Громоотвод или же – молниеотвод, это небольшая конструкция, необходимая для того, чтобы молния во время грозы, «столкнувшись» с домом, изменила свое направление и ударила не по зданию, а «ушла» рядом, в землю.
Что это такое
>По сути, громоотвод для дома — это своего рода система безопасности, действие которой состоит из трех этапов:
- «встреча»;
- перенаправление;
- заземление.
Соответственно и сам громоотвод конструктивно состоит из трех частей:
- приемника;
- токоотвода;
- заземлителя.
То есть, при ударе молнии в крышу дома происходит следующее – приемник громоотвода принимает заряд электричества, токоотвод его перенаправляет в сторону, а заземлитель «успокаивает» в грунте участка рядом с домом.
Громоотвод в частном доме
Конструкция довольно-таки проста, поэтому ее не так уж и сложно сделать самостоятельно, но есть один нюанс, который необходимо учитывать – вид кровельного материала, которым покрыта крыша.
Самый простой тип громоотвода представляет из себя стальной стержень, установленный в самом высоком месте крыши дома. К стержню приварена металлическая проволока, которая спускается по стене вниз. Второй конец проволоки приварен к металлическому листу, вкопанному в землю.
Такой громоотвод для дачного дома сделать легко и весьма недорого, ведь можно использовать подручные материалы, к примеру остаток трубы или арматуры. Конечно, нужно учитывать тип крыши, а точнее, нюансы в устройстве системы безопасности от удара молнии, которые зависят от кровельного материала:
- металлические – для таких крыш длина приемника громоотвода должна быть больше одного метра;
- шифер и родственные ему материалы – более эффективен «лежачий» громоотвод – то есть вдоль «конька» нужно расположить толстый металлический трос, к которому припаивается отвод, так же, как к вертикальному столбику;
- черепица – можно использовать и простой классический тип конструкции, а можно и разместить сетчатый громоотвод – это квадрат или прямоугольник из металла с такой же металлической сеткой, расположенный над кровлей на высоте около метра на деревянных столбиках, к нему припаивается отводка.
Какой бы не был предпочтен громоотвод , в частном доме нужно учесть и такой момент, как расположение заземлителя. Лист металла иди брусок должен быть как можно дальше от входа и других частей участка.
Заземление приемника молнии
По которым часто ходят. Так же он не должен располагаться близко к фундаменту, расстояние от стены должно составить не менее, чем метр. Глубина, на которую закапывают заземлитель в идеале составляет 3-4 метра, минимальная глубина – 2 метра.
Зачем нужен
>Громоотвод на фото часто выглядит довольно-таки непривлекательно и многие «активно строящиеся» горожане полагают, что без него вполне можно обойтись. Если строительством загородного дома занимается серьезная строительная организация. То громоотвод все же появляется на крыше, но при самостоятельной постройке им пренебрегают очень часто.
При этом, говорить, что люди не понимают, зачем нужен дачный громоотвод – неправильно, просто многие полагают, что такая система защиты необходима в местности с частыми грозами, где-то ближе к югу и так далее. Отчасти это верно, чем севернее местность, тем менее активна молния во время грозы, и, соответственно, тем меньше шансов, что она ударит в дом.
Схема громоотвода дома
Так же очень распространено мнение о том, что громоотводы как раз и притягивают удары молнии, как магнит железо. И в этом тоже есть часть истины – данные конструкции на самом деле «привлекают» молнию, без этого качества они просто не смогли бы функционировать. Однако «привлекают» ее они исключительно в тех случаях, когда разряд электричества с мощностью минимум в 200 ампер уже летит к постройке.
Что же касается редких гроз, то даже в Подмосковье удары молнии в дома происходят очень часто. Дело в том, что, экономя на установке громоотвода или же попросту считая его ненужным, большинство строящихся самостоятельно горожан не забывают устанавливать на крыше антенны.
То есть, при «близкой» грозе и отсутствии громоотвода, эту роль берет на себя антенна, а последствия удара молнии в спутниковую тарелку представить не так уж и сложно.
Хотя бы по этой причине, исходя из поговорки «береженого бог бережет» пренебрегать громоотводом нельзя, не зависимо от того, в какой климатической зоне находится здание, как часто бывают грозы и насколько велики статистические показатели МЧС ударов молнии в постройки в этой местности. Громоотвод нужен и для безопасности, и в качестве своеобразной «страховки» вложенных в обустройство дома денег.
Как сделать своими руками
>Сейчас очень модно делать самостоятельно все, что только возможно и невозможно, поэтому задумываясь о безопасности во время грозы, первое, что приходит в голову многим людям, это вопрос о том, как соорудить громоотвод своими руками .
Хотя самостоятельные действия в строительстве далеко не всегда оправданны, допустимы и в принципе не всегда экономичны, в отношении громоотводов такой подход полностью верен.
В том, как сделать громоотвод , нет совершенно ничего сложного, для сооружения этой конструкции потребуются:
- железный прут с сечением не менее, чем 15-20 мм, или же обрезок трубы, минимальная длина вертикального стержня – 25 см, но длина «приемника» должна быть выше, чем все антенны или какие-либо другие объекты на крыше;
- деревянные подпорки, которыми прут будет закреплен;
- металлическая проволока, очень толстая, с сечением не менее 5-6 мм, достаточной длины;
- заземляющий металлический лист, брусок, труба – все что угодно, но наиболее подходящим является все же плоская металлическая пластина;
- сварочный аппарат и все, что может понадобиться для сварки;
- строительные металлические скобы и молоток;
- лопата.
Из вышеизложенного принцип монтажа конструкции ясен – на крыше крепится вертикальный стержень-приемник, к нему приваривается проволока, которую спускают по стене, закрепляя скобами, далее ее конец приваривают к заземляющей пластине, которую зарывают в землю.
Внимание следует уделить двум моментам – приемник и все другие элементы не должны быть ржавыми «до дыр» или совсем ветхими, кроме этого, сварка должна быть очень качественной, такой, чтобы при ударе молнии проволока не отлетела в сторону от стержня-приемника.
Роль заземлителя тоже нельзя недооценивать. Эта часть конструкции должна обладать наименьшим возможным сопротивлением, то есть говоря проще – принять поток электричества и «отдать» его земле. В сухих, песчаных почвах более целесообразно устанавливать для заземления вертикальные трубы или бруски, а во влажных суглинках – плоские горизонтальные пластины.
Цены готовых
>Купить сейчас можно абсолютно все, в том числе и громоотвод , цена на системы грозозащиты, а именно так называются эти конструкции в каталогах магазинов, зависит от сложности изделия и от производителя.
Многие магазины предлагают не только целые комплекты, но и отдельные элементы, нужные для конструкции – мачты, кронштейны-крепители, заземлители и так далее.
Тросовая молниезащита
Цены на принимающие разряд стержни, которые на ценниках названы мачтами, варьируется от 400 до 1300 рублей. Цены на держатели для проводящей ток проволоки колеблются от 78 до 120 рублей. Стоимость медных держателей-креплений для проволоки в среднем составляет 200-300 рублей.
Стоимость мачты начинается от 4000 и может доходить до 109 000 рублей. В среднем, стоимость полного комплекта системы защиты от ударов молнии составляет от 12000 до 168000 рублей, без стоимости монтажных работ.
Дорогие системы не отличаются тем, что они «как-то более надежно» принимают удары молнии, они отличаются более дорогими металлическими сплавами деталей, более устойчивыми к внешней среде, принцип же работы и составляющие элементы такие же, как и в дешевых устройствах.
Элемент заземления в земле для громоотвода
Ввиду единства принципа действия и простоты конструкции самого устройства, громоотводы действительно есть смысл собирать самостоятельно, к тому же, в качестве приемника совсем не обязательно устанавливать металлический прут или другую стандартную конструкцию, выполнить его функции может флюгер.
При чем практика совмещения флюгера и громоотвода была принята еще в начале 20 века, но подзабылась ввиду массовой типовой многоквартирной застройки при почти полном отсутствии индивидуального малоэтажного частного строительства.
Молниеотвод представляет собой защитное устройство, в котором система проводников отводит электрический разряд в землю. Молниезащита - важнейший элемент обеспечения безопасности жильцов и имущества, находящихся в здании. При желании и наличии определенных знаний, вполне реально соорудить громоотвод своими руками.
Принцип действия и устройство
>Система защиты от молнии состоит из трех компонентов:
- молниеприемник;
- токоотвод;
- заземлитель.
Схема устройства представлена на рисунке ниже.
Функция приема разряда молнии возлагается на молниеприемник. По токоотводам электричество поступает в заземлительный контур, который передает разряд в грунт.
Молниеприемник
>Существует три разновидности молниеприемников:
- стержневой;
- штыревой;
- сетчатый.
Также в качестве приемника может выступать сама крыша.
Стержневой приемник представляет собой металлический штырь, установленный на станине (на кровле, рядом со зданием, на высоком дереве). С помощью токоотвода (проводника) штырь соединяется с заземлительным контуром. Для изготовления громоотводов применяют медь, алюминий или сталь. Причем первая- оптимальный вариант с точки зрения качества защиты, а самые дешевые приемники производятся из стали.
Сечение молниеприемника стержневого типа должно составлять не менее 35 кв. мм, если речь идет о меди, и 70 кв. мм - для стальных устройств. Длина штыря колеблется от 50 до 200 см.
Стержневые приемники обычно выглядят эстетично, однако площадь их покрытия не слишком большая. Для расчета покрываемой территории от наивысшей точки штыря прочерчивают мысленную линию к уровню земли под углом 45 градусов. Защищенным является все пространство, оказавшееся в треугольнике по периметру. Ввиду маленькой зоны действия, стержневые громоотводы используют для защиты небольших домов, банных построек, гаражей и т.п.
Обратите внимание! Молниезащиту можно как сделать своими руками, так и приобрести готовую.
Сеточные молниеприемники выполняются в виде металлических сеток и представляют собой арматурный каркас с ячейками размером от 3 до 12 м. Толщина арматуры - в среднем 6 мм. Сетку размещают на определенной высоте над материалом кровли, оставляя зазор не менее 15 см. Наиболее подходящие объекты для применения сеточных систем - большие кровли (многоквартирные дома, торговые центры, промышленные и складские здания и т.п.).
Тросовый приемник располагается на двух или четырех мачтах, связанных друг с другом проволокой из стали или алюминия. Трос протягивают по коньку крыши, используя деревянные бруски, которые выступают в качестве опор. Наименьший рекомендуемый диаметр троса - 5 мм.
По сравнению со стержневыми описываемые устройства покрывают гораздо большую площадь. С точки зрения эффективности тросовые системы лучше, чем стержневые или сеточные приемники справляются с задачей защиты от молнии. Особенно распространены такие системы на шиферных кровлях.
Иногда в качестве молниеприемника используют саму крышу. Это возможно, когда кровля изготовлена из профнастила, металлической черепицы и любых других материалов, в основе которых есть металл. Существуют требования, которые дисквалифицируют конструкционный материал кровли, если его толщина меньше 4 мм (иначе возможно его прожигание молнией). Также не допускаются какие-либо горючие материалы, способные легко воспламениться.
Токоотвод
>Для изготовления проводников применяют шестимиллиметровую медную, стальную или алюминиевую проволоку. Соединения с другими элементами системы - молниеприемником и заземлительным контуром - выполняют посредством болтов или сварных швов. Токоотвод нуждается в качественном изолировании от окружающей среды (подойдут кабель-каналы). Еще одно требование - выбор для токоотвода самого краткого пути от молниеприемника к заземлительному устройству.
Заземлитель
>Заземлительный контур располагают неподалеку от здания. При этом выбирают место, находящееся вне прогулочной территории и поближе к какому-либо ограждению. Электрический заряд, поступающий к заземлительному контуру через токоотвод, через металлические стержни отводится в грунт. Стержни вкапывают в землю на глубину примерно 80-100 см. Их размещают таким образом, чтобы они при соединении формировали треугольник.
Подготовительные мероприятия
>Перед тем как сделать громоотвод необходимо провести подготовку. Причем по важности этот этап ничем не отличается от собственно процесса установки молниезащитной системы. Понадобится произвести расчеты согласно формуле, подобрать материалы и найти правильное место для установки молниезащиты.
Формула расчета
>Молниезащита - достаточно сложная и ответственная в силу выполняемых задач система. При ее планировании необходимы точные расчеты и оценка потенциальных рисков. В то же время необходимости в чрезмерно сложных математических вычислениях нет. Нужно лишь определить зону действия системы, исходя из формул. Для стержневого молниеотвода существуют коэффициенты, применяемые для расчета нужной высоты устройства. Используется такая формула:
Она подходит для громоотводов высотой до полутора метров, что вполне достаточно для обеспечения защиты частного дома от ударов молнии.
Материал для громоотвода
>Для создания защитной системы понадобятся конструкционные материалы. Придется сделать выбор из стали, меди или алюминия. При этом площадь необходимого поперечного сечения будет отличаться, что продиктовано разным сопротивлением каждого вида из перечисленных металлов. Чтобы объяснить сказанное более наглядно, внизу приведена таблица, в которой указаны минимальные требования к компонентам молниезащиты, исходя из вида металла:
| Материал | Молниеприемник | Токоотвод | Заземлитель | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Площадь сечения, мм | Диаметр, мм | Площадь сечения, мм | Диаметр, мм | Площадь сечения, мм | Диаметр, мм | |
| Медь | 35 | 7 | 16 | 5 | 50 | 8 |
| Сталь | 50 | 8 | 50 | 8 | 100 | 11,5 |
| Алюминий | 70 | 9,5 | 25 | 6 | Не применяется | |
Исходя из данных, представленных в таблице, оптимальный выбор материала - медь. Однако наиболее дешевым вариантом громоотвода, изготовленного своими руками, является сталь.
Токоотвод отличается меньшим сечением в сравнении с другими компонентами защитной системы. Рекомендуется постепенно увеличивать его толщину от приемника к заземлительному контуру.
Совет! При создании молниезащиты желательно применять один и тот же вид металла для всех элементов конструкции.
Для изготовления молниезащиты необходимы такие материалы и инструменты:
- Молниеприемник. В случае со стержневой системой понадобится металлический заостренный штырь. Также подойдет ТВ-мачта или антенна для приема радиосигналов. В продаже имеются готовые приемники, например, GALMAR или SCHIRTEC.
- Металлическая проволока нужного сечения.
- Устройства для заземления (металлические штыри, трубы или лента).
- Пластиковые фиксаторы, скобы, болты.
- Инструменты для выполнения работы (сварочный аппарат, электродрель, молоток, лопата).
Место установки
>Громоотвод следует располагать на наиболее высокой точке из имеющихся на участке. При этом нужно помнить про защитную конусообразную зону. Громоотвод должен находиться в таком месте, чтобы здание полностью было покрыто защитой. Получается, что, чем более отдален громоотвод от дома, тем выше он должен быть.
По финансовым соображениям предпочтительнее разместить молниеприемник на кровле здания. В этом случае не понадобится сооружение высокой опоры, которая к тому же вряд ли будет эстетически привлекательной.
Совет! Не рекомендуется установка громоотвода в центральной части крыши. Лучше поставить приемник с краю кровли и зафиксировать его к стене. При таком подходе уменьшается риск попадания молнии в какую-либо часть кровли.
Отдельный вопрос - правильное размещение заземлительного устройства. При ударе молнии высокомощный разряд проходит в землю и в этот момент рядом с заземлителем не должны находиться живые существа. Поэтому разработаны требования к минимальным расстояниям от заземления к стене дома - 1 м и до пешеходных дорожек - 5 м. Заземляющее устройство должно быть установлено в таком месте, где нет вероятности нахождения людей. К тому же, вокруг заземлителя следует установить ограждение и поставить рядом предупреждающий знак.
Обратите внимание! Эффективная работа заземления возможна только во влажном грунте. Это нужно учитывать при выборе места для заземлительного контура. Если постоянно мокрый участок отсутствует, следует задуматься об искусственном орошении.
Установка тросового молниеотвода
>Прежде всего нужно протянуть проволоку по коньку кровли. Она будет выступать в качестве приемника для молнии. Если крыша изготовлена из пожароопасных материалов (древесина, пластиковая черепица и т.п.), проволоку следует расположить на высоте не менее 15 сантиметров от материала. При этом поддерживающую для нее функцию будут выполнять пластиковые фиксаторы. Концы проволоки закрепляют на металлических мачтах (их называют горизонтальными приемниками).
Токоотвод фиксируют к приемнику с помощью сварочного аппарата болтовыми соединениями или заклепками. На смежные участки наносят изоляцию. На кровле токоотвод закрепляют скобами, а на стенах - пластиковыми фиксаторами. Проводник лучше разместить в кабельном канале, чтобы избежать пагубного воздействия на него влажности.
Заземление создают так:
- Копают траншею глубиной от 80 см.
- Забивают в дно ямы металлические штыри.
- Соединяют их стальной трубой или лентой. Для этого используют сварочный аппарат.
- Отводят ленту к участку соединения с токоотводом.
- Состыковывают токоотвод с заземлителем.
Установка стержневого молниеотвода
>Для монтажа стержневой системы понадобится высокая станина. Ее функции сможет выполнять, например, мачта ТВ-антенны. Приемник фиксируют к ней сварным или болтовым соединением.
Установка токоотвода и заземлителя осуществляется так же, как описано выше, когда речь шла о тросовой молниезащите. После завершения установки следует протестировать сопротивление системы. Максимально допустимый показатель - 10 Ом.
Дерево в качестве громоотвода
>Для создания молниеотвода своими руками подойдет обычное дерево. При этом его высота должна превышать уровень крыши здания примерно в 2,5 раза. Расстояние до дома не должно быть меньше 3 м.
Один конец пятимиллиметровой проволоки приваривают к заземляющему устройству и закапывают соединение в землю. Оставшийся конец будет приемником. Его подводят к верхушке дерева.
Уход за конструкцией
>Металлические устройства чувствительны к отрицательным воздействиям окружающей среды. Чтобы избежать развития коррозийных процессов и сохранить рабочие свойства металлов, необходимо регулярно проводить осмотры системы защиты от молнии.
С наступление весны - перед началом грозового сезона - необходимо провести визуальное исследование всех компонентов системы. В процессе эксплуатации металл бывает настолько поврежден, что не обойтись без замены деталей.
Особое внимание следует уделять контактам. Некачественный контакт приводит к размыканию системы и возгоранию. Если нужно, их прочищают от окиси.
Подземную часть молниезащиты также нужно проверять. Однако ввиду трудоемкости процесса, разрешается делать это не каждый год, а один раз в трехлетний период.
Молниезащита – настолько важный элемент обеспечения безопасности жильцов и здания, что браться за ее создания стоит только при полной уверенности в своих знаниях и опыте. Если этого чувства недостаточно, лучше поручить выполнение работы профессионалам.
Если рассматривать статистику погибших людей от ударов молнии, то это количество больше, чем жертв в авиационных катастрофах. Молния каждый год уносит несколько тысяч жизней, а также наносит многомиллионный материальный ущерб. Каждый владелец дачи или собственного дома знает, что защитить свое имущество и родственников можно только самому. Поэтому молниеотводы лучше изготавливать самостоятельно.
Самодельные молниеотводы нормально работают, что подтверждается на практике. Такие устройства имеют и другое название – громоотводы. Гром никакого вреда не наносит, кроме громкого звука. А для защиты от молнии необходимо сооружать некоторую конструкцию.
Удар молнии обычно приходится в конструкцию с максимальной высотой, которая встречается на ее пути. Опасным местом во время грозы является жилой дом или другая постройка из-за наличия в них металлических элементов – крыша, телевизионная антенна и т.д. Жильцы городских квартир могут не беспокоиться, так как большинство многоэтажных домов уже имеют молниеотводы.
Если рядом с домом имеется вышка сотовой связи, то в устройстве молниеотвода нет необходимости. Во всех других случаях целесообразно все-таки обезопасить свой дом. Если вызывать для таких работ специалистов, то это обойдется вам недешево. Но если разобраться с устройством системы молниеотвода, то можно все сделать самостоятельно.
Виды и особенности устройства
>На рисунке изображено устройство системы молниеотведения.
Существует несколько видов молниеотвода, но основные их части одни и те
>- Молниеприемник.
- Токоотводящее устройство.
- Заземление.
Виды молниеприемников
>Верхняя часть этой защитной системы называется молниеприемником.
>- Стержневой приемник молнии заострен на конце. В него ударяет молния во время грозы. Оптимальным вариантом изготовления приемника молнии является медный штырь диаметром 15 мм. Он должен быть расположен достаточно высоко, однако слишком высокий приемник будет притягивать к себе электрические разряды молнии.Стержневые молниеотводы наиболее эстетичны, в отличие от тросового, но обеспечивают меньший защитный радиус на участке. От высоты металлического штыря зависит величина защищаемого пространства.
- Тросовый приемник способен защитить большую площадь участка, в отличие от стержневого молниеприемника. Тросовые конструкции используются в устройствах линий электропередач. В них вместо металлических штырей применяют трос, который соединяется с другими элементами болтовым соединением.
- Сетчатый приемник молнии изготавливается в виде металлической сетки на крыше дома.
Токоотводы
>
Следующей частью системы отведения молнии является токоотвод, состоящий из толстых , закрепленных специальными муфтами к приемнику молнии и заземляющему контуру. Для крепления его на стене применяются пластиковые крепежные элементы. Токоотвод необходимо изолировать от воздействия внешней среды. Для этого обычно используют пластиковый .
Заземление
>Основные элементы заземления находятся в грунте. Заземлитель состоит из металлических стержней, сваренных между собой, либо скрепленных болтами.
Заземление системы отведения молнии является важной частью всей конструкции. Этот заземляющий контур аналогичен устройству заземления дома. Важным требованием при этом является то, что эти два разных контура заземления ни в коем случае не должны соединяться. Иначе во время грозы бытовые электрические устройства могут выйти из строя, либо возникнет возгорание деревянного дома от разряда молнии.
Требования к заземлению системы отведения молнии
>- Металлические штыри, вставленные в грунт, должны быть длиной не меньше трех метров.
- Сечение металлических штырей – не менее 25 мм 2 .
- Штыри соединяются между собой треугольником, что является отличием от обычного заземления дома.
- Между вершинами треугольника должно быть расстояние не менее 3 метров.
- В качестве соединительных шин допускается применять металлический пруток диаметром не меньше 12 мм или полосу сечением 50 х 6 мм.
- Длина сварных швов не должна быть меньше 20 см.
- Для заземления молниеотводов устанавливается минимальная глубина над поверхностью земли 50 см.
Место для заземления
>К этому вопросу следует подходить с наибольшим вниманием и аккуратностью. Заземляющие электроды не должны устанавливаться в местах нахождения животных, или возле детских площадок. Также нельзя располагать эти элементы возле скамеек или дорожек.
Лучше заземление будет работать во влажном грунте. Чтобы поддерживать работу заземления, можно самостоятельно создавать для этого условия, периодически поливая место заземления водой. Если нет возможности полива этого места, а почва в вашей местности слишком сухая, то рекомендуется при установке в почву электродов заземления посыпать их смесью соли и древесного угля.
Как работают молниеотводы
>Чтобы разобраться в принципе действия системы отведения молнии, следует представить большой конденсатор, который постоянно заряжается. Его обкладками будут облака и земля. При наступлении грозы обкладки этого большого конденсатора начинают электризоваться между собой, и накапливать заряд. При достижении разницы напряжения между обкладками, равному напряжению пробоя молнии, возникает сильный разряд молнии, достигающий нескольких миллиардов вольт.
Чтобы заряд не накапливался, необходимо замкнуть этот конденсатор на землю. Таким замыкающим проводником и являются молниеотводы. Поэтому при грозе происходит разряжение конденсатора и обкладки не могут накопить заряд, а напряжение в молниеотводе уменьшается до нуля. Другими словами, система отведения молнии создает условия, в которых не способен возникнуть электрический разряд молнии, так как накапливаемый заряд отводится в землю.
Особенности самостоятельной установки молниеотвода
>- Молниеотводы рекомендуется изготавливать из материалов, не подверженных коррозии. Для этого применяется оцинкованный уголок, луженая жесть, профиль из дюралюминия, или сетка из неизолированной медной проволоки. Соединяющие проводники должны иметь необходимое сечение. Молниеприемник нельзя покрывать лакокрасочными материалами или другой изоляцией.
- Для удобного расположения молниеотвода можно использовать высокое дерево, находящееся вблизи дома. Чтобы не причинять вред дереву, приемник молнии можно закрепить на длинном деревянном шесте, который фиксируют на дереве с помощью , и располагают на максимальной высоте.
- Если дерева нет, то можно использовать для крепления молниеприемника телевизионную антенну, которая закреплена на крыше дома.
- Другим способом установки является печная труба, к которой можно закрепить металлический штырь и соединить его с заземлением.
Техническое обслуживание
>Чтобы система молниеотвода работала без нареканий, необходимо обслуживать его конструкцию для поддержания в рабочем состоянии. Металлический штырь, играющий роль приемника молнии, необходимо чистить обычными чистящими средствами в виде наждачной бумаги или других аналогичных средств, чтобы предотвратить образование окиси и удалить загрязнения.
В засушливые времена необходимо периодически увлажнять почву в месте закладки контура заземления.
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 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.
Как работает громоотвод
>Принято считать, что громоотвод был изобретен в 1752 году Бенджамином Франклином. Но имеются также свидетельства того, что сходные по виду и назначению конструкции для отвода молнии существовали задолго до этого. Вероятнее всего, идея такого приспособления была найдена случайно, как это часто бывает со многими полезными изобретениями.
Принцип действия молниеотвода уяснить довольно просто. Нужно только понимать, что при грозе на поверхности планеты возникают большие электрические заряды, ведущие к образованию сильного электрического поля. Его напряженность наиболее велика у заостренных проводников, где способен возникать так называемый коронный разряд.
Если на строении установлен металлический штырь, заряды не имеют возможности накапливаться, а потому разряд молнии обычно здесь не возникает. В тех редких случаях, когда молния все же развивается, она бьет в металлический стержень, а заряд при этом уходит в землю. Чтобы молниеотвод был наиболее эффективен, его стараются расположить как можно выше. Вероятность поражения объекта молнией увеличивается с подъемом вверх. Поднятый на достаточно большую высоту стержень увеличивает зону, находящуюся под его защитой.
Частный дом и загородные дачи нередко расположены на открытом пространстве, где единственным возвышением выступают сами постройки. Из-за чего во время грозового периода возникает существенная угроза попадания молний в здания. Такая ситуация угрожает не только поражением электротоком всем находящимся в нем людям, но и возможностью возгорания, которая приведет к пожару и существенной порче имущества. Так как никто не может предвидеть место попадания разряда, наиболее эффективным способом предотвращения его негативных последствий является громоотвод.
Именно поэтому для большинства владельцев частных домов и дачных участков актуально устанавливать громоотвод своими руками. Исключением могут быть постройки расположенные в низине, крыша которых находится ниже верхней точки грунта или попадающие в зону защиты соседней постройки и ее молниеотвода.
Устройство и принцип работы типового громоотвода
> Рисунок 1: устройство громоотводаВся конструкция громоотвода представлена тремя элементами: молниеприемником, токоотводом и заземлителем. В зависимости от местных условий и ваших предпочтений каждый из них может иметь различное исполнение. Теперь разберем, зачем каждый из них нужен, и какой вариант выбрать в той или иной ситуации.
Молниеприемник
>Из самого названия данного элемента происходит его назначение, по факту он выполняет роль электрода, принимающего электрический разряд молнии. Основной критерий для него – хорошая проводимость и термическая устойчивость, так как величина тока может достигать 100 – 200 кА, которая запросто пережжет тонкие проводники. В качестве молниеприемника могут устанавливаться:
- стержневые конструкции;
- решетка;
- трос;
- сама поверхность крыши.
Стержневые молниеприемники могут устанавливаться как непосредственно на самой крыше, так и на специальной металлической мачте. При этом их высота должна обеспечивать необходимую зону защиты для всех конструкций постройки. Поэтому такой молниеприемник актуален для зданий с небольшой площадью и высотой.
Рис. 2: стержневой молниеприемник
Такие стержневые устройства могут быть медными, алюминиевыми или стальными. Первые два обладают хорошей устойчивостью к коррозионному разрушению, благодаря чему такой громоотвод практически не теряет проводимости и сечения даже при длительной эксплуатации. Металлический штырь из стали, в отличии от двух предыдущих, куда менее подвержен оплавлению от протекания больших токов, из-за чего он куда лучше подходит для местности с частыми ударами молнии.
Рис. 3: сетчатый молниеприемник
Решетка в качестве молниеприемника используется для большой площади, к примеру, многоэтажных домов или торговых центров. В отличии от предыдущего варианта, она не влияет на дизайн постройки, поэтому может применяться в любых современных экстерьерах. Такой громоотвод должен иметь заданное сечение и размер ячеек, как правило, выбирается арматура не менее 6 мм 2 . Ее монтаж выполняется на безопасном расстоянии от крыши (не менее 15 см) через термоизолирующие несущие конструкции.
Рис 4: тросовый молниеприемник
Тросовый громоотвод представляет собой гибкий провод, который растягивается над защищаемой территорией или постройкой. Позволяет защитить длинный участок при меньших затратах материалов на громоотвод. Выполняется как на отдельно стоящих опорах, так и на крыше дачной постройки. В первом случае опоры устанавливаются в начале и конце участка, а во втором, в начале и конце крыши.
Если в качестве кровельного материала применяются токопроводящие варианты (профнастил, металлочерепица и прочие), их можно использовать в качестве молниеприемника для громоотвода. Но при этом должны соблюдаться такие условия:
- толщина металлического слоя не менее 4 мм для стали, 5 мм для меди или 7 мм для алюминия;
- под кровельным материалом отсутствуют легко воспламеняющиеся материалы (утеплители, стропила и т.д.);
- снаружи металл не покрыт диэлектрическим материалом.
Изготовление громоотвода из металлической кровли позволяет сэкономить средства на молниеприемнике.
Токоотвод
>Представляет собой проводник, отводящий электрический ток от молниеприемника к заземлителю. Может выполняться из металлической проволоки или шины. Должен иметь сечение не менее 16 мм 2 , если изготовлен из меди, 25 мм 2 из алюминия, 50 мм 2 из стали. К токоотводу предъявляются такие требования:
- Должен изолироваться от стен и других конструкций дома;
- Для него выбирается наикратчайший путь протекания тока;
- Отсутствие изгибов и витков, на которых может произойти пробой воздушного промежутка;
- Достаточная проводимость в местах электрических соединений.
При необходимости токоотвод изолируется от поверхности дома при помощи кабельного канала или любым другим способом. Особенно актуальна такая процедура для зданий с токопроводящей отделкой или горючей поверхностью.
Заземлитель
>Изготавливается в виде , который закапывается в грунт. В качестве материала применяются стальные или медные элементы, которые закапываются в землю. Формируется из арматуры или шины, требования к которым устанавливаются п.1.7.111 ПУЭ и приведены в Таблице 1
Таблица 1
| Материал | Профиль сечения | Диаметр, мм |
Площадь поперечного сечения, мм | Толщина стенки, мм |
| Сталь | Круглый: | |||
| черная | 16 | — | — | |
| 10 | — | — | ||
| Прямоугольный | — | 100 | 4 | |
| Угловой | — | 100 | 4 | |
| Трубный | 32 | — | 3,5 | |
| Сталь | Круглый: | |||
| оцинкованная | для вертикальных заземлителей; | 12 | — | — |
| для горизонтальных заземлителей | 10 | — | — | |
| Прямоугольный | — | 75 | 3 | |
| Трубный | 25 | — | 2 | |
| Медь | Круглый: | 12 | — | — |
| Прямоугольный | — | 50 | 2 | |
| Трубный | 20 | — | 2 | |
| Канат многопроволочный | 1,8* | 35 |
Все детали заземляющего контура могут как закольцовываться и формировать замкнутую цепь, так и выстраиваться в сплошную линию. Разумеется, что замкнутый вариант считается более надежным. Размеры контура подбираются в зависимости от местных условий.
Рис. 5: пример установки заземлителя
Основное требование к заземляющему контуру – обеспечение установленной величины переходного сопротивления металл – земля, поэтому его лучше располагать в влажном слое, периодически поливать водой или обрабатывать материалами, уменьшающими переходное сопротивление и увеличивающими площадь тока растекания (древесный уголь и соль). Согласно п.1.7.103 ПУЭ сопротивление должно быть не более 5, 10 и 20 Ом для сетей с фазным напряжением 380, 220 и 127 В соответственно.
Расположение заземлителя делается не ближе 1 м от стен и 8 м от пешеходных дорожек. Так как в этой точке возникает шаговое напряжение, способное нанести удар током любому, кто находится в радиусе зоны поражения, поэтому приближаться к контуру во время грозы категорически запрещено, как и прикасаться к его токоведущим элементам.
Подготовка
>На подготовительном этапе перед монтажом молниезащиты необходимо произвести расчет параметров будущего громоотвода и подобрать все элементы. Это позволит определить, попадут ли постройки в защитную зону и какие параметры необходимо изменить в случае возникновения недочетов.
Расчет защитной зоны
>Если устройство молниезащиты предусматривает в качестве приемника решетку или поверхность крыши, то зона защиты будет полностью закрывать постройку. Но для тросовых и стержневых молниеотводов необходимо рассчитывать защитную зону.
Рис. 6: зона защиты стержневого молниеотвода
Посмотрите на рисунок, зона защиты представляет собой конус в пространстве, где вероятность попадания молнии значительно сокращается. Для определения параметров этого конуса по отношению к самому громоотводу и зданию производится расчет. Способы расчета зоны громоотвода для каждого типа выполняются на основании СО 153-34.21.122-2003.
Рис. 7: параметры зоны защиты стержневого молниеотвода
Посмотрите на рисунок, здесь изображены следующие параметры:
- x и y — расстояние от места установки молниеприемника до контура границы здания.
В зависимости от высоты установки громоотвода и требуемой надежности подбирается формула определения зоны, которую он защищает. Для этого используются данные из таблицы 2
Таблица 2
| Надежность защиты | Высота молниеотвода h , м | Высота конуса h 0 , м | Радиус конуса r 0 , м |
| 0.9 | От 0 до 100 | 0,85h | 1,2h |
| От 100 до 150 | 0,85h | (1,2-10 -3 (h -100))h | |
| 0,99 | От 0 до 30 | 0,8h | 0,8h |
| От 30 до 100 | 0,8h | (0,8-1,43·10 -3 (h -30))h | |
| От 100 до 150 | (0,8-10 -3 (h -100))h | 0,7h | |
| 0,999 | От 0 до 30 | 0,7h | 0,6h |
| От 30 до 100 | (0,7-7,14·10 -4 (h -30))h | (0,6-1,43·10 -3 (h -30))h | |
| От 100 до 150 | (0,65-10 -3 (h -100))h | (0,5-2·10 -3 (h -100))h |
Для определения радиуса зоны громоотвода на определенной высоте используется формула:r x =r 0 ×(h 0 -h x)/h 0
Рис. 8: зона защиты тросового громоотвода
На рисунке показана принципиальная схема зоны защиты для тросового громоотвода при его небольшой протяженности. При больших расстояниях из-за плохого натяжения в средней точке может возникать провисание, которое немного исказит границы защищаемой громоотводом области.
Рис. 9: Параметры зоны защиты тросового молниеотвода
Посмотрите на рисунок, здесь зона громоотвода характеризуется такими параметрами:
- h – высота самого громоотвода;
- h 0 – высота зоны защиты громоотвода;
- h x – высота в определенной точке (устанавливается на уровне крыши здания);
- r 0 – радиус зоны защиты громоотвода на земле;
- r x – радиус зоны защиты громоотвода в выбранной точке;
- L – длина троса громоотвода.
По величине необходимой надежности, в зависимости от высоты громоотвода, параметры зоны защиты вычисляются по формулам из таблицы 3.
Таблица 3
| Надежность защиты | Высота молниеотвода h , м | Высота конуса h 0 , м | Радиус конуса r 0 , м |
| 0.9 | От 0 до 150 | 0,87h | 1,5h |
| 0,99 | От 0 до 30 | 0,8h | 0,95h |
| От 30 до 100 | 0,8h | (0,95-7,14·10 -4 (h -30))h | |
| От 100 до 150 | 0,8h | (0,9-10 -3 (h -100))h | |
| 0,999 | От 0 до 30 | 0,75h | 0,7h |
| От 30 до 100 | (0,75-4,28·10 -4 (h -30))h | (0,7-1,43·10 -3 (h -30))h | |
| От 100 до 150 | (0,72-10 -3 (h -100))h | (0,6-10 -3 (h -100))h |
Радиус зоны громоотвода на высоте здания вычисляется по формуле: r x =r 0 ×(h 0 -h x)/h 0
Выбор материала для громоотвода
>В качестве материала для громоотвода принято использовать три варианта: медь, алюминий и сталь. Медные громоотводы характеризуются длительным сроком эксплуатации и отличаются способностью сохранять свои параметры в течении всего периода установки даже на подземных участках. Но главным недостатком медного громоотвода является его высокая стоимость.
Алюминиевый характеризуется куда меньшим весом, поэтому создает незначительную нагрузку на несущие конструкции постройки. Также имеет хорошую проводимость электрического тока. Но, со временем, подвергается разрушению от атмосферных факторов и легко поддается механической деформации.
Стальные наиболее прочные, они легко выдерживают ветровые нагрузки а элементы такого громоотвода можно соединить сваркой, в отличии от медных и алюминиевых. Также он характеризуется низкой себестоимостью. К недостаткам стального громоотвода является высокое удельное сопротивление и подверженность коррозии.
Место установки
>Для установки громоотвода должна выбираться самая высокая точка. Поэтому его размещают на крыше здания, если ее высоты недостаточно для попадания всей постройки в зону защиты, могут применяться специальные опоры или находящиеся поблизости деревья. Для определения актуального места установки громоотвода на план участка необходимо нанести зону защиты, полученную при расчете.
Рис. 10: зона защиты на плане постройки
Крыша является наиболее выгодным вариантом, так как пик зоны защиты будет расположен над зданием. Отдельно стоящая опора или несколько позволяют смещать защищаемую громоотводом область в нужную точку участка, и отлично подходит для ситуаций, когда строения рассредоточены на участке. Использование дерева в качестве опоры позволяет сэкономить на приобретении и установке металлической или железобетонной конструкции, но обуславливает ряд сложностей в процессе эксплуатации поэтому считается нежелательным вариантом.
Пошаговая инструкция изготовления громоотвода
>Наиболее простыми вариантами для дачного громоотвода является стержневой и тросовый, их вы сможете реализовать своими руками. Чтобы не допустить ошибок и лишних затрат при монтаже молниеотвода, соблюдайте следующую последовательность.
Стержневого
>Для сооружения громоотвода стержневого типа выполните следующие манипуляции:
Расстояние между ними и их высота подбирается таким образом, чтобы проводник не провисал к поверхности крыши и стен.
Тросового
>Монтаж тросового громоотвода выполняется идентично. В зависимости от конкретной ситуации трос может натягиваться гибким тросом между опорами или устанавливаться на кронштейнах. В первом случае молниеприемник будет провисать при изменении натяжения, поэтому крепление на кронштейне жесткой медной или стальной проволоки куда выгоднее. Такая процедура выполняется в следующей последовательности:
Окончив установку любого из предложенных типов, обязательно проверьте сопротивление всей конструкции. В идеале проверка выполняется при помощи моста, но в домашних условиях подойдет и обычный мультиметр или контрольная лампочка.
