«От сумы да от тюрьмы» не застрахован никто, а от удара молнии – тем более. После ослепительной вспышки и оглушительного грохота самое приятное - отделаться легким испугом и восторгом от пережитых впечатлений. Нехорошо, если сгорит электроника в доме. Еще хуже, когда случится пожар. Совсем недопустимо – поражение человека ударом молнии. Вывод простой: делаем молниеотвод!

Откуда берется молния?

Всему причиной веселые облачка, которые при приближении грозы постепенно нарастают и превращаются в темные громады кучевого типа. Верхние слои влаги в воздухе превращаются в мелкие кристаллики льда, а нижние остаются в виде капель воды. Так и получились две пластины гигантского конденсатора.

Громадные структуры движутся в воздухе и заряжаются в результате трения: верхние слои накапливают положительные ионы, нижние – отрицательные электроны. Всему есть предел, и накопленный потенциал превращается в электрический разряд. В итоге, «пробивает» там, где наименьшее сопротивление: высокие деревья, крыши домов и … громоотводы!

Как устроена защита от молнии

Из вышеизложенного следует стратегия устройства молниезащиты: направить вероятный электрический разряд по безопасному для нас пути и застраховаться, таким образом, от неприятностей. С этой целью на достаточной высоте устанавливается молниеприемник, который предназначен для захвата грозового разряда.

Далее электрический ток величиной порядка 100000А проходит по токоотводу к заземлителю. Последний обеспечивает связь защитной системы с грунтом. Таким образом, удар молнии минует защищаемые объекты и поглощается землей.

Данная система защиты повсеместно распространена и носит название пассивной. Существует активные молниеотводы, которые имеют ионизатор, провоцирующий удар молнии. Это увеличивает вероятность защиты объекта от поражения. Стоит такого вида молниеотвод немало, и его монтаж сложно сделать своими руками.

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.

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 изготавливается из проволоки диаметром порядка 6мм. На фото можно оценить, как выглядит на практике конструкция подобного рода. Существуют уже готовые конструкции с размером ячейки 3-12м. Защита от молнии такого рода удобна в применении на крыше большой площади. Для предотвращения возгорания обрешетки молниеприемник монтируют на расстоянии 0,15м от поверхности кровли.

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.

На практике это сделать непросто, так как под настилом не должно быть легковоспламеняющихся материалов, тогда как обрешетка чаще всего делается из дерева.

Более того, придется обеспечить соединение токоотвода с каждым отдельным листом покрытия, что трудоемко. Такой вариант подходит для фальцевой кровли, где листы металла уже надежно соединены. Воспламенение обрешетки при этом невозможно, если покрытие уложено на обрешетку из металла.

Как работает токоотвод

В идеале, для конструкции, изготовленной своими руками, материал молниеприемника, токоотвода и заземлителя должен быть один и соединен с помощью сварки, то есть - сталь. Такое решение обеспечивает надежность и долговечность защиты. На практике возможно использование оцинкованных и омедненных элементов, а также различных материалов. Их соединение обеспечивают применением зажимов с болтами и гайками.

Токоотвод из стали в виде прута или полосы должен иметь сечение не менее 50мм2, проводник из алюминии допускает размер 25мм2, а медный провод можно применять с площадью сечения 16мм2, что примерно соответствует диаметру 8,6 и 5мм соответственно.

Токоотвод размещают так, чтобы он соединял молниеприемник и заземлитель по кратчайшему пути.

При этом не допускается выполнение острых изгибов, что может привести к искровому разряду и воспламенению на данном участке. С этой же целью проводник размещают на расстоянии не менее 100мм от поверхностей горючих материалов стен и других элементов постройки.

Требования к заземлителю

Заметим, что не рекомендуется использовать защитный контур заземления для подключения молниеотвода. В случае применения общего заземлителя при грозовом разряде на поверхностях бытовых приборов может возникнуть опасное напряжение. Для защиты электропроводки и бытовой техники в частном доме от удара молнии на вводном щите устанавливаются устройства защиты от импульсных помех (УЗИП).

Заземление для молниеотвода размещают не ближе 5м от крыльца и дорожек и заглубляют горизонтальный соединитель не менее 0,8м. Это необходимо для уменьшения вероятности поражения людей в случае грозового разряда.

Защитная зона громоотвода

Не следует питать иллюзии, что громоотвод на соседнем доме или расположенная недалеко металлическая вышка полностью обезопасят Ваше жилище от удара молнии. Защитная зона громоотвода имеет вполне конкретные границы. В любом случае на даче придется устроить собственную молниезащиту.

Конус безопасности, создаваемый стержневым молниеприемником, имеет угол 45-50°. Указанное правило действует при высоте размещения молниезащиты до 15м. Вышеприведенный эскиз демонстрирует, что при угле 45° радиус защитной зоны равен высоте верхней точки стержня над уровнем земли. При значении 50° зона защиты будет чуть больше.

Таким образом, чем выше мы разместим молниеприемник, тем больше получится площадь защищаемой поверхности.

В случае большого участка может возникнуть необходимость установки еще одного громоотвода. Его можно смонтировать на специальной мачте.

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.

Если не иметь в виду сварку, токоотвод проще выполнить из толстого медного провода в соответствии с рекомендациями выше. Надежное соединение с молниеприемником можно обеспечить с помощью оцинкованных зажимов с болтами и гайками. Практично закрепить проводник к опорам водосточных труб.

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.

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.

Высокое дерево нам поможет

Чтобы обустроить громоотвод на даче, можно использовать в качестве мачты высокое дерево, растущее неподалеку. Молниеприемник следует закрепить на его макушке так, чтобы он выступал не менее 0,5м над кроной. При этом не следует забывать, что дерево растет и меняет свои размеры.

Это означает, что молниеприемник и токоотвод следует крепить пластиковыми хомутами, которые не испортят ствол. Провод лучше использовать медный многожильный гибкий и проложить его следует с запасом дины. Кроме того, раз в несколько лет придется забираться наверх и переставлять молниеприемник выше макушки.

2023 0 0

Самодельный громоотвод для частного дома - тонкости обустройства и 3 схемы монтажа

Крепкие двери и надежные замки - это, безусловно, важно, но первое что нужно сделать для защиты любого строения, в том числе и частного дома, это установить громоотвод. Система сама по себе несложная и смонтировать ее своими руками реально, поэтому дальше я расскажу, зачем это нужно и пошагово покажу, как обустроить молниеотвод в частном доме, плюс вы сможете выбрать 1 из 3 схем конкретно для своего дома.

Насколько важно установить защиту

Сейчас уже никому не нужно доказывать, что разбушевавшаяся стихия имеет гигантскую силу и молния здесь не исключение. В случае прямого попадания молнии в дом, для жильцов существует 2 фактора опасности - это первичный и вторичный.

1. Первичный - сюда относят частичное или полное разрушение конструкций здания и возникающий после этого пожар. Молния, конечно, не боевой снаряд, но в некоторых случаях ущерб от ее попадания сравним с последствиями серьезного взрыва. Данный фактор считается самым опасным;

1. Вторичный - этот фактор для жизни людей менее опасен, но неприятностей может принести много. Речь идет об электромагнитной индукции и эффекте короткого замыкания. Если разряд большой мощности «доберется» до электропроводки, то все подключенные к ней приборы сгорят. Хотя здесь можно обезопаситься, отключив эти приборы.

Кстати, обычная наружная антенна запросто может сработать как громоотвод и тогда от вашего телевизора останется только пепел.

Хотя все же есть счастливые обладатели частных домов, которым не нужно ставить защиту и бояться попадания молнии. Из школьного курса физики нам известно, что это явление представляет собой концентрацию атмосферного электричества и во время грозы удара молнии следует ждать в районе самой высокой точки местности.

Если ваш частный дом стоит неподалеку от многоэтажного жилого массива, то разряд с вероятностью в 100 % ударит именно в высотное здание. Вам же бояться нечего, потому как на каждом таком здании обязательно есть громоотвод. А вот для дачного дома в чистом поле громоотвод жизненно необходим.

Тонкости обустройства системы

У себя в доме громоотвод можно полностью установить в течение 2–3 дней, здесь все зависит от того, какую систему вы предпочтете. Но для начала давайте разберемся, как работает защита от молнии.

Принцип действия системы

Устройство системы элементарно простое:

• На любом высоком объекте, будь то крыша дома, дерево или специально установленная мачта, монтируется молниеприемник;
• Этот молниеприемник при помощи токопровода по кратчайшей траектории соединяется с заземляющим блоком;
• При попадании разряда молнии в молниеприемник, электричество проходит по токопроводу и попадает в землю.

Здесь есть интересный нюанс, если монтаж выполнен грамотно, то вокруг шпиля появляется так называемая зона защиты, то есть безопасное место.

Вычислить ее просто: по правилам радиус зоны безопасности в полтора раза больше высоты шпиля. Иными словами, если ваш громоотвод имеет высоту 10 м, то на 15 м вокруг шпиля (во все стороны) распространяется зона безопасности. Причем зона защиты имеет конусообразную форму, поэтому ее еще называют конус безопасности.

Три схемы защиты частного дома

Большинство людей привыкло к тому, что громоотвод - это некий высокий шпиль. Отчасти это правильно, но металлический шпиль - это только одна из 3 распространенных рабочих схем применяемых в частном доме.

Иллюстрации	Рекомендации
	Схема № 1. Шпиль Шпиль считается классикой. Лучше всего его крепить в центре здания, чтобы конус безопасности охватывал все строение. Высота шпиля должна быть не менее 2,5 м, соответственно, чем большую площадь занимает дом, тем выше делается шпиль.
	Схема № 2. Сетка Если на вашем доме металлическая кровля, к примеру, металлочерепица или фальцевая кровля, то саму кровлю можно заземлить, и она будет работать как молниеотвод, главное, чтобы толщина листа была более 0,4 мм. В теории на кровле можно обустроить металлическую сетку из токопровода с ячейками около 1 м, но этот способ больше подходит для высотных домов с плоскими крышами, в частном домостроении он используется крайне редко.
	Схема № 3. Трос по коньку Трос из токопроводящего материала, натянутый над коньком на высоте от 150 мм - это практичное и не очень дорогое решение проблемы. Конус безопасности от троса, идущего над коньком здания, будет гарантировано накрывать весь дом.

Устанавливаем приемник на кровле

Громоотвод, точнее приемная его часть, может быть активной и пассивной. В активной системе на конце небольшого шеста устанавливается специальный ионизатор, который притягивает к себе разряды.

Установка такого ионизатора на частном доме не имеет особого смысла. Во-первых, эта штука не дешевая, а во-вторых, она разрабатывалась для промышленных предприятий с пожароопасным производством, чтобы гарантировано исключить попадание молнии не туда, куда нужно. Плюс подбор и монтаж ионизатора требует профессиональных навыков.

Если вам больше нравится шпиль над вашим домом, то минимальное сечение стального стержня составляет 50 мм², что соответствует круглому пруту диаметром 8 мм. Медный шпиль можно ставить сечением 35 мм², а самым толстым получается алюминиевый шпиль, здесь сечение берется не менее 70 мм².

Проще всего прикрепить громоотвод к кирпичной печной трубе при помощи анкеров или стальных хомутов. Если же такой трубы на вашем доме нет, то для таких случаев существуют специальные металлические стойки, как на фото снизу.

На громоотвод лучше ставить нержавеющую сталь или медь, если ее нет, то я рекомендую брать прут из обычной стали сечением 16 – 20 мм, тонкий металл (до 10 мм) в таких условиях за несколько лет съест коррозия.

Часто люди ставят на шпиль железную толстостенную трубу. Ничего плохого здесь нет, но в этом случае верхнюю часть трубы нужно заварить.

Натянуть по коньку трос легче и намного дешевле, чем крепить высокий, громоздкий шпиль. Сейчас для этих целей продаются специальные кронштейны, которые крепятся прямо к коньку с интервалом около 1 м и поддерживают на нужном расстоянии от кровли токопровод.

Токопровод

При обустройстве токопровода главное обеспечить как можно более короткий путь от приемника на кровле, до заземления. Что касается сечения, то в стальных конструкциях это все те же 50 мм², для медного токопровода хватит 16 мм², а для алюминиевого 25 мм².

Сам провод желательно изолировать как от кровли, так и от конструкций дома. Для этих целей сейчас продаются очень удобные кронштейны, они удерживают токопровод на уровне 20 мм от поверхности здания, что вполне достаточно.

От приемника, до заземления все соединения токопровода в идеале должны провариваться или пропаиваться, но если такой возможности нет, то можно использовать болтовое соединение. Главное помните – алюминий нельзя напрямую соединять с медью, только через стальную шайбу или прокладку.

Заземление

Заземление - это, пожалуй, самая ответственная часть конструкции. Чтобы разряд большой мощности гарантировано ушел в землю, площадь соприкосновения металлических конструкций с грунтом должна быть довольно большой.

• Для обустройства заземления используются металлические стержни длиной до 3 м. Не обязательно, чтобы это были круглые прутья, также сюда подходят металлические уголки размером от 35 мм;

• Изначально вам нужно выкопать траншею в виде треугольника на глубину 30–40 см. Длина стороны треугольника составляет от 1,5 м;
• После этого в углах траншеи вбиваются металлические штыри. В песчанике нужно загонять стержни на глубину до 3 м, для чернозема и влажных грунтов достаточно 1,5 м;

• Когда стержни вбиты, вокруг них сваривается замкнутый металлический контур, к которому подсоединяется токопровод с крыши и вся эта конструкция закапывается землей;

• В теории не обязательно чтобы заземляющий контур имел форму треугольника, металлические стержни можно вбить на прямой линии и точно также соединить, но в случае обрыва токопровода, часть контура перестает работать.

После сборки системы нужно проверить ее сопротивление, по правилам оно должно находиться в пределах 10 Ом.

Вывод

Для небольшого дома сделать громоотвод своими руками можно в течение дня, но здесь важно соблюдать все те зазоры, параметры и сечения провода о которых говорилось выше. Если остались вопросы, пишите в комментарии, постараюсь помочь.

Молния – это природное явление, обладающие большой разрушительной мощью. Электрический заряд, который содержит в себе молния, стремится попасть в наивысшую точку, чаще всего это крыша дома, антенна, дерево. Последствия такого попадания становится пожар, скачок напряжения, в результате чего могут погибнуть люди, повреждается здание, бытовая техника, электроника. Поэтому при строительстве необходимо уделить особое внимание защите дома.

Молниезащита частного дома бывает двух видов – внутренняя и внешняя.

Работа внутренней молниезащиты направлена на защиту техники и проводки дома от перенапряжения. Внешняя защита напрямую отводит заряд молнии в землю.

молниезащита частного дома фото

Строение внешней молниезащиты

Внешняя защита состоит из молниеотвода (громоотвод), токоотвода и заземлителя.

Важно: заземление молниеотвода должно быть отдельным от общего контура заземления дома.

Молниеотвод непосредственно на себя улавливает молнию, это происходит в первую очередь из-за материала из которого его изготавливают, после чего с помощью токоотвода энергия уходит в землю.

В зависимости от принципа действия, система внешней молниезащиты подразделяется на пассивную и активную.

Пассивная система

Чаще всего используют пассивную систему защиты от молний. Из-за простоты конструкции, вы сможете самостоятельно установить ее, не прибегая к помощи специалистов. Но при всем при этом следует учесть несколько нюансов – материал кровли, вид крыши, тип грунта. При установке такой системы следует учитывать затраты на ежегодную эксплуатационную проверку.

Выделяют следующие типы пассивной защиты:

штыревая – молниеотвод устанавливается на кровле и с помощью токоотвода (проволока сечением не менее 6 мм), который крепится к заземлителю, заряд отводится в землю. Система проста по конструкции, чаще всего используется на металлических крышах, недорога, но имеет малую площадь действия.

Важно: молниеотвод для металлических крыш изготавливают из круглой стали и устанавливают на 1,5 – 2 м выше наивысшей точки дома.

тросовая – здесь в качестве молниеотвода используется трос, натянутый между двух подпорок, который соединяется с токоотводом и заземлителем. Такая конструкция предпочтительна для временных сооружений, павильонов, а также для крыш, покрытых шифером.

Важно: трос или проволока натягивается на высоте до 50 см от кровли.

сетчатая – наиболее сложная система по монтажу, используется на крышах, покрытых металлочерепицей, и представляет собой сетку.

Активная система

Принцип действия активной молниезащиты заключается в том, что молниеприемник ионизирует воздух вокруг себя, тем самым перехватывая заряд молнии. Такая система стоит значительно дороже пассивной, но радиус ее действия около 100 метров, что позволит вам защитить не только дом, но и ближайшие строения. К основным достоинствам можно отнести – компактность, не броскость, автономность работы.

Строение внутренней молниезащиты частного дома

Внутренняя защита дома заключается в установке специального оборудования, которое будет непосредственно подключено к электрощитовой. Ограничители перенапряжения позволят сохранить ваш дом от потерь, не только когда в ваш дом попадет молния, но также от всевозможных скачков напряжения. Также для этих целей используют устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП), которые устанавливают на вводе в дом. Принцип их работы заключается в отводе излишнего импульса через заземление.

Схема подключения УЗИП

Заземление частного дома

Заземление дома играет большую роль в защите дома от различных происшествий, в том числе - удар молнии, скачок напряжения в сети из-за аварии. Существует несколько видов заземлений, среди которых выделяют – фундаментальное, глубинное и кольцевое. Перед установкой заземления необходимо произвести расчет с учетом сопротивления грунта, промерзания земли. Заземлительный контур можно сделать самостоятельно, для этого вам понадобится заземлители, изготовленные из меди, или стали, а также металлоконструкция которая будет их соединять между собой. Заземлители с металлосвязью должны создать жесткий контур в виде равностороннего треугольника. В качестве вертикальных заземлителей могут быть использованы равнополочные уголки, арматура или трубы, которые соединяют между собой металлическими полосами. Лучше всего в качестве крепления использовать сварку. Чтобы произвести правильный монтаж заземления, необходимо вырыть траншею от дома, глубиной 0,5 – 0,7 м, которая будет заканчиваться треугольной ямой. Вертикальные заземлители забиваются на одинаковом расстоянии друг от друга, глубиной не менее 2 метров. Они соединяются горизонтальными полосами между собой, длина полос 1,2 м. К одной вершине треугольника присоединяется шина, которая прокладывается к фундаменту дома. С помощью медного провода сечением не менее 6 мм шина соединяется с электрощитом дома.

Заземление для молниезащиты может быть выполнено так же, либо линейным способом. В котором заземлители соединяются между собой на одной линии. Используют не менее трех заземлителей. Минусом такой системы является снижение ее эффективности из-за воздействия электродов друг на друга. Также следует учитывать, что при выходе из строя первого заземлителя, перестает работать вся система.

Молниезащита в частном доме своими руками.

В качестве громоотвода можно использовать металлический штырь, трубу, закрытую сверху или любой конус изготовленный из меди, алюминия или оцинкованной стали. Молниеприемник устанавливают таким образом, чтобы он был на 1,5 м выше наивысшей точки кровли. Закрепить его можно непосредственно к крыше, антенне, дымоходе.

Важно: молниеотвод нельзя красить и изолировать.

Громоотвод соединяют с токоотводом, в качестве которого используется проволока сечением не меньше 6 мм. Для соединения молниеприменика и громоотвода применяют сварку или болтовое соединение. Токоотвод спускают с крыши и направляют к заземлителю в землю. Провод спускают таким образом, чтобы он находился в отдалении от окон и дверей. Токоотвод укрепляется вдоль стены с помощью специальных креплений.

Важно: избегать поворотов токоотвода под острым углом – чревато возникновением искрового заряда.

Крепление провода токоотвода с заземлителем.

Молниезащита требует ежегодного ухода за ней, проверку целостности соединений, креплений, если необходимо проводим зачистку и подтяжку болтов.

Стержневой громоотвод дома:

молниеприемник;

деревянная мачта;

токоотводящий провод;

заземлитель;

место соединения конца токоотвода и заземлителя; 6 - фундамент;

уровень почвы.

Молниезащита частного дома с крышей из металлочерапицы выполняется в виде сетки, которую изготавливают из провода и крепится непосредственно к черепице.

Важно: при установке молниезащиты, крыша должна иметь несгораемую подложку.

Видео

Обустройство громоотвода на дачном участке – важное условие безопасности нахождения на нем во время непогоды. Разряды электрического тока огромной силы при наличии громоотвода не оказывают влияние на конструкции дома и остальные элементы, находящиеся в зоне защиты. Однако не стоит думать, что громоотвод препятствует ударам молнии. Все обстоит иначе. Он становится проводником для отвода разряда от дома, уводя ток силой до 100 тысяч ампер в заземлитель.

Варианты устройства громоотвода

Классический громоотвод может выполняться в одном из двух вариантов: в виде одиночного стержня или системы тросов, натянутых между молниеприемниками. Первый вариант обычно применяется для защиты отдельного дома, в то время как второй – для создания безопасной зоны на целом участке. Тросовый громоотвод также рекомендован для зданий, имеющих значительную длину.

Составные части громоотвода

В защите от молний в первую очередь нуждаются дома с крышей из металла или металлочерепицы, так как такие варианты не имеют заземления, поэтому во время грозы накапливают на себе электрические заряды.

В случае с металлической крышей без изоляционного слоя, имеющей толщину покрытия для железа – 4 мм, для меди – 5 мм или для алюминия – 7 мм, возможно упрощенное устройство громоотвода, когда роль молниеприемника берет на себя ее поверхность. В таком случае через каждые 20 метров крыши производится заземление. Здесь нужно учитывать качество кровли, ведь если имеются какие-то разрывы, то нужного эффекта от такого молниеприемника не будет.

В остальных случаях громоотвод должен состоять из следующих элементов:

• молниеприемника (1) в виде тонкого электрода или системы электродов, устанавливаемых над домом на определенной высоте;
• токоотвода (2) – кабеля, соединяющего приемник с заземлением;
• заземлителя (3), уводящего ток в землю.

Молниеприемник

Элементом, в который при наличии громоотвода ударяет молния, является молниеприемник. Выполняется он обычно в виде стержня из стали, меди или другого материала со сходной проводимостью. Не нужно покрывать его краской или лаком, чтобы избежать коррозии, иначе он потеряет нужные свойства.

Площадь сечения: для стали – 50 кв. мм, для меди – 35 кв. мм, для алюминия – 70 кв. мм.

Установить молниеприемники можно с разных сторон или по центру крыши. Если устанавливается несколько молниеприемников, то они соединяются в общую цепь, замкнутую на заземлитель. Стержень можно расположить не только на поверхности крыши, но и на печной трубе или ближайшем высоком дереве. Оптимальной будет высота не более 15 метров. Если он устанавливается на дереве, то крепление производится таким образом, чтобы стержень возвышался над кроной не менее чем на 0,5 м и на 10–15 см выше дома.

Кроме стрежней возможны варианты защитной сетки (арматура толщиной 6 мм) и тросовой системы. Второй способ является более рациональным для дачного дома, так как трос натягивается на высоте выше уровня крыши, а сетка размещается на самой кровле. Трос диаметром не менее 5 мм натягивают по коньку крыши на стойках, после чего опускают вниз, где соединяют его с заземлителем. Таким образом, он выполняет и функцию молниеприемника и токоотвода.

Также в качестве приемников могут использоваться отдельные части строения (водосточные трубы, металлические ограждения). Их применение разрешено, если они имеют сечение большее, чем нужно для нормальной защиты.

Токоотвод предназначен для соединения молниеприемника и заземлителя. Выполняется он из алюминиевого или медного провода большого сечения. Для этих целей подойдет витой провод, который применяется для прокладки воздушных линий электропередач. Крепление токоотвода осуществляется с использованием клеммников, муфт или обжимных трубок.

Расстояние между молниеприемником и заземлителем должно быть минимальным, поэтому провод направляется по прямой вниз. Количество токоотводов зависит от площади дома. Для коттеджей площадью около 200 кв. м рекомендуется устанавливать 2 токоотвода на расстоянии примерно 20 м друг от друга.

Фиксируется он на специальном шесте или непосредственно на стене дома с помощью пластикового крепежа. Для защиты токоотвода можно изолировать его от воздействия окружающей среды при помощи кабель-канала.

Заземлитель

Так как заземлитель нужен для отвода разряда молнии в грунт, то он должен обладать маленьким электрическим сопротивлением. Для этих целей подойдут как дорогие материалы, такие как медь, алюминий, латунь и другие нержавеющие металлы, так и более дешевая обычная сталь. Заземлитель не должен иметь повреждений и следов ржавчины, так как они могут стать причиной уменьшения диаметра стержней из-за разрушения металла.

Для качественного заземления может применяться не один, а несколько стержней, которые погружаются в грунт вдали от дорожек и кровли, особенно если она изготовлена из легковоспламеняющегося материала. В дачных условиях в качестве заземлителя также можно использовать любой крупный металлический предмет, имеющийся под рукой: спинку от старой кровати, чугунною ванну, арматурную сетку и подобное.

Тип заземления зависит от параметров дома и особенностей грунта. Сухой грунт отличается низким уровнем грунтовых вод. Чтобы ток доходил до влажной почвы, необходимо вертикальное заземление. Заземлитель в этом случае выполняется из двух стержней сечением 100 мм и 2-3 м в высоту, вбиваемых на расстоянии 3-4 м друг от друга. Стержни соединяются между собой проволокой, тросом (медный, алюминиевый) или лужеными пластинами железа, к центру которого приваривается токоотвод.

Для влажного грунта характерен более высокий уровень грунтовых вод, поэтому можно не выполнять вертикальное заземление, заменив стержни уголками полосовой стали, водопроводными трубами или другими подобными металлическими элементами. Укладывается горизонтальный заземлитель на глубину 1 м.

В данном случае роль заземлителя может выполнять и токоотвод, уложенный в землю таким образом, чтобы занять как можно большую площадь соприкосновения с почвой. Соединенная конструкция может иметь форму гребешка (буквы Ш) или треугольника. Недопустимо при крепеже проволоки применение ручной скрутки и плоскогубцев, разрешается только обычная или холодная сварка.

Размещению заземлителя нужно уделить отдельное внимание. Это должно быть удаленное от дома и дорожек место, недоступное для детей и домашних животных, желательно огражденное. Минимальное расстояние до дома должно составлять не менее 1 м.

Так как вода является отличным проводником электрического тока, то лучше, если почва вокруг заземлителя будет влажной, тогда разряды будут быстро уходить в землю, не накапливаясь на стержне. Обеспечить дополнительную влажность можно с помощью потока дождевой воды из стока с крыши либо целенаправленным поливом почвы.

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:

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 h o , радиус на земле – R o , высота здания – h x , радиус на уровне высоты здания – R x , высота стержня – h. Тогда с учетом высоты имеющегося громоотвода и высоты дома неизвестные значения будут вычисляться по формулам:

R x = 1,5*(h-h x /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.

Установка громоотвода

Чтобы установка громоотвода была осуществлена правильно, стоит придерживаться следующей методики:

1. Измерить высоту крыши и определить ее геометрию. Для наглядности начертить схему, по которой можно определить будущую защитную зону.
2. Определиться с типом молниеприемника. Для квадратных домов достаточно одиночного стержня, для длинных строений оптимально применение тросовой системы.
3. Произвести расчет защитной зоны и определить нужную высоту стержня (стержней). Минимальное сечение молниеприемника должно соотноситься с его высотой в пропорции 5 кв. мм на метр.
4. Определить точку крепления молниеприемника и зафиксировать его на крыше или стене.
5. Выкопать яму для заземлителя и поместить его на нужную глубину.
6. Соединить между собой заземлитель и молниеприемник.
7. Проверить громоотвод мультиметром. Его сопротивление не должно превышать 10 Ом.

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.

Дальнейшая эксплуатация

Установленный громоотвод не нуждается в особом уходе. Его нужно лишь периодически проверять на отсутствие повреждений и качество металлических соединений. Если стержень молниеприемника уменьшился в диаметре или места стыков потеряли целостность, то данные элементы требуют замены. Место расположения заземлителя также должно подвергаться проверке, а земля вокруг него поддерживаться во влажном виде.

Технические мероприятия, определяемые как молниезащита загородного дома согласно требованиям ПУЭ должны рассматриваться с учётом особенностей их реализации в каждом конкретном случае. И, действительно, лишь редкие частные постройки располагаются вблизи высотных сооружений с размещённым на них устройством молниезащиты. Многие из таких строений находятся в изолированном положении и требуют особой защиты от молнии, которая чаще всего разряжается в одиночные объекты.

Нормативы

Согласно действующим нормативам (СНиП, в частности) все загородные жилые постройки относятся к 3-му классу пожаробезопасности и подлежат обязательному оборудованию грозозащитным оборудованием.

При этом обустройство эффективной молниезащиты коттеджа, например, должно быть предусмотрено ещё на стадии подготовки строительного проекта. Такой подход к решению вопроса позволяет получить надёжную систему предупреждения пожара, естественным образом интегрированную в архитектуру возводимого дома.

Однако многие владельцы уже готовых частных строений хотели бы защитить свой дом самостоятельно, что требует определённых знаний и навыков. О том, как грамотно и без излишних проблем смонтировать эффективную молниезащиту своими руками и пойдёт речь дальше.

Что надо учитывать при установке

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

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

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

Близкое расположение высотных объектов

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

Все перечисленные высотные объекты являются хорошей целью для грозового разряда и обладают так называемым «экранным эффектом», в зону которого попадает и расположенный поблизости жилой дом. При расчёте размеров мачты молниеприёмника наличие поблизости таких объектов обязательно учитывается.

Состояние почвы

Качество грунта в месте расположения дома очень важно с точки зрения эффективности используемого в составе молниезащиты заземлителя, защитное действие которого основано на стекании разрядного тока в почву.

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

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

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

Особое внимание выбору надёжной молниезащиты должно уделяться в ситуации, когда в непосредственной близости от частного дома имеется естественный водоём или ключевой источник. В районах с показателем грозовой активности более 40 часов в год риск поражения в этом случае будет максимален.

Конструкция молниеотвода

Для того чтобы для частного загородного дома самостоятельно, необходимо ознакомиться с принципом работы молниезащиты.

В момент грозового разряда молния попадает в приёмное устройство (металлический штырь, трос или сетку), после чего она отводится по специальной стальной ленте непосредственно на заземлитель.

В этой части защитной цепочки происходит стекание тока в грунт, сопровождающееся резким падением мощности электрического заряда.

Таким образом, самостоятельное обустройство молниеотвода для частного дома предполагает изготовление следующих обязательных элементов защиты от грозы:

• молниеприёмника штыревого или сетчатого типа;
• надёжного токоотвода (спуска);
• заземляющего устройства (контура заземления молниезащиты).

Типовой штыревой молниеприемник изготавливается в виде толстого стального прутка сечением порядка 10-20 миллиметров и длиной около 2,5 метров. При монтаже штырь надёжно крепится в любой высоко расположенной точке кровли таким образом, чтобы его заострённый конец возвышался над этим местом не менее чем на 2 метра.

Обратите внимание, что в качестве точки крепления может быть выбран либо конёк крыши частного дома, либо труба, отводящая дым.

Сразу оговоримся, что указанный вариант молниеприёмника идеально подходит для . В том случае, когда крыша частного дома закрыта шифером, в качестве приёмника рекомендуется использовать натянутый вдоль конька и надёжно закреплённый на изоляционных опорах металлический трос.

Для черепичных крыш наиболее оптимальным решением является укладка по всей их площади специальной сетки молниезащиты с системой отходящих от нее проводов.

Такие токоотводы (или спуски) изготавливаются из проволоки диаметром не менее 0,6 сантиметра или полосы из того же металла с типоразмером 2х30 миллиметров.

При монтаже они прокладываются вдоль стен строения, а затем привариваются с одной стороны к молниепримнику, а с другой – к контуру заземления, изготавливаемому по типовой схеме (смотрите ПУЭ).

Порядок обустройства молниеприёмника

Устройство молниезащиты для загородного частного строения лучше всего начать с изготовления молниеприёмника. При этом сам штырь молниезащиты надёжно закрепляется на самой высокой точке строения (на трубе или на деревянной антенной мачте). В случае использования сетки она укладывается по всей площади кровли с образованием ячеек размерами не более 12х12 метров (эта величина выбирается исходя из габаритов кровли и требуемого качества молниезащиты).

В местах пересечения провода сетки крепятся на сварку, а затем фиксируются на кровле дома с помощью специальных держателей, хорошо изолированных от материала покрытия.

По нижнему краю сетки устраивается несколько контактных площадок, предназначенных для подключения системы токоотводов (в типовой проект молниезащиты обычно закладывается по два спуска на каждую стену дома).

Часть сеточной конструкции молниезащиты, примыкающей к дымовой трубе, может быть оформлена в виде петли соответствующего размера, которая накидывается на неё сверху, а затем присоединяется к основе.

Подготовленное таким образом отводящее молнию устройство обеспечит качественную молниезащиту любой неметаллической кровле частного дома.

Отметим также, что для изготовления штыревого молниеприемника должен использоваться не поддающийся окислению материал (оцинкованная сталь или медь), поскольку красить его не допускается требованиями нормативов. В том случае, когда такие громоотводы изготавливаются из стальной полой трубы – один из её концов наглухо заваривается.

Порядок изготовления заземлителя

Основное назначение заземления молниезащиты – обеспечение идеальных условий для растекания разрядного тока в землю.

Выполнение этого требования возможно лишь при минимальном электрическом сопротивлении всей конструкции заземлителя, изготавливаемого из набора металлических заготовок. Как правило, он сооружается из 3-х толстых стальных прутков или профилей длиной не менее 2,5 метров, забиваемых в землю неподалёку от дома (не ближе 5-ти метров) .

Эти заготовки фиксируются в грунте таким образом, чтобы их вершины образовывали правильный треугольник со сторонами длиной порядка 1,2 метра.

После этого они соединяются между собой на сварку с помощью перемычек соответствующей длины, образуя прочную и надёжную заземляющую конструкцию.

Полученное таким образом сооружение может использоваться в качестве защитного заземления частного дома. В случае, когда заземление дома уже имеется, его можно объединить с заземлителем молниезащиты в одну систему.