Крепление молниезащиты на металлической кровле

Обновлено: 22.01.2025

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:

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.

Молниезащита дома со скатной крышей

Общие принципы расчета для коньковой кровли представлены в разделе "Пример устройства молниезащиты частного дома для скатной кровли" в этой обзорной статье. Как правило в большинстве случаев угол наклона кровли оказывается меньше, чем расчетный угол зоны защиты, поэтому для наклонной кровли чаще применяется метод молниеприемной сетки плюс отдельно защищают все выступающие части, а металлические элементы соединяют между собой и общими токоотводами выводят на систему заземления.

Так как коньковая кровля в основном используется в частном домовладении, а эти сооружения относятся к III классу молниезащиты, то шаг ячейки сетки составляет не более 15 метров.

Кровельные конструкции можно не замыкать на общую молниеприемную систему только если выполнены следующие условия:

надстройки из непроводящих материалов имеют высоту менее 0.5 м
надстройки из провоящих материалов имеют высоту менее 0.3 м
металлические надстройки имеют площадь менее 1 кв. м
металлические надстройки имеют длину менее 2 м

При этом важно отметить, что высота откладывается и отмеряется перпендикулярно поверхности крыши, как показано на рисунке.

Требование по площади обычно применяют для мансардных окон или зенитных фонарей, а по длине для листовых металлических конструкций или ограждений (например, снегозадерживающие решетки). При этом в отношении металлических выступающих элементов должны выполняться все три вышеуказанных условия одновременно.

Монтаж молниезащиты на объектах со скатными кровлями (рекомендации)

В случае скатной коньковой кровли молниеприемный проводник прокладывается по коньку кровли и скатам кровли. Основным молниеприемным оборудованием является молниеприемный проводник. Окончания конькового молниеприемника должны выступать над крышей и быть загнутыми к верху по длине на 0,15 м. Опуск по кровле к токоотводу на фасаде здания должно по возможности располагать как можно ближе к краю кровли (наличнику). Расстояние между кровельными держателями проводника стараться выдерживать не более 1,0 метра.

Концепция расположения узлов конструкции представлена на рисунке ниже.

В зависимости от сечения конька применяются различные держатели на коньке кровли. Например, в случае крыши из металлочерепицы, когда сечением конька является полукруг, применяется держатель на круглом коньке (рис. 1).

рис.1

рис.2

Держатель на круглом коньке изготавливают из меди либо из нержавеющей стали. Также молниеприемный проводник прокладывают по скатам кровли (рис. 2). В зависимости от материала кровля применяют различные крепления на скатах кровли. Крепежи, предназначенные для скатов кровли, также выполняются из различного материала. В зависимости от материала молниеприемного проводника используют крепежи из меди, нержавеющей стали либо из стали горячего цинкования.

Все части здания должны быть защищены от прямого удара молнии, включая дымовые трубы, вентиляционные шахты, а также чердачные окна и др. элементы. Если трубы на кровле не содержат металлических токопроводящих элементов, то молниеприемники устанавливаются непосредственно к трубе на специальных креплениях (рис. 3).

Если же дымоходные трубы содержат металлические элементы, то молниеприемник должен быть отнесен от трубы на определенное расстояние с помощью изолированных штанг (рис. 4).

Молниезащита частного дома

Атмосферное электричество обладает огромным потенциалом, в тысячи раз превосходящим мощности установок, созданных человеком. В грозовом облаке может создаваться разность потенциалов до 10 миллионов киловольт, ток при разряде достигает 200 000 ампер, уберечься от такой силы, несущей масштабные разрушения, без специальных защитных систем не представляется возможным.

Опасность молнии для частных домов

Насыщенность домов электроникой, электробытовой техникой и средствами приема эфирных передающих каналов резко увеличила вероятность воздействия молнии, что объясняется физическими особенностями электростатических сил. Грозовой разряд, попадая в незащищенное строение, не только повреждает электрические сети и аппараты, страшнее вероятность возникновения пожаров, причиной которых молнии становятся в каждом пятом случае. Защита от поражения молнией частных домов целиком находится в руках владельцев, что не может быть причиной отказа от устройства молниезащиты, учитывая те страшные последствия, которые настигают не защищенные дома.

Виды защит от молний

В настоящее время детально разработаны и применяются два вида защит от воздействия грозовых разрядов: это внешняя и внутренняя защита.

Внешняя молниезащита

Представляет собой общеизвестный громоотвод в виде металлического стержня, возвышающегося над крышей дома. Состоит такая защита из трех основных элементов.

1. Молниеприемник – металлический стержень, который может быть стальным, медным или алюминиевым.

2. Токоотвод, в качестве которого применяется металлический проводник, соединяющий молниеприемник с заземлением.

3. Заземление, состоящее из заглубленных в землю стальных заземлителей, соединенных в единый контур при помощи металлических шин.

По сути для всех трех элементов применяется проводник разного сечения, минимальные значения которое выбирают в соответствии с используемым материалом по следующей таблице:

Материал	Сечение / Рекомендуемый диаметр
молниеприемник	токоотвод	стержень заземления
Сталь	50 кв.мм / Rd8	50 кв.мм / Rd8	80 кв.мм / Rd10
Алюминий	70 кв.мм / Rd10	25 кв.мм / Rd6	не используется
Медь	35 кв.мм / Rd6	16 кв.мм / Rd6	50 кв.мм / Rd8

В зависимости от вида кровли и конфигурации крыши, кроме стержневого приемника могут применяться натянутый над защищаемым объектом стальной трос или специальная сетка (см. рисунки далее), либо вообще может быть комбинация этих элементов.

Все чаще применяются системы внешней защиты, используемые активный способ поиска и отвода грозовых разрядов на ранних стадиях их развития (об этом читаем немного ниже).

Внутренняя молниезащита

Токи, возникающие в результате проявления молнии, протекают по резисторным и индуктивным связям, вызывая перенапряжения, которые способны оплавить микросхемы и вывести со строя электрооборудование. Для защиты от подобных последствий используются УЗИП – устройства защиты внутренних сетей от импульсного перенапряжения. Величина импульсного перенапряжения зависит от места удара молнии, в связи с чем, различают перенапряжения I типа (наводится от прямого удара молнии) и II типа (от непрямого удара). Перенапряжения I типа особо опасны, поскольку в 10÷20 раз превышают величину перенапряжений II типа.

Стандартный состав системы молниезащиты

Для защиты частного дома от поражающего влияния молний применяется стандартный набор средств:

Внешняя защита с молниеприемниками, токоотводами и заземлением;
Защита от заноса высоких потенциалов путем выравнивания потенциалов;
Защита от перенапряжений (внутренних перегрузок) при помощи разрядников или УЗИП.

Из приведенного перечня наибольшими различиями обладают методы внешней защиты, которые могут быть активными и пассивными, а при пассивной защите имеют существенные отличия в зависимости от конфигурации крыши и вида кровельного покрытия.

Активная молниезащита

В последние годы набирает популярность активная защита от молний. Ее шпиль имеет специальную головку – ионизатор, который генерирует встречный поток электронов. В результате молния притягивается, после чего полученный разряд отводится через токоотвод в землю, где гасится. Активная защита отличается большим радиусом защищаемой зоны, который превышает в 8 раз радиус защиты пассивного молниеотвода одинаковой высоты.

Характеристики активной защиты обеспечивают значительное снижение расходных материалов для крыш со сложной конфигурацией, а также времени на монтаж оборудования. Эстетично выглядит внешний вид мачты с ионизатором, отпадает необходимость в заземлении отдельных металлических конструкций, расположенных под колпаком защитной зоны.

Из недостатков активного метода можно отметить малый срок его применения, что не дает возможности говорить о многолетнем положительном опыте. Более того, в последнее время фиксируется все больше случаев ударов молний в объекты с активными молниеприемниками и компаниям-производителям предъявляются иски в связи с этим.

Устройство внешней защиты частного дома от молний

При устройстве молниезащиты частных домов должны использоваться принципы и конструкции защиты, изложенные в специальной литературе («Инструкция по устройству молниезащиты…» СО 153-34.21.122-2003 и РД 34.21.122-87).

Категория частных сооружений по степени защиты

Тяжесть разрушающего воздействия молний зависит от наличия на поражаемом объекте газов, пыли, паров, или их смесей, способных взрываться при попадании электрической искры. Важными факторами классификации зданий по классам (или категориям молниезащиты) являются: ожидаемое расчетное количество ударов молнии в объект, его ценность, угрозу для жизни людей и горужающей среды. Поэтому частные жилые дома, коттеджи и садовые домики приянто относить к III группе строений, в которых отсутствуют такие опасности.

В зависимости от степени надежности приняты 4-е класса молниезащиты:

первый - надежность более 99% (например, склады боеприпасов, АЗС, НПЗ);
второй - от 95 до 99% (крупные предприятия, представляющие угрозу для окружающей среды);
третий - от 90 до 95% (торгово-офисные и жилые строения);
четвертый - не менее 85% (здания, в которых нет электропроводки и постоянного присутствия людей).

Проблемы коррозии

Металлические элементы внешней защиты постоянно находятся под воздействием погодных условий, которые являются причиной коррозии. Замедлить разрушение металла и обеспечить долголетний срок эксплуатации конструктивных элементов защиты можно используя такие способы:

Применением металлов мало поддающихся коррозии, это нержавеющие стали, медь или алюминий;
Использование защитных гальванических покрытий, самым распространенным среди которых является оцинкование;
Для болтовых соединений – зачистка металла в месте контакта, плотная обтяжка и применение консервативных смазок;
Выбор завышенного сечения металлоконструкций относительно расчетных показателей, что влияет на стоимость системы.

Подробнее о компонентах и материалах для молниезащиты и заземления домов, ососбенностях их использования можно почиать в нашем большом обзорном материале на этой странице.

На скорость развития коррозии влияет несовместимость некоторых металлов. Так, медь очень плохо контактирует с оцинкованной сталью и алюминием, поэтому нужно избегать подобных контактов. Для соединения несовместимых материалов применяются специальные зажимы, в которых концы изготовлены из разных металлов.

Наименьшее допустимое расстояние

Токи, наводимые в металлических проводниках грозовыми разрядами, могут вызывать появление искрового разряда. Расстояние между токоотводами и металлическими элементами должно быть таким, чтобы предотвратить искрообразование, это наименьшее допустимое расстояние, обозначаемое буквой S.

Кроме этого также существуют требования по соблюдению расстонию между крепежными элементами системы молниезащиты, расположению токоотводов относительно оконных проемов, дверей и прочих конструктивов строения. Более подробно познакомиться с информацией можно здесь в материале о том, как правильно прокладывать токоотводы.

Если металлические конструкции заборы, элементы фасада, трубы располагаются ближе 1,0 метра от токоотводов и не имеют токопроводящего соединения с конструкциями защищаемого здания, такие элементы подлежат соединению с системой молниезащиты напрямую.

Требования к молниеприемникам

Молниеприемник является центральным элементом защиты и от его параметров зависит надежность всей системы. Правильно, когда конструкция этого узла разрабатывается на стадии проектирования дома. Для определения параметров молниеприемника нужны данные о геометрии крыши, размерах здания и забора вокруг территории, о физическом составе почвы в месте строительства и среднегодовом количество молний в данной местности. Важно иметь сведения по гипсометрии окружающего ландшафта, наличие водоемов, высоких деревьев или искусственных сооружений. Выбор конструкции молниеотвода зависит от совокупности имеющихся данных и финансовых возможностей застройщика.

Чаще всего применяется металлический штырь длиной до 2,0 метров и площадью поперечного сечения не менее 100 мм² с заостренным концом. Устанавливается такой штырь в самой высокой точке крыши и надежно крепится. При этом конус, образованный углом вращения в 45º с вершиной в острие, должен накрывать своей образующей, как шатром, защищаемый объект. В зависимости от конструкции крыши молниеприемник может состоять из металлической сетки или стального троса, натянутого вдоль конька.

Виды токоотводов

В качестве токоотвода применяется любой металлический проводник: медь, черная или оцинкованная стальная полоса 4х20 или 4х40 мм, стальная катанка диаметром 6÷8 мм, при этом подземная ее часть должна иметь диаметр не менее 10 мм и соединяться с контуром заземления при помощи электросварки. Токоотводом могут служить металлические конструкции дома: лестницы, трубы при условии надежного электрического соединения всех элементов. Токоотвод прокладывается по кратчайшему расстоянию от молниеприемника к заземлению и не должен иметь резко изгибающихся участков.

Крепление элементов защиты

Внешние элементы защиты от разрядов регулярно подвергаются знакопеременным температурным воздействиям и действию ветровых нагрузок. В этих условиях крепление является тем фундаментом, который обеспечивает долголетний срок работоспособности системы.

Самым надежным способом крепления является применение унифицированных изделий. Имеются кровельные и фасадные держатели токоотводов, держатели для водосточных труб, клеммы, соединители, крепления заземлителей и другие элементы. Детальные сведения о таких изделиях приводятся в специальных каталогах.

Как выбрать заземление

Заземление контура молниезащиты может быть естественным или смонтированным искусственно. В первом случае речь идет о фундаментной (делается на этапе заливки фундамента и применяется крайне редко), во втором - о кольцевой или глубинной схеме заземления.

Элементами кольцевого заземления являются: соединительный элемент, плоский проводник (полоса), заземляющий проводник (обычно в ПВХ оболочке).

Глубинное основано на использовании стержней заземления, которые забивают на определенную глубину (в зависимости от количества точек монтажа и типа грунта) в землю. При этом не обязательно замыкать эти точки в единый контур как показано на рисунке ниже, наоборот обычно делают локальные очаги в местах спуска токоотводов по фасаду строения.

Всегда при монтаже заземления используют антикоррозионную ленту, которой герметизируют в земле места соединений конструктивных элементов.

Нормативные документы (РД 34.21.122-87, п. 8) регламентируют величину электрического сопротивления контура заземления в системах защиты от молний, которое не должно превышать 10 Ом. Кроме того, задаются конструктивные параметры заземлителей, в зависимости от применяемого сортамента стали.

Так, минимальные величины сечения и толщины стенок заземляющих электродов из уголковой или полосовой стали должны быть не менее 150 мм² и 5 мм соответственно, диаметр штыря из круглого арматурного железа – не менее 18 мм, стальной трубы – не менее 32 мм при толщине стенки 3,5 мм и более.

При определении расстояния между заземлителями РЗ важно выдерживать соотношение РЗ= 2,2 х ДШ, где ДШ – длина штыря заземлителя. При меньшем соотношении возникает эффект «перекрытия», который значительно увеличивает сопротивление растеканию электрических зарядов, и снижает эффективность защиты.

Минимальная глубина заложения штырей 2÷3 метра, выбирается в соответствие с физическими свойствами грунта и должна быть больше глубины промерзания. Чаще всего применяется контур в виде равностороннего треугольника. В углах контура забиваются заземлитили, которые соединяются общей шиной из полосовой стали.

Полезно соединять заземление дома и контур молниезащиты, что улучшает их характеристики. Контур заземления соединяется с токоотводом при помощи электрической сварки, холодной спайки или надежного болтового соединения.

В заключение предлагаем посмотреть видео устройства разомкнутого контура заземления частного дома в составе: стержни заземления 8х1,5 м, оцинкованная стальная полоса 40 мм, токоотводы.

Пример устройства молниезащиты частного дома для коньковой кровли

Для случая скатной коньковой крыши для расчета используют всегда так называемый "метод угла защиты".

Этап 1. Замеряем высоту по вершине конька, обозначим ее h (1). По самой верхушке конька планируем монтаж проводника, как показано на рисунке. Здесь (2) - защищенная углом защиты зона.

Этап 2. По графику или формулам в зависимости от категории молниезащиты (3)(частные дома относятся к III и IV категории) и высоты h (2) определяем защитный угол (1), который затем переносим на здание и откладываем его в обе стороны от запроектированного на кровле проводника.

Этап 3. Находим те элементы на кровле, которые выступают за границы защищаемой зоны. На них необходимо будет запланировать дополнительные молниеприемники или коньковые проводники (в нашем случае это дымовая труба и выступающие оконные проходы). В зависимости от размеров дымовой трубы (1) производим расчет высоты молниеприемника (подробнее читайте в статье "Молниеприемники").

Этап 4. Делаем выводы от молниеприемных устройств к будущим токоотводам. Важно уточнение! Для повышения эффективности системы концы проводника на коньках необходимо запланировать на 15 см длинее и загнуть немного вверх.

Пример устройства молниезащиты частного дома для плоской кровли

Для плоской крыши используем "метод молниеприемной сетки".

Этап 1. В самую первую очередь на тех участках, где вероятность удара молнии самая большая, а это кромка или выступы крыши, мы планируем проводник, который будет выполнять роль молниеприемника или базового контура молниеприемной сетки.

Этап 2. Аналогично предыдущему примеру находим угол защиты, переносим его на чертеж и проверяем все ли элементы сооружения покрывает защитная зона.

Этап 3. Собственно дополняем наш контур ячейками сетки исходя из того, что для зданий III класса молниезащиты, такой размер должен быть не больше 15х15 метров, то есть, если периметр вашего дома не больше, то достаточно будет оставить только базовый контур, иначе советуем разделить все пространство на равные ячейки и проложить таким образом проводники.

Этап 4. Если крыша имеет дополнительные выступающие элементы, то дополняем устройство молниезащиты молниеприемниками для соответствующих элементов по стандартным правилам.

Базовые схемы молниезащиты типовых проектов

На рисунке ниже представлены варинты молниезащиты нескольких типовых проектов домов (нажмите, чтобы увеличить).

Стоит обратить внимание, что в трех варинтах проводник на коньке поднят на некоторую высоту. Это говорит о том, что угол наклона крыши больше, чем угол защиты, и какая то часть постройки не попадает в зону защиты. По сути - это простейший варинт тросового молниеприемника.

Показанные схемы заземелния не стоит рассматривать, как очаговые, они изображены лишь условно (подробнее - см. выше).

Правила производства молниезащиты двускатной кровли

За безопасность строений любого типа отвечает комплекс мер, в который в том числе входит защита зданий от попадания молний. Эта система так и называется – молниезащита зданий и сооружений. Из нашей статьи вы узнаете, из чего состоит молниезащита, каких типов бывает, по каким критериям её надо выбирать и можно ли без неё обойтись.

Сразу отметим, что защищать здания от молний необходимо, потому что это природное явление обладает мощным электрическим разрядом с огромной силой тока и температурой. Рассчитывать, что оно обойдёт дом стороной опрометчиво – по наблюдению учёных, грозы случаются всё чаще.

Что такое молниезащита и зачем она нужна

Молниезащита – это комплекс мер, направленных на защиту зданий, сооружений от прямого попадания молнии. Она включает в себя проектирование, монтаж и обслуживание.

Без молниезащиты увеличивается вероятность, что ударившая в крышу молния вызовет физическое разрушение и даже пожар. Кроме того, во время грозы наэлектризованный воздух может спровоцировать электромагнитные импульсы высокой мощности, которые негативно воздействуют на питающую дом электрическую сеть. В ней также могут возникнуть импульсы большой амплитуды, что приведёт к скачкам напряжения. А это угрожает поломкой бытовой техники, замыканиями и возгораниями.

Бытует мнение, что в зоне риска только высокие здания или постройки с металлической кровлей. Однако это заблуждение, потому что молния может ударить в любой объект, особенно если он располагается далеко от других.

Видео описание

Ролик с подробным разбором системы молниезащиты

Виды молниезащиты

Различают внешнюю и внутреннюю молниезащиту.

Порядок сборки внешней молниезащиты выглядит так: молниеприёмник, токоотвод, заземление.

Все упомянутые выше части могут быть изготовлены из оцинкованной стали, алюминия или меди. В зависимости от материала рассчитывается их сечение, т. к. у разных металлов разная электропроводность. Этот факт обязательно учитывают при проектировании системы.

Если у строения плоская крыша или не хочется водружать над ним дополнительные конструкции, то можно применить специальную сетку, которая выполняет ту же роль, что и вертикальный молниеприёмник, но не нарушает эстетику здания.

Внутренняя молниезащиета – это специальные приборы, установленные на вводе питающих линий в дом. Они так и называются – устройства защиты от импульсного перенапряжения, сокращённо УЗИП. К ним относятся варисторные ограничители напряжения (ОВП) и приборы на базе разрядников (Т1). Все эти аппараты могут использоваться в качестве УЗИП для частного дома.

В этой статье мы сосредоточимся на внешней молниезащите.

Устройство молниезащиты на кровле

Разберём ещё два типа молниезащиты – пассивную и активную.

Пассивная начинает функционировать, когда в неё попадает разряд. Она бывает следующих типов:

Тросовая молниезащита. Состоит из 2 или 4 мачт, между которыми натянут трос. У каждой мачты при этом есть связь со своим отдельным токоотводом, заземлителем и молниеприёмником;
Сетчатая молниезащита. В ней используется трос или пруток, который устанавливают на скатах крыши в виде сетки;
Листовая система. В этом случае металлическая кровля служит естественным молниеприёмником (здесь следует обязательно учитывать толщину металла кровли).

Выбор типа молниезащиты обычно зависит от площади скатов крыши, угла их наклона и материала, которым они покрыты. Один из простых вариантов – сетчатая система.

Рассмотрим правила монтажа сетчатой молниезащиты на примерах крыш с разным кровельным материалом.

Молниезащита на металлической кровле

Металлическое покрытие само по себе отличный проводник электричества, и молниеприёмник в конструкции такой кровли использовать необязательно. Это обозначено и в «Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» (п. 3.2.1.2). Но даже для такой крыши специалисты рекомендуют установить молниеприёмник и молниеотвод, чтобы увеличить эффективность защиты.

Если металлическая кровля выступает основным элементом молниезащиты, тогда к ней необходимо жёстко прикрепить токоотвод, например, сваркой. Если нет возможности проводить огневые работы на крыше, тогда допустимо применять болтовое соединение, которое следует проверять раз в год на коррозию стыка.

Однако металлическое покрытие нельзя назвать 100% надёжным устройством для отвода молний. Вероятность некачественного соединения листов металла, панелей или штучных элементов уменьшает защитные свойства. По этой причине на такую кровлю всё равно стоит устанавливать стержневые или тросовые молниеприёмники. Кроме того, удар молнии в металлическую крышу повышает температуру в зоне попадания электрического разряда. При толщине металла менее 4 мм возрастает вероятность возгорания деревянных стропил. Поэтому приняты нормы толщины, которые требуется учитывать. Например, оптимальная толщина стального покрытия – 4 мм, а на рынке таких предложений нет. Но можно использовать металлическую крышу в качестве молниезащиты при толщине металла 0,5 мм в том случае, когда её необязательно защищать от повреждений и отсутствует опасность воспламенения находящихся под кровлей горючих материалов.

Таким образом, проблему можно решить следующими способами:

изолировать стропильную систему от кровельного материала;
вместо деревянных выбрать металлические стропила;
установить молниезащиту.

Третья опция – самая оптимальная, потому что мачта встретит заряд молнии.

Для сборки и реализации системы молниезащиты компания EKF выпускает широкий ассортимент аксессуаров: подставки, крепления, держатели, зажимы, соединители и другие.

Молниезащита на мягкой кровле

Чтобы не повредить покрытие, монтаж молниезащиты на мягкой кровле требует особого подхода. В ассортименте EKF есть специальные держатели, которые позволяют реализовать защиту на любом материале.

Ниже альтернативные варианты молниезащиты для мягкой кровли:

стержни, установленные по краям конькового прогона двускатной крыши;
трос, натянутый по коньку;
активная молниезащита.

Активная молниезащита считается наиболее подходящим решением, особенно для неметаллической кровли.

На видео показано, как правильно монтировать молниезащиту в строящемся кирпичном доме и при этом сохранить внешнюю эстетику фасада

Главное отличие активной молниезащиты – активный молниеприёмник. Он реагирует на рост напряжённости электромагнитного поля, который возникает при приближении грозового фронта. Конденсаторы в составе активного молниёприемника заряжаются от напряжения, наведённого этим полем на антеннах устройства. Когда напряжение на конденсаторах достигает 12-14 кВ, происходит пробой разрядников и формируется короткий высоковольтный импульс (более 200 кВ), полярность которого обратна полярности фронта. Этот импульс, опережая образование «естественного» лидера, инициирует «искусственный» восходящий лидер, который развивается с гораздо большей скоростью и на большее расстояние, многократно увеличивая зону защиты молниеприёмника.

Применение системы активной молниезащиты особенно оправдано, когда из-за специфики защищаемого объекта невозможно использовать какую-либо традиционную молниезащитную конструкцию.

В видео показаны две системы, защищающие двускатную крышу дома от ударов молний: пассивную и активную:

Молниезащита на плоской крыше

Сетчатая молниезащита – оптимальное решение для плоской кровли. Размер ячеек зависит от категории молниезащиты:

I категория – 5х5 м;
II категория – 10х10 м;
III категория – 15х15 м;
IV категория – 20х20 м.

Ниже представлены основные правила сборки системы молниезащиты:

для крепления элементов сетчатого молниеприёмника используют специальные кронштейны, изготовленные из пластика. Они могут быть полыми или заполненными бетонным раствором;
расстояние между крепежами – не более 1 м;

крепление молниезащиты на кровле проводят пассивным способом, то есть кронштейны любого типа к кровле дома ничем не крепятся. Они удерживают сеточную конструкцию только своим весом;
по периметру укладывают трос или катанку по парапету с креплением к торцам;
если на крыше присутствуют трубы, антенны и прочие конструктивные элементы, то на каждую из них необходимо установить молниеприёмник в виде стержня и соединить его с сеткой.

Токоотвод и заземление

Основное о молниеприёмнике прояснили, переходим к токоотводу и заземлению.

Требования к токоотводу

По токоотводящему участку молниезащиты проходит электрический разряд огромной мощности, поэтому к этой части системы предъявляются серьёзные требования. Ниже перечислены некоторые из них (полный список см. в «Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций):

длина токоотвода должна быть кратчайшим расстоянием от молниеприёмника до системы заземления;
оптимально, если соединить молниеприёмник с заземлением несколькими параллельными токоотводами;
прокладку токоотвода надо проводить на расстоянии полметра от оконных и дверных проёмов;
если дом сооружен из негорючих материалов, то отводящий контур можно проложить прямо по стенам или уложить внутрь них;
если были использованы горючие материалы, то расстояние от стен до участка прокладки не должно быть меньше 10 см;
нельзя проводить монтаж токоотвода внутри водосточной системы;
токоотводы соединяются горизонтальными поясами вблизи поверхности земли и через каждые 20 м по высоте здания.

Если в конструкции здания есть металлические элементы, которые соответствуют нормативным показателям и являются цельными по всей длине, их можно использовать как токоотвод, например, металлокаркас здания.

Требования к заземляющей системе

Заземляющая система нужна для отвода электрического разряда в грунт. Она бывает плоской и глубинной.

Плоская: контур закладывают на небольшую глубину по периметру дома в виде стальной ленты, которая является горизонтальным заземлителем, и подводят токоотводы с разных сторон.
Глубинная: представляет собой несколько стержней заземления, забитых в грунт на глубину минимум 2-3 м, соединённых между собой стальной лентой.

Контур заземления обычно делают в виде равностороннего треугольника или прямоугольника, по периметру которых углубляют стержни заземления.

В видео показано, как надо правильно и профессионально монтировать заземление для молниезащиты:

Заключение по теме

Теперь вы знаете, как установить молниезащиту на крышах с разным кровельным покрытием. В теории кажется, что всё легко, однако мы советуем обратиться к профессионалам, чтобы наверняка защитить дом от молнии и её последствий.

Выставка домов «Малоэтажная страна» выражает искреннюю благодарность специалистам компании EKF за помощь в создании материала.

Компания EKF предлагает систему молниезащиты и заземления «КУПОЛ», которая позволяет защитить объект в заданном радиусе от последствий удара молнии в здание.

Если Вам нужна более подробная консультация, то можете воспользоваться следующими контактами:

Молниеприемная сетка на кровле: устройство, принцип работы и этапы монтажа

Владелец должен позаботиться о защите частного дома от возгорания при грозовых разрядах еще на этапе строительства здания. В статье рассказывается, что такое молниеприемная сетка на кровле и как она позволяет уберечь дом от пожаров, вызванных небесным электричеством. Вы ознакомитесь с устройством, принципом действия и этапами монтажа молниеприемника – это позволит понимать, что и зачем делается при его расчетах и установке.

Разновидности молниезащиты

Способность противостоять губительным для всего живого разрушительным стихиям природы позволяет сохранить жизнь, здоровье и имущество от негативных последствий климатических и физических явлений.

Молния сопровождается электрическим искровым разрядом в атмосфере обычно во время грозы и проявляется в виде яркой вспышки света, за которой следует раскат грома. Показатели силы тока, напряжения и температуры в канале молнии достигают катастрофических значений.

Удар может оказаться смертельным или причинить в большей или меньшей степени вред здоровью, а имущество сгореть. Люди научились предотвращать такие пожары установкой молниезащитной сетки, которая поглощает заряд электричества из атмосферы и отводит его в безопасном направлении.

Функциональные особенности и радиус действия явились основанием для деления рассматриваемых устройств на два вида. Существуют следующие типы молниезащиты:

Активная система, характеризующаяся повышенным радиусом действия. Такое устройство способно обеспечить защиту не только дома, но и подсобных помещений, расположенных во дворе.
Пассивная система, принцип работы которой заключается в заземлении электрического разряда. Конструктивно она идентична первому виду, отличаясь лишь ограниченностью действия.

Обычно такие системы устанавливаются на здании при завершении строительства. Отсутствие молниезащитного устройства является поводом требовать от подрядчика выполнения полного комплекса услуг, обеспечивающих безопасность сооружения.

Особенности конструкции

Привычный издавна громоотвод в виде металлического стержня не способен обеспечить достойную защиту здания с плоской крышей. Специальная сетка молниезащиты на кровле в этом случае является прекрасной альтернативой вертикального приемника.

По способу монтажа такие устройства разделяют на две группы:

Сетка крепится непосредственно на бетонное основание крыши на этапе строительства. Поверх молниезащиты устанавливаются слои утеплителя, гидроизоляции и кровельного покрытия. Обязательным условием считается негорючесть материалов.
В зданиях частного сектора наиболее распространенным вариантом является внешнее крепление молниеприемной сетки. Для надежной фиксации элементов конструкции применяются специальные держатели.

Устройство сетчатой молниезащиты не отличается особой сложностью. Ее конструкция представлена следующими функциональными деталями:

Стальная проволока, распределенная с некоторым шагом по поверхности кровли, составляет систему проводников. Именно на нее приходится удар молнии.

Токоотводящий спуск, предназначенный для соединения сетки с заземлением. Выполняется из прутков арматуры. Допускается использовать в качестве токоотвода металлические водосточные трубы.
Заземляющее устройство, представленное контуром линейного или замкнутого типа. Соединенные прутком или полосой вертикальные штанги заглубляются в грунт на 0,5 м. Для определения длины штанг и расстояния между ними используется расчетный метод.

Все элементы молниеприемной сетки имеют равноценное значение, составляя единую конструкцию. Различие комплектующих фрагментов определяется типом кровельной системы и особенностями строения самого здания.

Основные этапы монтажа молниеприемной сетки

Рассмотрим второй вариант защиты сооружений от природного электричества, представленный внешним способом крепления элементов конструкции поверх кровельных материалов. В данном случае сетчатая система является наиболее эффективной, отличаясь повышенной надежностью.

Технология монтажа может быть представлена поэтапным выполнением следующих действий:

На кровельном покрытии равномерно распределяются стальные прутья, образующие сетку. Расстояние между элементами определяется категорией молниезащиты. Максимально допустимая величина шага характеризуется показателем 6х6 м.
Создание целостной сетчатой системы осуществляется болтовыми соединениями или сваркой. Преимущество использования болтов состоит в предотвращении повреждения цинковой оболочки стальных прутьев, способствующем защите материала от коррозии.
Обеспечение гальванической связи токопроводящих деталей с сеткой позволяет достичь максимальной эффективности молниезащитного устройства. Дополнительные приемники, оснащающие участки, не проводящие электричество, повышают функциональность громоотвода.

Существует разница, отличающая устройство молниеприемной сетки на кровле для определенных типов оснований. Это зависит от горючести материала покрытия.

Молниезащита несгораемого основания

В частном строительстве наиболее распространены несгораемые основания из бетона или металлического профнастила. Способ крепления молниеприемной сетки на кровле определяется в зависимости от используемого материала:

На металлической крыше стальные прутья фиксируются методом сварки. Зачастую сетка крепится болтовыми соединениями.
Молниезащита бетонных кровельных систем монтируется с применением специальных держателей. Такие опоры предназначены для повышения надежности фиксации элементов. Обеспечению устойчивости держателей способствует их заполнение бетонной смесью весом до 17 кг.

Гравитационные опоры производят двух типов:

пустотелые, в процессе монтажа заполняемые бетоном вручную;
с грузом, представленные округлыми или прямоугольными элементами массой около 1 кг.

Держатели молниеприемной сетки на плоской кровле фиксируются на расстоянии 1-2 м. устойчивость конструкции находится в обратно пропорциональной зависимости от величины шага между опорами.

Сетка на горючих покрытиях

Разумеется, в строительстве легко воспламеняющиеся материалы не используются. Сгораемыми основаниями принято называть покрытия слабогорючего типа из категории мягких кровель. К ним относятся битумно-полимерные материалы, применяемые для гидроизоляции крыши.

Молниеприемная сетка фиксируется на сгораемом основании специальным дистанционным держателем. Он предназначен для создания воздушного промежутка между кровельным покрытием и стальными прутьями защитной конструкции. Создаваемая дистанция позволяет погасить искру, вызываемую грозовым разрядом.

Изоляционные промежутки создаются при помощи вертикальных стержней, закрепленными пластиковыми подставками с бетонными утяжелителями. Для фиксации провода используют специальные втулки.

Токоотводы

Предназначены для соединения элементов сетчатой конструкции с заземлением. Государственные стандарты регламентируют определенные правила монтажа электропроводки.

Подключение молниеприемного устройства к заземляющему контуру требует соблюдения следующих условий:

для крепления к возгораемому покрытию необходимо применять дистанционные кронштейны;
участки соединения с приемником и заземлением должны иметь минимальное расстояние;
запрещается формирование петель на протяжении прокладки;
рекомендуется размещать токоотвод на участках с наименьшей вероятностью присутствия людей.

Подробнее о монтаже молниеприемника расскажет видео:

Заключение

Заказывая услуги строительной организации по установке молниезащитного устройства на крыше частного дома, необходимо ориентироваться в особенностях монтажа для разных видов покрытий. Это позволит обеспечить сохранность имущества от грозовых разрядов при минимальных материальных затратах.

Читайте также: