Как сделать заземление и молниезащиту крыши своими руками

Конструкция

Заземление металлической кровли здания имеет простую конструкцию:

• Молниеприемник.
• Подпорки.
• Токоотвод.
• Заземлитель.

В качестве молниеприемника, как говорилось выше, можно использовать стальной или медный стержень. Медный имеет более высокую проводимость и меньшее сопротивление. Поэтому его использование предпочтительней, но он и дороже. Кроме того, сегодня широко применяются специальные металлические сетки, которые устанавливают по всей кровле. Некоторые домовладельцы предпочитают использовать тросовый молниеприемник – от верхнего конька протягивается металлический трос.

Подпорки должны быть изготовлены из теплостойкого изолятора – идеально подойдет дерево.

Оптимальный токоотвод – стальной, алюминиевый или медный провод диаметром не менее 6 мм.

Наконец, заземлителем могут послужить как стержни, врытые в землю, так и контур, при изготовлении которого использовался плоский или круглый металлопрокат, также врытый на достаточную глубину.

Отдельно-стоящие или специальные издающие электрический разряд

Выше описанные способы портят внешний вид крыши и самого сооружения, поэтому в строительстве широко применяют более современные, безопасные и надёжные методы молниезащиты. Эти технологии созданы на базе принципа, согласно которому навстречу молнии посылается электрический заряд, принимающий на себя удар. Дома с металлическими кровлями (металлочерепица, фальц и др.) с подобной системой громоотвода имеют неплохой, вполне привлекательный вид.

Так что все вышеизложенные доводы приводят к тому, что для выполнения работ по молниезащите стоит привлечь специализированную организацию, обладающую необходимым оборудованием и материалами.

Суть работы молниеотвода — молниезащита

Суть работы молниеотвода заключается в следующем.

При грозе между грозовыми наэлектризованными облаками и землей возникает разряд, как между обкладками конденсатора.

Этот разряд очень мощный, напряжение достигает миллиардов вольт.

Но молниеотвод не является в этой ситуации проводником электрического тока, он не берет молнию на себя и отводит ее.

Это возможно, только по одному принципу, большой природный конденсатор не накапливает заряд на обкладках, он постоянно находится в стадии зарядки.

Поэтому напряжении на молниеотводе равна нулю.

Итог вышесказанного: молниеотвод – это не проводник и барьер от молнии, при молниеотводе молния не может возникнуть. Все именно так при одном условии, если молниеотвод смонтирован правильно.

Можно привести большое количество случаев, когда высокие молниеотводы в виде мачт «ловили» молнию.

Электрический ток – это движение электродов, именно движение. А, как известно из физики, любое движение идет по наименьшему сопротивлению, будь-то электричество, вода или газ.

Что такое незаземленный молниеотвод? Это просто подвешенный в воздухе кусок проволоки. А это достаточно, для того чтобы молния прошла по нему. Теперь вы понимаете, что заземление в молниеотводе считается главным элементом. 

Глубинный заземлитель

Устройство

Данный вид представляет собой несколько металлических стержней, вертикально погружённых в грунт на определенную глубину и соединённых с заземляющей шиной-контуром. Расчёт заземления и заглубления производится методом определения величины сопротивления.

Длина контура также зависит от характеристик грунта. Рекомендуется к каждому отдельному токоотводу заземляющего контура подсоединять один глубинный заземлитель длиной не менее 9 метров, прокладываемый на расстоянии не менее 1 метра от защищаемого объекта. По DIN V VDE V 0185 для категорий молниезащиты III и IV длина заземлителя должна составлять минимум 2,5 метра. Монтаж заземления производится с помощью бензо-, электро- или пневмомолотов (в зависимости от конкретного типа грунта). При оборудовании защиты в частном доме возможна установка заземляющих стержней вручную. Соединения, расположенные в земляном грунте, необходимо обезопасить от коррозии и подсоединить к шине уравнивания потенциалов.

Материалы для изготовления кольцевого контура:

• Оцинкованная или нержавеющая сталь, — плоский проводник, размер 40х4 мм, — круглый проводник, диаметр 20 мм,
• Оцинкованная сталь, труба, сечением 25 мм,

Важным элементом глубинного заземления является модульно-штыревая система. При этом монтаж модульных заземлителей производится штырями (стержнями), заглубленными один за другим с помощью ударного электроинструмента. В отдельных случаях в процессе установки это позволяет достигать глубины более 30 метров. Основной фактор, влияющий на глубину укладки и количество стержневых заземлителей — удельное сопротивление грунта. Профессиональный расчет заземления позволит определить все параметры системы максимально точно.

Соединение между стержнями и шиной создаётся резьбовое или безрезьбовое. Площадь, которую занимают элементы схемы при производстве работ по устройству модульно-стержневого контура, минимальна. Это позволяет производить монтаж заземления даже в подвалах строений.

Модульный принцип устройства заземления является альтернативой классической схеме. Устройство по классическому принципу основано на том, что вертикальные стержни-заземлители сравнительно небольшой длины забиваются друг за другом по прямой линии или хаотично, с учётом расстояния для снижения экранирования.

Измерение сопротивления растеканию желательно производить по мере работы, после каждого вбитого штыревого элемента. К сожалению, при самостоятельном устройстве заземлителя в загородном коттедже или на даче аппаратура для измерения сопротивления растеканию, как правило, отсутствует, и заземляющая конструкция делается «на глаз». В общем случае число вертикальных заземлителей и длина горизонтального проводника зависят от искомого результата. При этом необходимо знать удельное сопротивление грунта. Соответственно, для грунта с большим удельным сопротивлением понадобится в несколько раз больше заземлителей.

Важнейшее преимущество глубинной системы — ее доступность и простота установки. Монтаж такого контура можно осуществить самостоятельно. Заземление зданий дачного типа чаще всего делают именно таким способом. К недостаткам этого варианта можно отнести несколько меньшую, по сравнению с другими типами заземлителей, эффективность устройства при обслуживании электроустановок.

Необходима ли молниезащита металлической крыши?

Уже более столетия для покрытия крыш жилых зданий чаще всего используется металл. Это и традиционные фальцевые кровли из листовой стали и меди, и крыши из металлочерепицы или профнастила.

Хотя сам металл кровельного покрытия не горит, в большинстве случаев он укладывается на деревянные конструкции обрешетки и горючие изоляционные покрытия. Именно они обычно являются источником возгорания, поскольку при ударе молнии в металлическом покрытии кровли возникают оплавления и прожоги, вызванные огромной температурой грозового разряда. Поэтому, как только люди поняли природу молнии, они начали устанавливать на высоких зданиях громоотводы с целью защитить их от ударов стихии.

Молниезащита индивидуального жилого дома с металлической крышей

Первые молниеотводы представляли собой высоко поднятые на специальных мачтах металлические стержни, которые во время сильной грозы притягивали разряды молнии. Именно поэтому молниезащита металлической крыши с помощью молниеотвода сразу превращает ваш дом в объект возможной атаки, подвергая опасности не только вас, но и ваших соседей.

Принимая решение о необходимости устройства молниезащиты, нужно прежде изучить высотность окружающей застройки. Если рядом с вами есть доминирующие объекты, например, высокие здания, водонапорные башни или магистральные опоры линии электропередач, с установкой молниеотвода лучше не торопиться.

В этом случае лучше выполнить заземление металлической крыши. Для этого металлические листы кровельного покрытия надежно соединяют между собой и со всеми металлическими конструкциями, расположенными на крыше и присоединяют их к сети заземления.

Схема заземления металлической крыши

Электрики называют это системой уравнивания потенциалов. Во время грозы (при близких разрядах молнии) в наэлектризованном воздухе возникают огромные перенапряжения, которые могут привести к возникновению электрических разрядов между различными деталями кровли. Заземление железной крыши защитит здание и от возникновения внутри дома шаговых напряжений с большой разницей потенциалов.

Молниезащита на мягкой кровле

Попадание молнии в здание вызывает разрушения, порой необратимые. В особенности риску подвержены строения на открытой загородной местности. Правильно спроектированная и установленная молниезащита на мягкой кровле надежно защитит дом от стихии. Требования к системе, а также рекомендации по устройству, описаны в инструкции РД 34.21.122-87.

Особенности молниезащиты

Различают активную и пассивную молниезащиту. Системы схожи по конструкции — молниеприемник, токоотвод, заземление — но имеют принципиальное различие в действии. Активная технология работает на опережение, провоцируя и принимая молнию, защищает определенный радиус вокруг себя. Используется молниеприемник с генератором ионов, который и притягивает разряд.

В качестве молниеприемника для пассивной защиты используются металлические стержни, трос или сетка. Система не притягивает, но отражает и нейтрализует удары, которые попадают в зону действия молниезащиты. Правильный выбор технологии зависит от особенностей и формы крыши, ландшафта местности и климатических условий в регионе.

Металлическая кровля

Установка стержневых молниеотводов — оптимальный способ защиты для металлических крыш. Активная система уместна, если необходимо защитить большой участок: установка одного аккуратного молниеприемника предпочтительна десятку металлических стержней. Металлическая кровля также может быть проводником: если обрешетка выполнена из негорючих материалов и разряд молнии не вызовет возгорания. В таком варианте токоотвод подключается непосредственно к поверхности крыши.

Черепица

Глиняная или битумная черепица является отличным изолятором. Надежный способ защиты — устройство молниеприемной металлической сетки. Для двускатных крыш укладываются две сетки, которые подключаются к разным токоотводам.

Мягкая кровля

Из пассивных способов приемлема молниеприемная сетка. Однако монтаж может повредить кровельный материал. Монтаж активной молниезащиты заключается в установке единственного молниеприемника: минимум передвижений по крыше. Именно поэтому активная система больше подходит для мягкой кровли.

Система активной молниезащиты на мягкой кровле

Принцип действия

Создается опережающий разряд, который провоцирует удар молнии. Перехваченный ток отводится в систему заземления и нейтрализуется. В зависимости от модели радиус защищенного участка составляет от 17 до 44 метров. Профессиональные системы оборудуются счетчиком удара молний, защитным кожухом и ревизионным узлом.

Преимущества активной технологии

• оперативная и простая установка;
• увеличенная зона защиты;
• установка без риска повредить мягкую кровлю;
• монтаж не зависит от особенностей поверхности;
• минимум компонентов.

Особенности монтажа

Мачты молниеотвода устанавливаются на крыше. Количество зависит от расчетной площади, для которой организуется защита, а также от формы крыши. Молниеприемник должен возвышаться минимум на 2 метра от самой высокой точки здания. Чтобы не повредить кровлю установка осуществляется на кронштейны к дымоходу или другому аналогичному сооружению на крыше.

Для каждого приемника устраивается отдельный токоотвод, который крепится по водостоку на специальных держателях. В качестве токоотвода используется алюминиевый пруток диаметром 8 мм, который подлежит обязательному заземлению. Металлоконструкции в радиусе действия защитного поля подлежат соединению между собой.

Пассивная молниезащита

Разновидности молниеприемников

• Металлический штырь. Устанавливается на пересечении скатов.
• Тросовая молниезащита. Стальной трос крепится вдоль конька.
• Молниеприемная сетка. Устраивается стальная сетка по всей поверхности, которую необходимо защитить от молний.

Любой молниеприемник соединяется с токоотводом, который необходимо правильно заземлить. При попадании в защиту разряд направляется в землю и рассеивается.

Устройство молниезащиты

Удобно осуществлять монтаж до устройства мягкого кровельного покрытия — в таком случае исключен риск повреждений гидроизоляции. Сетка укладывается на заранее подготовленные держатели. Используется стальная катанка сечением 6 мм, предварительно выровненная специальным инструментом. Оптимальный шаг сетки — 6х6 м, но допускается увеличение до 12х12 м. Проволока поставляется цельной намоткой в бухте либо отдельными прутами по 3-6 метров. Крепление прутов выполняется быстрее, но для соединений используются дорогостоящие зажимы. Целесообразней использовать бухту, однако, увеличивается риск нанести ущерб поверхности. Монтаж молниезащиты возможен под негорючий теплоизоляционный материал или непосредственно на кровле.

Этапы монтажа

Металлическая крыша

Одноэтажные и двухэтажные дома под металлической крышей пользуются большой популярностью, так как она долговечная и практичная. Применяют металл в качестве завершающего покрытия производственных и административных зданий. Популярными считаются кровля из металлочерепицы и профлиста. Заземлить их необходимо из-за их особенностей в конструкции.

С обеих сторон листы из металла покрываются полимером, из-за чего они становятся похожими на конденсатор. Когда устанавливается крыша, они становятся изолированными от земли. Во время грозы такие листы способны накапливать в себе электрический заряд. В случае, если установлено заземление, заряд отводится в грунт и здание защищено.

Если же кровля металлическая, то заземление следует проводить по всему периметру. Как сделать это своими руками? Необходимо при монтаже листы облицовки крепко соединить между собой и со всеми элементами конструкции, которые выполнены из металла (это антенны, дымоходы, вентиляционные трубы). Затем кровля при помощи токоотвода связывается с заземляющим устройством, которое расположено в земле. Более подробно о нюансах монтажа мы рассказывали в статье: как сделать громоотвод своими руками.

Следует отметить, что если крыша металлическая, то такая конструкция необходима не только в случае защиты от атмосферного электричества, которое возникает в грозу. В сухую погоду частички пыли трутся об кровельный материал, тем самым создают еще больший заряд. Так как электрическое напряжение требует разрядки, во избежание серьезных последствий необходимо устанавливать подобное устройство на крыше дома.

Мягкая кровля

Крыши из мягкого кровельного материала также пользуются популярностью. Ведь они удобные при монтаже, обладают долгим сроком эксплуатации и выделяются своим внешним видом. Но, так же как и металлические покрытия, они нуждаются в защите.

Мягкая кровля требует выполнять заземление с помощью сетки, которая устанавливается по всему периметру скатов покрытия. С помощью токоотвода сетка соединяется с заземляющим устройством. Как правило, эта установка делается совместно с монтажом кровельного покрытия.

В случае, когда крыша уже готова, сделать заземление будет сложнее. Ведь в таком случае придется нарушать целостность облицовки. Проволоку из стали производство выпускает в рулонах, ее необходимо устанавливать на скатах.

Конечно, есть изделия, которые изготовлены прутками, но их максимальная длина составляет 6 метром. Для их установки понадобятся специальные соединительные элементы. Это несет за собой дополнительные затраты. Да и хождение по кровле во время монтажа не принесет ничего хорошего.

При проведении работ следует помнить о том, что заземление и его качество зависит от силы заряда, которое оно может снять с покрытия. Для увеличения эффективности устройства увеличивают количество заземлителей.

Вот мы и рассмотрели, как сделать заземление крыши частного дома своими руками

Как вы видите, устройство защитного контура достаточно сложное, поэтому важно хорошо ознакомиться с нюансами монтажа

Заземление крыши дома

Кровля из металла привлекает своей высокой прочностью, внешним видом и долговечностью. Но такие покрытия подвержены во время грозы высокой вероятности поражения молниями. Поэтому устройство молниезащиты, обеспечивающей безопасность дома и проживающих в нём людей, необходимо выполнять сразу по завершению монтажа крыши

Заземление кровли рекомендуется выполнять, независимо из каких материалов она смонтирована, особенно важно заземление металлической крыши

Поражающие факторы молний

Поражение молнией может быть:

• первичным, вызывающим разрушения и пожары при прямом попадании в здание. Металлическое кровельное покрытие не подвержено горению, но оно монтируется на деревянную обрешетку и подкладочный гидроизоляционный слой (рубероид, толь). Эти горючие материалы и приводят к пожару. При ударе молнии в металл покрытия, огромная температура разряда прожигает и оплавляет металл, что приводит к возгоранию дерева и подкладочного слоя;
• вторичным, результат наведённого потенциала, вызванным близкими молниевыми разрядами. При попадании молний в инженерные металлические коммуникации дома (трубы газо- и водоснабжения, электропровода и прочее) происходит искрение, в результате возможны пожары, травматизм жильцов, повреждение радио и телеаппаратуры, бытовых электроприборов.

Молнии характеризуются сложной траекторией движения. Только треть из них идут к земле из облака по кратчайшему пути, иногда их форма выглядит как корни гигантского растения. Часто наблюдается молния, прилетевшая с боку, с местом зарождения в нескольких км от дома. Это обстоятельство надо учитывать при устройстве заземления и молниеотводов.

Нужно ли обязательно заземлять металлическую кровлю?

Заземление совершенно необходимо, в этом сходятся все профессионалы. А молниезащита может выполняться не всегда. Например, при расположении рядом со зданием доминирующих по высоте объектов (зданий, опор магистральных электролиний, водонапорных башен, высоких деревьев), защитные устройства могут только увеличить вероятность поражения молниями.

Устройство внешнего молниеотвода в плотной жилой застройке вызовет претензии пожарной инспекции. При строительстве домов на открытых местах без молниезащиты не обойтись. В этом случае рекомендуется устраивать отдельно стоящие молниеотводы рядом с домом.

Устройство защиты от ударов молний

Молнизащита выполняется механической (пассивной) или физической (активной). Последняя состоит в устройстве, посылающем навстречу молнии разряд электричества, принимающего весь удар на себя. Этот метод применяется в нашей стране редко. Причины — дороговизна устройств и малоизученность результатов применения.

В состав механической защиты входит:

Молниеприемник, принимающий разряд молнии. Различают:

• стержневые, устанавливаемые на крыше в самых высоких местах (коньке, печных трубах, антенных мачтах) или на находящихся рядом с домом высоких деревьях или специально сооружённой мачте. На крыше рекомендуется установка в противоположных углах по одному круглому стержню 12 мм в диаметре и длине 1,5 м. Существует ошибочное мнение, что при устройстве заземления крыши из металлочерепицы она сама является токоприёмником, но надо учитывать факт, что металл тоньше 4 мм легко прожигается молнией;
• тросовые, состоящие из закреплённого на невысоких опорах металлического троса натянутого вдоль конька (применяется в основном на неметаллических кровлях (шифер, дерево, битумные кровельные материалы);
• из металлической сетки, вариант дорогой и нарушающий эстетический вид крыши.

В чем заключается опасность отсутствия заземления?

Последствия разыгравшейся стихии могут быть самыми разнообразными: выход из строя электрических приборов и поражение током людей, находящихся в доме. Кроме того, попадание молнии в крышу может спровоцировать возникновение пожара. Избежать всего вышеперечисленного поможет грамотно выполненное заземление крыши дома.

В первую очередь опасности подвергаются дома, кровля которых изготовлена из металла и легких рулонных материалов. Подобные крыши должны быть заземлены еще на этапе строительства, до сдачи дома в эксплуатацию. Это обусловлено следующими причинами:

• металлическая крыша дома способна притягивать к себе электричество;
• мягкая кровля способна загореться при попадании случайной искры.

Таким образом, надо устанавливать громоотвод в любом здании, особенно если оно построено из дерева. Но перед тем, как приступить к проведению работ, требуется тщательно изучить все нюансы монтажа заземления. Это обусловлено тем, что монтаж заземления должен проводиться с учетом многих факторов, например, материала кровли.

Как сделать молниезащиту своими руками

Для самостоятельного монтажа используют типовой проект или разрабатывают его самостоятельно на основе нормативной документации. До начала работ следует просчитать расход материалов, определиться с типом заземления. Для сверления отверстий под фасадные крепления потребуется перфоратор.

Главное, в процессе работ точно следовать проекту и нормативным требованиям. В остальном монтаж конструкции сложности не представляет. В конце концов, первый молниеотвод был сделан Франклином еще в XVIII веке, причем буквально «на коленке».

Полезное видео по устройству молниезащиты в завершение:

Удалось ли Вам решить свою проблему по рекомендациям из статьи?

Да!

46.28%

38.19%

15.53%

Проголосовало: 309

Необходима ли молниезащита металлической крыши?

Металлическая кровля представляет собой крупное скопление металла, который притягивает атмосферные разряды, повышая риск пожара.

Несмотря на обилие летних дождей и гроз в нашей стране, такие пожары случаются сравнительно нечасто. Поэтому однозначно ответить на вопрос, нужно ли заземление для кровли из металлочерепицы, довольно сложно.

Невозможно заранее утверждать, оправдает ли себя заземление вашего дома, будет ли оно спасать вас и ваше имущество при каждом ударе молнии или же навсегда останется невостребованным. Но большинство людей согласится, что лучше перестраховаться, чем дрожать от страха перед пожаром при каждой летней грозе.

Конструкция

Заземление металлической кровли здания имеет простую конструкцию:

• Молниеприемник.
• Подпорки.
• Токоотвод.
• Заземлитель.

В качестве молниеприемника, как говорилось выше, можно использовать стальной или медный стержень. Медный имеет более высокую проводимость и меньшее сопротивление. Поэтому его использование предпочтительней, но он и дороже. Кроме того, сегодня широко применяются специальные металлические сетки, которые устанавливают по всей кровле. Некоторые домовладельцы предпочитают использовать тросовый молниеприемник – от верхнего конька протягивается металлический трос.

Подпорки должны быть изготовлены из теплостойкого изолятора – идеально подойдет дерево.

Оптимальный токоотвод – стальной, алюминиевый или медный провод диаметром не менее 6 мм.

Наконец, заземлителем могут послужить как стержни, врытые в землю, так и контур, при изготовлении которого использовался плоский или круглый металлопрокат, также врытый на достаточную глубину.

Вы здесь

Разряд атмосферного электричества несет в себе страшные последствия: пожары, разрушения, взрывы. При первых признаках грозы люди привыкли прятаться в домах или под навесами, но степень безопасности при этом равна нулю. Спрятаться от дождя легко, а избежать попадания молнии – непросто.

Сделать свое жилье комфортным и защищенным помогут устройства молниезащиты.

Типы молниезащиты для частного дома

Невысоких здания часто оборудуют кровлей из металлочерепицы. Хотя многие убеждены, что металическое покрытие не нуждается в защите от атмосферного разряда, прямое попадание молнии в такую поверхность чревато пожарами, поражениями электрическим током людей, поломкой электроприборов. Крыша из металлопрофиля в случае удара молнии нагревается до очень высокой температуры, что приводит к возгоранию поддерживающих стропил.

Поэтому, наряду со строительством, необходима установка молниезащиты. Выбор системы громоотвода и план ее монтажа желательно выполнять на стадии проектирования частного дома.

Системы молниезащиты бывают двух видов:

1. Внешняя. Простая в установке, недорогая, но эффективная система молниеотвода состоит из таких элементов: молниеприемника, токоотвода и заземляющего устройства. Принцип работы внешней защиты несложный: удар электричества «перехватывается» прямо над крышей частного дома и по безопасным путям отводится в землю.
2. Внутренняя. Такая молниезащита представляет собой совокупность мероприятий, которые в первую направлены на сохранение целостности электропроводки дома, одновременно защищая здание в общем и электрические приборы.

Установить внутреннюю систему молниезащиты в частном доме самостоятельно практически невозможно. А вот защитить дом снаружи под силу даже неспециалисту.

Монтаж внешней молниезащиты

Чтобы обезопасить частный дом с металлической кровлей от попаданий молнии, следует иметь под рукой такие инструменты и детали:

• сварочный аппарат;
• заземлитель;
• токоотвод;
• молниеприемник;
• крепежи (скобы или хомуты).

Основные элементы молниеотвода тоже можно сделать самому. В качестве заземлителя используют стальной прут диаметром приблизительно 18 мм. Токоотвод делается из железной проволоки круглого сечения.

Этапы монтажа молниезащиты частного дома с кровлей из металлочерепицы:

1. По протяженности конька устанавливаются специальные металлические фиксаторы, закрепляющиеся с двух сторон регулирующим винтом. Такой механизм позволит выставить лучшее положение фиксаторов.
2. Под лист металлочерепицы непосредственно на брус стропила крепятся держатели (на расстоянии 80–100 см).
3. Вниз от карниза на удаленности 60–80 см друг от друга монтируются настенные фиксаторы.
4. В держатели на коньке вставляется металлический прут (молниеприемник) так, чтобы оба его конца выступали на 1 м от крыши. Свободные части прута следует загнуть под прямым углом вверх.
5. Второй прут диаметром 6 мм (токоотвод) устанавливается в фиксаторы на крыше и стене.
6. Оба прута соединяются между собой хомутом.
7. В фундаменте дома крепится еще один элемент арматуры (заземлитель) диаметром 10 мм, к которому присоединяется контур молниезащиты.

Если на крыше дома находятся антенны или другие выступающие части, то молниеприемник крепится и к ним, при этом он должен быть выше остальных элементов кровли.

Молниезащиту устанавливается и на телевизионной антенне. Механизм действия такой системы следующий: специальный токоотводящий кабель при попадании молнии перемещает заряд в землю.