«ЩИТ» ОТ МОЛНИИ

Построив загородный дом, мы стараемся уберечь его от разрушительного воздействия огня: используем жаростойкие отделочные материалы, покупа­ем огнетушители, устанавливаем пожарную сигнализацию. А вот о защите от молний нередко забываем.

Одна из возможных причин невнимания наших соотечественников к данному вопросу заключается в том, что строительные нормы и правила не считают обязательной молниезащиту зданий высотой менее 30 м. Кроме того, многие люди привыкли надеяться на авось, убеждая себя, что вероятность попадания электрического разряда в их загородный дом практически равна нулю.

Тем не менее молния способна нанести очень серьёзный урон, даже если она ударит в нескольких десятках метров от жилища. Помимо серьёзной опасности для людей и возгорания в жилых и подсобных помещениях, это ещё и вывод из строя дорогостоящих компьютеров, систем видеонаблюдения, инже­нерных коммуникаций и пр.

От 5 до 20 тысяч гроз ежедневно бушуют в мире. Между тем обезопасить своё жилище и себя от столь непредсказуемого природного явления вполне реально — достаточно воспользо­ваться специальной инженерной системой громоотвода и гра­мотно её установить. И тогда никакие грозы не будут страшны.

Поэтому наиболее продвинутые дачники и владельцы кот­теджей предпочитают не рисковать и устанавливают защитную систему — внешнюю (чтобы уберечь здание от удара молнии) и внутреннюю (дабы обезопасить помещения дома от вторич­ных последствий электрического разряда). Внешняя защита, в свою очередь, делится на классическую и активную. Каждая разновидность имеет свои особенности, которые необходимо учитывать при оборудовании индивидуального дома или дачи средствами грозовой безопасности.

Проверено временем

Другие названия классической внешней системы молниезащиты, открытой ещё в XVIII веке американским государствен­ным деятелем Бенджамином Франклином, — пассивная и меха­ническая. Она состоит из трёх связанных между собой элемен­тов: молниеприёмника, токоотвода и заземлителя.

Молниеприёмник (или громоотвод), принимающий на себя электрический удар, делают в виде троса на крыше или сетки, набрасываемой на здание, но чаще всего — в виде стального штыря или стержня диаметром примерно 12 мм и длиной 0,2 — 1,5 м. Его устанавливают на изоляторах и крепят к са­мой высокой точке кровли.

Стержневой молниеприёмник легко сделать самостоятель­но — из стального прута или трубы. Если деталь пустотелая её конец обязательно нужно заварить, иначе молния пройдет внутри цилиндра и спровоцирует возгорание кровли.

Лучше всего продумывать конструкцию молниезащитной системы одновременно с проектированием дома — до его строительства. Это позволит избежать многих ошибок и тех­нологических проблем, нередко возникающих при монтаже арматуры на уже возведённое здание.

К молниеприёмнику приваривают токоотвод (спуск) — прово­дник из круглой или полосовой стали с антикоррозийным цин­ковым покрытием. Соединение должно выдерживать примерно до 200 кА. Затем токоотвод спускают с кровли, присоединяя к стене здания изолированными металлическими скобами.

Второй его конец крепко сваривают с заземлителем — ме­таллическим прутком, обрезком профиля, листом, трубой или целой системой уголков, прутков и швеллеров, которые зарыты в землю на глубину 2 — 3 м и нейтрализуют электрический разряд. Токоотвод лучше всего прокладывать по задней стене здания, а заземлитель — закапывать подальше от фундамента дома и надворных построек.

Главные достоинства классического варианта молниезащиты — надёжность и доступная цена, посильная для боль­шинства владельцев загородной недвижимости. Недостатком является не слишком привлекательный внешний вид: сталь­ная арматура плохо вписывается в архитектурный облик здания.

В зоне активности

Сравнительно новая для нашей страны система активной внешней молниезащиты уже получила признание специали­стов и привлекла внимание потребителей. От классической она отличается большей широтой охвата, обусловленной иным принципом действия громоотвода. Этот элемент не бездейству­ет. ожидая прямого попадания молнии, а постоянно работает — ионизирует воздушное пространство вокруг себя, формируя тем самым обширную область активной защиты. В результате грозовой электрический разряд, возникший в любом месте данной зоны, обязательно притянется к антенне-приёмнику на крыше, пройдёт по токоотводу и безопасно заземлится.

Плюсы: подобные системы способны защищать от молний здания значительной площади, характеризуются высокой надёжностью, долговечностью, экологичностью. Кроме того, их молниеотводы компактны и не портят внешнего вида по­стройки. Но у активных устройств есть один существенный минус — высокая цена. Поэтому их установку могут позволить себе не все.

Внутренний контроль

Не менее важно позаботиться о монтаже системы внутрен­ней молниезащиты коттеджа или дачи — это оборудование оберегает домашнее имущество от вторичных проявлений грозы: опасных воздействий электромагнитного поля и пере­падов напряжения в электрической сети, способных серьёзно повредить провода, инженерные коммуникации здания и со­временную технику (компьютеры, аудио- и видеопроигрыва­тели, телевизионные приёмники, системы видеонаблюдения или охранной сигнализации, отопления и кондициониро­вания).

В состав подобных систем входят ограничители перенапря­жений, или грозовые разрядники, устанавливаемые в доме на специальном вводно-распределительном щите. Их основа — полупроводниковые резисторы, которые изменяют своё сопро­тивление в зависимости от приложенного к ним напряжения и при его скачке в момент попадания молнии полностью выгора­ют (после чего их просто заменяют на новые). Кроме одноразо­вых существуют и более дорогие многоразовые ограничители, самовосстанавливающиеся после разряда.

К элементам внутренней системы относят также устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Они предохра­няют дорогостоящие домашние приборы от разрушительного действия наведённого напряжения, вызванного грозой.

Кроме того, внутренняя молниезащита позволяет выравни­вать потенциалы отдельных потребителей электроэнергии. Для этого все токоприёмники подсоединяют к одной заземляющей шине, иначе наведённое напряжение само будет стремиться проделать то же самое, но с необратимыми для бытовой тех­ники последствиями.

Выбираем «щит»

Сегодня на отечественном рынке большой выбор самых разных молниезащитных систем. Как же понять, какая система оптимальна для конкретной дачи или коттеджа?

Во-первых, следует исходить из местоположения здания и окружающих природных условий. Если дом, например, стоит в лесу, в низине, куда молния попадает редко, вполне мож­но обойтись упрощённым вариантом защиты — допустим, установить громоотвод на самое высокое дерево, растущее рядом. Оно и примет на себя удар во время грозы, а токоотвод с заземлителем сведут на нет вероятность возникновения по­жара. Если же строение находится на открытой возвышенной местности, то экономить на молниезащите нельзя — есть смысл установить и внутреннюю, и внешнюю (лучше активную) системы.

Установка молниезащитной системы — весьма трудоёмкая и ответственная работа, требующая предварительных расчётов и проектирования. Поэтому надо обязательно проконсультиро­ваться с профессионалами, выслушать все их рекомендации. Иначе, если вы возьмётесь за дело самостоятельно, без должных знаний, смонтированное оборудование не только не защитит дом во время грозы, но и станет потенциальным ис­точником опасности.

При среднегрозовой «деятельности» более 20 часов в год (в средней полосе она колеблется от 20 до 80 часов) не­обходимо обязательно устраивать молниезащиту. Система молниезащиты состоит из молниеприёмника, токоотвода и за­земления. Молниеприёмник воспринимает прямой удар молнии и должен выдерживать тепловые и динамические нагрузки. Для этих целей можно применить полосовую и круглую сталь. Наименьшее сечение молниеприёмника 60 мм² при длине не менее 200 мм.

Для токоотвода используется оцинкованная круглая сталь­ная проволока диаметром не менее 5 — 6 мм. С молниеприёмником его соединяют сваркой, пайкой, клёпкой, на болтах, а с заземлителем только сваркой или пайкой твёрдым при­поем. Площадь контакта должна быть не меньше двукратной площади сечения стыкуемых деталей. Токоотвод проклады­вают кратчайшим путём в местах наиболее вероятного удара молнии (коньки крыш, выступы и края фронтонов). Их крепят скобами, хомутами, гвоздями. При легковозграемой кровле они должны отстоять от неё на 150 — 200 мм.

Заземлитель, который служит для отвода тока молнии в грунт, должен иметь малое электрическое сопротивление. Его укладывают на расстоянии не менее 5 м от крыльца и пеше­ходных проходов. В сухих грунтах и при низком уровне вод устраивают вертикальные заземлители в виде двух стержней длиной 2 — 3 м, вбитых в землю на расстоянии 3 м друг от друга и соединённых подземной перемычкой сечением 100 мм² на глубине не менее 0,5 м. Токоотвод присоединяется к сере­дине перемычки, все соединения выполняются сваркой.

При влажных почвах и высоте грунтовых вод менее 1,5 м (а также на торфяниках) делают горизонтальные заземлите­ли. Это уложенные на глубину не менее 0,8 м металлические трубы, уголки, полосовая сталь и т.д. В качестве заземлителя может быть и сам конец токоотвода, уложенный на глубину не менее 1 м. Чем больше его длина в земле, тем надёжнее будет работать молниезащита.

Системы внутренней и внешней молниезащиты необходимо заземлять отдельно друг от друга. В домиках с неметалличе­ской кровлей молниезащиту можно устроить в виде натянутой вдоль конька крыши стальной проволоки с молниеприёмника- ми. Проволоку натягивают между деревянными стойками на высоте 250 мм от конька. Стойки прикрепляют к фронтонам.

Для оборудования внешней молниезащиты можно исполь­зовать рядом стоящие высокие деревья. Молниезащита в этом случае выполняется из цельного куска проволоки диаметром 5 — 8 мм, с односторонним её спуском и заземлением в виде петли. В этом случае зона стержневой молниезащиты опреде­ляется на уровне земли радиусом Р = 1,51. (где I. — высота молниеотвода).

Системы молниезащиты необходимо периодически осматри­вать с целью проверки надёжности соединений.

Допустимые варианты

Все внешние молниеотводы, несмотря на некоторые раз­личия в конструкции, состоят из опоры, молниеприёмника, токоотвода и заземлителя. Молниеприёмники, как правило, используются стержневые и тросовые. Стержневые молние­приёмники делают из круглой стали диаметром 12 мм, ква­дратной — 10×10 мм, или из водогазопроводных труб. Мини­мальная площадь сечения такогого молниеприёмника должна составлять не менее 100 мм², а длина — 200 — 1500 мм. При использовании труб верхний конец их наглухо заваривают, рас­плющивают или закрывают металлической пробкой, а чтобы не было ржавчины, их окрашивают масляной краской.

Тросовый молниеприёмник представляет собой стальной канат марки по ГОСТу 3063-55 с площадью сечения 48,2 мм². Металлический трос с несущей конструкцией молниеотвода или отдельным токоотводом соединяется плашечными зажи­мами типа ПС-2А.

Токоотводы — соединения молниеприёмника с заземлени­ем — обычно изготавливают из стали площадью поперечного сечения не менее 35 мм² или многопроволочного троса такого же сечения.

Токоотводы проводят кратчайшим путём с возможно боль­шим удалением от электропроводки. Все соединения токоведущих элементов должны выполняться при помощи сварки. Сварная площадь контакта должна быть не менее удвоенной площади сечения токоотвода.

Под токоотводы можно использовать имеющиеся у здания металлические конструкции: пожарные лестницы, рамы, арма­туру железобетонных элементов. Еловые, сосновые, листвен­ные и пихтовые опоры удобны под стержневые молниепри­ёмники. Использование близко стоящего у здания дерева под тросовые молниеотводы нецелесообразно.

Токоотводы прокладывают непосредственно по стенам и крышам здания с возможно большим удалением от электро­проводки; их концы заземляют в малодоступных местах.

Опоры молниеотводов можно изготавливать из дерева, железобетона и металла.

Деревянные опоры используются под молниеотводы стерж­невого типа. Опорой молниеотвода может служить и отдалённо расположенное от дома дерево. Для крепления в этом случае используют сучья и неровности ствола. Высоту молниеотвода на дереве дополнительно увеличивают, прикрепив к дереву шест с молниеприёмником и токоотводом.

Заземлители бывают вертикальными (в виде забитых в землю стержней), горизонтальными (в виде лучей или колец из стальных полос) и комбинированными.

Длина вертикальных заземлителей — 2 — 3 м, их забивают в ямы глубиной 0,7 — 0,8 м, затем ямы засыпают. Горизон­тальные заземлители укладывают на глубине 0,6 — 0,8 м. При упрощённой молниезащите применяют заземлители из круглой стали диаметром 5 — 6 мм; для заземления крупного молниеотвода могут использоваться круглая сталь диаметром 15 — 20 мм, стальные трубы наружным диаметром 30 — 60 мм и толщиной стенки не менее 3,5 мм, а также полосовая сталь шириной 20 — 40 мм и толщиной 4 мм, угловая сталь № 4 — 6 и др. Покрывать элементы заземлителя лаком или битумом запрещается. Соединяют их в единую заземляющую систему только сваркой. Как правило, заземлители располагаются сна­ружи здания на расстоянии 0,8 — 1 м от фундамента.

Металлическая кровля дома может сама выполнять роль молниеприёмника, при этом возле дымоходов и вентиляционных каналов устанавливают отдельные защищающие их стержни.

Для защиты дымовых труб устраивают молниеотвод из стальной проволоки диаметром 5 мм, который прикрепляется к трубам при помощи «вилки» из той же проволоки.

Обозначения:

Система молниезащиты, заложенная при строительстве дома:

1—стержневой молниеприёмник;

2—тросовые молниеприёмники;

3—токо-отводы;

4—перемычка токоотводов (закопана);

5—заземлитель (заглублённый металлический стержень).

Молниезащита на крыше:

1—стержневые молниеприёмники;

2—токоотводы.

Внешний «громоотвод»

(А—на столбе, Б—на деревянной мачте):

1 —стержневые молниеприёмники;

2—токоотводы;

3—заземлители.