Молниезащита частного дома: подробное руководство

Зачем частному дому нужна молниезащита?

Удар молнии — сильнейший электрическим разряд в природе. Ток молнии может достигать от 10 до 100 тысяч ампер. А его напряжение может до миллиона вольт. Стоит задуматься, как же уберечь себя и свою собственность от такой разрушительной силы?

Молниезащита частного дома это гарантия вашей безопасности и сохранности имущества, а парой и вашей жизни. Внешняя защита от прямых грозовых разрядов убережёт ваш дом от любых повреждений, которые могут быть вызваны прямым ударом молнии, а внутренние меры защиты уберегут вашу дорогостоящую бытовую технику от перенапряжения и выхода из строя.

Для того чтобы убедиться в необходимости достаточно представить финансовые потери владельца в случае поражение от молнии – прямого удара с последующим возгоранием деревянных кровельных конструкций. Достаточно сопоставить затраты на молниеотвод для частного дома и стоимость его восстановления после пожара от удара молнии.

Грозовая угроза для загородного дома включает в себя комплекс поражающих факторов, и поэтому современный молниеотвод для дома представляет собой комплексную систему безопасности от прямого удара молнии, от заноса грозового потенциала и последующего импульсного перенапряжения в сетях. В качестве примера можно привести следующие статистические данные: более 25% страховых выплат в Германии приходиться на покрытие ущерба от ударов молнии и импульсного перенапряжения.

Чем опасна гроза и её последствия?

По статистике в России за 2015-2017 год, от ударов молнии во время грозы было зафиксировано 240 пожаров, более 100 людей было доставлено в больницы с ожогами высокой степени тяжести, вызванных прямыми разрядами молнии, 5 человек погибло. Ущерб от грозы, понесённый имуществу, исчисляется сотнями миллионов рублей. Недооценивать всю мощь поистине грозной стихии, и надеется на то, что всё обойдётся в очередной раз и гроза обойдёт вас стороной очень опасно.

Помимо статических объектов, молнии не менее опасны для движущихся: в 1987 году при запуске ракеты «Атлас», непосредственно на старте, прямой разряд вывел из строя все электронные системы. Ущерб для США составил 160 миллионов долларов.

Кому именно нужна молниезащита, и кто в группе риска?

Молния непредсказуема и в непосредственной опасности находятся собственники, чьи жилые постройки расположены как на возвышенностях, так и на плоских равнинах, вблизи и вдали от водоёмов, а также в местностях с различными грунтами.

Как правило, это все дачные и частные жилые посёлки, находящиеся за городом в сельской местности.

Группа риска выше там, где вероятность грозы и осадков больше. Например, центральных и южных частях России вероятность удара молнии выше, чем районах крайнего севера или в пустынях.

Если говорить о локальных группах риска, то теоретически в опасности находятся дома расположение выше других, деревянные дома, дома из клеёного бруса, и дома с металлическим кровельным покрытием.

В кафедральный собор в Питсбурге, имеющий высоту 180м, молния ударяет в среднем два раза в год.

В небоскрёб Эмпар-Стейт-Билдинг, высота которого равно 380 м, за три года молния разряжалась 68 раз.

Но при этом существуют ежегодная статистика сгоревших загородных домов

Поражающие факторы молнии и их последствия

Невероятная сила разряда — до 200 кА – сформированная за счет разности потенциалов между облачными элементами и поверхностью. Мощность, которой достигает 1000 кВ, способна наносить непоправимый ущерб.

Ниже приведена таблица с угрозой и потенциальными последствиями от удара.

Прямой разряд молнии

Разность потенциалов электростатического поля — до 1000 кВ, сила удара — 200 кА, температура — 30 000°С

Угроза получения смертельных травм, возгорания, локальные разрушения здания в местах попадания

Удар в инженерные коммуникации на расстоянии до 5 км (и более)

Занесенный грозовой потенциал создает импульс перенапряжения в сотни киловатт, попадает в здание по электропроводке и по трубам из металла

Поражение человека; сбои во внутренних системах; пожары; возгорание электрических кабелей; поломки оборудования; потеря информации на жестких дисках вследствие отказа оборудования

Разряд в радиусе до 500 м от здания

Наведенный грозовой потенциал с импульсом перенапряжения в десятки киловатт

Поражение человека; сбои во внутренних системах; пожары; возгорание электрических кабелей; потеря информации на жестких дисках вследствие отказа оборудования

Замыкания в электросетях с низким напряжением

Импульс перенапряжения до 4 кВ

Сбои в системах, поломки оборудования

Таблица 1 – Поражающие факторы удара молнии.

В сети есть немало видео роликов со сводками из новостей о последствиях и ущербе нанесённым после обычной грозы.

Видео из новостей:

1. Очевидец случайно снял, как в его дом ударила молния

2. Сгорел дом от удара молнии, последствия

3. Вырезка из новостей, пожарникам не удалось спасти дом от удара молнии

4. Пожар из-за молнии

Какие гарантии при установленной молниезащите?

В нормативных документах, регламентирующих молниезащиту не только в РФ, но и в мире, предусмотрены различные уровни защищенности (80-98%), но не предусмотрена возможность выполнения системы со 100% надежностью перехвата молнии. Человек, гарантирующий полную защиту от молний, либо не знаком с физикой молнии, либо не добросовестен.

Вы наверняка зададитесь вопросом «Как я могу быть уверен в том, что молниезащита сработает?» и это совершенно правильный вопрос, ведь нельзя после установки её испытать — ударить в дом разрядом в 1000 Кв с высоты в несколько тысяч метров, словно древнегреческий бог.

Ответ на этот вопрос содержится в нормах РФ. Квалифицированные специалисты должны рассчитать защищённость дома от прямого удара молнии (80-98%) в зависимости от класса молниезащиты (IV-I). При соблюдении норм вероятность того, что молния нанесёт значительный ущерб сводится к нулю.

Подробнее о гарантиях см. статью «Гарантия на молниезащиту»

После внедрения (в т.ч. и в результате нашей деятельности с 2002г.) на рынке Р.Ф. технологии устройства молниезащиты из материалов и изделий заводской готовности появилось множество организаций, бизнес которых основан на марже от цены закупки у производителя. Одни проводят политику завоевания клиентов «низкой стоимости» и предлагают пол-молниезащиты (не рассчитывают защищённость от удара молнии, делают меньшее, чем по нормам количество токоотводов, заземление, не объединяют заземление молниезащиты с заземлением электроустановки, используют недолговечные материалы и т.д.). Другие тиражируют так называемые молниеприёмные сетки, убеждая клиентов в том, что это и есть защита от удара молнии. И те и другие не рассчитывают защищённость домов и не соблюдают современных норм РФ по молниезащите.

Коротко о нормировании и типах молниезащиты

Молниезащита строго классифицируется на разные виды и степени защиты, от того какой класс и вид защиты будет установлен на ваш дом будет завесить его степень безопасности. Так же классификация и разнообразие видов позволяет подобрать оптимальный вариант защиты удара от молнии, и от заноса высокого потенциала***, под индивидуальные особенности проекта дома.

Когда разряд молнии ударяет в землю, он не исчезает моментально, а начинаетраспространяться по путям с меньшим электрическим сопротивлением. Во многихслучаях этими путями становятся бытовые коммуникации – водопровод, канализация, газовые трубы и плохо изолированные электрические кабели. В ряде случаев молнияможет распространяться и по пластиковой трубе с хорошо проводящей жидкостью. Это и называется заносом высокого потенциала, поэтому для защиты бытовых приборов и здоровья человека, существуют специальные типы внутренней молниезащиты, о них мы поговорим немного подробнее ниже.

Категории (классы)

Все здания и сооружения разделяются на три класса молниезащиты в соответствии с РД 34.21.122-87. Класс необходимый для защиты, зависит от категории взрывоопасности объекта, который зависит от наличия в нём взрыво- и пожароопасных материалов и веществ, а также от того на сколько часто молния может ударить в здание за год.

Ниже вы можете ознакомиться с таблицей, где представлены категории защиты расположенные в порядке убывания, а также типы объектов которым рекомендуется соответствующая категория.

Рекомендуемые типы объектов

Промышленные химические объекты, заводы, склады с ГСМ и боеприпасами, ангары с зерном и мукой, а так же любые другие здания хранящие в себе взрывоопасные вещества.

Телевышки, телевизионные антенны, жилые и общественные здания, телефонные вышки и т.д.

Защита от прямых ударов молнии и перенапряжения в сети.

Частные дома, коттеджи, хозяйственные постройки и бани.

Подходит для зданий, которые расположены на территории где грозы длятся более 20 часов в год.

Узнать где находятся такие территории можно тут

Внешняя молниезащита. Защита от прямых ударов молнии. Установка молниеотвода и заземлителя, молниеприёмная сетка.

Таблица 2 – Категории молниезащиты зданий и сооружений.

Как вы уже догадались, для частных домов указан 3 класс защиты.

Категория молниезащиты для загородных домов не первая, но С УЧЕТОМ ТОГО, ЧТО СОВРЕМЕННЫЙ ЗАГОРОДНЫЙ коттедж МОЖЕТ БЫТЬ ГАЗИФИЦИРОВАН, ИМЕТЬ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ И Т.П. К МОЛНИЕЗАЩИТЕ ДОМА НЕОБХОДИМО ОТНОСИТСЯ СЕРЬЁЗНО.

Виды молниезащиты

Видов защиты жилых построек множество, но в основном они делятся так же на 3 категории: внешняя, внутренняя и активная молниезащита. О последнем виде есть много споров и сомнений, о её эффективности, но об этом поговорим позже, когда будем знакомиться и разбирать её принцип работы.

Внешняя молниезащита

Внешняя молниезащита – это пассивная система защиты, состоящая из нескольких защитных элементов, экранирующих и защищающих дом от прямых грозовых ударов, что в свою очередь предотвращает механические повреждения здания.

Молниеотвод (термин аналогичный внешней молниезащиты) — из самого названия понятно — основной задачей молниеотвода, является принятие разряда молнии и передачи его к токоотводу или, как его ещё называют спуску.

Расчет молниеотвода — это выработка мер, плана действий в результате выполнения которых, смонтированная система перехватит молнию и не допустит пожара или повреждения дома, спасет жизни близких людей. Главное в разработке или проектирование молниезащиты дома – расчёт в соответствии с нормами защиты от удара молнии с применением специальной компьютерной программы. Грамотно спроектированный громоотвод должен обеспечить сохранность кровли и других частей дома при реализации, долго служить, эстетично выглядеть и, что немаловажно стоить недорого. Разработка (проектирование) молниеотвода дома включает отработку массы деталей, выбор конфигурации и места выполнения заземления молниеотвода, как именно и где будет располагаться ввод заземляющего проводника в дом, выбор материалов, из которых будет выполнены детали молниезащиты, подбор проводников и молниеприёмников, заземлителей, Устройств Защиты от Импульсного Перенапряжения и т.д. Очевидно – это удел подготовленного и опытного специалиста.

В состав внешней молниезащиты входит:

Это металлический стержень, выполненный из нержавеющей либо оцинкованной стали, алюминия или меди, диаметром 10-20мм и высотой от 100см до 3х метров. Стержень, это наиболее распространенный вид молниеотвода. Благодаря низкой стоимости, простому устройству и высокой эффективности на небольших участках, часто применяется при молниезащите дачных домиков, небольших частных домов или хозяйственных построек. Дополнительно стоит отметить, что молниеприёмный стержень теоретически можно монтировать на деревьях рядом с защищаемым участком земли, но существует масса трудностей в связи с тем, что дерево живое — оно растет и может повредиться при воздействии креплений.

Наиболее эффективной и низко затратной является схема, в которой стержневые молниеприёмники с расчётной высотой на краях коньков и на дымоходах, объединены между собой на кровле и с токоотводами на стенах, в свою очередь соединённых с заземлением молниезащиты. Такой вывод сделали проектировщики АМНИС по результатам многочисленных расчетов защищённости загородных домов с применением компьютерной программы от разработчиков норм молниезащиты РФ.

Молниеприёмная (молниезащитная) сетка

Это конструкция, состоящая из ячеек размером 5х5 метров и больше, выполненных из стальных оцинкованных прутьев толщиной более 6 миллиметров, соединённых между собой и с естественными и специально выполненными молниеприёмниками на кровле или поднятая на расчётную высоту над кровлей. Цена сетчатого громоотвода весьма высока в сравнении с другими видами молниеотводов. Поэтому сетку используют только для защиты больших сооружений с плоской кровлей, например при защите жилых многоквартирных домов, общественных зданий, больших ангаров, или заводов.

О молниеприёмной сетке в молниеотводе загородного дома

Реальная защита от Прямого Удара Молнии (ПУМ) загородного дома возможна только при присоединении молниеприёмной сетки к молнеиприёмникам. Подробнее см. статью «НЕОБХОДИМОСТЬ МОЛНИЕПРИЁМНОЙ СЕТКИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЧАСТНОГО ДОМА»

Тросовый молниеотвод представляет собой гибкий проводник из оцинкованной стали, алюминия или меди, натянутый и закреплённый между рассчитанными на силу натяжения и устойчивыми опорами.

Тросовые молниеотводы используют, например, на протяженных кровлях и высоковольтных линиях. Использование на небольших частных домах проблематично из-за сложности устройства и постоянной проверки натяжения троса и устойчивости опор.

Тросовые молниеотводы используют, например, на протяженных кровлях и высоковольтных линиях. Использование на небольших частных домах проблематично из-за сложности устройства и постоянной проверки натяжения троса и устойчивости опор.

Токоотводы (Опуски) — часть молниеотвода, предназначенная для отвода тока молнии от молниеприемника к заземлителю. Токоотвод, представляет собой, металлический проводник сечением не менее 8 миллиметров, изготовленный из оцинкованной стали, алюминия или меди. Токоотвод крепиться к стенам и или прокладывается по трубам водостока. Длина токоотвода зависит от высоты объекта и расстояния до заземлителя. На доме в зависимости от размеров требуется не менее двух токоотводов. Располагают симметрично по периметру, чтобы ток растекался по нескольким непересекающимся путям и мощные электромагнитные возмущения, возникающие при протекании импульсного тока молнии гасили друг друга.

Заземляющее устройство – это система, состоящая из заземляющих проводника и заземлителей (заземлителя). Заземление разряжает электрический заряд в землю, который поступил от молниеотвода по спуску. От степени сопротивления грунта, зависит сложность и тип устройства заземлителя. Самым простым примером заземления для частного дома, будет два металлических прута заглубленных в землю на глубину 3-4 метра и объединённых между собой перемычкой. К перемычке подключается токоотвод (опуск).

В песчанном, пересыхающим и замерзшем грунте низкая электрическая проводимость. Поэтому возникла новая технология, при которой глубина заземлителя без применения тяжелой техники может достигать глубины 20 метров и значительно повысить характеристики заземления (например при погружении в водонасыщенные слои).

Таблица параметров сопротивления разных пород почвы: