Активная или пассивная молниезащита частного дома: устройство, расчет, монтаж

Конструкция любого дома, особенно деревянного, нуждается в защите от ударов молнии. Разные здания отличаются формой крыш и материалом кровельного покрытия. Чтобы обеспечить 100% защиту постройки, необходимо индивидуально подбирать требуемый вид устройства. Давайте подробней рассмотрим, как производится молниезащита частного дома, и какие существуют ее виды.

Содержание

1 Виды молниезащиты
2 Расчет молниезащиты
- 2.1 Расчет стержневой защиты
- 2.2 Расчет тросовой защиты
- 2.3 Расчет сеточной защиты
3 Предпочитаемая защита для разного вида кровли
4 Монтаж активной защиты
5 Установка молниеприемника пассивной защиты
- 5.1 Монтаж сетки на мягкую кровлю
- 5.2 Установка стержня
- 5.3 Монтаж тросового приемника
6 Изготовление токоотвода
7 Изготовление контура заземления
8 Защита от молнии деревянного дома

Виды молниезащиты

Существует два вида систем защиты от молнии:

пассивная защита в качестве молниеприемника предусматривает использование металлической сетки, троса или стержня. Приемник улавливает удар молнии, направляет его по токоотводу к заземлению, где происходит гашение электрического разряда в грунте. Выбирая тип приемника, надо учитывать материал кровли, чтобы обеспечить надежную защиту;
активная защита имеет аналогичные элементы, как и пассивная, только отличается приемником и принципом работы. Он состоит из мачты с приемной головкой, имеющей генератор ионов. Ионизируя вокруг себя воздух, головка улавливает разряды молнии, направляя их по такой же схеме к заземлению. Достоинством активной системы является защита рядом стоящих зданий.

Из всех защит активная является самой эффективной, но ее стоимость намного дороже пассивной.

Расчет молниезащиты

Вероятность попадания молнии в дом зависит от его месторасположения. Например, если вокруг дачного домика находятся высокие сооружения, водонапорные башни и другие конструкции, то удар молнии они примут на себя. Высокие деревья вокруг дома тоже могут исполнить роль молниеотвода, но электрическое сопротивление древесины может способствовать разветвлению молнии.

Самым опасным местом расположения является одиноко стоящий дом на возвышенности. Гарантией его безопасности будет правильный расчет параметров молниезащиты.

Расчет стержневой защиты

Стержневая или как ее еще называют, штыревая защита образует вокруг постройки защищенное конусообразное пространство.

Сделать расчет защиты одиночного стержня можно по таблице, где высота конуса обозначена h0, а его радиус – r0. Вершиной является ось стержня.

Как вариант, можно сделать расчет защиты по формуле:

В данном случае rx – это радиус, hа — активная высота стержня, hx – высота здания, h – основная высота молниеотвода.

Если строение имеет продолговатую форму, одного стержня для эффективной защиты будет недостаточно. В этом случае делают расчет под установку двух штырей. Расчет можно аналогично произвести по таблице:

Здесь надо учесть, что показатель L не должен превышать указанное в таблице значение Lmax. Иначе, данная защита будет не двойной, а одиночной.

Кажется на первый взгляд, расчеты очень просты, но это лучше доверить сделать специалистам. Они учтут много дополнительных факторов, которых неопытный человек может не заметить. Если решено все сделать своими руками, то помочь смогут онлайн-программы. Надо только правильно подставить все значения.

Расчет тросовой защиты

Трос молниеотвода натягивается над домом, поэтому между границей защитной зоны образуются двускатные симметричные плоскости. Это надо учесть при расчетах, а все остальные действия идентичны, как и для стержневой защиты.

Расчет сеточной защиты

Так как защита основана на применении металлической сетки, то ее расчет по таблице указывает на выбор размера ячеек:

Чтобы сделать правильно расчет, надо соблюдать некоторые правила:

проводники сетки должны располагаться по краю кровли. Это особо важно для крыш, выходящих за габариты постройки;
на крыше с уклоном больше 1/10 проводник монтируют по коньку;
боковые плоскости, выходящие за радиус защиты, оборудуются дополнительными молниеотводами;
ячейки сетки по размеру должны соответствовать параметрам, указанным в таблице;
сетка оборудуется минимум двумя токоотводами на углах постройки;
любые выступающие за основную сетку элементы дома оборудуются дополнительной сеткой;
при расчете расположения токоотводов им надо найти кратчайший путь.

В случае с металлической крышей, сделанной, например, из металлочерепицы, необходимо заземление. Как самостоятельный молниеотвод без сетки она не годится. Малая толщина металлочерепицы не выдержит высокой температуры в точке попадания молнии и может расплавиться.

Предпочитаемая защита для разного вида кровли

Кровельный материал является одним из важных факторов, влияющих на правильный выбор вида защиты:

на металлической крыше эффективней будет работать стержневая защита. Активная система нужна для защиты большой площади, так как ее приемник сможет заменить до десяти штырей. Специфические конструкции металлической кровли иногда могут исполнять роль проводника. Их обрешетка и подкровельный материал должны быть негорючими. Такая схема предусматривает подключение токоотвода к кровельному материалу, например, металлочерепице;
дом, покрытый неметаллической кровлей, например, битумной или глиняной черепицей, обладает высокими качествами изолятора. Оптимальное устройство защиты для него – металлическая сетка. Для двухскатной крыши надо установить две сетки, по одной на каждый скат. Причем каждую из них подключают к отдельному токоотводу;
над мягкой кровлей оптимально смонтировать своими руками сетку, но такое устройство может повредить кровельный материал. Здесь на выручку придет активная система. Установка одного приемника требует малых перемещений по мягкой кровле, что положительно скажется на покрытии.

Кроме кровельного материала, еще надо учитывать форму крыши, ландшафт и климатические условия.

Монтаж активной защиты

Активная система, в зависимости от модели, обладает радиусом защиты от 17 до 44 м. Она может быть укомплектована счетчиком улавливаемых разрядов и запасным узлом.

Приемники устанавливают на крыше так, чтобы они были на 2 м выше от самой высокой точки дома. Их количество зависит от формы и площади крыши. Монтаж мачт не должен повредить кровельное покрытие, поэтому их крепят на дымоход или аналогичное возвышающееся сооружение.

Устройство каждого приемника должно иметь свой отдельный токоотвод. Обычно его фиксируют крепежами к водосточной трубе. Токоотвод представляет собой алюминиевый провод, диаметром не менее 8 мм, подсоединенный к заземлению. Все металлоконструкции защитного поля между собой соединяют.

Установка молниеприемника пассивной защиты

Установить на крыше приемники пассивной защиты можно своими руками. Если имеются все материалы и выполнен правильно расчет, это не составит труда.

Монтаж сетки на мягкую кровлю

На крыше с мягкой кровлей сетку удобней монтировать до укладки кровельного материала. Это исключает его повреждение. Стальную проволоку сечением 6 мм фиксируют к предварительно закрепленным держателям. Ее располагают так, чтобы получились ячейки сетки. Размер ячеек определяют расчетами, руководствуясь приведенной таблицей.

Проволока бывает бухтами и отдельными прутами. Монтаж из бухты эффективней, так как нет разрыва проводника. Но большой вес усложняет работы и возрастает риск повреждения кровли. Готовую сетку подключают токоотводом к заземлению.

Крепеж для молниезащиты на мягкой кровле

Установка стержня

Приемник-штырь изготавливают из металлического прута. Его размеры определяют расчетами, но обычно длина варьируется от 20 до 150 см, а сечение не превышает 12 мм. Верхушка прута должна иметь сечение на менее 100 мм2. Иногда вместо прута используют металлическую трубу, только ее верхнюю часть закрывают заглушкой или заваривают.

Устанавливают такое устройство на самой высокой точке крыши, фиксируя его для устойчивости подпорками. Штырь через токоотвод подключают к заземлению.

Молниеотвод закреплен на трубе

Монтаж тросового приемника

Трос натягивают над домом между двумя опорами. Оба конца троса и сами металлические столбы подключают к заземлению. Если по каким-либо причинам отсутствует возможность установки опор, трос крепят изоляторами на крыше. Диаметр троса определяют расчетом. Обычно для частного дома достаточно сечения 50 мм2.

Изготовление токоотвода

Все молниеприемники соединены с заземлением токоотводами. Они легко изготавливаются своими руками из полосы или прута. Их сечение рассчитывают исходя используемого металла, что выражено в таблице:

Правильный монтаж токоотвода требует его расположения не менее 15 см от облицовки фасада, если она выполнена из горючего материала. Нельзя прокладывать проводник внутри помещения. К любой поверхности токоотвод фиксируют изолированными кронштейнами.

Изготовление контура заземления

Заземление представляет собой контур, изготовленный из металлических прутов диаметром 16 мм. Можно использовать круглую трубу толщиной 32мм, профильную трубу или уголок сечением 100 мм.

Заземление предусматривает установку нескольких заземлителей, что зависит от общей нагрузки используемых в доме приборов и от самой площади постройки. Обычно заземление обустраивается одним из трех видов контуров:

заземление, имеющее линейный контур, состоит из двух групп заземлителей, расположенных по углам постройки;
простейшее заземление состоит из трех вкопанных заземлителей возле здания;
более надежное заземление считается из полного контура, проложенного по периметру постройки.

Заземлитель лучше располагать на участке, где дольше всего поддерживается влажность грунта. Расстояние от фундамента не ближе 2 м, а от входной двери не ближе 5 м.

Защита от молнии деревянного дома

Устройство защиты деревянного дома ничем не отличается от рассмотренных аналогов. Здесь учитываются все те же факторы, да и сама крыша деревянного дома может быть из той же металлочерепицы или мягкой кровли. Единственное отличие – это монтаж токоотвода. Шину при монтаже удаляют от стены не менее, чем на 15 см.

Если правильно сделать молниезащиту и заземление, никакие электрические разряды не повредят дом и бытовую технику.