Молниезащита частного дома
Необходимость установки системы молниезащиты для частного дома определяется собственником здания исходя из вероятности поражения объекта молнией и возможного материального ущерба. Национальные нормативные документы не предъявляют требования к обязательному выполнению системы МЗ для индивидуальных жилых домов.
Вероятность удара молнии в объект зависит в первую очередь от продолжительности гроз в районе его расположения.
Для дома прямоугольной формы размерами 10х12 м и высотой в коньке 8 м эта зависимость приведена в таблице:
| Среднегодовая продолжительность гроз в часах | Вероятность удара молнии в дом 10х12х8 м* |
| 10-20 | 1 удар в 332 года |
| 20-40 | 1 удар в 166 лет |
| 40-60 (Москва и обл.) | 1 удар в 83 года |
| 60-80 | 1 удар в 60 лет |
| 80-100 | 1 удар в 47 лет |
| 100 и более | 1 удар в 39 лет |
Комплекс средств молниезащиты зданий включает в себя устройства защиты от прямых ударов молнии (внешняя молниезащитная система) и устройства защиты от вторичных воздействий молнии (внутренняя молниезащитная система). В частных случаях молниезащита может содержать только внешние или только внутренние устройства.
Система внешней молниезащиты защищает непосредственно от прямого попадания молнии в объект. Данное воздействие опасно в первую очередь высокой температурой канала молнии, которое может привести к возгоранию горючих конструкций здания.
Более подробно об опасностях, которые несёт грозовой разряд молнии можно узнать в цикле статей «Молниезащита для новичков» профессора Э. М. Базеляна.
Состав и исполнение компонентов внешней системы молниезащиты
Система внешней молниезащиты состоит из трех компонентов: молниеприёмников, воспринимающих прямой удар молнии; заземляющего устройства, обеспечивающего растекание тока в земле, и токоотводов, осуществляющих связь между двумя первыми элементами.
Молниеприёмники
Выбор количества и высоты молниеприёмников должен производиться с помощью расчёта зон защиты. В расчётную зону защиты установленных мачт должен входить весь объём защищаемого объекта.
Зона защиты стержневого молниеприёмника представляет собой конус, вершина которого совпадает с вертикальной осью мачты. Размеры данного конуса зависят от значения требуемой надёжности.
Размеры конуса защиты согласно СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» для надёжности 0,9 определяются формулами:
Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода:
1 — граница зоны защиты на уровне hx, 2 — то же на уровне земли
Установка отдельно стоящей мачты для защиты дома не будет целесообразна, в силу того, что её высота должна быть солидной (до 30 метров). Это не только дорого, трудозатратно, но и увеличивает полное количество ударов молнии в рассматриваемый участок земли. Оптимальным будет размещение мачт непосредственно на защищаемом объекте.
Установки одной мачты может быть достаточно только для дома с вальмовой (пирамидальной) кровлей при размещении мачты на вершине крыши.
Для дома прямоугольной формы с двухскатной кровлей (угол ската кровли не менее 35°) для надёжной защиты необходима установка двух мачт высотой 2 метра по краям конька кровли. Для дома более сложной формы нужно производить расчёт с учетом конструктивно возможных мест установки молниеприёмных мачт.
Молниеприёмная сетка может быть использована для кровель с уклоном не более 7°, что не характерно для индивидуального жилого строительства. Кроме того, современная научная общественность не подтверждает эффективность сеток в обеспечении защиты от прямых ударов молнии (подробнее в вебинаре “Вопросы и проблемы нормативной документации”).
Молниеприёмники должны быть выполнены из материалов и размеров (площадь сечения, толщина), соответствующих ГОСТ Р МЭК 62561.2-2014.
Токоотводы
Диаметр токоотводов, выполненных из круглого проката должен быть не менее 8 мм. Токоотводы нужно располагать таким образом, чтобы между точкой поражения и землей ток растекался по нескольким параллельным путям, и длина этих путей была минимальна. Рекомендуется прокладывать токоотводы на максимальном отдалении от дверей и окон.
Непосредственный контакт токоотвода требуемого сечения с материалом стен и кровли не может привести к возгораниям, в силу того, что повышение температуры токоотвода под воздействием тока молнии недостаточно даже для начала процесса обугливания дерева, не говоря уже о других малогорючих материалах. Кроме того, тепловое воздействие очень кратковременно.
Заземляющее устройство
В качестве заземляющего устройства во всех возможных случаях необходимо использовать металлические сваи фундамента или соединенную между собой арматуру железобетонных фундаментов здания. Данное решение примененимо при возможности подключения (наличие выпусков арматуры) и при использовании в качестве гидроизоляции битумных и битумно-латексных покрытий. Эпоксидные и другие полимерные покрытия препятствуют электрическому контакту фундамента с землей, и, следовательно, данный фундамент в качестве естественного заземлителя использоваться не может.
Искусственные заземлители следует располагать под асфальтовым покрытием или в редко посещаемых местах на удалении от пешеходных дорог.
Заземляющее устройство, к которому подключен стержневой молниеприёмник, должно иметь следующую минимальную конструкцию:
— три и более вертикальных электрода длиной не менее 3 метров, объединённых горизонтальным электродом, при расстоянии между вертикальными электродами не менее 5 метров.
Заземляющие электроды должны располагаться за пределами защищаемого объекта и быть как можно более распределёнными. Предпочтительная глубина залегания электродов не менее 0,5 м, расстояние от стен объекта – 1 метр.
Размеры заземлителей должны соответствовать требованиям коррозионной и механической стойкости. В нормативных документах (ГОСТ Р 50571.5.54-2011) приведены минимальные размеры электродов в зависимости от материала, из которого они изготовлены.
Примечания
* Вероятное число ударов молнии в год для объекта рассчитывается по следующей формуле:
где:
А — длина здания, м
В — ширина здания, м
Н — высота здания, м
n — среднегодовое число ударов молнии в 1 км 2 земной поверхности, 1/(км 2 *год)
Удельная плотность ударов молнии в землю n определяется исходя из среднегодовой продолжительности гроз в часах следующим образом:
| Среднегодовая продолжительность | Удельная плотность ударов молнии в землю n, 1/(км 2 *год) |
| 10-20 | 1 |
| 20-40 | 2 |
| 40-60 | 4 |
| 60-80 | 5,5 |
| 80-100 | 7 |
| 100 и более | 8,5 |
Период попадания молнии:
Комплектующие внешней молниезащиты
Традиционный вертикальный молниеприёмник в виде двухметровой (GL-21101G) или четырёхметровой (GL-21103G) мачты, поставляется с прикручиваемым острым наконечником.
Мачта изготовлена из нержавеющей стали в виде трубы с толщиной стенки 2 мм.
GL-21101G GL-21103G Вес: 5 кг 10 кг Высота: 2000 мм 4000 мм Диаметр молниеприемника: 35 мм 35 мм Толщина стенки: 2 мм 2 мм
Держатель для молниеприёмника — мачты GL-21101G / GL-21103G к дымоходу (нержавеющая сталь)
Держатель GL-21202 (поставляется набор из двух единиц) позволяет прикрепить вертикальный молниеприёмник (мачту) GL-21101G / GL-21103G к дымоходу или воздуховоду.
В стене держатель крепится десятью анкерами (по пять на каждый), что обеспечивает очень высокую механическую прочность конструкции.
Изготовлен из нержавеющей стали.
Болты, шайбы и гайки выполнены из нержавеющей стали.
GL-21202 Толщина «лапы»: 6 мм Ширина «лап» (в крайних точках): 515 мм Высота «лап» (в крайних точках): 190 мм Расстояние от молниеприемника до стены 190 мм
Возможно применение аналогичного держателя, предназначенного для монтажа к стене. Ознакомиться с его описанием можно на отдельной странице.
Зажим к молниеприёмнику — мачте GL-21101G / GL-21103G для токоотводов(нержавеющая сталь)
Зажим GL-20022 позволяет подсоединить проволочный токоотвод диаметром 8 мм к молниеприёмнику-мачте GL-21101G/GL-21103G.
Позволяет фиксировать два проводника (с разных сторон).
Изготовлен из нержавеющей стали.
Болты, шайбы и гайки выполнены из нержавеющей стали.
Gl-20022 Диаметр токоотвода: 8 мм Вес: 0,2 кг Длина: 62 мм Ширина: 30 мм Высота (с учетом болта) 100 мм
Омеднённая проволока GL-11149 изготовливается из катанной стали с электролитически нанесенным медным покрытием чистотой 99.9% и толщиной не менее 0.070 мм, составляющим молекулярное и неразрывное соединение со сталью.
Проволока диаметром 8 мм (площадью поперечного сечения 50 мм²) применяется в качестве токоотводов в составе внешней молниезащиты
GL-11149 Вес 1 метра: 0,41 кг Диаметр: 8 мм Площадь поперечного сечения: 50 мм 2
Зажим позволяет быстро прикрепить проволочный токоотвод диаметром 8 мм к фасаду / стене здания.
В комплекте НЕТ винта (на фото — пример).
GL-11704A Диаметр токоотвода: 8 мм Возвышение — Вес: 0,02 кг Длина: 35 мм Ширина: 25 мм Высота (без крепежа): 16 мм
Зажим с резиновой уплотняющей втулкой позволяет быстро закрепить проволочный токоотвод диаметром 8 мм на крыше, покрытой металлическим профилем / профнастилом.
В комплекте НЕТ винта (на фото — пример).
GL-11747A Диаметр токоотвода: 8 мм Вес: 0,05 кг Длина: 35 мм Ширина: 30 мм Высота (без крепежа): 38 мм
Зажим с возможностью отключения системы внешней молниезащиты (токоотводов) от заземляющего устройства (например, для проведения замеров). Позволяет соединить по прямой линии токоотводы из проволоки D8.
GL-11563A Диаметр токоотводов: 8 мм Вес: 0,13 кг Длина: 62 мм Ширина: 30 мм Высота (с учётом болтов): 35 мм
Модульное заземление ZANDZ и GALMAR
Стержни заземления GALMAR и ZANDZ изготавливаются из стали с нанесенным защитным медным покрытием толщиной не менее 0.250 мм, которое обеспечивает гарантированный срок службы устройства до 100 лет.
Конструкция стержней, которые можно соединять между собой и погружать в почву на глубину до 40 метров, обеспечивает достижение низкого сопротивления заземления на небольшой площади. Монтаж производится силами одного человека без использования строительной и специализированной техники.
Модульное заземление можно приобрести и в виде готовых комплектов, и в виде отдельных комплектующих.
Ознакомиться с подробной информацией о технологии модульного заземления можно на отдельной странице.
