С древних времен гроза была для людей страшным, непонятным природным явлением, которое пугали и несло в себе опасность пожара и даже смерти. Поэтому долгое время молния считалась наказанием, которое посылали боги, чтобы покарать грешников. Сейчас природа возникновения грозы досконально изучена и знакома даже школьником, хотя менее опасной она от этого не стала.

Чтобы предотвратить возгорания в результате ударов молнии, на кровле организуется молниезащита частного дома. В этой статье мы расскажем о самых эффективных мерах защиты от молнии, которые необходимы для каждого здания.

Многие люди при строительстве собственного жилого или дачного дома не задумываются о том, как работает молниезащита крыши. Частым заблуждением является то, что металлические виды кровли не нуждаются в защите от ударов молний, хотя это мнение является большой ошибкой. Для жилого или нежилого здания каким бы ни было кровельное покрытия главными опасностями считают:

• Прямые удары молний. Молниезащита скатной кровли – залог безопасной эксплуатации любого дома, так как конёк является, как правило, является самой высокой точкой в округе, которая притягивает к себе удары молнии. Даже если на кровле уложено негорючее покрытие, то в случае попадания заряда, существует опасность возгорания, так как стропильный каркас изготавливается из легко воспламеняемой древесины.
• Статическое электричество. Крыши из металлочерепицы и других металлических кровельных материалов хорошо накапливают статическое электричество, которое возникает при трении мелких частиц пыли о покрытие. Накопленное напряжение может дать разрядку при случайном касании человеком, стоящем на земле или лестнице, поверхности крыши здания с металлической кровлей, что может привести к тяжелым травмам.

Важно! Опытные кровельные мастера считают, что молниезащита кровли – обязательный элемент конструкции в независимости от формы крыши и вида кровельного материала, используемого для ее покрытия.

Устройство

Молниезащита кровли из металлочерепицы или любого другого кровельного материала – комплекс мер по обеспечению безопасной эксплуатации здания во время грозы и предотвращению травм во время обслуживания крыши из-за разрядки статического электричества. Кроме того, наличие грамотно спроектированной и смонтированной молниезащиты является дополнительной защитой электрооборудования, установленного в доме, от скачков напряжения в сети. Она состоит из следующих компонентов:

1. Молниеприемник. Молниеприемником называют проводник, который встречает разряд молнии на крыше. Он представляет собой штырь, трос или специальную сетку. Крепление молниеприемника должно осуществляться на самой высокой точке крыши – на коньке, дымоходной или вентиляционной трубе. Если кровля имеет сложное строение или большую площадь, то для эффективной работы молниезащиты молниеотвод нужен не один, а сразу несколько.
2. Токоотвод. В устройство молниезащиты дома обязательно входит токоотвод, который по безопасному маршруту отводит электрический заряд от молниеприемника к заземлителю. Он изготавливается из надежной и прочной стальной проволоки толщиной не менее 6 мм.
3. Заземлитель. Дома с металлической кровлей должны оборудоваться не только молниеприемником и токоотводом, но и заземлителем. Заземлитель – специальное устройство, которое соединяется с токоотводом, оно необходимо для того, чтобы разрядка электрического заряда происходила в земле. В качестве заземлителя используется конструкция, сваренная из металлических уголков или труб, имеющая достаточно большую площадь соприкосновения с почвой.

Обратите внимание! Чтобы определить, какая молниезащита металлической кровли требуется, пользуются простым правилом: считается, что один молниеприемник защищает от попадания молнии конус, вершина которого находится на его вершине, а стороны расходятся под углом 45 градусов от него.

Монтаж молниезащиты

Молниезащита плоской кровли или скатной кровельной конструкции производится во время монтажа крыши или уже в процессе эксплуатации здания. Важно правильно рассчитать количество молниеприемником и площадь соприкосновения заземлителя, чтобы защита от электрических разрядов работала эффективно. Считается, что чем выше молниеприемник, тем больше площадь, которую он защищает от ударов молнии. Необходимо, чтобы в этот безопасный ареал входил не только жилой дом, но и необходимые надворные постройки. При монтаже молниезащиты нужно учитывать следующие требования:

• Молниеприемник устанавливают на самую высокую точку крыши. Обычно монтаж производят на коньке, на телевизионной мачте, дымоходе или вентиляционной трубе. Недостатком такого способа установки считается то, что высокий металлический шпиль создает дополнительную ветровую нагрузку, а также может деформироваться. Альтернативным местом установки может стать расположенное неподалёку от дома высокое дерево.
• Токоотводом соединяют молниеприемник с заземлителем. Для его изготовления используют стальную проволоку толщиной не менее 6 мм, которая должна выдерживать напряжение до 200 000 ампер. Токоотвод прокладывают по самой короткой траектории, а сварка между ним и молниеприемником должна быть очень прочной, чтобы она не разрушилась под напряжением. От молниеприемника токоотвод спускают сначала по крыше, а потом по стенам здания на максимальном расстоянии от окон и дверей. Необходимо надежно крепить его к стенам с помощью металлических хомутов.
• Заземлители изготавливают из нержавеющей стали или меди, так как они обладают хорошей проводимостью. Его закапывают в грунт на глубину не менее 2-3 метров на расстоянии более 5 метров от подъездных дорожек к дому, крыльца, отмостки. Почва в месте монтажа заземлителя должна быть суглинистой или глинистой, влажной. Перед грозой даже можно специально увлажнить грунт, если он песчаный и плохо удерживает воду.

Помните! Молниезащита нуждается в регулярном обслуживании для поддержания ее работоспособности. Ежегодно рекомендуется осматривать молниеприемник, тщательно проверяя точки крепления его к токоотводу. Раз в каждые три года следует заменять или укреплять ослабевшие контакты, а раз в 5 лет нужно выкапывать заземлитель и проверять глубину его коррозии. Если заземляющие элемент проржавел более, чем на треть, то следует его заменить.

Издавна сверкание молний и грохот грома во время грозы вызывали безотчетный страх у человека. Позже люди поняли, что опасность представляет не сам гром, а молния, которая может попадать в строения, высокие деревья и даже в людей и животных.

От ударов молнии часто возникали пожары, уничтожавшие целые поселения и оставлявшие жителей без крова над головой. Поэтому очень важно сделать все возможное, чтобы защитить жилье от попадания молнии и его последствий.

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.

Установка молниеотвода

Если же ваш дом не защищают соседние боле высокие строения, об его молниезащите придется позаботится самому.

Большая часть специалистов считает наиболее оптимальной установку молниеотвода рядом с домом на некотором расстоянии от него. Обезопасив здание от прямого попадания грозового разряда, он, при этом, не станет причиной возникновения внутри дома опасных перенапряжений.

Если рядом с домом есть высокое дерево, молниеотвод можно установить прямо на нем. Для этого на длинном шесте закрепляют металлический прут таким образом, чтобы его конец был выше кроны дерева.

Для установки молниеотвода можно использовать и мачту, на которой установлена телевизионная антенна. Если же такой возможности нет, молниеотводы устанавливают прямо на крыше здания. Их можно разместить как на фронтонах, так и на дымовой трубе дома.

Громоотвод, установленный на трубе, и система молниезащиты на металлической крыше

В последние годы появились современные системы так называемой «активной молниезащиты». В них, вместо обычных стержневых молниеприемников, устанавливаются специальные устройства, посылающие навстречу молнии мощный электрический разряд, принимающий на себя всю силу ее удара.

Различные виды молниезащиты зданий

Из курса школьной физики известно, что зона защиты молниеприемника представляет собой конус, внутри которого должен находится защищаемый объект. Из этого вытекает, что чем выше будет молниеотвод, тем больше будет объем защищенного пространства.

Высота молниеотвода должна быть приблизительно равна длине здания, умноженной на три. Часто, если здание имеет большие размеры, установить молниеотвод необходимой высоты очень сложно и трудоемко. В таких случаях используют другие виды молниеприемников. Кроме стержневого, молниеприемники бывают сетчатого и тросового типов.

При установке молниеприемника любого вида, устройство системы уравнивания потенциалов и заземление в частном доме крыши являются обязательными.

Устройство внешней молниезащиты жилого дома

Основными элементами системы молниезащиты являются молниеприемник, токоотвод и заземлитель.

Самый обычный молниеприемник представляет собой стальной стержень, сечением не менее 100 мм² и длинной до 1,5-2,0 м. Обычно для этой цели используют стальной прут диаметром 12 мм.

Токоотводом соединяют молниеприемник с контуром заземления. Уже из самого его названия понятно, что он предназначен для отвода грозового разряда в землю. Толщина токоотвода должна быть не менее 6 мм, поскольку сила тока грозового разряда может достигать 200 тысяч ампер! К токоотводу присоединяется и заземление металлической крыши.

Контур заземления состоит из нескольких электродов, погруженных в землю и соединенных между собой. Выбор его конструкции зависит от характеристик грунта в месте постройки дома.

Соединение всех деталей системы молниезащиты между собой должно быть очень надежным. На рисунке показаны различные способы соединения между собой различных ее элементов.

Контур заземления выполняется на расстоянии 1,5-2,0 м от стены здания со стороны, противоположной входу в дом. Для этого отрывается траншея, глубиной не менее 0,5 м. На дно траншеи на глубину 2-3 м забиваются электроды заземления из стальных уголков или отрезков металлических труб.

Любой дом, в особенности деревянный, нуждается в молниеотводе. Для разных типов кровель эти конструкции устроены по-разному.

Молниезащита на мягкой кровле – это чаще всего сетка из металлических проводников, проложенных по коньку. Подойдет и универсальный способ: мачты на коньке возле фронтонов и натянутый между ними трос.

Установка молниезащиты на мягкую кровлю

Монтаж молниезащиты на мягкую кровлю состоит из двух этапов:

• устройство самого молниеотвода на крыше;
• устройство контура заземления на земле.

Накрышная часть

Существует пассивная и активная молниезащита мягкой кровли.

Виды молниеприемников пассивной защиты:

• штыревой. Металлический штырь, установленный на коньке. От штыря к земле спускается токоотвод (проволока сечением от 6 миллиметров), его крепят к заземлителю – металлическому штырю, погруженному в землю на полметра ниже уровня промерзания грунта;

• тросовый. Вдоль конька протягивают трос, к нему приваривают токоотвод. Токоотвод спускается по скату и по стене к земле, здесь его замыкают на заземлитель;

• молниеприемная сетка. Выполняется из стальной проволоки сечением от 6 миллиметров. Шаг ячейки – 6 х 6 или 12 на 12 метров квадратных максимум. Сетку кладут либо поверх покрытия, либо устанавливают под слоем негорючего теплоизоляционного материала. При втором способе от удара молнии покрытие страдает, поэтому чаще используется первый.На двухскатных крышах сетку укладывают на скаты по отдельности. Обе секции должны быть заземлены.

Под активной защитой подразумевается мачта с молниеприемной головкой. Головка состоит из корпуса и генератора ионов. К мачте она крепится соединительной муфтой. Для этой конструкции тоже требуется токоотвод и заземлитель.

Количество молниеотводов на гибкой кровле зависит от площади и конфигурации крыши.

Обратите внимание

Для устройства штыревого молниеотвода на крыше загородного дома обычно хватает двух металлических штырей, расположенных на обоих концах конька.

Штыри должны подниматься над линией конька не меньше чем на полтора метра. Их можно изготовить из двух кусков арматуры.

Токоотвод

Для изготовления шины токоотвода можно использовать:

• стальную проволоку от 6 миллиметров;
• шину 15 на 3. Максимальная толщина – 6 миллиметров. Толще брать не рекомендуется, т.к. при ударе молнии может произойти разбрызгивание плазмы;
• пучок тонких оцинкованных проволок с суммарным сечением 45 миллиметров квадратных. Проволоки перед монтажом следует прихватить сваркой.

Контур заземления

Для заземлителей используют:

• круглые стержни из стали диаметром 16 миллиметров;
• полые трубы сечением от 32 мм с толщиной стенки 3,5 мм;
• профильные трубы либо уголки, сечение от 10 см, стенка от 4 мм.

Количество заземлителей зависит от площади дома и суммарной нагрузки всех приборов в нем. Существует три варианта конфигурации сети:

• линейный – две группы заземлителей по углам дома;
• полный контур по периметру сооружения.
• самый простой – три заземлителя, вкопанные в землю в полутора метрах от дома;

Заземлители соединяют одной общей шиной в единую цепь. Шина уходит в дом (там на нее заземляют электроприборы).

Все элементы конструкции, на земле и на кровле, соединяются сваркой.

Тестирование контура

После монтажа необходимо замерить сопротивление наземной части. Это можно сделать индукционным мегоммером.

Измеряется сопротивление самих заземлителей и сопротивление растекания. Для этого замера электроды погружают в землю на расстоянии не меньше 12 метров от контура. Расстояние между самими электродами – в пределах полутора метров. Сопротивление не должно превышать 4 Ом.

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.

У многих существует мнение о том, что молниезащита крыши из металлочерепицы не требуется. Надзорные органы придерживаются другого мнения и требуют, чтобы применялись тросовые или штыревые молниеприемники.

Сама кровля может использоваться как молниеприемник. При этом все элементы, которые выступают и не являются металлическими, должны иметь молниеприемник. Конечно, металлическая кровля считается отличным молниеприемником, только при этом она обязательно должна иметь надежный электрический контакт, который будет расположен по всей поверхности. Помните что молниезащита металлической крыши должна проводиться только профессионалами.
Все токоотводы, которые располагаются на крыше, должны свариваться заземлителями. В тех случаях, когда нет возможности приварить детали при помощи сварочного аппарата необходимо соединить все детали металлическими болтами.

Важно знать! Между листами металлочерепицы обязательно должна быть нормируемая электрическая связь.

Металлическая кровля должна крепко присоединяться к стропилам на крыше, как и молниезащита скатной кровли. По статистическим данным возгорание крыши происходит из-за того, что при попадании молнии металлочерепица сильно нагревается. На самом деле обычно металлочерепица укладывается на деревянную обрешетку или на слой рубероида. С экономической точки зрения это довольно выгодно, но со стороны безопасности нет. Дело в том, что при прямом попадании молнии могут образовываться прожоги или оплавления.

Существуют случаи, когда при прямом попадании молнии на металлочерепице, которая имела толщину в 1 мм появлялись оплавления. Именно они становились причиной дальнейшего возгорания изоляционных материалов.

Молниезащита металлической крыши

Молниезащита металлической крыши является важным элементом при постройке дома. Желательно чтобы все маталлические постройки имели молниеотвод, который обеспечит надежную защиту здания от возгорания. Система молниеотвода металлических зданий может быть внешней и внутренней.

Внутренняя молниезащита металлических зданий нужна для защиты электросетей от перенапряжения. Внешняя молниезащита необходима для защиты от прямого попадания. Обычно внешняя система представляется: молниеприемником, токоотводом и заземлителем. В качестве молниеприемника для металлической крыши может быть использован любой металлический штырь. При внутренней защите используются специальные разрядные устройства, которые обеспечивают защиту от перенапряжения.

Как сделать заземление для металлической крыши?

Молниезащита металлической крыши предполагает в себе обустройство заземления. Заземление обязательно должно быть выполнено из предмета, который будет иметь максимальную площадь, и закапываться на максимальную глубину. Обычно в качестве заземлителя многие используют металлические трубы или уголки. Трубу следует закапать на ту глубину, которая будет превышать глубину промерзания. Чем глубина будет больше, тем лучше.

Также по желанию можно закопать в землю толстую арматурную сетку или металлическую бочку. При сильной засухе грунт может плохо проводить ток, поэтому лучше поддерживать влагу в том месте, где находится заземлитель. Сделать это можно благодаря воде, которая стекает с крыши. Также для поддержания лучшей электропроводимости несколько раз в месяц можно просверливать шурфики и засыпать в них соль. Это обеспечит лучшую проводимость тока.

Как сделать молниезащиту на металлочерепице?

Молниезащита металлической крыши – это обычный оголенный проводник, который защищен от коррозии. Обычно его делают из медной проволоки. Молниеприемник может защитить конус здания, который необходимо рассчитывать индивидуально в зависимости от боковой поверхности и собственной вершины. Какая территория вашего строения будет защищена, зависит от высоты молниеприемника. Каждый метр молниеприемника дает дополнительный метр защиты вашего здания. Очень хорошо если рядом с домом растет дерево, на котором вы можете разместить мелниеприемник. Крепить его на дереве необходимо при помощи специальных хомутов. Помните, что металоприемник необходимо поднимать выше кроны дерева. В том случае если возле вашего дома рядом нет дерева, необходимо совместить молниеприемник с телевизионной мачтой. Если мачта не имеет покрытия краски, тогда она станет достаточно хорошим молниеотводом.

1. На фронтонах здания следует установить мачты длиною по 2 метра.
2. Между ними следует натянуть толстую проволоку, которая имеет изоляцию.
3. Проволоку следует подвести к заземлению.

Благодаря этому способу вы создадите надежную защиту для своего дома с металлической крышей.

Существует и готовая молниезащита obo bettermann.

Как рассчитать молниезащиту для металлической крыши?

Молниезащита металлочерепицы предполагает в себе правильный ее расчет. Процесс расчета считается довольно сложным процессом. На данный момент есть много бесплатных сервисов, которые облегчают этот процесс. Для расчета вам следует знать:

1. К какому типу защиты относится постройка.
2. Какую форму имеет здание.
3. Параметры здания.

Далее вам следует узнать количество гроз в год и примерное количество ударов молнии на одном квадратном километре. Благодаря этим значениям молниезащита металлической крыши будет легко рассчитана.