поэтому, если не удается уложиться в данные ограничения, используя одиночный стержень, для расширения защитной зоны рекомендуется использовать несколько мачт.