Гроза — опасное природное явление. Молнии, возникающие в небе во время грозы, обладают мощнейшим электрическим зарядом. Сильные разряды поражают здания, деревья. Если молния попадет в крышу дома без громоотвода, может произойти пожар, короткое замыкание. В некоторых случаях это приводит к гибели людей.
Молниезащита кровли нейтрализует мощные разряды молнии во время прямого попадания в здание. Эффективно защищает дом от пожара, сильного разрушения. Находится во время грозы в доме с качественной молниезащитой намного безопаснее, чем в зданиях без громоотвода.
Во время грозы в воздухе накапливается сильное статическое электричество. Оно приводит к скачкам напряжения в электросети, становится причиной короткого замыкания, пожара.
Если это произойдет, то могут пострадать люди. Также, во время перепадов напряжения выходит из строя дорогостоящая бытовая техника.
Считается, что молния ударяет в самый высокий объект в округе. Но, практика показывает, что от мощного разряда может пострадать практически любое здание.
Молниезащита бывает внешней и внутренней.
- Внешняя молниезащита нейтрализует электрический разряд молнии при его попадании в здание. Состоит из трех основных элементов: молниеприемника, токоотвода, заземления.
Молниеприемник принимает на себя электрический разряд, направляет его по токоотводам в землю. Расстояние между молниеприемником и заземляющей системой должно быть минимальным.
В качестве молниеприемника используют металлические стержни, тросы, сетки. Все виды громоотводов имеют определенный размер сечения, изготавливаются из антикоррозийных металлов.
- Внутренняя молниезащита защищает электрическую систему дома от перенапряжения. В ее состав входят специальные устройства для защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП).
Молниезащита бывает активной и пассивной. В первом случае молниеприемник оснащается специальным устройством — ионизатором.
Оно притягивает электрические разряды и перенаправляет их в землю. Такое устройство искусственно принимает удар молнии на себя, защищая тем самым другие строения, расположенные поблизости.
Пассивная молниезащита не притягивает электрические разряды. Она защищает здание только в случае прямого попадания молнии.
Особенности молниезащиты кровли
Для защиты кровли чаще всего используют пассивную молниезащиту. Она бывает разных видов, в зависимости от типа молниеприемника.
Стержень
Громоотвод в виде металлического стержня должен возвышаться над самой высокой точкой зданий минимум на 0,5-2 метра. Молниеприемник соединяется с проводником и через него с заземлением.
Трос
Молниеприемник в виде троса часто используется для внешней молниезащиты скатной кровли. Тросовая молниезащита состоит из нескольких мачт между которыми натянут металлический трос с круглым сечением определенного размера. Каждая мачта связана со своим молниеприемником, проводником, заземлителем.
Сетка
Сетчатая молниезащита состоит из металлических прутьев или тросов, расположенных на крыше в виде сетки с определенным размером ячеек.
Металлические листы
В этом случае громоотводом выступает металлическая кровля. Важно чтобы кровельный материал имел определенную толщину.
Во время проектирования молниезащиты кровли учитывают ее размер, конфигурацию, угол наклона, особенности материала. Самый простой и распространенный вариант молниезащиты кровли — металлическая сетка.
Особенности молниезащиты дома с плоской крышей
На крыше с углом наклона менее 10 градусов, в качестве молниеприемника используют сетку из металлических тросов или прутьев. Ее монтируют по всему периметру крыши. Размер ячейки выбирают в зависимости от категории зданий.
| Категория | Для каких зданий | шаг ячейки, м. |
| 1 класс | АЗС, оружейные склады. | 5 х 5 |
| 2 класс | Химические и другие предприятия, занимающиеся производством опасных веществ. | 10 х 10 |
| 3 класс | Дома,офисы, торговые центры и другие здания, в которых есть электричество и находятся люди. | 15 х 15 |
| 4 класс | Хозяйственные строения без электропроводки. | 20 х 20 |
Элементы молниеприемной сетки соединяются между собой специальными соединителями из меди, нержавеющей стали и других антикоррозийных материалов.
Если на плоской крыше кровля изготовлена из мягких материалов, то элементы молниеприемника приклеивают к ней при помощи отрезков специальной клеящей ленты.
Токоотводы (проводники) располагаются по периметру на расстоянии 1 метра друг от друга. Токоотводы соединяются с парапетом( щитками аттика), контактирующим с заземлением.
При монтаже токоотводов учитывается, что при ударе молнии температура внутри проводников сильно увеличивается. Защитить токоотводы от перегрева помогают специальные устройства — компенсаторы, перемычки гибкие, опоры мостовые.
Щитки аттика на парапете могут служить дополнительным молниеприемником. Важно чтобы все элементы системы соединялись друг с другом надежным, металлическим крепежом — клепками, болтами и т.п.
Это обеспечивает качественный контакт всех элементов между собой, высокую электрическую проводимость и эффективный отвод мощного разряда молнии. Чтобы при ударе молнии в парапет контакты не расплавились, дополнительно устанавливают молниеприемные стержни.
Молниезащита дома со скатной крышей
Здания со скатной крышей встречается очень часто. Скатная крыша так же, как и любая другая нуждается в молниезащите.
При проектировании молниезащиты для скатной крыши учитывают расположение окон мансарды, водосточных труб и т.п. От конфигурации скатной крыши зависит количество молниеприемников, их длина и способы крепления.
Оптимальные варианты металлоприемника на скатной крыше — металлический трос и штырь.
Трос протягивается по коньку крыши и по скатам с обеих сторон, соединяется с проводником и соединяется с заземляющими элементами.
Штырь возвышается над самым высоким местом кровли на 0,5-2 метра. Чем выше тем лучше. Все элементы, принимающие на себя удар молнии должны быть надежно соединены друг с другом.
В некоторых случаях штырь не используют, натягивают только трос. Важно чтобы концы конькового троса были загнуты вверх с каждой стороны крыши на 15-40 сантиметров.
Молниеприемники фиксируют на кровле при помощи специального крепежа из нержавеющей стали, меди, оцинкованной стали.
В молниезащите нуждается не только сама кровля, но и другие элементы — трубы, вентиляционные шахты и т.п. Если в состав трубы входит металл, то молниеприемник располагают в отдалении при помощи изолирующих штанг. Если нет — монтируются прямо на трубе, шахте.
Молниеприемники соединяются с заземлением посредством проводников. Токоотводы прокладываются на фасадах дома, фиксируются при помощи специальных креплений с разных сторон здания.
Молниезащита металлической кровли
Здания с кровлей из металла являются наиболее распространенными. Крыши из профнастила, стального листа стоят недорого, являются долговечными, надежными. Молниезащита металлической крыши должна обеспечивать качественную защиту здания от мощных разрядов молнии.
Молниезащита металлической кровли состоит из трех стандартных составляющих: молниеприемника, токоотводов, заземления.
Нормы и правила устройства молниезащиты металлической кровли
Существует мнение, что металлическая крыша не нуждается в молниезащите. На самом деле существуют строгие нормы, которых необходимо придерживаться при создании молниезащиты:
- Металлическая крыша может сама служить громоотводом. При этом она должна дополнительно оснащаться молниеприемниками в виде тросов или стержней для защиты неметаллических частей.
- Кровля из металла и все элементы молниезащиты должны быть надежно соединены между собой в единое целое.
- Соединения между молниеотводом и проводником и между токоотводом и заземлением должны быть выполненными при помощи сварки. В некоторых случаях допускаются соединения болтами. При этом переходное сопротивление крепежа не должно превышать 0,05 Ом.
- Перед началом грозового сезона все составляющие молниезащиты должны тестироваться.
- Если на кровле используются металлические листы и металлочерепица, то они должны быть соединены друг с другом таким образом, чтобы гарантировать идеальное прохождение электрического тока.
- Переходное сопротивление всех элементов крепежа не должно превышать 0,5 Ом. Иначе в кровле будет накапливаться напряжение от атмосферного электричества, которое может спровоцировать возгорание.
- Кровля из металла может служить громоотводом только, если она возведена на стропилах из негорючего материала.В нормативных документах нет прямого указания насчет стропил, но из практики следует что прямой удар молнии в металлическую крышу, построенную на деревянном основании, часто приводит к пожару.
Подведем итог. Кровля из металла может служит молниеприемником только в том случае, если соблюдены следующие требования:
- Все элементы металлической кровли надежно соединены между собой токопроводящими материалами в единое целое.
- Между листами металла должен имеется безупречный электрический контакт.
- Стропила сделаны из несгораемого материала.
Какой должна быть толщина металлического покрытия кровли?
Защиту дома может от удара молнии может обеспечить материал с определенными техническими характеристиками. Существуют минимальные значения, которым должна соответствовать толщина металлической кровли.
| Класс защиты 1 — 4 | |
| Вид металлической кровли | Допустимая толщина кровли |
| Сталь | 4 мм |
| Медь | 7 мм |
| Алюминий | 7 мм |
| Титан | 4 мм |
Если толщина металлической кровли не соответствует норме, то ее нельзя использовать в качестве молниеприемника. В этом случае по всей поверхности устанавливается металлическая сетка с невысокими молниеприемниками. Высота штырей зависит от размера ячеек.
| Шаг сетки | Высота приемников молнии |
| 6 м | 45 см |
| 5 м | 35 см |
| 4 м | 25 см |
| 3 м | 15 см |
Молниеприемники изготавливаются из того же материала, что и сама сетка.
Молниезащита мягкой кровли
Мягкая кровля не проводит электричество, поэтому нуждается в обязательной молниезащите. Варианты молниезащиты выбирают в зависимости от конфигурации крыши.
Для мягкой кровли часто используют молниезащиту активного типа. В этом случае молниеприемник оснащается специальным устройством, которое принимает удар молнии на себя и перенаправляет его в землю. Таким образом защищается не только само здание, но и другие постройки, расположенные поблизости.
Мягкая кровля не накапливает в себе электростатический заряд, поэтому в состав молниезащиты включают менее мощное заземление, чем в случае с крышей из металла.
Выбор молниезащиты зависит от конфигурации крыши:
- Плоская крыша. Если мягкая кровля находится на крыше плоского типа, то молниезащита состоит из молниеприемников в виде штырей, расположенных по углам и, натянутой между ними металлической сетки с размером ячейки до 6 метров.
- Скатная крыша. Крыша скатного типа с мягкой кровлей защищается от ударов молнии при помощи тросовых молниеприемников и металлической сетки.
Молниезащитой мягкой кровли чаще всего выступает металлическая сетка из прутьев или тросов проложенная по всей площади. Также для защиты кровли из неметаллических материалов используют универсальный метод — на коньке возле фронтонов устанавливают мачты и между ними натягивают трос. От каждой мачты вниз уходит проводник, соединенный с заземлителем.
Молниезащита металлочерепицы
Крыши из металлочерепицы встречаются достаточно часто. В отличие от металлической кровли, металлочерепица не может служить громоотводом.
Почему?
- Металлочерепица представляет собой тонкие листы из стали, толщиной примерно 5 мм. Металл покрыт сверху специальной полимерной защитой. Каждый элемент металлочерепицы изолирован от соседнего полимерным покрытием, которое является качественным электроизолятором. Электрическая связь между элементами происходит только за счёт металлического крепежа.
- Молния, попавшая в крышу, легко прожигает тонкую металлическую черепицу. Через образованное отверстие искры молнии, сильно-расплавленный металл могут поджечь стропила.
- Крыша из металлочерепицы не является цельным металлическим покрытием, хорошо-проводящим электричество.
По этим причинам крыша из металлочерепицы не может служить молниеприемником. Молниезащита крыши из металлочерепицы производится по тем же правилам, как для кровли из материалов, не проводящих электричество.
Анализ нормативно-технического обеспечения молниезащиты
В России существуют нормы для строительства систем молниезащиты. Они не соответствуют европейским требованиям, являются достаточно устаревшими. При строительстве современных зданий обычно учитывают международные стандарты.
Они являются наиболее полными, современными, позволяют эффективнее защитить здания и людей от мощных электрических разрядов во время грозы. В нормативно-технических документах указаны требования, предъявляемые к молниезащите строений, электрическому оборудованию жилых и нежилых помещений.
Международные стандарты вступили в силу в 2002 году. Европейский документ включает в себя следующие пункты:
- Принципы организации молниезащиты зданий и сооружений.
- Анализ ситуаций, в которых происходит поражение зданий молнией. Способы оценки степени риска в каждом случае.
- Защита жилых, нежилых зданий и людей, в них находящихся.
Также в европейском документе есть важные разделы а именно:
- Какие меры нужно принимать для качественной защиты людей и зданий во время грозы.
- Варианты молниезащиты особо опасных объектов.
- Как проводить тестирование и обслуживание систем защиты от молний.
- Варианты технического обслуживания молниезащиты разных типов.
- Способы внутренней молниезащиты электронных, электрических систем.
Российская инструкция по созданию громоотвода сильно отличается от международных правил.
- В европейских стандартах подробно описана вся технология устройства молниезащиты. Описаны сложное нюансы, даны рекомендации для зданий с крышами сложной конфигурации с разными типами кровли и т.п.
- Международные стандарты рекомендуют использовать для молниезащиты зданий материалы, устойчивые к коррозии. В российской инструкция этого нет.
- Также в европейских документах предъявляются особые требования к крепежным элементам.
- В европейской инструкции указаны требования ко всем вариантам молниезащиты. Есть подробная инструкция для каждого вида кровли. В российском нормативном документе описаны только требования к созданию громоотводов на металлических крышах.
- В европейских стандартах есть раздел о том, как оборудовать внутреннюю молниезащиту дома. Есть рекомендации по выбору оборудования. В российской инструкции этого нет.
Какие могут возникнуть осложнения при возведении молниезащиты зданий
В России нормативная база в сфере защиты жилых и нежилых зданий от ударов молнии несовершенна. По этой причине, владельцы частных домов, застройщики жилья постоянно сталкиваются с трудно разрешимыми задачами.
Какие проблемы могут возникать с обустройством внешней молниезащиты?
Отдельно-стоящие молниеприемники обеспечивают хороший уровень защиты от прямого попадания молнии. Но их монтаж не всегда возможен. В устаревшей инструкции этот тип громоотводов является единственным способом защитить здание от ударов молнии.
Подобная молниезащита не приветствуется застройщиками из-за своей громоздкости. В некоторых ситуациях другие типы молниезащиты являются более удобными, эстетичными, эффективными.
Часто люди в качестве молниеприемника используют металлическую кровлю При этом не учитывается то, что она должна иметь определенную толщину, быть цельной. Не принимается внимание, из каких материалов изготовлены стропила, есть ли молниезащита на элементах крыши, которые сделаны не из металла.и т.п. Из-за грубых ошибок часто возникают пожары, приводящие к гибели людей.
В продаже нет готовых элементов молниезащиты. Это также затрудняет реконструкцию зданий. Намного проще и выгоднее создать новую систему защиты от молний, чем реконструировать старую.
Какие проблемы могут возникать с обустройством внутренней молниезащиты?
Во время грозы страдает не только само здание, но и электропроводка. При попадании молнии выходит из строя дорогостоящая электроника, бытовая техника.
Для защиты электрической системы дома от перенапряжения используются специальные устройства. К сожалению, большинство жилых, коммерческих и административных зданий не имеют такого оборудования.
Люди, живущие в домах без молниезащиты, подвергают свою жизнь большому риску. Может возникнуть пожар, дорогая электроника, бытовая техника выйдет из строя.
Российские нормативные документы не дают ответы на все вопросы. Поэтому специалисты, занимающиеся созданием систем молниезащиты в жилых и нежилых зданиях пользуются в своей работе как российскими, так и международными нормативными документами.
Заключение
Качественная молниезащита крыши защищает здание от поражения молнии, возгорания.
При выборе системы защиты кровли от разрядов молнии важно учитывать особенности материала кровли, конфигурацию, месторасположение здания.
Для изготовления молниеприемников, токоотводов, заземления необходимо использовать исключительно качественные, нержавеющие материалы с определенными характеристиками, размером сечения.
Все элементы должны быть надежно соединены друг с другом сваркой. Также, важно учитывать требования, предъявляемые к крепежным элементам.
