Громоотводы — виды и принцип работы систем молниезащиты

Что может быть важнее, чем обеспечение безопасности своей семьи? Этот вопрос скорее всего встает перед каждым из нас и подразумевает, что хозяева дома должны сделать все, что в их силах, чтобы минимизировать риски происшествий внутри дома. Если говорить о безопасности от природных явлений, например, гроз и молний, то можно рассмотреть, как выглядят громоотводы и какие меры можно предпринять для установки их на доме.

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.

Гром и молния

Во время грозы большинство людей вздрагивают при раскатах грома. На самом же деле опасность несет в себе не этот звук, а разряд молнии. Он представляет собой чрезвычайно сильную искру, которая за очень короткий промежуток времени проходит в небе по несколько километров. Поскольку скорость света значительно превышает скорость распространения звука, человек вначале видит яркую вспышку, а только потом до него доходят раскаты грома.

Техническое приспособление, которое предназначено для защиты от ударов молнии, правильнее называть не громоотводом, а молниеотводом, но первое название благозвучней. По сути своей громоотвод представляет длинный и заостренный металлический стержень, который устанавливают на крышах строений. Нижний конец стержня соединяют с поверхностью земли. Принцип действия такого устройства основан на том, что разряд молнии стремится отыскать самый короткий путь. Молния бьет в стержень и без всякого вреда для других предметов по проводу уходит в землю.

Молния представляет особую опасность для тех, кто во время грозы стоит на открытом и ровном месте. Большой ошибкой будет прятаться от грозы под одиноко стоящим высоким деревом. Оно как раз и может сыграть роль того самого молниеотвода, в который непременно постарается ударить молния. Опасно во время грозы также пользоваться на открытой местности мобильным телефоном, поскольку это электротехническое устройство вполне способно принять на себя разряд молнии.

Токоприемник

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

• штырь;
• сетка;
• трос;
• крыша.

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

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

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

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

Промежуточный модуль

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

Для того чтобы определить вероятность попадания молнии в конкретное здание, необходимо принять во внимание несколько факторов, в том числе:

• Частоту гроз в данном регионе и мощность атмосферных разрядов – больше всего гроз наблюдается в западных областях Украины – более 100 часов в году, меньше всего – в Автономной Республике Крым – от 40 до 60 часов гроз (см. карту на странице 113);

• Вид застройки – дом высотой более десяти метров, к тому же, расположенный на открытой местности, значительно более подвержен угрозе непосредственного попадания молнии по сравнению с более низким домом, по соседству с которым растут высокие деревья или расположены другие высокие здания. Угрозе попадания молнии также подвержены дома с крутой крышей или с высокими, острыми элементами архитектуры, например, с башенками. Дома высотой более 15 м обязательно должны быть оснащены наружной системой молниезащиты;

• Рельеф местности – намного более высокая опасность попадания молнии существует, если дом стоит на возвышенности.

Контур заземления

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

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

Размещение громоотвода на дереве

Обустроить громоотвод можно и на дереве, которое в 2,5 раза выше дома и располагается на расстоянии не менее трех метров от него. Молниеприемник в таком случае крепится на длинном металлическом шесте, фиксируемом на дереве с помощью хомутов из синтетического фала. Соединение с заземлителем осуществляется проволокой не менее 5 мм в сечении.

Проведение расчетов

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

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

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

Для второй зоны защиты расчеты будут выглядеть таким образом:

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

Благодаря таким подсчетам можно получить требуемые параметры для конкретного здания.

Позаботьтесь о защите дома

Защита дома от молнии — это та задача, которой нужно уделить первоочередное внимание. Молния, попадая в дом, может вызвать пожар и большие разрушения, так как при ее разряде мгновенно выделяется огромное количество энергии. Какие средства защиты можно применить, чтобы во время грозы чувствовать себя в безопасности?

Нормативные документы помогают оценить риск и определить здания, которые находятся под угрозой попадания молнии, но не гарантируют, что остальные дома будут в полной безопасности. Поэтому можно и стоит оборудовать дом наружной системой молниезащиты даже в случае, если нормативные документы этого не требуют.

Важнейшими элементами системы молниезащиты являются:

• молниеприемник – служит для принятия на себя удара молнии; его устанавливают в самых высоких точках крыши – на коньке, кирпичных дымоходах и т. п.;
• токоотводы – соединяют молние­приемник (молниеприемники) с заземлителями через разборные (контрольные) зажимы и заземляющие проводники; токоотводы обычно монтируют на боковых стенах дома;
• заземляющий проводник – соединяет контрольный зажим с заземлителем;
• заземлитель – отводит в землю ток разряда молнии; эта часть системы уложена в земле

Молниепремник служит для принятия на себя удара молнии; его монтируют в самых высоких точках крыши – на коньке

Монтажные работы

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

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

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

Зональная защита дома от молний

Она заключается в установке в доме защитных устройств, задачей которых является безопасное принятие на себя импульсных перенапряжений и отведение тока перенапряжения к заземлителю. Это позволяет предотвратить проникновение импульса перенапряжения в систему электроснабжения. Это могут быть стандартные защитные устройства класса B, C и D или защитные устройства нового поколения класса C, которые снижают перенапряжение вплоть до 1500 В. Этого, как правило, достаточно для защиты домашних бытовых приборов.

Разрядники (молниеразрядники) первой ступени класса B. Установленные в вводном устройстве или рядом с главным электрическим распределительным щитом, они защищают систему электроснабжения дома от последствий непосредственного попадания молнии или попадания ее в объекты, расположенные вблизи.

Разрядники (ограничители) второй ступени класса C. Их размещают рядом с главным распределительным щитом дома. Они могут иметь индикацию (указывающую на повреждения), благодаря чему их можно оперативно восстановить, заменив защитную вставку.

Ограничители третьей ступени класса D. Их могут устанавливать в распределительном щите, в монтажной коробке для розеток, а также в удлинителях, то есть в непосредственной близости к предохраняемым приборам.

Другие разрядники. В последнее время на рынке появились разрядники для комплексной защиты электрической системы дома. В одном таком приборе размещены разрядники двух или трех степеней защиты. Там же установлена отдельная группа, предназначенная для защиты входящих в дом телефонных линий.

Как можно пристроить веранду к дому?

Пристройка веранды к дому — это отличный способ создать дополнительное пространство для отдыха, общения и релаксации. Вот базовые шаги и рекомендации, как можно пристроить веранду к дому:

1. Планирование:

• Определите местоположение веранды. Рассмотрите доступное пространство и определите, где она будет наиболее удобной и функциональной.
• Разработайте чертежи и планы для веранды. Определите ее размеры, форму, высоту и другие характеристики.

2. Получение разрешений:

• Перед началом строительства уточните строительные нормы и требования вашего региона. В некоторых случаях может потребоваться получение разрешений или согласование с местными органами.

3. Материалы:

• Выберите материалы для конструкции веранды. Для каркаса могут использоваться дерево, металл или композитные материалы. Пол может быть выполнен из деревянных досок, декинга или других подходящих материалов.

4. Каркас и фундамент:

• В зависимости от размеров веранды и типа грунта, могут потребоваться подходящий фундамент или опоры. Установите каркас веранды, следуя планам и чертежам.

5. Крыша и навес:

• Если вы хотите, чтобы веранда была защищена от погоды, предусмотрите крышу или навес. Это может быть скатная крыша, навес или более сложная конструкция.

6. Окна и двери:

• Решите, нужны ли вам окна или двери на веранде. Они могут обеспечить вентиляцию, естественное освещение и удобный доступ.

7. Электрика и освещение:

• Если планируете использовать веранду вечером, учтите размещение розеток и осветительных приборов. Разведите электропроводку, если это необходимо.

8. Отделка:

• Завершите веранду отделкой, выбрав подходящие материалы для пола, стен и потолка. Покрасьте, обработайте деревянные поверхности для защиты от влаги и вредителей.

9. Мебель и декор:

• Разместите на веранде удобную мебель, рассмотрите возможность создания зоны для обедов, отдыха или барбекю. Добавьте декоративные элементы, чтобы создать уютную атмосферу.

10. Безопасность:

• При строительстве веранды обращайте внимание на безопасность. Все конструкции должны быть надежно закреплены и выдерживать нагрузку.

Не забывайте, что конструкция веранды может требовать определенных навыков и знаний. Если у вас нет опыта, рекомендуется обратиться к профессионалам, чтобы обеспечить качественное и безопасное выполнение работ.