Вряд ли стоит говорить нашему читателя, насколько разрушительной может быть сила стихии. От ударов молний ежегодно гибнут десятки тысяч человек, но и без человеческих жертв последствия прямого удара молнии в дом могут оказаться ужасными. Ситуация усугубляется тем фактом, что нынешняя жилая инфраструктура является сосредоточием чувствительного к скачкам напряжения электронного оборудования, и даже косвенное попадание мощного электрического разряда может спровоцировать выход из строя большого количества бытовой техники.
Предотвратить такие сценарии поможет устройство молниезащиты здания, будь то частный дом или многоэтажка.
Нужна ли молниезащита для домов с металлической крышей
Металлочерепица – один из наиболее популярных современных кровельных материалов, фактически вытесняющий классический шифер. Не на много отстаёт и профнастил, всё ещё востребованными остаются фальцевые разновидности кровли из листового металла, меди или стали.
Существует мнение, что металлическая крыша не нуждается в молниезащите – во-первых, она сама является громоотводом, во-вторых, металл не горит, так что опасность возникновения пожара от удара молнии сводится на нет.
Неверными являются оба утверждения. Что касается пожароопасности, то в большинстве случаев металлические конструкции укладываются на деревянную обрешётку или на горючие тепло- или гидроизоляционные материалы.
Громоотводом металлическая кровля также не является, поскольку огромная разница потенциалов в случае прямого попадания молнии без заземления никуда не девается, сосредотачиваясь на краях крыши и приводя к оплавлениям и пожарам.
Впрочем, установка громоотвода на металлическую кровлю – тоже не лучший вариант, оптимальным методом молниезащиты металлической кровли является её качественное заземление, которое в среде профессионалов именуется системой уравнения потенциалов.
Грозозащита антенн и спутниковых тарелок
Но что делать, если прямо на крыше установлены антенна или тарелка? Ведь это элементы из группы риска. Если в антенну попадет ток силой от 10 до 500 тысяч ампер, то электромагнитный импульс легко выведет всю электронику из строя. Чтобы защитить подобные конструкции, нужно подключить домашнюю технику к предохранителю избыточного напряжения.
Кроме того, можно защитить приборы, расположенные на кровле от попадания молний с помощью громоотвода, который продается обычно в комплекте со всей системой. Главная задача — заземлить опорные части и антенно-фидерное устройство. А в качестве заземлителей используются металлические опоры и специальный высокочастотный заземлитель для антенной системы.
Классификация разновидностей молниезащиты зданий
По используемым материалам и виду конструкции молниезащита зданий подразделяется на следующие виды:
- стержневые (штыревые);
- тросовые;
- сетчатые.
Молниезащита скатной кровли, которая считается самой распространённой, чаще всего оснащается стержневой или тросовой разновидностями. Для многоуровневых крыш рекомендуется сочетать любые два вида молниезащиты.
Штыревая система
В качестве молниеприёмника здесь выступает вертикальный металлический штырь. К нему предъявляются определённые требования – он должен быть лёгким, но прочным, характеризоваться устойчивостью к воздействию атмосферных факторов.
Если площадь кровли большая, можно установить несколько таких молниеприёмников. Важно, чтобы они крепились к наивысшим точкам крыши и возвышались над ними не менее чем на 1,5 метра. Допускается устанавливать мачту отдельно от здания, но тогда важно рассчитать её высоту: стержневой молниеприёмник создаёт вокруг себя зону защиты в виде конуса, и кровля здания должна полностью попадать в этот конус.
Тросовые молниеприёмники
Такой вид защиты применяется к скатным крышам, поскольку металлический трос монтируется над коньком по всей его длине. Отличные результаты демонстрирует комбинированная защита, когда трос натягивается между двумя штырями. Такой вариант рекомендуется для зданий, у которых длина кровли гораздо больше ширины. Из числа требований, предъявляемых к такой конструкции, отметим, что диаметр стального троса доложен быть не менее 1,2 см, и этот показатель зависит от длины конька крыши. Чтобы трос не провисал от воздействия внешних факторов (например, обледенения), желательно использовать промежуточные крепления.
Допускается использование вместо троса стальной катанки, монтируемой к опорам методом сварки или клеммами.
Сетчатая молниезащита
Оптимальный вариант для плоских кровель. Изготавливается из проволоки диаметром 1 см, отличается большим расходом материала и трудоёмкостью при монтаже.
В принципе такой тип молниезащиты можно применять и в отношении скатных крыш – если не считаться с дороговизной и трудозатратами, то сетчатая защита считается самой надёжной.
Тросовые молниеприёмники
При защите от молнии частного дома, на крыше которого уложены стандартные шиферные листы, например, удобнее всего воспользоваться так называемым тросовым молниеприёмником. 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.
Как смонтировать молниезащиту на плоской кровле
Как мы уже отмечали, устройство молниезащиты на плоской кровле или крыше с минимальным углом наклона – гораздо более трудоёмкая операция, чем для скатной. Обычно для этого используется металлическая сетка с определёнными размерами ячейки. При наличии выступающих элементов конструкции (вентканалов, лифтовых надстроек) их молниезащита осуществляется классическим штыревым способом.
Способы построения внешней молниезащиты плоской кровли
Типовой проект молниезащиты зданий с малопокатой или плоской крышей здесь применим только в контексте того, что при проектировании необходимо учесть топологию кровли – молниеприёмники следует размещать таким образом, чтобы обезопасить не только саму кровлю, но и все конструктивные элементы, а также установленное на крыше оборудование.
Допустимо монтировать сетку под слой гидроизоляции при условии, что это негорючий материал. Если сетка укладывается сверху, то на специальные держатели, чтобы прутья находились на высоте порядка 10 см от гидроизоляционного слоя.
Молниезащитная сетка на кровле
Задача укладки сетки на плоскую крышу только на первый взгляд может показаться тривиальной. На самом деле катанка диаметром до 10 мм имеет свойство изгибаться. Учитывая требования к молниезащитной сетке (ячейки со стороной 5-10 см), возможно, потребуется использование специальный инструмент для выравнивания проволоки, изготовленной горячекатаным способом. Понадобятся также подставки для сетки.
Держатели молниеприёмника для плоской крыши
Различают две разновидности крепления молниезащиты к кровле:
- полые, которые заполняют морозостойкими видами бетона;
- заводские, с грузом, весящие порядка 1 кг, в виде прямоугольника или круглой формы.
Разумеется, держатели монтируют не под каждую ячейку – рекомендуемое расстояние между соседними подставками составляет около метра. Правило простое: чем тоньше проволока, тем меньше интервал между подставками. Если держатель заводской, то у него имеется защёлка для проволоки.
Выбор конкретной разновидности держателя молниеприёмной сетки на малопокатой/плоской кровле зависит от двух факторов: удобства монтажа и допустимой нагрузки на крышу по весу. Если сетка состоит из нескольких секций, их соединяют методом сварки, болтовым соединением или любым другим способом без потери электропроводимости.
Особенности оформления барьеров плоской крыши
Обычно плоская кровля имеет ограждение по периметру, выполненное из кирпича или бетона. Чтобы не допустить разрушения такого барьера от воздействия атмосферных осадков и ударов молний, его закрывают оцинкованным металлом, который, в свою очередь, должен быть включён в общий контур молниезащиты. Если токоотводы сетки выходят к фасаду, соединение покрытия атики с сеткой происходит естественным образом.
При укладке молниеприёмной сетки нужно учесть, что соединение токоотводов с заземлителем должно производиться в полном соответствии с требованиями норм безопасности, то есть такие соединения заливают битумом или аналогичным материалом с диэлектрическими свойствами.
Молниезащита оборудования и надстроек на крыше
Отметим, что наличие элементов коммуникаций на кровле также нуждается в молниезащите – это касается вентиляционных шахт, труб, другого оборудования.
При этом, если защищаемые элементы имеют металлические части, молниеприёмник нельзя размещать вблизи их, чтобы не спровоцировать перетекание разряда. В противном случае допускается монтаж молниеприёмного стержня непосредственно на такие элементы.
Монтаж контура заземления
Эффективная молниезащита невозможна без конструкции, которая забирает и нейтрализует электрический заряд. Заземление должно находиться в 5 метрах от входа в здание и быть недоступным для детей и домашних животных. Материал, из которого изготавливается эта часть молниезащиты, может быть любым, но предпочтительны нержавеющие металлы: медь, алюминий и латунь. Контур состоит из нескольких прутьев, минимальное значение — 3–4 штуки на одно- или двухэтажный дом.
Между собой прутья совмещаются электропроводником. Таким образом создается замкнутая система, внешне напоминающая букву «Ш».
На заметку! Соединение заземлительного контура делается при помощи варки или болтов. Ни в коем случае не применяется скрутка. Конструкция располагается на расстоянии в 1 метр от стен дома. Для усиления эффекта проводимости рекомендуют периодически смачивать землю в районе заземления водой.
Установка молниезащиты на мягкую кровлю
Огромная популярность металлочерепицы связана с её высокой эстетичностью, но при её устройстве потребуется обязательный монтаж молниезащиты для дома с металлической крышей. Для деревянного дома – тем более.
Поскольку такие кровли – скатные, здесь обычно используется штыревой или тросовый способ устройства молниезащиты, или их комбинация. Сам монтаж подразделяется на два этапа: устройство собственно молниеотвода, эти работы производятся непосредственно на крыше, и монтаж контура заземления – это наземная часть работ.
Накрышная часть
Рассмотрим подробнее оба способа, описывающих, как сделать молниезащиту для мягкой (металлической) крыши:
- в случае штыревого метода металлический прут обычно монтируется на коньке, от него к земле идёт токоотвод, в качестве которого используется проволока диаметром от 6 мм и более. Токоотвод, в свою очередь, приваривается к вбиваемому в землю металлическому штырю на глубину не менее 50 см ниже уровня промерзания грунта;
- тросовая молниезащита предполагает монтаж троса вдоль всей длины конька на невысокие металлические держатели. Устройство токоотвода аналогично предыдущему способу.
Существует также активная молниезащита, разновидность штыревой, когда на вершину штыря устанавливается молниеприёмная головка, представляющая собой генератор ионов, заключённый в герметичный корпус. Такая схема также требует наличия токоотвода с заземлителем.
В качестве стержня для штыревого молниеотвода можно использовать кусок арматуры длиной 1,5 м или более. Для частного дома с крышей из металлочерепицы монтируют два молниеотвода, с разных концов конька.
Токоотвод изготавливается из проволоки диаметром от 6 мм, или связки оцинкованной проволоки, прихваченной к стержню сваркой.
Контур заземления
Обязательная составляющая молниезащиты для мягкой кровли – заземление токоотвода. Для этого используются металлические стержни диаметром не менее 1,6 см или полые стальные трубы диаметром не менее 3,2 см при толщине стенки от 3,0 мм. Допускается также использование уголков или труб прямоугольного профиля сечением 10 см при толщине стенки 4 мм или больше.
Заземлителей должно быть не менее трёх, их количество рассчитывается на основании площади здания и предполагаемой суммарной нагрузки электроприборов.
Все заземлители необходимо соединить в общую шину, метод соединения между собой и с токоотводами – сварка.
Тестирование контура производится индукционным омметром. Для этого электроды прибора вставляют в грунт на расстоянии 10-12 метров от контура заземления. Расстояние между электродами должно быть порядка полутора метров. Номинал сопротивления должен находиться в пределах 4 Ом.
В заключение отметим, что наличие молниезащиты на крыше не избавляет от необходимости обеспечить защиту бытовых электроприборов, что предполагает устройство внутреннего контура заземления, который может быть интегрирован в единую цепь.
Конструкция молниеприемников
Устройство любой системы защиты от атмосферных разрядов одинаковое. Они состоят из молниеприемника, токоотводящей проводки и заземляющего контура.
Изобретатель молниеотвода Б. Франклин в 1752 году описывал молниеприемник как заостренный стержень, возвышающийся над защищаемым объектом на 6-7 футов (около 2-х метров). На его конце он рекомендовал закрепить медную спицу длиной в 30 см. Противоположный конец стержня необходимо было погрузить в землю. Со временем игольчатый тип дополнили защитные сетки, натянутые над крышей тросы либо проволока.
Возможна установка одного типа молниеприемников либо нескольких различных.
Главное свойство токоприемника любой конструкции — сечение, достаточное для прохода электрического тока высокой силы.
