Организация молниезащиты частного дома

Чтобы сделать громоотвод, необходимо разобраться в существующих разновидностях, устройстве и технологии изготовления данной конструкции. Избежать сложностей монтажа можно, если обратиться за помощью к специалистам. Они возьмут на себя все сложности по расчету и установке антигрозового приспособления.

Чем опасна молния для здания

Молния традиционно причисляется к негативным факторам окружающей среды, так как ее удар способен причинить ощутимый вред любому объекту, расположенному в радиусе действия. В группу особого риска попадают отдельно расположенные строения. Если невысокий жилой дом построен рядом с высоткой, то его шансы на безопасность значительно поднимаются, так как чаще всего молния поражает самый высокий объект.

Опасность молнии связана с первичным разрядом и вторичными явлениями, возникающими после прямого поражения. Так называемый первичный фактор – это прямой электрический удар по дому. Его последствиями являются физические разрушения здания, пожар, травмы жильцов, выход из строя домашней техники. Для деревянных частных коттеджей и дач эти проблемы особо опасны.

Вторичное воздействие молнии считается менее трагичным, хотя его последствия также неприятны. Разрядившаяся в дом или электролинию молния формирует сильное индукционное поле. Оно в свою очередь провоцирует резкое изменение напряжения в сети и приводит к проблемам с включенными в электросеть бытовыми агрегатами.

Разновидности молниезащиты

Для защиты от молнии необходимо создать для электрозаряда такой путь до поверхности земли, который не создает сопротивления и минует конструкцию дома. Подобную безопасную молниезащиту частного дома иногда называют заземлением, громо- или токоотводом. При этом полная система включает две разновидности молниезащиты: внутреннюю и внешнюю.

Внутренняя система защиты представляет собой небольшой прибор, вмонтированный в электрощиток. Это устройство нейтрализует заряд, который провоцирует перенапряжение. Молния может ударить в близрасположенную линию электропередач, от которой идет кабель к жилому строению. В электрической системе здания возникает скачок напряжения. Внутренняя молниезащита гасит это явление.

Внешний молниеотвод устанавливается снаружи частного строения. Он может иметь разный внешний вид и строение. Функция в любом случае остается неизменной – защита крыши и всего здания. Способ реализации связан с заземлением и безопасным отведением тока от самого сооружения.

Устройство и разновидности конструкций внешней защиты

Система молниезащиты, сконструированная на наружной стороне здания, классифицируется на несколько групп в зависимости от взятого за основу критерия. Приемники молнии отличаются по способу защиты, строению. Выбирая для частного дома подходящую молниезащиту, рекомендуется взвесить все особенности их конструкции.

По методу защиты

По этому критерию устройства молниезащиты подразделяются на две группы: активные и пассивные. Последние применяются давно и являются более распространенными. Пассивная защита включает обычный приемник разряда молнии, токоотвод и заземлитель без какого-либо специального оборудования. Такой громоотвод надежно защищает дом от прямого попадания молнии, но не исключает вторичного повреждающего фактора.

Активная защита действует не только в границах строения, но и за его пределами: в радиусе 100-120 метров. Такой эффект возможен благодаря встроенному в молниеприемник ионизатору. Его работа притягивает молнию, благодаря чему исключается прямое попадание электроразряда в дом.

По типу конструкции

В зависимости от конструктивных особенностей все молниеотводы делятся на три вида: стержневые, сетчатые, тросовые. Отличия заключаются в строении молниеприемника, а также стоимости всей системы.

Стержневой

Данная разновидность молниезащиты является наиболее популярной для частных жилищ. Приемник электроразряда, идущего от молнии, выглядит в виде вытянутой металлической трубки или штыря. Стандартная высота такого изделия равна 2,5-3,5 метра, а диаметр – 10-22 миллиметров. Количество мачт зависит от площади кровли. Для молниезащиты дома большой площади устанавливают несколько стержневых приемников. Расстояние между «пунктами приема молний» составляет около 10 метров.

Стержневой громоотвод должен возвышаться над зданием. Его устанавливают на крыше, дополнительной опоре или дереве около фасада.

Сетчатый

Молнееприемник представляет собой металлическую решетку, ячейки которой не превышают 6х6 м. Чаще всего расстояние между проволокой составляет 1-1,6 м. При монтаже соблюдают два условия. Во-первых, сетка должна быть зафиксирована на кровле дома крепежом, который не проводит ток. Во-вторых, конструкция не должна касаться кровельного покрытия. Защиту частного дома от молнии с помощью сетки используют редко. Такой тип молниезащиты больше подходит для крупных объектов с плоской крышей.

Тросовый

Такой вид молниезащиты часто монтируют на крышах из металлочерепицы. Это объясняется тем, что материал кровли отличается хорошей электропроводимостью, поэтому требуется надежная защита всего периметра. По эффективности тросовая система защиты выигрывает у стержневых устройств, но ее монтаж более сложен. Внешне данный молниеприемник выглядит в виде металлической проволоки или троса диаметром не менее 6 мм, который фиксируется на диэлектрических креплениях вдоль конька крыши дома, ендовы, стыков между скатами.

Токоотвод

Этот элемент конструкции предназначен для проведения электрического заряда от стержня или троса, принимающего удар молнии на крыше дома к устройству заземления. Материалом для токоотвода может служить:

Толщина кабеля или проволоки должна быть не менее 7-8 мм, ленту выбирают шириной 30 мм и толщиной минимум 2-3 мм. Один конец токоотвода присоединяют к громоотводу с помощью резьбового крепления или путем приваривания. В частных строениях проводящую проволоку закрепляют вдали от окон и дверей, протягивая ее по незаметным для глаза участкам. Расстояние от стен дома до токоотвода составляет не менее 10 см. Этот момент особенно важен для деревянных строений, так как во время передачи импульса от молнии кабель разогревается до высокой температуры и может быть причиной возгорания дома.

К стержневому приемнику молний присоединяют, как правило, один проводящий кабель. При тросовой системе необходимо минимум два токоотвода. Общее число зависит от количества концов приемника молнии, площади и конфигурации крыши частного строения.

Заземлительный контур

В самом простом виде заземление для дома представляет собой два прута, соединенных перемычкой длиной около 3 метров. Всю конструкцию делают из металла. Диаметр стержней должен быть не менее 30 мм. Их забивают в почву на 2-3 метра. К системе заземления приваривают токоотводящий кабель. Другие способы присоединения кабеля в защите не предусматриваются.

Заземлительную конструкцию устанавливают в землю не ближе одного метра к периметру дома и не ближе, чем на 5 метров к входной двери.

Токоотводящие кабели рекомендуется соединять с контуром заземления минимум в двух местах, желательно по диагонали дома. В случае прямого попадания молнии в дом, велика вероятность отгорания одного из токоотводов, так как сила тока может достигать сотни и тысячи ампер. Вторая конструкция в случае выхода из строя первой берет всю нагрузку на себя и защищает строение от удара молнии. Два контура делают еще и по той причине, что их общее сопротивление всегда меньше, чем у одного.

Как избежать коррозии молниезащиты

Так как все основные элементы системы делают из металла, встает вопрос о дополнительной антикоррозионной защите. Чтобы эта проблема не возникала в процессе эксплуатации молниезащиты, необходимо при выборе оборудования обращать внимание на материал изготовления и качество антикоррозионной обработки.

Так, стрежневые приемники молнии, устанавливаемые на любые, в том числе частные объекты, могут быть сделаны из стали любой марки. При этом для защиты от появления окислов применяют лужение, оцинковку, омеднение или окраску. В качестве краски можно использовать специальные грунт-эмали «3 в 1», совмещающие в себе функции преобразователя ржавчины, грунтовки и декоративной краски.

Особо уязвимой частью молниезащиты частного дома является система заземления. Так как в условиях грунта металлическая конструкция часто подвергается коррозии, для заземляющего приспособления рекомендуется выбирать легированную сталь или медь.

Внутренняя молниезащита

Внешние конструкции защиты дома от молнии не способны погасить негативное воздействие индукционного поля, которое возникает за пределами частного строения. Чтобы предотвратить перенапряжение в электросети здания, необходимо установить в электрощитке на входе в дом УЗИП. Аббревиатура означает «устройство защиты от импульсного перенапряжения».

УЗИП выравнивает потенциалы между проводниками электрического тока и тем самым защищает приборы с низким потенциалом (телевизор, холодильник, систему видеонаблюдения и т.д.) от поломки. Производители предлагают частным лицам УЗИП с разными возможностями и степенями защиты. Чтобы выбрать прибор, необходимо учесть несколько моментов:

показатели защищаемой электросети (напряжение, электрический ток и другие);

тип сети (электричество, кабельное телевидение, сигнализация, телефонная связь);

значимость защищаемого объекта (сейф, телевизор, компьютер);

температуру эксплуатации (УЗИП рекомендуется размещать в помещении).

Как сделать молниезащиту дома своими руками

Вопрос, нужно ли делать молниезащиту для частного коттеджа, имеет только положительный ответ. Эта конструкция обеспечивает защиту не только самого дома, но и его жителей. Зная устройство молниезащиты и обладая элементарными монтажными навыками, собрать всю конструкцию самостоятельно не представляет труда. Однако если нет уверенности или процесс вызывает сложности, лучше не рисковать и доверить молниезащиту частного дома профессионалам. Они проведут необходимые расчеты, выберут оптимальный вариант конструкции, смонтируют систему согласно строительным и электротехническим нормам.

Если решено монтировать молниеотвод своими руками, то перед началом работ следует подготовить комплект инструментов и страховочного оборудования. В список входят:

Веревка для альпинизма.

Машинка для выравнивания проволоки.

Проектирование и расчёт молниезащиты

Теоретический этап работ необходим для выяснения размеров конструктивных деталей молниеотвода: длины приемника, токоотвода. При выборе в пользу стержневой системы может помочь составление план-схемы.

Зону защиты от молнии рассчитывают исходя из положения, что ее радиус равен высоте мачты, умноженной на 1,5. То есть если громоотвод имеет высоту 3 метра, то он защищает радиус в 4,5 метра. От высшей точки стержня на схеме проводят лучи к вычисленным радиусам. Если зона защиты не перекрывает дом полностью, значит, необходимо внести коррективы. Это делают путем перенесения места крепления молниеприемника или увеличением его длины.

Максимально допустимая высота стержня может быть 12 метров. Если ее недостаточно, значит, необходимо сделать второй экземпляр молниеотвода.

Математическая формула, которой пользуются при расчете высоты мачты, включает следующие показатели:

Rx – радиус защиты. Его измеряют на местности с помощью рулетки.

ha – высота защитной зоны. Ее измеряют от земли до высшей точки стержня.

hx – наивысшая точка здания. Она располагается на коньке или трубе.

h – высота приемника молнии.

Установка заземлительного контура

Первым этапом монтируют конструкцию для заземления. Эта часть работ считается самой сложной и ответственной, так как контур должен соответствовать нормам и правилам, отраженным в строительной документации.

Место для установки выбирают недалеко от внешней стены, но не ближе чем на один метр. При выборе места обращают внимание также на расстояние от крыльца (минимум 5 метров). Далее выкапывают яму для заземлительной конструкции.

Если контур составляют из трех элементов, то готовят треугольный котлован со сторонами 1,2 метра и глубиной 70 см. От котлована выкапывают траншею к дому для металлической полосы, подсоединяемой к токоотводу. В углах котлована забивают стержни на глубину 2 метра. Их роль может выполнять металлический уголок 40х40 мм, труба диаметром не менее 32 мм и толщиной стенок не менее 3,5 мм. Для перемычки используют ленту из металла 40х5 мм. Ее приваривают между стержнями. Такую же ленту выводят от контура по траншее к дому.

За состоянием заземлительного контура необходимо следить. Для этого раз в 5 лет его проверяют на предмет коррозии, обращая особое внимание на участки сварки.

Крепление молниеприёмника

Далее крепят конструкцию, которая принимает на себя заряд молнии. Для нее выбирают самую высокую точку на крыше или стоящий рядом более высокий объект. Для установки молниезащиты используют специальные крепления. Это могут быть кронштейны с хомутами. Другим вариантом фиксации является присоединение к опоре на коньке крыши.

Все конструкции, к которым крепят матчу, не должны быть токопроводящими. Если молниезащиту для дома устанавливают на металлическую кровлю (из металлочерепицы, профнастила), то для крепления берут диэлектрические приспособления.

Монтаж и подсоединение токоотводов

После установки приемника молнии к его нижней части присоединяют один конец токоотвода. Для этого используют хомут с резьбой. Металлический провод тянут по крыше и далее по стене дома к точке выхода стальной ленты заземления. По ходу прокладки токоотвода его фиксируют к поверхности с помощью хомутов с опорой. Эти изделия могут быть сделаны как из пластика, так и металла. После монтажа токоотвода его нижний конец присоединяют к ленте контура с помощью резьбового крепежа. На этом сборка внешней молниезащиты считается завершенной.

Внутренняя защита: внедрение в сеть УЗИП

Частный коттедж или дача не будут иметь полную защиту от удара молнии, если внутри не смонтировать устройство защиты от импульсных перенапряжений. В случае возникновения скачка напряжения из-за грозы этот прибор полностью обесточивает домашнюю электросеть. Но необходимо помнить, что УЗИП не спасает от малых перепадов напряжения в несколько десятков вольт, которые возникают в ходе обычной эксплуатации. Эту функцию берет на себя реле напряжения. Данные приборы дополняют друг друга.

Чтобы система качественно работала, при установке прибора защиты необходимо обращать внимание на правильное подключение нулевого и фазного проводников, а также длину последних. От места подсоединения в клемме прибора до заземляющей шинки общая протяженность проводников не должна превышать 50 см. В схеме подключения могут разобраться только мастера, имеющие знания в области электрики. Если компетенции в этом вопросе не хватает, то лучше доверить монтаж внутренней молниезащиты профессионалам. Это будет гарантией безопасности жизни жильцов частного домовладения и защиты имущества.

Полезное видео о молниезащите дома