Как сделать громоотвод в частном доме

Принцип действия громоотвода

Громоотводы представляют собой систему перехвата молнии в момент разряда в защищаемой зоне. Классический вариант — штыревой громоотвод, возвышающийся над охраняемым объектом. За счет возвышенности и специального материала изготовления такой громоотвод для дачи и иных зданий принимает удар на себя и передает его дальше через токоотвод к заземлению.

Еще один вариант — тросовая система, когда в качестве перехватчика служит натянутый металлический трос.

Похожим решением является и молниеприемная сетка, укладываемая на кровлю с определенным шагом.

Все эти системы изготавливаются из прочного материала высокой токопроводимости, таких как сталь, медь, алюминий и относятся к пассивным системам. Это означает, что перехват разряда идет за счет общих законов физики без генерации дополнительных действий. Помимо нее существует и современная активныя молниезащита.

Принцип действия активной системы молниезащиты основан на создании опережающего разряда в сторону молнии. По образованному каналу происходит передача перехваченного тока разряда молнии в систему заземления. При возникновении молнии над защищаемой территорией она обязательно будет поймана молниеприемником и отведена в землю.

Классификация внешней защиты зданий

Под атмосферной молнией принято понимать электрический разряд большой мощности, который подчиняется всем известным физическим законам. Общеизвестно, что распространение электрического тока осуществляется путями, которые имеют наименьшее сопротивление. Молниеотвод – это, по сути, и есть такой путь, который оттянет опасность от строения, имеющего большие показатели сопротивления. Здание, оборудованное таким устройством, во время удара молнии не пострадает, т.к. весь поток энергии будет направлен по контуру вглубь земного покрова.

В простонародье эту защиту строений принято называть по-разному: «громоотвод», «молниеотвод», «заземление» и т.д. Интересно, что понятие «громоотвод» является не совсем правильным, поскольку гром, являющийся звуковым эффектом во время удара молнии, не требует отвода. Однако название глубоко ужилось в разговорной речи. Главной задачей всех вышеперечисленных устройств является отвод атмосферной электроэнергии от жилья, и они с ней справляются отлично.

Молниеотвод в частном доме, как правило, подразделяется по трём факторам: конструкционной специфике, а также методике и виду защиты.

Вариант проекта молниезащиты зданияИсточник terrazn.by

Методика защиты

Это понятие условно можно поделить на две подкатегории: защиту от молний активного и пассивного типа.

Активным вариантом предусмотрено в конструкции наличие ионизатора воздуха, предназначенный для накопления статического электричества из атмосферы для разряда. Фактически, функцией активного типа защиты является способность притянуть к себе молнию, обезопасив этим сооружение (и строения, находящиеся вблизи).

Конструкцией пассивного варианта не предусмотрено ничего дополнительного. Это не даёт 100 % гарантии попадания в неё молнии, но значительно увеличивает этот шанс, особенно при разряде электричества над строением.

Следует отметить, что бытовая техника будет не защищена от сопутствующего электромагнитного воздействия удара молнии. Потребуется монтаж дополнительных элементов.

Монтаж молниезащиты на крыше из металлочерепицыИсточник 2gis.com

Разновидности защиты

Разделение защиты здания по типу бывает внутренней либо внешней. Задачей первой есть сохранение жилья от эффекта сопутствующего воздействия разряда, а второй – от самого разряда. Из-за достаточно редкого применения активной защиты простыми обывателями, устройство громоотвода частного строения, как правило, оборудуется двумя подсистемами – внешней и внутренней.

Специфика строения

Внешнюю часть системы грозозащиты частного жилья принято подразделять по конструкционным особенностям внешней части молниеприёмника. Они существуют в трёх основных типажах: штыревой (стержневой), сетчатый либо тросовый вариант. У каждого есть свои сильные стороны, благодаря которым они применяются. Так штыревой тип молниеотвода является наиболее дешёвым, но не таким эффективным, как другие варианты приёмных элементов.

Организация системы молниезащитыИсточник prezentacii.info

Контроль громоотвода

Для обеспечения достаточно эффективного действия громоотвода состояние последних должно периодически контролироваться. Контроль заключается в тщательном осмотре надземной части и в особенности мест контакта и в измерении сопротивления растеканию заземлителей. Для обычных сооружений периодический контроль должен производиться раз в 3—5 лет, а для особо ответственных сооружений — перед каждым грозовым сезоном.

Необходимо иметь в виду, что громоотводы, предназначены лишь для защиты от обычных линейчатых молний. Между тем известен ряд случаев, когда даже хорошо защищенные сооружения поражались шаровой молнией. Шаровая молния проникала через открытые окна, двери, незначительные отверстия в стенах и вызывала нередко значительные разрушения внутри зданий. Физическая природа шаровой молнии в настоящее время еще не вполне изучена и достаточно эффективные методы защиты от нее не разработаны. Однако тот факт, что шаровая молния не обладает по-видимому способностью пробивать деревянные стены, оконные стекла и т. п., дает основание предполагать, что густая проволочная сетка, целиком охватывающая защищаемый объект (например склад взрывчатых веществ), может оказаться эффективным средством и против проникновения внутрь такого сооружения шаровой молнии

Из чего состоит грозозащита: устройство

Молниеотвод (громоотвод) простейшей конструкции состоит из 3 частей:

1. Молниеприемник.
2. Токоотвод (спуск).
3. Заземлитель.

Расскажем о каждом элементе подробнее.

Молниеприемник

Молниеприемник — металлический проводник, закрепляемый на крыше здания либо на отдельной опоре (вышке). Конструктивно делится на три вида: штыревые, тросовые и сетчатые.

1. Штыревое (или стержневое) устройство молниеприемника — это возвышающийся над домом металлический вертикальный стержень (смотрите рисунок ниже).

Подходит для крыши из любого материала, но предпочтительнее все-таки для металлической кровли. Высота штыревого молниеприемника не должна превышать 2 метра. А крепится он либо на отдельно стоящую несущую опору, либо непосредственно на сам дом.

Материалы для изготовления:

• Стальная труба (20—25 мм диаметром, со стенкой 2,5 мм толщиной). Ее верхний конец либо расплющивается, либо заваривается под конус. Можно также изготовить и приварить к верхнему краю трубы специальную заглушку в виде иглы.
• Стальная проволока (8—14 мм). Причем токоотвод должен быть точно такого же диаметра.
• Любой стальной профиль (например, уголок или полосовая сталь не менее 4 мм в толщину и 25 мм в ширину).

2. Тросовое устройство молниеприемника — это натянутый по коньку на высоте до 0,5 м от крыши трос с минимальным сечением 35 мм² или проволока.

Обыкновенно применяется стальной оцинкованный канат. Данный вид молниеприемника подходит для деревянных либо шиферных крыш.

Закрепляется он на двух (1-2 метра) опорах из дерева, либо металла, но на металлические опоры необходимо установить изоляторы. С токоотводом трос соединяют при помощи плашечных зажимов.

3. Сетчатое устройство системы молниеприемника — это проложенная над крышей сетка толщиной 6—8 мм. Эта конструкция самая сложная по исполнению. Применяется для крыш, покрытых черепицей.

4. Ну и совсем редко используется покрывное устройство молниезащиты — это когда в качестве молниеприемников выступают металлические конструктивные элементы самого дома (кровля, фермы, ограждение крыши, водосточная труба).

Токоотвод

Токоотвод (спуск) — средняя часть молниеотвода, представляющая собой металлический проводник с минимальным сечением для стали 50, для меди 16 и для алюминия 25 мм в квадрате.

Главное предназначение токоотвода — это обеспечение прохождения разрядного тока от молниеприемника к заземлителю.

Самый ходовой материал для токоотвода — неизолированная стальная проволока-катанка или полоса. Его проводят только по несгораемым поверхностям. На горючие стены следует устанавливать металлические скобки, которые сами будучи в контакте с горючей поверхностью защитят токоотвод.

Надо проложить его так, чтобы не было точек соприкосновения с такими элементами дома, как крыльцо, входная дверь, окно, металлические гаражные ворота.

Мы знаем, что соединять части молниеотвода лучше сваркой, но если это невозможно, допускается сопряжение токоотвода с заземлителем и молниеприемником при помощи трех заклепок или двух болтов. Длина наложения токоотвода на другие части системы при заклепочном соединении равна 150, а при болтовом — 120 мм.

Конец не оцинкованной проволоки-катанки и место крепления проволочного токоотвода к стальным деталям для обеспечения надежного контакта нужно зачистить, а оцинкованную достаточно отмыть от пыли и грязи. Затем на конце проволоки делают петельку либо крючок, ставят с обеих сторон шайбы и как можно сильнее стягивают все это болтом.

Места соединения (если это не сварка) к тому же нужно обмотать в несколько слоев изолентой, затем грубой тканью, поверх перекрутить толстой ниткой и покрыть все краской.

Составляющие элементы защиты

Молниеприемник

Основная задача – правильно подобрать молниеприемник, который должен обеспечить полную защиту дачного домика в зоне своего действия. На сегодняшний день в качестве приемника молнии может выступать штырь, сетка, трос либо сама крыша. Подробно рассмотрим особенности применения каждого из вариантов в частном доме.

Что касается штыря, существуют уже готовые изделия от производителей, которые имеют подходящую форму и удобное крепление. Как правило, металлом изготовления молниеприемника является медь, алюминий либо сталь. Наиболее подходящим и эффективным является первый вариант. Для того, чтобы приемник хорошо справлялся со своей задачей, его сечение должен быть не меньше 35 мм2 (если медь) либо 70 мм2 (стальной стержень). Что касается длины стержня, в бытовых условиях рекомендуется применять приемники длиной от 0,5 до 2 метров. Штыри удобно использовать для того, чтобы сделать громоотвод на садовом домике, бане либо другой, небольшой постройке.

Металлическая сетка также может продаваться в уже готовом виде. Как правило, сетчатый молниеприемник представляет собой ячеистый каркас из арматуры, толщиной 6 мм. Размер ячеек может составлять от 3 до 12 метров. Чаще всего такой вариант молниезащиты используется в многоквартирных домах и больших зданиях, к примеру, торговых центрах.

Трос более практичен в домашних условиях и справляется с задачей лучше, чем сетка. Чтобы сделать громоотвод в частном доме с помощью троса, нужно растянуть его вдоль крыши (по коньку) на деревянных брусках, как показано на фото ниже. Минимальный диаметр троса для молниезащиты здания должен быть 5 мм. Как правило, такой вариант используют, если хотят своими руками сделать молниеотвод на доме с шиферной крышей.

Ну и последний вариант – кровля в качестве приемника, может использоваться в том случае, если крыша жилого дома крыта профнастилом, металлочерепицей либо другим металлическим кровельным материалом. При таком варианте громоотвода к крыше предъявляются два важных требования. Во-первых, толщина металла должна быть не менее 0,4 мм. Во-вторых, под кровлей не должно быть легковоспламеняющихся материалов. Сделать громоотвод в частном доме с металлической крышей можно намного быстрее и при этом сэкономив на покупке специальных молниеприемников.

Обращаем Ваше внимание на то, что если Вы будете использовать сетку, ее монтаж должен осуществляться на высоте не менее 15 см над самой крышей!

Токоотвод

В качестве токоотвода для частного дома используется 6-милиметровая проволока из меди, стали либо алюминия. Соединяться с молниеприемником и системой заземления проволока должна болтами либо сваркой

Единственное, но очень важное требование к токоотводу – он должен быть изолирован от окружающей среды и проходить к земле по самому кратчайшему пути. Что касается изоляции, на дачах и загородных домах популярностью пользуется использование обычных кабельных каналов, которые также применяют, если нужно сделать открытую проводку в доме своими руками

Заземлитель

Ну и последний элемент громоотвода – заземляющий контур. Чтобы не делать материал слишком объемным, мы выделили под данный вопрос отдельную статью – как сделать заземление в частном доме. Рекомендуем ознакомиться с информацией, чтобы Вы знали все тонкости данного этапа.

Вкратце можно сказать, что контур заземления должен находиться рядом с домом, но не в прогулочной части участка, а, наоборот, ближе к ограждению. Отвод заряда на землю осуществляется металлическими стержнями, закопанными в почву на глубину 0,8 метров. Все стержни лучше размещать по схеме треугольник, которая как раз и показана на фото:

Итак, с составляющими элементами молниезащиты на крыше мы ознакомились, теперь рассмотрим, как правильно сделать громоотвод своими руками.

Надежный громоотвод на даче — видео урок по созданию

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.

Виды и конструкция молниеотводов

Молниеотвод состоит из следующих элементов:

• Заземлитель;
• Токоотвод;
• Приемник молнии.

Самыми распространенными считается: стержневая, и тросовая молниезащита.

Стержневые молниеотводы представляют собой, простую конструкцию на основе штыря из цельного метала, который равняется 15-20 мм в диаметре. Проводом в этом случае играет металлическая арматура, она отводит весь электрический заряд, ее диаметр должен составлять 6 мм. Между собой все элементы необходимо соединять с помощью сварки. Установка устройства молниезащиты не должна соприкасаться с домом, крепиться она на специальной станине возле самого здания или дома.  Безопасность в этом случае будет зависеть только от размера самого штыря, чем он выше, тем больше радиус он охватит.

По похожему принципу монтируется молниезащита дома из сэндвич панелей. В этом случае только берется определенный расчет под тип каждого здания.

Крепление элементов системы

• Молниеприемник. В стержневом молниеотводе это штырь, закрепленный выше дымохода не менее чем на 1 м, в тросовом – проволока, соединяющая мачты на крыше. Металлическая крыша тоже может выполнять роль молниеприемника, если толщина покрытия составляет 4-7 мм.
• Токоотвод – один из основных элементов молниезащиты. Представляет от собой медную (d 16 мм²), алюминиевую (d 25 мм²) или стальную (d 50 мм²) проволоку.
• Заземление – система из металлических стержней, соединенных между собой токопроводным материалом. Расположено оно под землей на глубине не менее 80 см.

Как уже было сказано выше, молниезащита коттеджа должна быть надежна закреплена к несущим конструкциям дома. Для этого используются два вида крепежа:

1. Натяжная система.
2. Дистанционные зажимы.

Что касается дистанционных зажимов, то это простая конструкция. Она изготавливается под определенные формы плоскостей. Поэтому в продаже можно приобрести угловые и забивные модели, предназначенные для стен, коньковые зажимы, зажимы для соединения отводчика и приемника, отводчика и заземляющего контура. Вообще, появление этого приспособления дало возможность проводить скрепление частей молниезащиты своими руками без применения электросварки.

Самостоятельный монтаж молниезащиты

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что монтаж защиты от молний можно осуществить своими руками без привлечения наемных работников. Конечно, если вы обладаете элементарными навыками монтажных работ. В противном случае следует пригласить специалиста. Если вы все же решили осуществить монтаж громоотвода собственными руками, то сначала следует выполнить проектирование и расчет молниезащиты. Этот процесс не вызовет затруднений. Мы коротко расскажем о проектировании молниезащиты и ее самостоятельном монтаже на примере установки громоотвода со стержневым молниеприемником. Это самый популярный вариант защиты от грозы загородной недвижимости.

Громоотвод со стержневым приемником молний обеспечивает защиту в виде воображаемого конуса, c вершиной на конце молниеприемника. Во внутреннюю зону этого конуса, для обеспечения надежной защиты строения от молний, должен попадать весь объект.

На приведенном рисунке мы видим, что часть дома не попала в зону защиты, поэтому необходимо перенести молниеприемник на середину дома или увеличить его высоту. Лучшим местом для монтажа штыря молниеприемника является конек крыши или печная труба. Расчет высоты стержневого приемника рассчитывается по следующей формуле.

• Rx — нижний радиус защиты воображаемого конуса, который необходимо замерить рулеткой на поверхности земли;
• Ha — высота активной зоны защиты от молний, которая замеряется от земли до наивысшей точки воображаемого конуса;
• Hx — самая высокая точка частного дома, которая может находиться на коньке кровли, печной трубе или на других элементах конструкции;
• H — высота стержня молниеприемника.

После расчета длинны стержня молниеприемника следует определиться с его местоположением и проложить воображаемую трассу монтажа токоотвода от стержня до места установки заземлителя. На этом проектирование и расчет молниезащиты закончен и можно приступить непосредственно к монтажу громоотвода.

Монтаж заземлителя

В первую очередь следует смонтировать заземляющий контур. Для выполнения работ вам понадобится следующий инструмент и материалы:

• болгарка с отрезными кругами, сварочный аппарат, кувалда, молоток и лопата;
• стальной уголок 40×40 для вертикальных штырей и полоса 40×5 для перемычек.

Заземлитель следует монтировать недалеко от стены дома. Выбираем место и выкапываем равностороннюю треугольную траншею глубиной 70 см со сторонами 1.2 метра. До стены дома также необходимо прокопать траншею для укладки токоотвода. В углах треугольника забиваем отрезки стального уголка на глубину 2 метра.

К концам штырей приваривается полоса. К одному углу контура приваривается стальная полоса и выводиться на стену дома, где к ней будет присоединен токоотвод от молниеприемника. Траншея закапывается и утрамбовывается. Заземлитель готов к подключению токоотвода.

Монтаж приемника молний

Лучшим местом для крепления стержня молниеприемника является печная труба, расположенная вблизи конька кровли. Крепить мачту удобнее всего кронштейнами с хомутами на концах.

Альтернативным вариантом крепежа штыря молниеприемника является его установка на специальную опору на коньке дома.

На заключительном этапе монтажа к нижнему концу стержня крепится токоотвод при помощи хомута с резьбовым соединением.

Монтаж токоотводов

Токоотвод, металлический провод диаметром не менее 6 мм прокладывается непосредственно по кровле и стене дома, к месту выхода соединительной стальной полосы от контура заземления. Вся конструкция крепится к кровле и стенам дома пластиковыми или металлическими хомутами с опорой.

Нижний конец провода токоотвода закрепляется на металлической полосе заземлителя с помощью резьбового соединения.

На этом монтаж внешней грозозащиты закончен, но если не установить блок внутренней защиты от перенапряжений, то ваша система защиты от молний будет неполной.

Установка УЗИП

Устройство защиты от импульсных перенапряжений полностью обесточивает электрическую сеть дома при возникновении мощного индукционного поля, то есть вторичного поражающего фактора молнии. Модуль устанавливается в распределительный щиток по следующей схеме.

После установки УЗИП ваша молниезащита частного дома получает полностью законченный функциональный вид. С этой системой ваша недвижимость и бытовая техника надежно защищены от атмосферных электрических разрядов.

Нужен ли громоотвод на крыше частного дома?

С точки зрения безопасности, громоотвод нужен всегда — даже если вероятность попадания молнии мизерная, молниезащита и заземление снизят ее еще больше. То есть хуже точно не будет. Вот только цена молниеотвода с монтажом начинается от 30 000 рублей, и далеко не каждый готов потратить эти деньги на снижение вероятности удара молнии на тысячные доли процента. Поэтому обычно отдельно говорят о ситуациях, в которых устройство молниезащиты обязательно, а отдельно — о случаях, когда установка громоотвода — всего лишь рекомендация.

Молниезащита кровли обязательно нужна:

• когда дом находится в коттеджном поселке, деревне, городском частном секторе или стоит обособлено и вблизи нет высотных зданий;
• при перекрытии кровли любыми видами металлических покрытий, включая профнастил и металлочерепицу;
• когда дом построен на возвышенности или под ним есть грунтовые воды неглубокого залегания;
• если в здании много работающей электроники или установлено мощное оборудование.

При выполнении любого из этих условий необходимость монтажа молниезащиты — не вопрос для обсуждений, поскольку риск довольно велик. И он тем выше, чем южнее построен дом: в южных регионах грозы бывают значительно чаще, чем в северных, следовательно, и вероятность попадания молнии в дом возрастает. На карте ниже хорошо видно, как количество дней с грозами при движении на юг увеличивается с несколькими очагами возле горных хребтов.

Конечно, заставить вас установить громоотвод на доме никто не может — это могут официально требовать только для общественных, многоквартирных, коммерческих и производственных зданий. Если речь идет о частном доме, молниезащиту оставляют на усмотрение владельца. Но не сделать громоотвод в частном доме в такой ситуации все равно, что не обработать огнезащитой деревянный брус для каркасного дома и сделать в нем закрытую проводку.

Совсем другое дело, когда ваш дом:

1. Находится в непосредственной близости от господствующей высоты: вышки сотовой связи, водонапорной башни, высотных зданий. Но учитывайте, что непосредственная близость — это не километр и даже не 500 метров. Это когда самая дальняя точка дома расположена не более чем в 1,2×h от высотного объекта, где h — его высота. То есть при высоте базовой станции в 100 м, каждый уголок вашего дома должен попадать в конус с вершиной в самой высокой точке вышки и с основанием радиусом 120 м.
2. Построен в лесу с высокими деревьями. Радиуса защиты от одного дерева, если это не секвойя, не хватит, чтобы перекрыть весь дом, но деревьев в лесу очень много. Иногда для лучшей защиты на вершину самого высокого дерева вблизи дома крепят громоотвод.
3. Расположен в районе, где грозы бывают редко. Если в числах, то это районы со средней за год продолжительностью гроз до 20 часов. На карте выше это красная и розовая зона.

Во всех этих ситуациях риск попадания молнии очень незначителен, поэтому многие владельцы домов не делают молниезащиту, полагаясь на случай. С одной стороны, вероятность действительно низкая. С другой стороны, потери, если «что-то пойдет не так» будут очень велики: даже если дом не загорится, то вся электроника, включая блоки управления котлов отопления, в нем точно сгорит. Насколько такая экономия оправдана, каждый владелец дома решает для себя сам.

Молния непредсказуема, пусть и редко, но она может ударить в здание, защищенное господствующей высотой.