Protección contra rayos de un techo de metal: cómo hacerlo bien. Reglas para la producción de protección contra rayos para un techo a dos aguas Protección contra rayos para la producción de un techo a dos aguas
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Desde tiempos inmemoriales, los destellos de los relámpagos y el estruendo de los truenos durante una tormenta provocaban un miedo inexplicable en una persona. Más tarde, la gente se dio cuenta de que el peligro no eran los truenos en sí, sino los rayos, que podían golpear edificios, árboles altos e incluso personas y animales.
Los rayos a menudo provocaban incendios que destruían asentamientos enteros y dejaban a los residentes sin hogar. Por eso, es muy importante hacer todo lo posible para proteger tu hogar de los rayos y sus consecuencias.
¿Necesita protección contra rayos para un techo de metal?
Durante más de un siglo, el metal se ha utilizado con mayor frecuencia para cubrir los techos de los edificios residenciales. Se trata de cubiertas tradicionales de junta de chapa de acero y cobre, y cubiertas de tejas metálicas o de cartón ondulado.
Aunque el metal del techo en sí no es combustible, en la mayoría de los casos se coloca sobre listones de madera y revestimientos aislantes combustibles. Son ellos quienes suelen ser la fuente de ignición, ya que cuando cae un rayo, se producen derretimientos y quemaduras en el revestimiento metálico del techo, provocadas por la enorme temperatura de la descarga del rayo. Por lo tanto, tan pronto como las personas entendieron la naturaleza de los rayos, comenzaron a instalar pararrayos en edificios altos para protegerlos de los elementos.
Protección contra rayos de un edificio residencial individual con techo de metal
Los primeros pararrayos eran varillas de metal elevadas sobre mástiles especiales, que atraían descargas de rayos durante una fuerte tormenta eléctrica. Es por eso que la protección contra rayos de un techo de metal con un pararrayos convierte inmediatamente su casa en un objeto de posible ataque, poniendo en peligro no solo a usted, sino también a sus vecinos.
Al decidir sobre la necesidad de un dispositivo de protección contra rayos, primero debe estudiar la altura de los edificios circundantes. Si hay objetos dominantes cerca de usted, por ejemplo, edificios altos, torres de agua o torres principales de transmisión de energía, es mejor no apresurarse a instalar un pararrayos.
En este caso, es mejor poner a tierra el techo de metal. Para ello, las láminas metálicas de la cubierta se conectan de forma segura entre sí y con todas las estructuras metálicas situadas en la cubierta y conectadas a la red de tierra.
Diagrama de puesta a tierra de techo de metal
Los electricistas llaman a esto un sistema de compensación de potencial. Durante una tormenta eléctrica (con descargas de rayos cercanas), se producen grandes sobretensiones en el aire electrificado, lo que puede provocar descargas eléctricas entre varias partes del techo. La conexión a tierra del techo de hierro también protegerá el edificio de la aparición de tensiones de paso dentro de la casa con una gran diferencia de potencial.
Instalación de un pararrayos
Si su casa no está protegida por edificios vecinos más altos, tendrá que ocuparse usted mismo de su protección contra rayos.
La mayoría de los expertos consideran la instalación más óptima de un pararrayos cerca de la casa a cierta distancia de ella. Habiendo asegurado el edificio del impacto directo de una descarga de rayos, al mismo tiempo, no causará sobretensiones peligrosas dentro de la casa.
Si hay un árbol alto cerca de la casa, el pararrayos se puede instalar directamente sobre él. Para ello, se fija una varilla de metal a un palo largo de modo que su extremo quede más alto que la copa del árbol.
Para instalar un pararrayos, también puede utilizar un mástil en el que se instala una antena de televisión. Si esto no es posible, los pararrayos se instalan directamente en el techo del edificio. Se pueden colocar tanto en los frontones como en la chimenea de la casa.
Un pararrayos montado en un tubo y un sistema de protección contra rayos en un techo de metal
En los últimos años han aparecido modernos sistemas de la llamada "protección activa contra el rayo". En ellos, en lugar de los habituales pararrayos de varilla, se instalan unos dispositivos especiales que envían una potente descarga eléctrica hacia el rayo, que adquiere toda la fuerza de su impacto.
Varios tipos de protección contra rayos para edificios.
Del curso de física escolar se sabe que la zona de protección de un pararrayos es un cono, dentro del cual debe ubicarse el objeto protegido. De esto se deduce que cuanto más alto es el pararrayos, mayor es el volumen del espacio protegido.
La altura del pararrayos debe ser aproximadamente tres veces la longitud del edificio. A menudo, si el edificio es grande, es muy difícil y lleva mucho tiempo instalar un pararrayos de la altura requerida. En tales casos, se utilizan otros tipos de pararrayos. Además del pararrayos, los pararrayos son de tipo malla y cable.
Al instalar un pararrayos de cualquier tipo, es obligatorio el dispositivo de un sistema de ecualización potencial y la conexión a tierra en una casa de techo privada.
Dispositivo para la protección externa contra rayos de un edificio residencial
Los elementos principales del sistema de protección contra el rayo son el pararrayos, la bajante y el electrodo de tierra.
El pararrayos más común es una barra de acero con una sección transversal de al menos 100 mm² y una longitud de hasta 1,5-2,0 m. Por lo general, se usa una barra de acero con un diámetro de 12 mm para este propósito.
Un conductor de bajada conecta el pararrayos al bucle de tierra. Ya por su propio nombre, está claro que está diseñado para desviar una descarga de rayo hacia el suelo. ¡El grosor del conductor de bajada debe ser de al menos 6 mm, ya que la corriente de descarga del rayo puede alcanzar los 200 mil amperios! La puesta a tierra del techo de metal también está conectada al conductor de bajada.
El bucle de tierra consta de varios electrodos sumergidos en el suelo e interconectados. La elección de su diseño depende de las características del suelo en el lugar de construcción de la casa.
La conexión de todas las partes del sistema de protección contra rayos entre sí debe ser muy confiable. La figura muestra las diversas formas de interconectar sus diversos elementos.
El bucle de tierra se lleva a cabo a una distancia de 1,5 a 2,0 m de la pared del edificio desde el lado opuesto a la entrada de la casa. Para hacer esto, se arranca una zanja con una profundidad de al menos 0,5 m Los electrodos de puesta a tierra de ángulos de acero o piezas de tubos de metal se clavan en el fondo de la zanja a una profundidad de 2-3 m.
Desde la antigüedad, una tormenta eléctrica ha sido un fenómeno natural terrible e incomprensible para las personas, que asustaba y conllevaba peligro de incendio e incluso de muerte. Por eso, durante mucho tiempo, el rayo fue considerado un castigo enviado por los dioses para castigar a los pecadores. Ahora, la naturaleza de la ocurrencia de una tormenta se ha estudiado a fondo y es familiar incluso para un escolar, aunque no se ha vuelto menos peligrosa debido a esto.
Para evitar incendios como resultado de la caída de rayos, la protección contra rayos de una casa privada se organiza en el techo. En este artículo, compartiremos las medidas de protección contra rayos más efectivas que son esenciales para cada edificio.
Muchas personas, al construir su propia casa residencial o de campo, no piensan en cómo funciona la protección contra rayos en el techo. Es un error común pensar que los techos de metal no necesitan protección contra los rayos, aunque esta opinión es un gran error. Para un edificio residencial o no residencial, cualquiera que sea la cubierta, los principales peligros son:
- Impactos directos de rayos. La protección contra rayos de un techo inclinado es la clave para el funcionamiento seguro de cualquier hogar, ya que la cumbrera es, por regla general, el punto más alto en el área, que atrae la caída de rayos. Incluso si se coloca un revestimiento incombustible en el techo, en caso de carga, existe el riesgo de incendio, ya que el marco de la viga está hecho de madera inflamable.
- Electricidad estática. Los techos hechos de tejas metálicas y otros materiales metálicos para techos son buenos para acumular electricidad estática, que se produce cuando pequeñas partículas de polvo rozan el revestimiento. El voltaje acumulado puede descargarse si una persona parada en el suelo o una escalera toca accidentalmente la superficie del techo de un edificio con techo de metal, lo que puede provocar lesiones graves.
¡Importante! Los techadores experimentados creen que la protección contra rayos de un techo es un elemento estructural indispensable, independientemente de la forma del techo y el tipo de material del techo utilizado para cubrirlo.
Dispositivo
La protección contra rayos de un techo de tejas metálicas o cualquier otro material para techos es un conjunto de medidas para garantizar el funcionamiento seguro de un edificio durante una tormenta eléctrica y para prevenir lesiones durante el mantenimiento del techo debido a la descarga de electricidad estática. Además, la presencia de una protección contra rayos bien diseñada e instalada es una protección adicional de los equipos eléctricos instalados en la casa contra sobretensiones en la red. Consta de los siguientes componentes:
- Pararrayos. Un pararrayos es un conductor que se encuentra con un rayo en el techo. Es un pasador, cable o malla especial. La fijación del pararrayos debe realizarse en el punto más alto del techo, en la cumbrera, la chimenea o el tubo de ventilación. Si el techo tiene una estructura compleja o un área grande, entonces para el funcionamiento efectivo de la protección contra rayos, se necesita un pararrayos no solo uno, sino varios a la vez.
- Conductor de bajada. El dispositivo de protección contra rayos en el hogar incluye necesariamente un conductor de bajada que, a lo largo de una ruta segura, desvía la carga eléctrica del pararrayos al electrodo de tierra. Está hecho de alambre de acero confiable y duradero con un grosor de al menos 6 mm.
- Toma de tierra. Las casas con techo de metal deben estar equipadas no solo con un pararrayos y un conductor de bajada, sino también con un electrodo de tierra. Un conductor de puesta a tierra es un dispositivo especial que se conecta a un conductor de bajada, es necesario para que se produzca la descarga de una carga eléctrica en el suelo. Como conductor de tierra, se utiliza una estructura soldada de esquinas o tuberías metálicas, que tiene un área de contacto con el suelo suficientemente grande.
¡Nota! Para determinar qué protección contra rayos de un techo de metal se requiere, se usa una regla simple: se considera que un pararrayos protege un cono de rayos, cuya parte superior está en su parte superior y los lados divergen en un ángulo de 45 grados. de eso.
Instalación de pararrayos
La protección contra rayos de un techo plano o una estructura de techo inclinado se lleva a cabo durante la instalación del techo o ya durante la operación del edificio. Es importante calcular correctamente el número de pararrayos y el área de contacto del electrodo de tierra para que la protección contra descargas eléctricas funcione de manera efectiva. Se cree que cuanto más alto es el pararrayos, mayor es el área que protege de la caída de rayos. Es necesario que esta área segura incluya no solo un edificio residencial, sino también las dependencias necesarias. Al instalar protección contra rayos, se deben tener en cuenta los siguientes requisitos:
- El pararrayos se instala en el punto más alto del techo. Por lo general, la instalación se lleva a cabo en una cumbrera, en un mástil de televisión, chimenea o tubería de ventilación. La desventaja de este método de instalación es que una aguja de metal alta crea una carga de viento adicional y también puede deformarse. Un lugar de instalación alternativo puede ser un árbol alto ubicado cerca de la casa.
- Un conductor de bajada conecta el pararrayos al electrodo de tierra. Para su fabricación se utiliza alambre de acero con un espesor mínimo de 6 mm, el cual debe soportar tensiones de hasta 200.000 amperios. El conductor de bajada se coloca a lo largo del camino más corto, y la soldadura entre él y el pararrayos debe ser muy fuerte para que no se colapse bajo voltaje. Desde el pararrayos, el conductor de bajada se baja primero a lo largo del techo y luego a lo largo de las paredes del edificio a la distancia máxima de ventanas y puertas. Es necesario sujetarlo de forma segura a las paredes con abrazaderas de metal.
- Los conductores de puesta a tierra están hechos de acero inoxidable o cobre, ya que tienen buena conductividad. Se entierra en el suelo a una profundidad de al menos 2-3 metros a una distancia de más de 5 metros de los caminos de entrada a la casa, porche, área ciega. El suelo en el lugar de instalación del conductor de puesta a tierra debe ser franco o arcilloso, húmedo. Antes de una tormenta eléctrica, incluso puede humedecer especialmente el suelo si es arenoso y no retiene bien el agua.
¡Recuerda! La protección contra rayos necesita un mantenimiento regular para que siga funcionando. Se recomienda inspeccionar el pararrayos anualmente, revisando cuidadosamente los puntos de su unión a la bajante. Una vez cada tres años, los contactos debilitados deben reemplazarse o fortalecerse, y una vez cada 5 años, debe desenterrar el electrodo de tierra y verificar la profundidad de su corrosión. Si el elemento de conexión a tierra está oxidado en más de un tercio, debe reemplazarse.
Los techos con un ángulo de inclinación de más de 10 grados son más comunes en los hogares privados. Cuando se resuelve la cuestión de si es necesario hacer protección contra rayos en una casa privada, es principalmente el techo inclinado el que debe protegerse de los rayos. Dependiendo del diseño de la casa, un techo con pendiente puede ser, por ejemplo, de una o dos aguas, ático, a cuatro aguas o a cuatro aguas. La probabilidad de acumulación de nieve, deshielo y agua de lluvia en su superficie es significativamente menor en comparación con un techo plano, lo que lo hace más práctico de usar. Además, en viviendas con cubierta a dos aguas, se debe tener en cuenta la presencia de rejillas de retención de nieve y bajantes, así como cualquier otro elemento estructural sobresaliente. La ubicación y dimensiones de chimeneas, conductos de ventilación, antenas, cornisas y lucernarios deben tenerse en cuenta a la hora de seleccionar la configuración óptima del edificio.
El cálculo del costo de la protección contra rayos externos comienza con la determinación de las dimensiones de la casa y las características del techo. Además de las cuestiones comunes a todo tipo de estructuras, en este caso, la altura de la casa desde el suelo hasta la cumbrera y el voladizo del techo, el ángulo del techo y la longitud de la pendiente, la forma y longitud de la asunto de la cresta. De ello, en el caso de instalar pararrayos directamente sobre la cubierta, dependen las dimensiones y número de pararrayos, la longitud de los conductores y el número de elementos para su fijación en la superficie. Además de instalar una malla de protección contra rayos, es necesario proteger por separado las partes sobresalientes del techo y la superestructura.
La corriente eléctrica se coloca a lo largo de la cumbrera y las pendientes del techo, desciende por las fachadas y se conecta al suelo. Los diferentes tipos de materiales con los que se pueden fabricar el techo y la fachada requieren el uso de soportes especialmente seleccionados. Para fijar la barra en la cumbrera, se colocan soportes en forma de arco (art. ,) en incrementos de aproximadamente 0,7 metros. Este soporte para patines es un soporte deslizante de cobre o acero galvanizado con un clip de color gris, marrón, blanco o transparente. La abrazadera fija un conductor redondo con un diámetro de 6-8 mm. El soporte universal de acero galvanizado (art. ) se utiliza para montar una barra con un diámetro de 8-10 mm en la cumbrera. El soporte de cumbrera con abrazadera universal (art. ) también le permite fijar una barra de malla de protección contra rayos con un diámetro de 8-10 mm en casi cualquier dirección. La abrazadera está hecha de latón, por lo que es posible, si es necesario, conectar barras de diferentes materiales, por ejemplo, de acero galvanizado y acero cobreado. La base en forma de Y de acero galvanizado del soporte se fija en la cumbrera con tornillos autorroscantes. En el diseño del soporte del pararrayos para la cumbrera se utilizan grapas de forma de Y similar (art. ). Con su ayuda, se instalan pararrayos de hasta 2 metros de altura. Y los soportes para pararrayos con un ángulo de inclinación de 15 a 60 grados (art. ,) se pueden instalar directamente en la pendiente del techo. Además, con la ayuda de soportes especiales (art. ,), el pararrayos se instala en una superficie vertical, por ejemplo, en un frontón o en una chimenea. Abrazaderas paralelas (art. no. ,
En todo momento, la gente ha sido cautelosa con las tormentas eléctricas. Y con razón, ya que los rayos conllevan un peligro muy grande: pueden golpear edificios, árboles altos e incluso personas. Una gran cantidad de incendios se producen precisamente por la caída de rayos, además, en el edificio se puede producir un cortocircuito de las redes eléctricas. Nuestros antepasados lejanos aprendieron cómo escapar de los rayos con la ayuda de pararrayos. Los arquitectos modernos tampoco descuidan este elemento de protección. Es necesario para todo tipo de tejados, aunque hay quienes creen que no es necesario para un tejado metálico. Veamos cómo funciona la protección contra rayos de un techo de metal, cómo instalarlo correctamente y si es necesario.
Se sabe que un techo de metal se coloca directamente sobre una caja de madera o material para techos. Y no es seguro. Hubo casos en que los rayos, al caer sobre los elementos del techo, causaron quemaduras y fusión, lo que provocó un incendio por la ignición del material de revestimiento. Además, la caída directa de un rayo calienta el suelo de metal a una temperatura superior a la temperatura de ignición del sistema de entramado de madera, lo que también puede provocar un incendio.
Un techo de metal puede servir como protección contra rayos solo si está unido a un material incombustible, así como con una conexión confiable de todos los elementos metálicos y la presencia de una conexión eléctrica entre ellos. Una buena adición a esto sería la puesta a tierra del revestimiento de metal.
La protección contra rayos intercepta una descarga de rayo y la envía al suelo
Dispositivo de protección contra rayos
La protección contra rayos no solo puede proteger el edificio del fuego, sino también salvar el equipo eléctrico. Hay protección externa e interna. La parte exterior del sistema proporciona protección contra la caída directa de un rayo, y la parte interior protege la red eléctrica de fuertes sobretensiones de corriente eléctrica.
El sistema interno de protección contra rayos utiliza dispositivos de descarga especiales para la red eléctrica para limitar el voltaje. El método más económico y sencillo de protección interna es apagar todos los aparatos eléctricos, especialmente si los rayos siguen a los truenos en menos de 8 segundos.
El sistema externo consta de:
- Pararrayos;
- toma de tierra.
La tarea de la protección externa contra rayos es bastante simple: el pararrayos se encuentra con el rayo en el techo, luego pasa por un canal seguro a lo largo del conductor de bajada y el electrodo de tierra lo neutraliza en el suelo. Este sistema se puede hacer de forma independiente y en un tiempo bastante corto. Para hacer esto, necesitará un pararrayos, un conductor de bajada, un electrodo de tierra, así como una máquina de soldar y soportes o abrazaderas de metal para conectar los conductores de bajada.
El número de conductores de bajada está determinado por el tamaño del objeto, pero en cualquier caso debe haber al menos dos
Instalación de un pararrayos para un techo de metal
Un pararrayos es un conductor que se fija en el techo de la casa para que reciba las descargas eléctricas. Instálelo en el lugar más alto. Si el edificio tiene una estructura compleja o es muy grande, es recomendable instalar varios pararrayos.
Por diseño, pueden ser de varios tipos:
- en forma de pasador de metal;
- cable de metal a lo largo de la cumbrera del techo;
- malla de protección contra rayos.
Para un techo de metal, generalmente se usa un pararrayos en forma de un pasador de metal largo (0.2-1.5 m). Se instala verticalmente en el punto más alto del edificio. El pasador debe ser de un metal que no se oxide al aire libre, como acero galvanizado, cobre, duraluminio o aluminio. El área de la sección transversal de la parte superior de dicho pararrayos debe ser superior a 100 mm. cuadrados, diámetro - alrededor de 12 mm. Si se utiliza un tubo hueco, su extremo superior debe estar soldado.
Importante ! Es imposible pintar y aislar el pararrayos.
Cuanto más alto es el pararrayos, mayor área protege de los rayos
Si hay un mástil de TV en el techo (metal, sin pintar), entonces se puede obtener un buen pararrayos. También para estos fines, puede usar una veleta de metal alta. Lo principal es no olvidar ponerlo a tierra todo. A veces se instala un pararrayos en la chimenea, pero esto no siempre es correcto, ya que el pasador de metal adjunto creará fuertes cargas de viento que pueden dañar la tubería.
Como método alternativo para construir un pararrayos, puede usar un árbol alto (más alto que el techo) que no esté lejos de la casa. En este caso, el pararrayos se fija a la parte superior del árbol de tal manera que se eleva por encima de la copa medio metro o más.
Se ha establecido que el pararrayos protege del rayo el territorio que cae en un cono imaginario, cuya parte superior está al final del pararrayos, y las superficies laterales están en un ángulo de 45 grados con respecto al dispositivo. El círculo resultante es la zona segura. De esto podemos concluir que cuanto más alto sea el pararrayos, más amplia será la zona segura. En otras palabras, la altura del pararrayos es igual a dos dimensiones de la zona segura. Es deseable que no solo la casa, sino también las dependencias caigan bajo el cono protector.
Revisión de video de pararrayos activos.
El conductor de bajada es la parte de la protección que desvía los rayos del pararrayos al electrodo de tierra. Tiene la forma de un alambre de acero (6 mm), que está soldado al pararrayos y, en conexión con él, puede soportar cargas de hasta 200 mil amperios. La soldadura entre el pararrayos y la bajada debe ser fiable para que no se produzcan roturas con vientos fuertes o cuando caiga una capa de nieve.
El conductor de bajada se baja desde el techo a lo largo de las paredes. Se clava con soportes especiales y se envía al electrodo de tierra, al suelo. Si hay varias bajantes, la distancia entre ellas debe ser de al menos 25 metros. Deben colocarse lejos de las ventanas y puertas del edificio.
Importante ! En ningún caso se deben doblar los conductores de bajada, ya que puede producirse una carga de chispa y una mayor ignición.
Para disimular el conductor de bajada, puede bajarlo a lo largo del tubo de desagüe, asegurándolo con abrazaderas
De acuerdo con las reglas, los conductores de bajada deben ser lo más cortos posible y deben colocarse más cerca de los bordes de los frontones, buhardillas, repisas afiladas, es decir, a los lugares más peligrosos.
dispositivo de puesta a tierra
Un conductor de puesta a tierra es un dispositivo que proporciona contacto entre el conductor de bajada y la tierra. Su elemento principal es una estructura metálica, que tiene una superficie bastante amplia para un mejor contacto con el suelo.
Es muy conveniente utilizar una estructura soldada hecha de tubos o ángulos como electrodo de tierra. También puede enterrar una lámina de hierro grueso, un trozo grande de malla de alambre grueso o un barril de metal viejo en el suelo. Si no hay tiempo ni ganas de cavar un hoyo profundo, se pueden usar barras de acero para la puesta a tierra, que se clavan fácilmente en el suelo de 2 a 3 m.
El material del electrodo de tierra también es de gran importancia. Si se usa hierro ordinario (acero), existe una alta probabilidad de que se pudra con el tiempo. El hierro galvanizado no es mejor, ya que el zinc se disuelve rápidamente en un ambiente agresivo. Los mejores materiales para la puesta a tierra son el acero inoxidable y el cobre (2-3 mm de espesor es suficiente). También se puede usar hierro, pero debe ser grueso para que no tenga tiempo de pudrirse.
El conductor de puesta a tierra está enterrado en el suelo a una profundidad de 1-2 metros.
Sucede que incluso un muy buen conductor de puesta a tierra no realiza bien sus funciones, por ejemplo, en suelos arenosos o en un verano seco. El agua ayudará a corregir la situación. Es deseable que el suelo en el área de puesta a tierra esté siempre húmedo. En este lugar, puede drenar el agua del lavabo o humedecer intencionalmente el suelo, especialmente antes de una tormenta eléctrica. Para aumentar la conductividad eléctrica del suelo, es posible perforar pequeños agujeros en el suelo una vez cada pocos años y verter salitre y sal en los huecos.
Importante ! El conductor de puesta a tierra debe estar ubicado a una distancia de 5 o más metros del porche, caminos, pasarelas y al menos un metro de las paredes del edificio.
Mantenimiento de pararrayos en condiciones de trabajo
- Cada año, antes del comienzo de la temporada de tormentas, es necesario inspeccionar el pararrayos y todos los puntos de fijación para reemplazarlos y pintarlos si es necesario.
- Una vez cada 3 años, es necesario apretar o cambiar las conexiones debilitadas y limpiar los contactos.
- Una vez cada 5 años, es necesario abrir el electrodo de tierra y verificar la profundidad de la corrosión formada. Si está oxidado más de 1/3, entonces debe ser reemplazado.
Zona de protección contra rayos
El dispositivo de protección contra rayos de un edificio para personas no preparadas puede no ser un asunto muy simple. Es necesario calcular todo correctamente, teniendo en cuenta el tamaño y el tipo de edificio, el tipo de techo y otros parámetros. Los especialistas en este campo no solo realizarán de manera competente todos los cálculos y construirán una protección confiable contra los rayos, sino que también se asegurarán de que el sistema no estropee la apariencia del edificio.