Заземление крыши в частном доме: своими руками, этапы монтажа

В первую очередь заземление крыши в частном доме делается для защиты от попадания в крышу грозового разряда. Разряд молнии представляет собой электрическую искру с огромными значениями потенциалов и токов. Разряд возникает между поверхностями, имеющими противоположный заряд. При этом не имеет значения, проводящая поверхность или нет. Расскажем в статье все этапы монтажа заземления, преимущества и недостатки разных видов.

Поскольку для крыш применяются такие материалы, как шифер, мягкая кровля, то их заземлению следует уделить не меньшее внимание, чем крышам, покрытым металлочерепицей или иными металлическими покрытиями. В сухую и жаркую погоду изолирующие покрытия на крыше способны накапливать значительный статический потенциал, поэтому существует высокая вероятность попадания молнии.

Виды молниезащиты для частных домов

Металлическая крыша не горит, но крепится на несущей конструкции из дерева, включая элементы гидро- и теплоизоляции, которые являются прекрасным горючим материалом. Попадание молнии в крышу дома чревато не ударом электрического тока, а возникшим пожаров в результате воздействия высокой температуры, которая всегда сопровождает грозовой разряд.

Для защиты от прямого попадания грозового разряда служат молниеотводы, которые соединяются с заземлением. Замечено, что молния при равных условиях, бьет в самые высокие предметы (например, одиночно стоящие деревья). Для увеличения вероятности попадания молнии в молниеприемник вместо крыши, последний должен быть выше максимальной точки строения на несколько метров. Основными элементами грозозащиты являются молниеприемник, соединительная шина – токоотвод и заземление.

Преимущественное распространение получили три вида молниеприемников:

• Штырь;
• Трос;
• Сетка.

Необходимость заземления

Если рассматривать этот вопрос с позиции теоретической электротехники, крыши из металлочерепицы представляют собой конденсатор, который обладает способностью накапливать статическое электричество. Кроме того, в качестве гидроизоляции под металлическую кровлю части используют толь или рубероид, являющиеся диэлектриками и изолирующими металлочерепицу от земли. В результате совокупности этих факторов поверхность скатов концентрирует на себе электрический заряд разной силы, что приводит к следующим последствиям:

1. Пожар. Если в конструкции дома используются и другие металлические элементы, между ними и крышей из металлочерепицы возникает электрическая дуга высокой температуры. Такой эффект приводит к возникновению искры, которой достаточно для начала возгорания.
2. Травмы. Если человек, стоящий на земле, дотронется до крыши из металлочерепицы, у которой отсутствует заземление, создается электрическая цепь для разряда. В зависимости от количества накопленного тока это приводит к неприятным ощущениям, травмам или даже к летальному исходу.
3. Сбои в работе электрических приборов. Электрический заряд, накапливающийся крышей м покрытием из металлочерепицы, влияет на работу электроприборов в доме. В зависимости от силы заряда они могу барахлить или полностью выйти из строя.

Схема молниезащиты крыши из металлочерепицы

Важно! По мнению опытных мастеров, сделать заземление у крыши, если она покрыта металлочерепицей, однозначно нужно, тем более эту задачу можно выполнить своими руками без больших финансовых вложений. По современным правилам прокладки электросетей, для прокладки проводки рекомендуется использовать трехжильный кабель, один из проводов которого подключается к заземлению, однако, магистральные сети зачастую не соответствуют эти стандартам, поэтому заземлять металлическую крышу необходимо отдельно.

Контур заземления: назначение и монтаж

Не менее важен для заземления крыши заземляющий контур. По вопросам устройства контура существует множество источников, однако все они базируются на Правилах устройства электроустановок (ПУЭ). Выполнение заземляющего контура в соответствии с Правилами требует больших материальных и трудовых затрат. Не менее надежное, но не такое трудоемкой устройство можно сделать с минимальными материальными затратами.

Устройство заземляющего контура.

На месте выполнения контура на грунте производится разметка и выкапывается траншея по форме будущего заземления. Ширина траншеи 0.3–0.5 м и глубина 0.4-0.8 м. В углах треугольника (в случае треугольного распределения заземлителей) или вдоль одной линии с равными промежутками в землю забиваются металлические штыри с таким условием, чтобы верхние концы возвышались над дном траншеи на 0.2 м. Выступающие концы соединяются между собой стальной полосой при помощи сварки. Расстояние между ближайшим заземлителем и стеной дома должно быть от 1 до 6 м.

Траншея для контура заземления.

Совет #2. Для того, чтобы штыри легче входили в грунт и не перекашивались при заглублении, нижние концы нужно заострить (например, болгаркой).

При выполнении контура заземления вместо штырей можно применить отрезки труб или уголка в соответствии с таблицей.

Как правильно сделать

Сначала разберемся с формой заземлителя. Наиболее популярный — в виде равностороннего треугольника, в вершинах которого забиты штыри. Есть еще линейное расположение (те же три штуки, только в линию) и в виде контура — штыри забиваются вокруг дома с шагом около 1 метр (для домов площадью более 100 кв. м). Штыри между собой соединены металлическими полосами — металлосвязью.

Самая популярная модель заземлителя

Порядок действий

От края отмостки дома до места установки штыре должно быть не менее 1,5 метров. На выбранном участке копают траншею в виде равностороннего треугольника со стороной 3 м. Глубина траншеи 70 см, ширина — 50-60 см — чтобы было удобно варить. Одну из вершин, как правило, расположенную ближе к дому, соединяют с домом траншеей имеющей глубину не менее 50 см.

Копают траншею

В вершинах треугольника забивают штыри (круглый пруток или уголок длиной по 3 м). Над дном котлована оставляют около 10 см

Обратите внимание, заземлитель на выводят на поверхность земли. Он находится ниже уровня грунта на 50-60 см

К выступающим частям стержней/уголков приваривают металлосвязь — полосу 40*4 мм. Созданный заземлитель с домом соединяют металлической полосой (40*4 мм) или круглым проводником (сечением 10-16 мм2). Полосу с созданным треугольником из металла тоже сваривают. Когда все готово, места сварки очищают от шлака, покрывают антикоррозионным составом (не краской).

Приваренная полоса

После проверки сопротивления заземления (в общем случае оно не должно превышать 4 Ом), траншеи засыпают землей. В грунте не должно быть крупных камней или строительного мусора, земля послойно утрамбовывается.

На входе в дом к металлической полосе от заземлителя приваривают болт, к которому крепится медный проводник в изоляции (традиционно окраска заземляющих проводов — желтая с зеленой полосой) сечением жилы не менее 4 мм2.

Выход заземления у стены дома с приваренным на конце болтом

В электрощитке заземление подключается к специальной шине. Причем, только на специальную площадку, начищенную до блеска и смазанную консистентной смазкой. От этой шины «земля» подключается к каждой линии, которая разводится по дому. Причем разводка «земли» отдельным проводником по ПУЭ недопустима — только в составе общего кабеля. Это значит, что если у вас проводка разведена двухжильными проводами, вам придется ее полностью менять.

Почему нельзя делать отдельные заземления

Переделывать проводку во всем доме, конечно долго и дорого, но если вы хотите без проблем эксплуатировать современные электроприборы и бытовую технику, это необходимо. Отдельное заземление определенных розеток неэффективно и даже опасно. И вот почему. Наличие двух или более таких устройств рано или поздно приводит к выходу включенного в эти розетки оборудования. Все дело в том, что сопротивление контуров зависит от состояния почвы в каждом конкретном месте. В какой-то ситуации между двумя устройствами заземления возникает разница потенциалов, которая приводит к поломке оборудования или электротравме.

Токоотвод для соединения контура с молниеприемником

Молниеприемник и заземляющий контур соединяются между собой посредством токоотвода, который выполняется в виде стальной полосы или провода с диаметром 6 мм. Длина токоотвода должна быть, по возможности, минимальной, следовательно, расположение токоотвода и заземляющего контура должно быть определено заранее.

Каждый молниеприемник требует отдельного контура заземления. В случае сеточного или тросового исполнения обычно устанавливают два контура заземления на противоположных сторонах здания. При прокладке токоотвода по стене здания следует помнить, что расстояние от окон и дверей должно быть не менее 0.5 м. К стене из горючих материалов (дерево, ОСБ) токоотвод крепится через изолирующие прокладки толщиной 10-15 см.

Токоотвод крепится к элементам молниеприемника при помощи болтового соединения. Токоотвод между молниеприемником и заземляющим контуром можно выполнить из медного проводника в виде гибкого канатика общим сечением не менее 35 мм2. Стальные элементы в местах болтовых соединений с медным проводником не должны иметь цинкового покрытия во избежание образования гальванической пары и электрохимической коррозии элементов.

Совет #3. При выполнении заземления крыши дома нужно стараться обойтись минимальным количеством соединений, поскольку они являются «слабым звеном» в любой конструкции. Там, где это возможно, применяется сварка.

Важно! Никогда, ни при каких обстоятельствах, не выполняйте работы на крыше, особенно связанные с установкой и ремонтом заземления, при приближении грозы, особенно во время ее! Также нельзя находиться во время грозы вблизи элементов грозозащиты и заземления и касаться их.

Разновидности защиты

Согласно РД 34.21.122-87 п 1.1 необходимость выполнения молниезащиты и ее категории определяется назначением зданий и сооружений. Тип зоны защиты при использовании стержневых и тросовых молниеотводов определяются согласно этой же инструкции по таблице 1 в зависимости от среднегодовой продолжительности гроз в месте нахождения здания или сооружения, а также от ожидаемого количества поражений его молнией в год. Устройство молниезащиты обязательно при одновременном выполнении условий, записанных в графах 3 и 4 табл.1.

Заземлить крышу жилого дома можно несколькими способами:

1. Естественный способ. Он состоит из металлических деталей конструкции здания. Они расположены в земле и выполняют роль токоотвода. Например, это может быть железобетонный фундамент или трубы водоснабжения. Но такой способ практически не применяется, так как при прокладке коммуникаций используют современные полимерные материалы.
2. Искусственный способ. Его применяют целенаправленно, когда необходимо заземлить крышу, для того, чтобы разрядить статическое электричество. Кровля, у которой есть заземление, обезопасит жизнь человека в случае грозы.

О том, как правильно заземлить частный дом, читайте в нашей статье!

Частые вопросы новичков

Вопрос №1. Можно ли использовать для крепления громоотводов рядом стоящие высокие деревья?

Да, можно, если высота громоотвода будет выше самой высокой точки крыши и расстояние от дерева до крыши не более нескольких метров.

Вопрос №2. Почему нельзя прокладывать отвод заземления параллельно существующим проводам электропроводки или различных коммуникаций?

При прохождении токов высоких значений в параллельных проводниках будет наводиться ЭДС самоиндукции, способная вывести из строя бытовые приборы.

Заземление для крыши из мягкой кровли

Крыши из мягких кровельных материалов пользуются большой популярностью. Это обусловлено тем, что они довольно просты в монтаже и в то же время обладают высокими эксплуатационными характеристиками. Кроме того, они могут похвастаться эстетичным внешним видом. Как и было сказано ранее, они тоже нуждаются в защите от попадания молнии.

Особенность монтажа заземления на мягкокровельной крыше заключается в том, что в качестве молниеприемника может быть использована исключительно сетка. Кроме того, заземление следует делать не после того как крыша полностью готова, а в процессе ее монтажа. В противном случае, придется нарушать целостность кровли.

Таким образом, можно сделать вывод, гласящий о том, что заземление для крыш с мягкой кровлей, нужно проектировать изначально. Для крыш из прочих материалов это условие не имеет первоочередного значения. На них громоотводную систему можно установить и позже.

Распространенные ошибки при монтаж заземления

Ошибки при монтаже заземления могут привести к катастрофическим последствиям, поэтому не следует пренебрегать рекомендациями специализированных источников и, тем более «изобретать велосипед». Ниже приведены самые распространенные ошибки:

• Подключение отвода заземления к арматуре здания. Никому не известно, каким образом строительная арматура контактирует с грунтом, на какую глубину уложены заземлители и, главное, отсутствует ли контакт арматуры с внутренними элементами в помещениях.
• Использование в качестве заземления водопровода или канализации. Во-первых, труба водопровода или канализации заполнена водой и имеет выход в помещение, во-вторых, трубопровод может быть разъеден коррозией на каком-либо своем участке или иметь непроводящую вставку (пластиковая, керамическая или асбестоцементная труба).
• Покрытие заземляющих электродов краской для защиты от коррозии. Очень часто для того, чтобы предотвратить разрушение заземляющих электродов, их окрашивают по всей длине, тем самым, покрывая изолирующим слоем. Красить нужно только те части электродов, которые расположены на уровне грунта и имеют сварные соединения.
• Выполнение заземлителя из листового металла. Листовой металл при своих достоинствах (большая площадь контакта) имеет свойство деформироваться, следовательно, под ним могут образовываться пустоты, которые сводят на нет преимущества. Кроме того, листовой материал сильно подвержен коррозии и с каждым годом эффективность заземления стремится к нулю. Такой вариант исполнения заземления был распространен во времена первых радиоприемников, когда для их работы кроме антенны требовалось еще и заземление. Токи заземления там ничтожны.
• Выполнение соединений элементов заземления алюминиевым проводом. Алюминиевый провод используется благодаря легкости и гибкости. На этом его преимущества заканчиваются. Среди всех проводящих материалов, используемых при работе с электроэнергией, он имеет наименьшую прочность и температуру плавления.
• Использование в качестве приемника грозовых разрядов и токоотвода элементов металлической крыши. Поскольку листы металлочерепицы не имеют между собой надежного электрического контакта, ток, проходящий через места соединений, вызовет их локальный разогрев вплоть до плавления металла и возгорания несущих конструкций.

В чем опасность

Какие последствия приведет за собой разыгравшаяся стихия? Это может быть выход из строя электроприборов, поражение электричеством людей, которые находятся в частном доме, и даже возгорание перекрытий. Для того чтобы обезопасить свой дом, крышу необходимо заземлить.

Особой опасности подвергается кровля из металла и легких рулонных материалов. Их заземление лучше всего делать в первую очередь. Это объясняется следующими причинами: металл способен притягивать к себе электрический заряд, а мягкие материалы легко возгораются в случае попадания искры. Последствия отсутствия молниезащиты видны на фото:

Поэтому установка громоотвода – это необходимая процедура для любого здания, особенно деревянного дома. Но прежде чем приступать к установке системы, необходимо изучить все нюансы. Ведь от материала крова зависит и само заземление.