1.
2.
3.
4.
5.
6.

Принцип устройства систем защиты от молнии несложен: ее необходимо встретить на подлете к крыше и вынудить изменить первоначальное направление таким образом, чтобы она ушла в землю.

Защита от молнии металлической кровли

Существующее на бытовом уровне мнение, что молниезащита металлической кровли не требуется, является неправильным. Да и надзорные органы настаивают на необходимости оборудования крыш здания торсовыми или штыревыми молниеприемниками.

Дело в том, что кровля сама по себе является приемником молний, а на всех выступающих неметаллических элементах должны быть молниеприемники. Но даже принятие подобных мер не гарантирует полную защиту. Несмотря на то, что сама по себе металлическая кровля выступает в качестве приемника молний, требуется, чтобы по всей поверхности у нее имелся электрический контакт. Таким образом, молниеприемники и токоотводы необходимо соединить с заземлителями методом сварки, а если это невозможно, используют болты. При этом между металлочерепицей или металлическими листами нужно иметь нормируемую электрическую связь.

Выполнение заземления

Для заземления потребуется металлический предмет, имеющий как можно большую площадь. Например, таким изделием может быть толстая труба, металлический уголок и прочее. Его закапывают в землю на максимальную глубину, превышающую уровень промерзания почвы в зимние морозы. Также желательно вкапать толстую металлическую бочку, арматурную сетку из толстой проволоки или кусок железа.

Создание молниезащиты

Молниезащита представляет собой оголенный проводник, сделанный из алюминия, медной проволоки или оцинкованной стали, защищенный от коррозии. Принято считать, что от удара молнии молниеприемник в состоянии защитить конус, зависящий от собственной вершины и боковой поверхности.

Площадь, которую способен защитить молниеприемник, зависит от того, насколько высоко он будет расположен. Хорошо, когда рядом с домом растет большое дерево. Тогда устройство можно установить на шесте, прикрепленном на дереве с помощью хомутов и поднять его выше верхушки.

При отсутствии дерева нередко пользуются телевизионной мачтой – желательно, чтобы она была металлической и неокрашенной. Когда мачта деревянная, то по ней пускают оголенный провод или проволоку, а после этого его подводят к заземлению.

Еще одним местом для установки молниеприемника является дымовая труба. К ней крепят металлический штырь и также соединяют с заземлением. Правда в данном случае штырь создает ветровую нагрузку и может повредить трубу.

Тогда молниезащиту выполняют следующим образом:

• устанавливают на фронтонах мачты высотой 1,5-2 метра;
• натягивают между ними толстую проволоку с изоляцией;
• проволоку и заземление соединяют.

Издавна сверкание молний и грохот грома во время грозы вызывали безотчетный страх у человека. Позже люди поняли, что опасность представляет не сам гром, а молния, которая может попадать в строения, высокие деревья и даже в людей и животных.

От ударов молнии часто возникали пожары, уничтожавшие целые поселения и оставлявшие жителей без крова над головой. Поэтому очень важно сделать все возможное, чтобы защитить жилье от попадания молнии и его последствий.

Необходима ли молниезащита металлической крыши?

Уже более столетия для покрытия крыш жилых зданий чаще всего используется металл. Это и традиционные фальцевые кровли из листовой стали и меди, и крыши из металлочерепицы или профнастила.

Хотя сам металл кровельного покрытия не горит, в большинстве случаев он укладывается на деревянные конструкции обрешетки и горючие изоляционные покрытия. Именно они обычно являются источником возгорания, поскольку при ударе молнии в металлическом покрытии кровли возникают оплавления и прожоги, вызванные огромной температурой грозового разряда. Поэтому, как только люди поняли природу молнии, они начали устанавливать на высоких зданиях громоотводы с целью защитить их от ударов стихии.

Молниезащита индивидуального жилого дома с металлической крышей

Первые молниеотводы представляли собой высоко поднятые на специальных мачтах металлические стержни, которые во время сильной грозы притягивали разряды молнии. Именно поэтому молниезащита металлической крыши с помощью молниеотвода сразу превращает ваш дом в объект возможной атаки, подвергая опасности не только вас, но и ваших соседей.

Принимая решение о необходимости устройства молниезащиты, нужно прежде изучить высотность окружающей застройки. Если рядом с вами есть доминирующие объекты, например, высокие здания, водонапорные башни или магистральные опоры линии электропередач, с установкой молниеотвода лучше не торопиться.

В этом случае лучше выполнить заземление металлической крыши. Для этого металлические листы кровельного покрытия надежно соединяют между собой и со всеми металлическими конструкциями, расположенными на крыше и присоединяют их к сети заземления.

Схема заземления металлической крыши

Электрики называют это системой уравнивания потенциалов. Во время грозы (при близких разрядах молнии) в наэлектризованном воздухе возникают огромные перенапряжения, которые могут привести к возникновению электрических разрядов между различными деталями кровли. Заземление железной крыши защитит здание и от возникновения внутри дома шаговых напряжений с большой разницей потенциалов.

Установка молниеотвода

Если же ваш дом не защищают соседние боле высокие строения, об его молниезащите придется позаботится самому.

Большая часть специалистов считает наиболее оптимальной установку молниеотвода рядом с домом на некотором расстоянии от него. Обезопасив здание от прямого попадания грозового разряда, он, при этом, не станет причиной возникновения внутри дома опасных перенапряжений.

Если рядом с домом есть высокое дерево, молниеотвод можно установить прямо на нем. Для этого на длинном шесте закрепляют металлический прут таким образом, чтобы его конец был выше кроны дерева.

Для установки молниеотвода можно использовать и мачту, на которой установлена телевизионная антенна. Если же такой возможности нет, молниеотводы устанавливают прямо на крыше здания. Их можно разместить как на фронтонах, так и на дымовой трубе дома.

Громоотвод, установленный на трубе, и система молниезащиты на металлической крыше

В последние годы появились современные системы так называемой «активной молниезащиты». В них, вместо обычных стержневых молниеприемников, устанавливаются специальные устройства, посылающие навстречу молнии мощный электрический разряд, принимающий на себя всю силу ее удара.

Различные виды молниезащиты зданий

Из курса школьной физики известно, что зона защиты молниеприемника представляет собой конус, внутри которого должен находится защищаемый объект. Из этого вытекает, что чем выше будет молниеотвод, тем больше будет объем защищенного пространства.

Высота молниеотвода должна быть приблизительно равна длине здания, умноженной на три. Часто, если здание имеет большие размеры, установить молниеотвод необходимой высоты очень сложно и трудоемко. В таких случаях используют другие виды молниеприемников. Кроме стержневого, молниеприемники бывают сетчатого и тросового типов.

При установке молниеприемника любого вида, устройство системы уравнивания потенциалов и заземление в частном доме крыши являются обязательными.

Устройство внешней молниезащиты жилого дома

Основными элементами системы молниезащиты являются молниеприемник, токоотвод и заземлитель.

Самый обычный молниеприемник представляет собой стальной стержень, сечением не менее 100 мм² и длинной до 1,5-2,0 м. Обычно для этой цели используют стальной прут диаметром 12 мм.

Токоотводом соединяют молниеприемник с контуром заземления. Уже из самого его названия понятно, что он предназначен для отвода грозового разряда в землю. Толщина токоотвода должна быть не менее 6 мм, поскольку сила тока грозового разряда может достигать 200 тысяч ампер! К токоотводу присоединяется и заземление металлической крыши.

Контур заземления состоит из нескольких электродов, погруженных в землю и соединенных между собой. Выбор его конструкции зависит от характеристик грунта в месте постройки дома.

Соединение всех деталей системы молниезащиты между собой должно быть очень надежным. На рисунке показаны различные способы соединения между собой различных ее элементов.

Контур заземления выполняется на расстоянии 1,5-2,0 м от стены здания со стороны, противоположной входу в дом. Для этого отрывается траншея, глубиной не менее 0,5 м. На дно траншеи на глубину 2-3 м забиваются электроды заземления из стальных уголков или отрезков металлических труб.

Широко распространённое мнение о том, что молниезащита кровли необязательна в условиях эксплуатации частного дома, следует признать абсолютно ошибочным. К тому же специальные органы надзора за частным фондом обращают внимание частника на важность оборудования крыш строений специальными молниеприёмниками.

Обустройство

В отсутствии молниезащиты нельзя гарантировать полной защищённости дома и его обитателей от поражения грозовым разрядом. Сильнейший удар молнии может не только привести к возгоранию деревянных частей кровли, но и способен вывести из строя электропроводку вместе с подключёнными к ней электроприборами.

Устройство молниезащиты на наружных поверхностях строений не представляет особых сложностей. Внешняя молниезащита в отличие от внутренней легко может быть обустроена практически любым желающим.

Единственное условие грамотного подхода к её изготовлению – это требование надёжного сочленения всех электропроводящих частей молниезащиты и элементов самой кровли (при использовании покрытия из металла).

Подобно всем другим системам молниезащиты рассматриваемая конструкция состоит из следующих основных частей:

• молниеприёмника (точечного, объёмного или распределённого по всей поверхности кровли);
• спуска (токоотвода), изготовленного на основе толстого стального проводника;
• заземляющего устройства (ЗУ).

Обеспечивающий защиту здания молниеприёмник может изготавливаться не только из обычных металлических прутьев, но и нередко выполняется на основе системы стальных тросов. Ещё один способ обустройства молниезащиты кровли предполагает использование для этих целей крупноячеистой и хорошо проводящей ток сетки.

При рассмотрении молниезащиты кровель основное внимание уделяется устройству и типу самих молниеприёмников, поскольку остальные элементы защитной системы имеют типовое исполнение.

Условия выбора одного вариантов обустройства приёмника электрического разряда (другое их название – молниеотводы), в конечном счёте, определяются материалом покрытия кровли и её формой. В последующих разделах будут рассмотрены все возможные варианты изготовления молниезащиты.

Штыревая система

Для крыши из металлочерепицы или профлиста наиболее подходящим вариантом защиты является штыревая система, предполагающая использование одного или нескольких вертикально закреплённых на кровле металлических стержней. Изготавливаются такие молниеприёмники из специальных стальных прутьев диаметром порядка 8-12 миллиметров или же из полосового проката с типоразмером 25х4 миллиметра.

Длина одного стержня для дома с металлической крышей выбирается из расчёта того, чтобы его вершина оказалась выше наиболее удалённой от земли точки дома примерно на 1,5-2 метра. При этом защищаемая таким молниеприёмником площадь определяется высотой его размещения.

Закреплённый на коньке штырь (или их группа) соединяются затем с токоотводом, который спускается до заземлителя и приваривается к нему. В отсутствии сварочного агрегата для его крепления может использоваться болтовой крепёж.

В качестве токоотвода (важной части молниезащиты кровли) чаще всего применяется круглая стальная проволока диаметром порядка 6-8 миллиметров. Сначала она прокладывается вдоль ската и по стенам дома, после чего фиксируется на них посредством специальных скоб.

Трасса прокладки выбирается таким образом, чтобы доступ к токоотводу был ограничен, и чтобы он не создавал опасности для окружающих и жильцов дома.

Тросовые молниеприёмники

При защите от молнии частного дома, на крыше которого уложены стандартные шиферные листы, например, удобнее всего воспользоваться так называемым .

Основой такой молниезащиты является натянутый вдоль конька трос или толстая стальная проволока, размещаемые на удалении примерно полметра от него.

Все остальные элементы конструкции молниезащиты делаются точно такими же, как и в предыдущем случае. Для закрепления токоотвода на скате шиферной крыши рекомендуется использовать специальные скобы с резиновыми прокладками, предупреждающие проникновение влаги под покрытие.

Сетчатая молниезащита

Сетчатые молниезащитные конструкции, как правило, применяются на кровлях с небольшим уклоном ската или на совершенно плоских крышах. Они очень удобны и в тех случаях, когда крыша закрывается неметаллической черепицей или другим негорючим материалом.

Для изготовления таких молниеприёмников используется стальная проволока сечением 6-8 миллиметров с шагом ячеек приблизительно 6х6 метра, монтировать которую рекомендуется с соблюдением всех требований ПУЭ. Готовая конструкция по уже описанной ранее методике соединяется затем с расположенным около дома заземляющим устроством.

Подобным же образом обустраивается молниезащита на мягкой кровле, с той лишь разницей, что в этом случае используются держатели дистанционного типа, обеспечивающие зазор для затухания искры при разряде.

Особенности монтажа молниеприёмников в виде сетки

Известны два способа крепления элементов сеточного молниеприёмника на кровле, каждый из которых обладает определёнными преимуществами и недостатками. Первый из них предполагает использование специальных натяжных деталей в виде жёстких анкерных механизмов, устанавливаемых на кровле дома с соблюдением требований по её герметичности.

При втором способе фиксации проволоки для получения надёжной сеточной конструкции используется зажимное крепление особого типа.

В случаях, когда на кровле дома уложена керамическая черепица, с фиксацией таких зажимов могут возникнуть определённые сложности. В подобной ситуации, как правило, используются специально разработанные крепления, обеспечивающие надежность и простоту монтажа всей конструкции молниезащиты.

На плоской кровле для качественного оборудования сеточных молниеприёмников натяжного типа удобнее всего применять кронштейны из пластика, способные сохранять фиксированный зазор между проволокой и кровельным покрытием.

Надо отметить, что согласно требованиям ПУЭ дополнительно подготовленный заземлитель молниезащиты может быть объединён с общим заземляющим контуром строения.

Однако такое объединение допускается лишь при условии наличия в доме надежной системы выравнивания потенциалов.

И ещё, обустроенные таким образом громоотводы считаются вполне пригодными для защиты только в случае, когда между их элементами имеется надёжная электрическая связь, а покрытие кровли контактирует с негорючими материалами.

Любой дом, в особенности деревянный, нуждается в молниеотводе. Для разных типов кровель эти конструкции устроены по-разному.

Молниезащита на мягкой кровле – это чаще всего сетка из металлических проводников, проложенных по коньку. Подойдет и универсальный способ: мачты на коньке возле фронтонов и натянутый между ними трос.

Установка молниезащиты на мягкую кровлю

Монтаж молниезащиты на мягкую кровлю состоит из двух этапов:

• устройство самого молниеотвода на крыше;
• устройство контура заземления на земле.

Накрышная часть

Существует пассивная и активная молниезащита мягкой кровли.

Виды молниеприемников пассивной защиты:

• штыревой. Металлический штырь, установленный на коньке. От штыря к земле спускается токоотвод (проволока сечением от 6 миллиметров), его крепят к заземлителю – металлическому штырю, погруженному в землю на полметра ниже уровня промерзания грунта;

• тросовый. Вдоль конька протягивают трос, к нему приваривают токоотвод. Токоотвод спускается по скату и по стене к земле, здесь его замыкают на заземлитель;

• молниеприемная сетка. Выполняется из стальной проволоки сечением от 6 миллиметров. Шаг ячейки – 6 х 6 или 12 на 12 метров квадратных максимум. Сетку кладут либо поверх покрытия, либо устанавливают под слоем негорючего теплоизоляционного материала. При втором способе от удара молнии покрытие страдает, поэтому чаще используется первый.На двухскатных крышах сетку укладывают на скаты по отдельности. Обе секции должны быть заземлены.

Под активной защитой подразумевается мачта с молниеприемной головкой. Головка состоит из корпуса и генератора ионов. К мачте она крепится соединительной муфтой. Для этой конструкции тоже требуется токоотвод и заземлитель.

Количество молниеотводов на гибкой кровле зависит от площади и конфигурации крыши.

Обратите внимание

Для устройства штыревого молниеотвода на крыше загородного дома обычно хватает двух металлических штырей, расположенных на обоих концах конька.

Штыри должны подниматься над линией конька не меньше чем на полтора метра. Их можно изготовить из двух кусков арматуры.

Токоотвод

Для изготовления шины токоотвода можно использовать:

• стальную проволоку от 6 миллиметров;
• шину 15 на 3. Максимальная толщина – 6 миллиметров. Толще брать не рекомендуется, т.к. при ударе молнии может произойти разбрызгивание плазмы;
• пучок тонких оцинкованных проволок с суммарным сечением 45 миллиметров квадратных. Проволоки перед монтажом следует прихватить сваркой.

Контур заземления

Для заземлителей используют:

• круглые стержни из стали диаметром 16 миллиметров;
• полые трубы сечением от 32 мм с толщиной стенки 3,5 мм;
• профильные трубы либо уголки, сечение от 10 см, стенка от 4 мм.

Количество заземлителей зависит от площади дома и суммарной нагрузки всех приборов в нем. Существует три варианта конфигурации сети:

• линейный – две группы заземлителей по углам дома;
• полный контур по периметру сооружения.
• самый простой – три заземлителя, вкопанные в землю в полутора метрах от дома;

Заземлители соединяют одной общей шиной в единую цепь. Шина уходит в дом (там на нее заземляют электроприборы).

Все элементы конструкции, на земле и на кровле, соединяются сваркой.

Тестирование контура

После монтажа необходимо замерить сопротивление наземной части. Это можно сделать индукционным мегоммером.

Измеряется сопротивление самих заземлителей и сопротивление растекания. Для этого замера электроды погружают в землю на расстоянии не меньше 12 метров от контура. Расстояние между самими электродами – в пределах полутора метров. Сопротивление не должно превышать 4 Ом.

Физическая природа молний, возникающих в грозу и способных нанести большой ущерб зданиям и людям, до сих пор до конца не изучена. Однако опытным путем были найдены надежные способы защиты от этого грозного природного явления. Они основаны на отведении заряда статического электричества в грунт, где он не причинит вреда.

Громоотводы использовались людьми с древних времен. Правильно смонтированная молниезащита кровли надежно защищает ее от удара молнии.

Устройство и необходимость установки

Принцип действия молниезащиты скатной кровли заключается в отведении разряда атмосферного электричества от здания в грунт. Для этого используется система проводников большого сечения – металлических прутков. Они расположены так, чтобы принимать удар молнии на себя и защищать определенную область пространства, в которой и располагается крыша.

Устройство

Молниезащита здания со скатной кровлей состоит из трех основных элементов:

1. Молниеприемники . Непосредственно принимают на себя разряд. Выполнены в виде вертикальных металлических штырей диаметром 8-12 мм. Крепятся в точках наиболее вероятного попадания молнии. Для небольшого строения достаточно одного приемника, для протяженных скатов их потребуется несколько.
2. Токоотводы . Проводники из стальной проволоки диаметром 6-8 мм отводят разряд от приемника к точке заземления. Их прокладывают по скатам и стенам и крепят на специальных кронштейнах, расположенных с шагом в 1 метр.
3. Заземлитель . Это массивная металлическая пластина или сварная трубчатая конструкция с большой площадью поверхности. Она закопана в грунте и отводит в него принятый молниеприемником и отведенный токоотводом разряд.

Система соединенных друг с другом приемников монтируется на небольшой (10-15 см) высоте от кровельного материала. Этого обычно достаточно, чтобы оттянуть разряд на себя. Дополнительные вертикальные штыри устанавливаются в точках, наиболее часто притягивающих разряд:

• торцы конька;
• дымоходы и другие устройства, возвышающиеся над скатом;
• нижние углы скатов.

На больших скатах устраивается токоотводящая сетка. Токоотводы укладываются параллельно граням ската с шагом не более 6 метров.

Необходимость установки

Вероятность попадания молнии в дом невысока, но высокая энергия разряда практически гарантировано приводит к пожару и к выходу из строя электрооборудования. Поэтому систему молниезащиты необходимо устанавливать на отдельно стоящие дома, не защищенные высокими деревьями, столбами и другим высокими конструкциями.

Стоимость устройства молниезащиты на кровле намного ниже, чем стоимость ремонта и замены электрооборудования.

Крепеж для молниезащиты на кровле

Конструкция держателей для молниезащиты на кровле зависит от типа кровельного материала. Все они надежно удерживают детали системы и содержат изолирующую прокладку, не позволяющую разряду утекать в крепление. При установке держателей не должна нарушаться герметичность крыши. Используются такие разновидности крепежа, как:

• с полимерно-бетонными подставками: используются на плоских крышах;
• пластмассовые: используются для металлической и для мягкой кровли;
• хомутные: устанавливаются на конек;
• зажимные и пластинчатые: предназначены для фальцевой кровли;
• в виде кронштейнов: используются для крепления к стенам в домах с металлической и с мягкой кровлей.

Тип и конструкция держателя подбирается исходя из типа кровельного материала на крыше, конструкции скатов, дымоходов и других выступающих строительных конструкций.

Молниезащита здания с металлической кровлей

Бытует ошибочное мнение, что молниезащита металлической кровле не требуется. Дескать, металл не горит, и нечего впустую тратить деньги.

Энергия разряда молнии очень высока, и в отсутствие молниезащиты металлической крыши может раскалить металл до такой степени, что под ним воспламенятся деревянные конструкции обрешётки и стропильной системы, полимерные мембраны гидроизоляции и другие горючие материалы.

Такой скрытый пожар будет не сразу обнаружен и принесет огромный ущерб. Поэтому молниезащита частного дома с металлической крышей обязательно должна быть установлена.

Принципы устройства защиты от молний на зданиях с металлической крышей сходны между собой. Это обуславливается одинаковыми факторами риска. При трении воздуха и содержащихся в нем частиц пыли о кровельный материал он электризуется. Это может вызвать разряд статического электричества и без грозы и молнии.

При большой площади ската мощность разряда будет достаточной для того, чтобы причинить серьезный вред здоровью оказавшихся на его пути людей или домашних животных. Поэтому здания с металлической кровлей нуждаются в надежной системе заземления скатов.

Металлочерепица

Молниезащита кровли из металлочерепицы проектируется, исходя из общих принципов. Молниезащитная сетка должна прикрывать всю площадь скатов с шагом не более 6 метров. Элементы молниезащиты на металлочерепице крепятся с помощью специальных кронштейнов, фиксируемых к обрешетке кровельными саморезами.

Заземление крыши из металлочерепицы должно иметь достаточную площадь контакта с грунтом для отведения как разряда молнии, так и скапливающихся зарядов статического электричества. Заземлить крышу из металлочерепицы лучше с помощью пространственной сварной конструкции из труб.

Профнастил

Профлист точно так же изготовлен из оцинкованного металлического листа, покрытого слоями грунтовки, краски и полимерного защитного покрытия.

Соответственно принципы и подходы проектирования молниезащиты крыши из профнастила ничем не отличаются от металлочерепичной.

Фальцевая

Молниезащита фальцевой кровли выполняется по сходным принципам. По сравнению с заземлением кровли из металлочерепицы она отличается повышенными требованиями к заземлению.

Если кровля не окрашена и выполнена из медного или оцинкованного листа, весь скат является большим проводником и обкладкой конденсатора. Поэтому статический заряд на нем накапливается быстрее, а потенциал такого заряда - выше. Соответственно и выше угроза поражения разрядом людей и конструкций, находящихся на крыше или на чердаке.

Молниезащита для мягкой кровли

Монтаж молниезащиты на мягкой кровле осуществляется с помощью креплений, не нарушающих целостность покрытия. Если для этого используются гвозди или саморезы, они должны быть снабжены неопреновыми уплотняющими прокладками, а место установки дополнительно герметизировано битумной мастикой.

Скатная кровля, покрытая гибкой черепицей, защищается от ударов молнии так же, как и металлочерепица. Поверхность кровельного материала не проводит электрический ток.

Статический заряд на таких скатах накапливается незначительный, и допустимо устанавливать менее мощное заземление, чем для металлочерепицы.

Молниезащита плоской кровли, покрытой рулонными материалами, состоит из токоприемников по углам крыши и токоотводящей сетки с шагом не более 6 метров.

Установка системы защиты от молний не регламентируется действующим законодательством. Однако ее необходимость для крыши из металлочерепицы, профнастила, фальца, мягких кровельных материалов очевидна для владельца, заботящегося о сохранности своего дома или коттеджа.