В частных домах в обязательном порядке выполняются мероприятия по электро- и пожарной безопасности. Часто хозяева забывают о защите здания и находящегося в нем оборудования от ударов молнии. Как показывает практика, от прямого попадания в дом может спасти надежная молниезащита частного дома. Частично спасают защитные системы, установленные на соседних зданиях и принимающих на себя основной удар. Их молниеотводы имеют большую защитную зону, перекрывающую территории домов, расположенных рядом. Тем не менее, специалисты рекомендуют оборудовать собственную защиту, особенно, если дом находится в зоне риска на возвышенности, возле водоемов или в болотистой местности.
Опасность удара молнии и его последствия
Каждый хозяин частного дома сам принимает решение об устройстве специальных защитных систем. Как правило, после изучения возможных негативных последствия от удара молнии. В некоторых случаях толчком к принятию правильного решения служат наглядные примеры того, что случилось с соседскими домами при отсутствии защиты.
По своей сути любые молнии являются сильнейшими природными электрическими разрядами, с силой тока, достигающей от нескольких десятков до сотен тысяч ампер. Напряжение может быть еще выше около 1 млн вольт.
Эта грозная сила состоит из целого комплекса поражающих факторов. В связи с этим, современная молниезащита коттеджа должна обеспечивать всестороннюю защиту. Опасность представляет не только прямой удар, но и заносы внутрь грозовых потенциалов с последующим импульсным перенапряжением в электрической сети. Ежегодный ущерб в масштабах страны составляет сотни миллионов рублей. Поэтому не стоит недооценивать это природное явление и надеяться, что гроза в очередной раз пройдет мимо и все закончится благополучно.
Существуют определенные группы риска, с высокой вероятностью поражения электрическими разрядами, которым требуется обязательная молниезащита частного дома. Среди них можно выделить следующие:
- Наибольшей опасности подвергаются дома, расположенные на возвышенностях, на площадях с различными видами грунтов, вблизи водоемов и других источников влаги. Большинство из них расположено за пределами городской черты.
- Риск существенно повышается в местностях с большим среднегодовым количеством осадков, сопровождаемых грозами.
- В так называемые локальные группы риска входят дома из деревянных конструкций, здания с кровлей из металла или металлочерепицы. Поэтому молниезащита деревянного дома особенно важна.
Среди наиболее неприятных последствий можно отметить реальную угрозу смертельного травматизма, возгораний, разрушений конструктивных элементов, в которые ударила молния. Нередко возгораются электрические кабели, выходит из строя электронное оборудование, теряется информация на жестких носителях. Для того чтобы эффективно бороться с молниями, нужно хорошо знать их поражающие факторы, разделяющиеся на несколько категорий.
Поражающие факторы
Защитные технологии разрабатываются и внедряются исходя из негативного влияния электрических разрядов и прежде всего с учетом основных поражающих факторов.
По своему влиянию на окружающую среду, их можно разделить на следующие группы:
- Первичные факторы. Рассматриваются в виде прямых ударов электрических разрядов в здание. В большинстве случаев это приводит к серьезным последствиям разрушениям и материальному ущербу, особенно при возникновении пожара. Часто гибнут люди, выходит из строя все электрооборудование, подключенное к сети. Первичный фактор представляет наибольшую опасность для частных домов, а его последствия приходится ликвидировать в течение длительного времени.
- Вторичные факторы. Считаются менее опасными по сравнению с прямым попаданием. Однако, они тоже связаны с атмосферными электрическими разрядами и способны привести к неприятным последствиям. Разряд молнии, случившийся неподалеку от дома, приводит к возникновению мощного магнитного поля. Под его влиянием в электрической сети происходит резкий скачок питающего напряжения, и вся бытовая техника полностью выходит из строя.
Вторичный фактор преодолевается довольно легко. Наиболее простым вариантом считается полное отключение всего электрооборудования от сети на все время грозы. Защититься от прямого попадания можно только с помощью специальных систем, установленных на объекте. Громоотводы и дополнительное оборудование эффективно нейтрализуют удар молнии, поэтому негативных последствий удается избежать. В зависимости от степени опасности, на объектах используются различные виды защиты.
Категории и виды внешней защиты от молний
Физика атмосферной молнии заключается в мощном электрическом разряде. По сути, это обычный ток, выбирающий путь с минимальным сопротивлением. Основная задача защитной системы заключается в создании такого же пути, чтобы электричество уходило в землю, не затрагивая конструкции здания и не нанося какого-либо ущерба.
Вся молниезащита жилого дома и ее блоки условно разделяется на несколько видов:
- По методам защиты они бывают активными и пассивными. В первом случае в молниеприемнике устанавливается ионизатор воздуха. Его воздействие создает условия для разряда статического электричества, накопленного в атмосфере. То есть, суть активной защиты заключается в притягивании молнии, предотвращая ее прямое попадание в дом и другие постройки, расположенные рядом. В пассивных системах отсутствуют какие-либо дополнительные устройства, поэтому молния не во всех случаях разряжается в этих местах. Тем не менее, данная защита служит надежным барьером и предотвращает прямое попадание разряда в объект. Она не спасает бытовые электроприборы от вторичных поражающих факторов, которые нейтрализуются дополнительными защитными средствами.
- По видам защиты системы бывают внутренними, защищающими от вторичных факторов, и внешними, нейтрализующими первичные поражающие факторы. В частных домах применяются обе части, поскольку системы активной защиты в быту практически не используются.
- По особенностям конструкции защитные блоки разделяются на три категории. Молниеприемники могут быть штыревыми, сетчатыми или тросовыми. Каждый из них обладает своими преимуществами и недостатками. Например, цена штыревых молниеотводов самая низкая, но они и отличаются низкой эффективностью по сравнению с другими типами приемников.
Наибольшей популярностью у владельцев частных домов пользуются пассивные системы внешней защиты от ударов молний. Они работают совместно с внутренними компонентами, дополнительно защищающими от вторичных поражающих факторов.
Устройство внешней защиты от молний
Внешняя молниезащита дома представляет собой пассивную систему, включающую в себя основные и дополнительные компоненты, выполняющие различные функции. Действуя в комплексе, они надежно защищают здания от механический и других повреждений.
Основная задача молниеотвода заключается в приеме на себя электрического разряда и дальнейшем направлении его на линию токоотвода. Эффективность и само устройство молниезащиты зависит от правильно выполненных расчетов, в соответствии с установленными нормами. Система, грамотно спроектированная на компьютерной программе, предохраняет от разрушений кровлю и другие элементы здания. Проектирование должно выполняться квалифицированными специалистами, поскольку необходимо предусмотреть и разработать конфигурацию заземления и место его установки, выбрать материалы, проводники и другие компоненты, необходимые для создания защиты.
Важнейшей деталью системы является молниеприемник. Он может быть оборудован в разных вариантах, каждый из которых имеет свои конструктивные особенности.
Система молниезащиты и заземления из стержневых конструкций выполнена в виде металлических штырей или прутов. Для его изготовления используется алюминий, медь, оцинкованная или нержавеющая сталь. Диаметр штыря составляет 10-20 мм, а длина от 1 до 3 м. Такие стержни могут закрепляться не только на крыше здания, но и на других объектах, расположенных рядом. На деревьях такие конструкции не рекомендуется устанавливать, поскольку крепления наносят повреждения и дерево постепенно засохнет и погибнет. Максимальный эффект достигается за счет установки стержневых приемников на дымоходах, с края коньков. Они соединяются с токоотводами, закрепленными на стенах, которые далее плавно переходят и подключаются к заземляющему проводнику.
Другой вариант молниеприемника выполняется в виде сетчатой металлической конструкции. Толщина прутьев из оцинкованной стали свыше 6 мм. Они соединяются с естественными молниеприемниками или сами поднимаются на установленную высоту от кровли и выполняют основную защитную функцию. Такое устройство молниезащиты отличается наиболее высокой стоимостью, поэтому его использование целесообразно лишь для крупных жилых и производственных зданий, ангаров и других аналогичных объектов.
Конструкция тросового молниеотвода грозозащиты сформирована на основе гибкого металлического проводника, изготовленного из меди, алюминия или оцинкованной стали. Он натягивается и закрепляется на устойчивых опорах, рассчитанных на определенное натяжение.
Установка и монтаж молниезащиты такой конструкции выполняется на кровлях большой протяженности или на опорах высоковольтных ЛЭП. В частных домах они практически не используются из-за сложного устройства и необходимости регулярно проверять устойчивость опор и натяжение троса.
Устройство молниезащиты включает в себя не только молниеотводы, но и токоотводы. По сути, это продолжение молниеотвода, по которому ток отводится и уходит в землю. Данный элемент изготавливается в виде металлического проводника с минимальным сечением 8 мм. Материалом служит медь, алюминий или оцинкованная сталь, а крепление осуществляется непосредственно к стене или водосточной трубе.
Количество токоотводов должно быть не менее двух, а окончательно их число зависит от размеров дома. Проводники размещаются по периметру с соблюдением симметрии, чтобы пути отвода не пересекались, а электромагнитные импульсы взаимно гасились до полного затухания.
На последнем этапе движущийся ток встречается с заземляющим устройством. Эта система включает в себя заземляющий проводник, а также один или несколько заземлителей. Простейшая конструкция состоит из двух металлических прутов, размещенных в земле на 3-4 м и соединенных перемычкой, к которой подключается провод токоотведения.
Молниезащита домов с металлической крышей
Кровельные покрытия многих жилых домов выполняются своими руками из металлических материалов. Чаще всего, это оцинкованная сталь, реже медь. В последнее время широко используется профнастил или металлочерепица.
Сама по себе кровля из металла не подвержена горению, однако, во многих случаях ее укладка производится на деревянные конструкции обрешетки с горючим изоляционным покрытием. После удара молнии они чаще всего загораются из-за образования в металлической кровле прожогов и оплавленных мест. Это происходит под воздействие чрезвычайно высокой температуры разряда. Предупредить подобные ситуации помогает качественная молниезащита частного дома с крышей из металлочерепицы.
С этой целью используется один из вариантов внешней защиты. Как правило, это металлические стержни, установленные на мачты и поднятые на большую высоту. Они могут устанавливаться и на конструктивных элементах самой крыши. Но одной лишь молниезащитой в данном случае не обойтись. По мнению специалистов, металлическая крыша должна быть обязательно заземлена. Все кровельные листы необходимо соединить друг с другом и в таком виде подключить к металлическим конструкциям, расположенным на крыше. Далее, вся защитная система соединяется с заземлением.
Данная схема известна среди электриков, как система уравнивания потенциалов дома с металлической крышей. Он обеспечивает защиту от громадных перенапряжений, возникающих в наэлектризованном воздухе при грозовых разрядах и вызывающих такие же разряды между кровельными элементами. Правильно выполненная молниезащита и заземление не только защитит здание, но и поможет избежать шагового напряжения с большой разницей потенциалов.