Как сделать заземление и молниезащиту крыши своими руками

Здание любого эксплуатационного характера (офисное, промышленное или жилое) может принять молниеносный электрический разряд. Последствия как прямого попадания разряда, так и импульсного воздействия на сооружение крайне неблагоприятны. Монтаж молниезащиты позволит уберечь здание от последствий таких угроз.

Дополнительным методом защиты, который гарантирует отвод удара молнии от кровли строения в громоотвод, выступает заземление крыши частного дома.

Преимущества заземленной кровли

Несмотря на некоторые отличия в назначении системы молниезащиты и устройства заземления, обоснование необходимости монтажа одно — обеспечение надлежащего уровня электрической и пожарной безопасности объекта.

Зачастую производится заземление крыши именно из металлочерепицы. Обоснована необходимость организации таких работ следующими аспектами:

1. За счет конструктивной многослойности металлочерепица выступает в роли конденсатора. Устройство способствует накоплению статического электричества.
2. Гидроизоляция листов. Под кровельные листы такого материала применяют рубероид или толь. Гидроизоляционные материалы изолируют металлическую кровлю от земли, являясь диалектиками.

Совокупность вышепредставленных факторов способствует концентрации на скатах электрического заряда. Последствиями от сосредоточения заряженных частиц в зависимости от их величины могут быть следующие аварийные ситуации:

1. Пожар. Все зависит от конструкции здания. Если в конструктивных частях дома используются дополнительные металлические элементы, между этими частями и крышей возникнет высокий показатель температуры электрической дуги. Такой высокотемпературный вид электрического разряда может привести к возгоранию посредством возникновения искры.
2. Поражение током человека. Например: произошел «пробой фазы», в это время люди работают на строительных лесах рядом с крышей. При одновременном касании железного листа кровли и лесов бьет током. Величина удара может достигать 100 Вольт — такой показатель опасен для человека.
3. Различные сбои в работе электрооборудования. Частой причиной преждевременного эксплуатационного изнашивания приборов выступает влияние импульсного перенапряжения на их компоненты.

Любой владелец в состоянии предотвратить большинство аварийных ситуаций, стоит лишь организовать защитную систему своему дому.

Важно! Не стоит заземление крыши делать своими руками. Далеко не все параметры большинства магистральных сетей соответствуют стандартизации современных правил прокладки электросетей. Специалист знаком с этим моментом, посредством специальных расчетов и анализа структурных соответствий электрик сможет оптимизировать параметры молниеприемника, токоотвода и заземлителя.

В зависимости от эксплуатационных характеристик здания и его конструктивных особенностей подбирается наиболее подходящий вариант монтажа заземляющего устройства.

Виды заземления: внешняя и внутренняя система

Заземление крыши с учетом организованной в доме внутренней системы защиты обособляет качественный результат устройства заземления любого объекта. Внутренняя система защиты сложнее в организации по сравнению с внешней.

Все смонтированные разрядные устройства электрических сетей дома, которые применяются для ограничения уровня напряжения, выступают основой внутренней заземляющей системы объекта.

Обратите внимание! При отсутствии молниеотводов и внутренней защиты дома во время грозы стоит отключать всю технику от электрического питания. Особенно актуальна такая рекомендация, когда разница по времени между громом и молнией составляет 10 секунд.

Основная задача внешней системы заземляющего устройства кровли заключается в разрядке статического электричества. Реализуются заземление крыши и молниезащита металлической кровли в строгом соответствии со всеми профильными правилами устройства и монтажа таких систем.

Основные этапы производства:

1. Выбор элементов системы: понадобятся токоотвод, молниеприемник и заземлитель. Дополнительные материалы: хомуты, скобы, сварочный аппарат.
2. Соединение токоотвода со стержневым молниеприемником. Молниеприемник должен быть организован из железной проволоки с достаточным сечением.
3. Производство заземлителя. Используется металлическая полоса. Оптимально подойдет стальной прут.
4. Соединение всех частей конструкции. Можно выполнить как при помощи сварки, так и применив металлические хомуты, закрепленные на гайки и болты.

Обратите внимание! Высота расположения оборудования зависит от того, на каком расстоянии защитный угол будет равен 70°.

Все крыши из металлочерепицы укладываются на деревянную обрешетку. Если заземление крыши выполняется профессионалом, и этот факт специалист учтет при выборе метода молниезащиты (активный, пассивный).

Вся конфигурация элементов защитных систем определяется на этапе их проектирования. Большое внимание уделяется выбору типа молниеприемников.

Активные и пассивные молниеприемники: принцип действия

На сегодняшний момент молниезащита и заземление крыши реализуются при помощи монтажа как активных, так и пассивных принимающих элементов.

Принцип действия молниеприемников:

1. Активные элементы. Молниезащита реализуется посредством перехватывания электрического разряда молнии. Молниеприемник ионизирует воздух в радиусе 100 метров.
2. Пассивные элементы. Более традиционная схема молниезащиты. Молниеотвод подавляет заряд, этот потенциал проходит через токоотвод к заземлителю, после чего — в землю.

Одним из основных моментов, на который необходимо уделить внимание при подготовке к производству защитных работ, выступает структурный выбор оборудования молниезащиты.

Важно! Монтаж молниезащиты с активными приемниками обойдется значительно дороже, чем установка пассивной защиты.

Из чего состоит молниеотвод: принцип и практические рекомендации его монтажа

К основным элементам системы молниезащиты относят:

Молниеприемник выполняет функцию проводника. Монтируется на самой высокой точке сооружения. Аргументировано такое расположение большей вероятностью попадания в него молнии.

Обратите внимание! Если здание не простой конструкции, при наличии сложных архитектурных особенностей целесообразно монтировать два и больше подобных принимающих устройств.

В роли молниеприемников могут выступать такие конструкции:

1. Стальной трос. Вдоль пересечения двух скатов монтируют две опоры. На них натягивается трос. Высотой опоры должны быть приблизительно 2 метра. В случае применения поддерживающих сооружений из металла их изолируют от троса.
2. Защитная сетка. Монтируется тоже на пересечении скатов крыши. Оптимально подойдет для черепичной кровли.
3. Металлический штырь. Такой стержень должен иметь площадь сечения не меньше 100 мм², длина — 0,2 – 1,5 м. Молниезащита и заземление крыши из профнастила зачастую реализуются посредством выбора такой конструкции молниеприемника, как металлический штырь.

После выбора конструкции принимающего элемента его следует подключить к токоотводу.

Важно! Любой вид молниеприемника должен обязательно контактировать со всеми частями верхнего покрытия здания.

Передача заряда молнии от приемника к заземлителю реализуется благодаря токоотводу. В роли такой магистрали выступает металлическая проволока, приваренная к принимающему элементу. Толщиной проволока должна быть свыше 6 мм. Токоотвод пускают по стене к контуру заземления. По длине такой элемент молниезащиты должен быть коротким, насколько это возможно.

Обратите внимание! Запрещается переламывать проволоку. При изгибе токоотвода на местах перелома возникнет искровой заряд, который может стать причиной пожара. Не следует близко располагать токоотвод к дверным и оконным проемам при его спуске.

Немалозначимым элементом такой системы защиты здания выступает и заземлитель. Посредством заземления молниезащиты реализуется надежное соединение земли с токоотводом. Конструкция заземления, наиболее зарекомендовавшая себя на практике, представляется в виде нескольких связанных электродов, забитых в грунт.

Важно! Располагать заземлитель нужно не ближе одного метра от стен здания. Расстояние от пешеходных тропинок, дверных и оконных проемов до заземлителя должно быть свыше пяти метров. Закапывать такой заземляющий контур нужно достаточно глубоко, глубина — не меньше двух метров.

Рекомендуется увлажнять заземляющее устройство в летний период, что связано с уменьшением электропроводимости сухой земли.

Основным параметром, определяющим качество смонтированного заземления крыши, выступает потенциал силы разряда, который защитная система может снять с кровли здания. Эффективность заземляющих устройств и всего комплекса молниезащиты зависит от профессионального подхода к электромонтажу такой системы.

Безопасное расстояние от ЛЭП до жилого дома: минимальные допустимые нормы

На опасное излучение линии электропередачи обратили внимание в конце прошлого века. Были разработаны нормы СанПиН, в которых рассчитано минимальное безопасное расстояние от ЛЭП до жилого дома в зависимости от размера напряжения в сети. На основании этого расстояния созданы санитарные зоны ЛЭП под высоковольтными линиями электропередачи и введено понятие «зона обременения» – земля в опасной близости к вредным для здоровья излучениям. Продажа жилых домов и участков под ИЖС и СНТ в санитарной зоне ЛЭП запрещена.

Расстояние от ЛЭП и магнитное излучение

При прохождении по проводам электроны создают вокруг своего носителя электромагнитное поле. В зависимости от вида тока значение излучения постоянное или переменное. Непрерывное изменение значения тока с плюса на минус и наоборот заставляет поле менять свою величину в 2 раза чаще.

Воздействие магнитного излучения отрицательно сказывается на физическом состоянии человека, как и облучение радиацией.

Исследования по воздействию электромагнитных излучений на человека и живую природу начали проводить в конце 70 годов. По результатам обследования людей в разных странах ВОЗ – Всемирная организация здравоохранения определило максимально допустимые нормы излучений в герцах за единицу времени. В РФ и других странах были разработаны нормативные документы, запрещающие промышленное и гражданское строительство на близком расстоянии от ЛЭП.

У людей, длительное время находящихся в зоне сильного поля, обнаруживали онкологические заболевания, сердечные болезни. Женщины страдали от бесплодия. Мужчин преследовали патологии мочеполовой системы. Появлялись общая слабость. Сокращалась продолжительность жизни.

Дешевая земля вблизи охранной зоны

Основываясь на нормах СанПиН, были разработаны правила застройки, и созданы под высоковольтными линиями санитарные зоны. Детские учреждения, находящиеся в опасном поясе, должны быть закрыты. Запрещено строительство жилых домов постоянного и временного проживания ближе, чем указана дистанция до высоковольтных линий в СанПиН 2971-84.

Продать дом, расположенный в опасной зоне, невозможно. Санитарные и противопожарные организации не утвердят такой документ. При застройке участков ИЖС надо учитывать расстояние до ЛЭП, расположенной поблизости.

Насколько опасно излучение высоковольтных линий, демонстрируют цены на землю. Вблизи линий электропередачи стоимость участков низкая. По мере удаления повышается каждые 50 м. Соблазняться дешевизной не стоит. Надо подумать о здоровье своей семьи.

Ширина санитарной зоны

Безопасное расстояние от ЛЭП измеряется перпендикулярно оси ВЛ – высоковольтной линии. В качестве начала отсчета берется проекция крайнего провода на землю или наружная точка конструкции опоры. Ширина санитарной зоны зависит от напряжений в проводах и определено СанПиН 2971-84. Фон излучения измеряется на уровне 1 метра над почвой.

В санитарной зоне нельзя ничего строить, сажать и находиться длительное время. Землю под ЛЭП запрещено продавать и использовать в коммерческих целях.

Безопасное расстояние до ЛЭП

Ширина санитарной зоны не соответствует нормативам безопасного расстояния для строительства жилья. Она практически в 2 раза меньше, измеряется не от крайних проводов ВЛ, а указывается одним значением с центром в оси ЛЭП. Например, ширина санитарной зоны линии 220 кВ составляет 25 м. Это примерно 10 м от стойки опоры в одну сторону. Строить рядом с ЛЭП можно не ближе 25 м до проекции на землю крайнего провода.

Ниже указано безопасное расстояние от дома до ЛЭП в зависимости от напряжения в линии:

• 20 кВ — 10 метров;
• 35 кВ — 15 метров;
• 110 кВ — 20 метров;
• 150-220 кВ — 25 метров;
• 300-500 кВ — 30 метров;
• 750 кВ — 40 метров.

Вред для здоровья от линии ЛЭП

Напряжение в 10 кВ считается безопасным для человека. Оно создает фон, не превышающий по плотности 10 мкТл – микротесла. Для сравнения, магнитное поле Земли составляет 30–50 мкТл.

От создаваемого ВЛ излучения оно отличается постоянным или плавно изменяющимся значением. По ЛЭП проходит ток с частотой 50 Гц – это означает, что за секунду ток 50 раз меняет свое направление, происходит полное колебание – волна переменного тока. С такой частотой изменяется и значение излучаемого магнитного поля.

Наибольшее значение природных колебаний достигает 40 Гц. При постоянном нахождении в зоне магнитных волн с большими значениями в организме человека происходят сбои. Это возможно не только при длительном стоянии под ЛЭП, но и рядом с домашними электроприборами, особенно тепловыми. Ущерб от близкого расположения ВЛ соизмерим с вредом для здоровья, наносимым утюгом, холодильником, стиральной машиной, компьютером.

В Евросоюзе принято считать, что если напряжение в проводах линии электропередачи выше 35 кВ и квартира располагается ближе, чем нормативный интервал охранной зоны плюс 20 м, то, согласно нормам здравоохранения Объединенной Европы, такое соседство может вызвать ряд заболеваний нервной, сердечно-сосудистой и иммунной систем.

Расстояние от ЛЭП и возможный вред для здоровья в данном случае имеют прямую зависимость. Стройка жилья в Европейском Союзе разрешается на дистанции 20 метров от санитарно-охранной зоны, если брать ее величину из наших норм ПУЭ. Российские нормы расстояния до жилых домов описаны выше.

Таблица европейских нормативов.

Напряжение, кВ	Охранная зона по ПУЭ, м	Норма ЕС для строительства, м
35	15	35
110	20	40

Участок под ИЖС или дачу частично может находиться ближе к высоковольтной линии, чем минимальное расстояние до жилого дома. В техническом паспорте эта полоса указывается как зона обременения. На этой земле можно сажать огород, сад и ставить забор. Нельзя строить дом и сооружать подсобные помещения. Место для отдыха во дворе следует оборудовать подальше от ЛЭП.

Как определить напряжение ЛЭП

При покупке участка важно убедиться, что расстояние до ВЛ – высоковольтной линии — безопасное. Информация, какое именно напряжение в расположенной поблизости линии электропередачи, не всегда имеется в свободном доступе. Определить его можно самостоятельно по количеству проводов в связке и дисков изоляторов возле столба.

Один провод означает, что напряжение потребительское менее 330 кВ с частотой 50 Гц.

Более высокое значение можно определить по количеству проводов в пучке кабеля:

• 1 шт. — до 330 кВ;
• 2 шт. — 330 кВ;
• 3 шт. — 500 кВ;
• 4 шт. — 750 кВ;
• 6-8 шт. — от 1000 кВ и более.

Считать следует не количество кабелей, протянутых между опорами, а провода в одном пучке. Дополнительно ориентироваться можно по высоте, на которой они протянуты: чем выше они расположены, тем больше в них напряжение.

Для линий в один провод напряжение определяется по количеству изоляторов – керамических дисков в одной грозди, свисающей со столба. Нормативные цифры приведены в списке:

1. 3-5 изоляторов — 35 кВ.
2. 6-8 изоляторов — 110 кВ.
3. 15 изоляторов — 220 кВ.

Напряжение в жилых районах

По улицам в пределах жилых кварталов линии электропередачи имеют напряжение 6–10 кВ, что не создает излучений, превышающих безопасное для человека значение. Эти провода подводятся в дома, проходя над ограждениями участков.

Для них также разработаны нормы по безопасному использованию. По СНиП жилые дома и другие строения должны располагаться не ближе 5 м от красной линии. Это черта передней границы участка. По ней проходят все подземные и воздушные коммуникации, включая линии электропередачи. Нарушает безопасную дистанцию только провод, подведенный непосредственно к зданию.

Изолятор, на котором крепится провод снаружи, должен находиться на стене здания на высоте 2,75 м и выше. Ввод в дом не должен располагаться над и рядом со спальными, детскими комнатами и помещениями, где семья проводит много времени. Оптимальный вариант – стена кладовой, подсобного помещения, прихожей.

Минимальное провисание СИП над пешеходной дорожкой составляет 3,5 м. Провисание провода между столбами ВЛ должно быть больше 6 м от земли над проезжей частью.

В частном секторе ЛЭП проходит по одной стороне улицы – красная линия на плане. Расстояние от ЛЭП до частного жилого дома на земле ИЖС должно четко соответствовать нормативам ПУЭ. Протягивать провода для подключения дома с противоположного бока надо только через дополнительные опоры. Высота до изоляторов превышает 6,2 м. Минимальная дистанция от ЛЭП напряжением 6 кВ до деревьев – 2 метра по горизонтали.

Как защититься от электромагнитного излучения

По мере удаления от линии электропередачи магнитное излучение уменьшается. В СанПиН указана дистанция, когда оно достигает допустимого значения, но не исчезает полностью. Специалисты утверждают, что совершенно безопасное расстояние в 10 раз превышает допустимое.

Дополнительно в доме имеются провода и электрические приборы. Они тоже при работе излучают электромагнитные волны на расстоянии до 2 метров от компрессора и нагревательных элементов.

Самыми опасными являются утюги и холодильники. Наибольшее излучение получают люди от телевизоров, поскольку длительное время находятся перед ними. В результате все излучения суммируются, и получается значение, превышающее безопасное для человека.

Дома, находящиеся на расстоянии ближе 100 метров от линий с бытовым напряжением и 200 м от высоковольтных линий, необходимо защищать от электромагнитных излучений.

Необходимо учесть

Расположения зданий следует учитывать при строительстве и сразу экранировать фасад. В уже построенных домах, особенно старых, расположенных вблизи высоковольтных линий, необходимо сделать ремонт и защититься частично от наружного магнитного поля.

Крыша должна иметь металлическую кровлю. Стены обтянуты внутри стальной сеткой. Она укладывается на поверхность стены под штукатурку.

При строительстве нового дома надо использовать для кладки стен шлакоблок.

Он лучше кирпича отражает и поглощает излучения. При этом крыша и сетка стен должны быть заземлены.

Внутри дома надо устанавливать розетки с заземлением для включения в них всех энергоемких приборов. Конструкцию заземления можно сделать одну:

1. На расстоянии от 5 м разметить равнобедренный треугольник со сторонами по 2 м.
2. Прокопать канаву по периметру глубиной 20–25 см.
3. По углам забить прутья диаметром 10–12 мм. Длина их составляет 2 м.
4. Соединить штыри железной полосой шириной 20 мм. Толщина ее не менее 1,5–2 мм. Обвязку приварить к каждому штырю или прикрепить болтами, зачистив предварительно места контакта от окалины и грязи.
5. Полосу металла приварить к контуру и провести по канаве глубиной 20 см в дом.
6. Засыпать землей все траншеи.

По дому следует сделать проводку с расчетом сделанной конструкции. Все провода от 3 фазы провести и подключить к клеммнику, приваренному к полосе от заземления.

Разрешенную удаленность от опор, требования СанПиН и СНиП следует обязательно соблюдать при строительстве дома и подсобных помещений. Причем это одинаковые правила как для домов в городе, так и для построек в СНТ и ИЖС, находящихся в деревне или в сельской местности.