Молниезащита металлической кровли: как правильно сделать. Правила производства молния защиты двускатной кровли Молния защита двухскатной крышей производства

07.03.2020

Необходима ли молниезащита металлической крыши?

Уже более столетия для покрытия крыш жилых зданий чаще всего используется металл. Это и традиционные фальцевые кровли из листовой стали и меди, и крыши из металлочерепицы или профнастила.

Хотя сам металл кровельного покрытия не горит, в большинстве случаев он укладывается на деревянные конструкции обрешетки и горючие изоляционные покрытия. Именно они обычно являются источником возгорания, поскольку при ударе молнии в металлическом покрытии кровли возникают оплавления и прожоги, вызванные огромной температурой грозового разряда. Поэтому, как только люди поняли природу молнии, они начали устанавливать на высоких зданиях громоотводы с целью защитить их от ударов стихии.

Молниезащита индивидуального жилого дома с металлической крышей

Первые молниеотводы представляли собой высоко поднятые на специальных мачтах металлические стержни, которые во время сильной грозы притягивали разряды молнии. Именно поэтому молниезащита металлической крыши с помощью молниеотвода сразу превращает ваш дом в объект возможной атаки, подвергая опасности не только вас, но и ваших соседей.

Принимая решение о необходимости устройства молниезащиты, нужно прежде изучить высотность окружающей застройки. Если рядом с вами есть доминирующие объекты, например, высокие здания, водонапорные башни или магистральные опоры линии электропередач, с установкой молниеотвода лучше не торопиться.

В этом случае лучше выполнить заземление металлической крыши. Для этого металлические листы кровельного покрытия надежно соединяют между собой и со всеми металлическими конструкциями, расположенными на крыше и присоединяют их к сети заземления.

Схема заземления металлической крыши

Электрики называют это системой уравнивания потенциалов. Во время грозы (при близких разрядах молнии) в наэлектризованном воздухе возникают огромные перенапряжения, которые могут привести к возникновению электрических разрядов между различными деталями кровли. Заземление железной крыши защитит здание и от возникновения внутри дома шаговых напряжений с большой разницей потенциалов.

Установка молниеотвода

Если же ваш дом не защищают соседние боле высокие строения, об его молниезащите придется позаботится самому.

Большая часть специалистов считает наиболее оптимальной установку молниеотвода рядом с домом на некотором расстоянии от него. Обезопасив здание от прямого попадания грозового разряда, он, при этом, не станет причиной возникновения внутри дома опасных перенапряжений.

Если рядом с домом есть высокое дерево, молниеотвод можно установить прямо на нем. Для этого на длинном шесте закрепляют металлический прут таким образом, чтобы его конец был выше кроны дерева.

Для установки молниеотвода можно использовать и мачту, на которой установлена телевизионная антенна. Если же такой возможности нет, молниеотводы устанавливают прямо на крыше здания. Их можно разместить как на фронтонах, так и на дымовой трубе дома.

Громоотвод, установленный на трубе, и система молниезащиты на металлической крыше

В последние годы появились современные системы так называемой «активной молниезащиты». В них, вместо обычных стержневых молниеприемников, устанавливаются специальные устройства, посылающие навстречу молнии мощный электрический разряд, принимающий на себя всю силу ее удара.

Различные виды молниезащиты зданий

Из курса школьной физики известно, что зона защиты молниеприемника представляет собой конус, внутри которого должен находится защищаемый объект. Из этого вытекает, что чем выше будет молниеотвод, тем больше будет объем защищенного пространства.

Высота молниеотвода должна быть приблизительно равна длине здания, умноженной на три. Часто, если здание имеет большие размеры, установить молниеотвод необходимой высоты очень сложно и трудоемко. В таких случаях используют другие виды молниеприемников. Кроме стержневого, молниеприемники бывают сетчатого и тросового типов.

При установке молниеприемника любого вида, устройство системы уравнивания потенциалов и заземление в частном доме крыши являются обязательными.

Устройство внешней молниезащиты жилого дома

Основными элементами системы молниезащиты являются молниеприемник, токоотвод и заземлитель.

Самый обычный молниеприемник представляет собой стальной стержень, сечением не менее 100 мм² и длинной до 1,5-2,0 м. Обычно для этой цели используют стальной прут диаметром 12 мм.

Токоотводом соединяют молниеприемник с контуром заземления. Уже из самого его названия понятно, что он предназначен для отвода грозового разряда в землю. Толщина токоотвода должна быть не менее 6 мм, поскольку сила тока грозового разряда может достигать 200 тысяч ампер! К токоотводу присоединяется и заземление металлической крыши.

Контур заземления состоит из нескольких электродов, погруженных в землю и соединенных между собой. Выбор его конструкции зависит от характеристик грунта в месте постройки дома.

Соединение всех деталей системы молниезащиты между собой должно быть очень надежным. На рисунке показаны различные способы соединения между собой различных ее элементов.

Контур заземления выполняется на расстоянии 1,5-2,0 м от стены здания со стороны, противоположной входу в дом. Для этого отрывается траншея, глубиной не менее 0,5 м. На дно траншеи на глубину 2-3 м забиваются электроды заземления из стальных уголков или отрезков металлических труб.

С древних времен гроза была для людей страшным, непонятным природным явлением, которое пугали и несло в себе опасность пожара и даже смерти. Поэтому долгое время молния считалась наказанием, которое посылали боги, чтобы покарать грешников. Сейчас природа возникновения грозы досконально изучена и знакома даже школьником, хотя менее опасной она от этого не стала.

Чтобы предотвратить возгорания в результате ударов молнии, на кровле организуется молниезащита частного дома. В этой статье мы расскажем о самых эффективных мерах защиты от молнии, которые необходимы для каждого здания.

Многие люди при строительстве собственного жилого или дачного дома не задумываются о том, как работает молниезащита крыши. Частым заблуждением является то, что металлические виды кровли не нуждаются в защите от ударов молний, хотя это мнение является большой ошибкой. Для жилого или нежилого здания каким бы ни было кровельное покрытия главными опасностями считают:

Прямые удары молний. Молниезащита скатной кровли – залог безопасной эксплуатации любого дома, так как конёк является, как правило, является самой высокой точкой в округе, которая притягивает к себе удары молнии. Даже если на кровле уложено негорючее покрытие, то в случае попадания заряда, существует опасность возгорания, так как стропильный каркас изготавливается из легко воспламеняемой древесины.
Статическое электричество. Крыши из металлочерепицы и других металлических кровельных материалов хорошо накапливают статическое электричество, которое возникает при трении мелких частиц пыли о покрытие. Накопленное напряжение может дать разрядку при случайном касании человеком, стоящем на земле или лестнице, поверхности крыши здания с металлической кровлей, что может привести к тяжелым травмам.

Важно! Опытные кровельные мастера считают, что молниезащита кровли – обязательный элемент конструкции в независимости от формы крыши и вида кровельного материала, используемого для ее покрытия.

Устройство

Молниезащита кровли из металлочерепицы или любого другого кровельного материала – комплекс мер по обеспечению безопасной эксплуатации здания во время грозы и предотвращению травм во время обслуживания крыши из-за разрядки статического электричества. Кроме того, наличие грамотно спроектированной и смонтированной молниезащиты является дополнительной защитой электрооборудования, установленного в доме, от скачков напряжения в сети. Она состоит из следующих компонентов:

Молниеприемник. Молниеприемником называют проводник, который встречает разряд молнии на крыше. Он представляет собой штырь, трос или специальную сетку. Крепление молниеприемника должно осуществляться на самой высокой точке крыши – на коньке, дымоходной или вентиляционной трубе. Если кровля имеет сложное строение или большую площадь, то для эффективной работы молниезащиты молниеотвод нужен не один, а сразу несколько.
Токоотвод. В устройство молниезащиты дома обязательно входит токоотвод, который по безопасному маршруту отводит электрический заряд от молниеприемника к заземлителю. Он изготавливается из надежной и прочной стальной проволоки толщиной не менее 6 мм.
Заземлитель. Дома с металлической кровлей должны оборудоваться не только молниеприемником и токоотводом, но и заземлителем. Заземлитель – специальное устройство, которое соединяется с токоотводом, оно необходимо для того, чтобы разрядка электрического заряда происходила в земле. В качестве заземлителя используется конструкция, сваренная из металлических уголков или труб, имеющая достаточно большую площадь соприкосновения с почвой.

Обратите внимание! Чтобы определить, какая молниезащита металлической кровли требуется, пользуются простым правилом: считается, что один молниеприемник защищает от попадания молнии конус, вершина которого находится на его вершине, а стороны расходятся под углом 45 градусов от него.

Монтаж молниезащиты

Молниезащита плоской кровли или скатной кровельной конструкции производится во время монтажа крыши или уже в процессе эксплуатации здания. Важно правильно рассчитать количество молниеприемником и площадь соприкосновения заземлителя, чтобы защита от электрических разрядов работала эффективно. Считается, что чем выше молниеприемник, тем больше площадь, которую он защищает от ударов молнии. Необходимо, чтобы в этот безопасный ареал входил не только жилой дом, но и необходимые надворные постройки. При монтаже молниезащиты нужно учитывать следующие требования:

Молниеприемник устанавливают на самую высокую точку крыши. Обычно монтаж производят на коньке, на телевизионной мачте, дымоходе или вентиляционной трубе. Недостатком такого способа установки считается то, что высокий металлический шпиль создает дополнительную ветровую нагрузку, а также может деформироваться. Альтернативным местом установки может стать расположенное неподалёку от дома высокое дерево.
Токоотводом соединяют молниеприемник с заземлителем. Для его изготовления используют стальную проволоку толщиной не менее 6 мм, которая должна выдерживать напряжение до 200 000 ампер. Токоотвод прокладывают по самой короткой траектории, а сварка между ним и молниеприемником должна быть очень прочной, чтобы она не разрушилась под напряжением. От молниеприемника токоотвод спускают сначала по крыше, а потом по стенам здания на максимальном расстоянии от окон и дверей. Необходимо надежно крепить его к стенам с помощью металлических хомутов.
Заземлители изготавливают из нержавеющей стали или меди, так как они обладают хорошей проводимостью. Его закапывают в грунт на глубину не менее 2-3 метров на расстоянии более 5 метров от подъездных дорожек к дому, крыльца, отмостки. Почва в месте монтажа заземлителя должна быть суглинистой или глинистой, влажной. Перед грозой даже можно специально увлажнить грунт, если он песчаный и плохо удерживает воду.

Помните! Молниезащита нуждается в регулярном обслуживании для поддержания ее работоспособности. Ежегодно рекомендуется осматривать молниеприемник, тщательно проверяя точки крепления его к токоотводу. Раз в каждые три года следует заменять или укреплять ослабевшие контакты, а раз в 5 лет нужно выкапывать заземлитель и проверять глубину его коррозии. Если заземляющие элемент проржавел более, чем на треть, то следует его заменить.

Крыши с углом наклона более 10 градусов наиболее распространены в частных домовладениях. Когда решен вопрос о том, нужно ли делать молниезащиту в частном доме, в основном требуется защитить от молнии именно скатную кровлю. В зависимости от конструкции дома кровля с наклоном может быть, к примеру, односкатная или двускатная, мансардная, вальмовая или шатровая. Вероятность скопления снега, талых и дождевых вод на ее поверхности существенно ниже по сравнению с плоской кровлей, благодаря чему она более практична в эксплуатации. Притом в дома со скатной крышей должно быть учтено наличие снегозадерживающих решеток и водосточных труб, а также любых других выступающих конструктивных элементов. Расположение и размеры дымоходов, вентиляционных труб, антенн, карнизов и мансардных окон обязательно учитываются при подборе оптимальной конфигурации здания.

Расчет стоимости внешней молниезащиты начинается с определения габаритов дома и характеристик кровли. Помимо вопросов, общих для всех типов сооружений, в данном случае имеют значение высота дома от земли до конька и до свеса кровли, угол наклона кровли и длина ската, форма и длина конька. От этого, в случае установки молниезащиты непосредственно на крыше, зависят размеры и количество молниеприемников, длина проводников и количество элементов для их закрепления на поверхности. Помимо установки молниеприемной сетки, необходимо отдельно защитить выступающие части кровли и надстройки.

Электрического тока прокладывается по коньку и скатам кровли, спускается по фасадам и соединяется с заземлением. Разные виды материалов, из которых могут быть выполнены кровля и фасад, требуют применения специально подобранных держателей. Для закрепления прутка на коньке размещают с шагом около 0,7 метра держатели дугообразной формы (арт. ,). Такой держатель для конька представляет собой раздвижную скобу из меди или из оцинкованной стали с зажимом серого, коричневого, белого или прозрачного цвета. Зажим фиксирует круглый проводник диаметром 6-8 мм. Стальной оцинкованный универсальный держатель (арт. ) применяется для монтажа на коньке прутка диаметром 8-10 мм. Коньковый держатель с универсальным зажимом (арт. ) также позволяет закрепить пруток молниезащитной сетки диаметром 8-10 мм практически в любом направлении. Зажим выполнен из латуни, за счет чего можно при необходимости соединить прутки из разных материалов, например, из оцинкованной стали и омедненной стали. Стальное оцинкованное Y-образное основание держателя фиксируется на коньке с помощью саморезов. Скобы аналогичной Y-образной формы используются в конструкции держателя молниеприемника для конька (арт. ). С его помощью устанавливают молниеприемники высотой до 2 метров. А держатели молниеприемника с углом наклона от 15 до 60 градусов (арт. ,) можно установить непосредственно на скате кровли. Также при помощи специальных держателей (арт. ,) молниеприемник устанавливается на вертикальной поверхности, например, на фронтоне или на дымоходе. Для перехода с молниеприемника на пруток подходят параллельные зажимы (арт. ,

Во все времена люди с опаской относились к грозе. И это правильно, так как молния несет в себе очень большую опасность: она может поражать строения, высокие деревья и даже людей. Большое количество пожаров происходит именно из-за попадания разрядов молнии, кроме того, в здании может произойти замыкание электрических сетей. Наши далекие предки научились спасаться от ударов молнии при помощи молниеотводов. Современные архитекторы тоже не пренебрегают этим элементом защиты. Он необходим для всех видов крыш, хотя некоторые считают, что для металлической кровли это необязательно. Давайте разберемся, как работает молниезащита металлической кровли, как правильно ее устанавливать, и нужна ли она.

Известно, что металлическая кровля укладывается непосредственно на деревянную обрешетку или рубероид. И это небезопасно. Бывали случаи, когда молния, попадая на элементы крыши, вызывала прожоги и оплавления, которые становились причиной пожара от воспламенения подкладочного материала. Кроме того, прямое попадание молнии нагревает металлический настил до температуры, большей, чем температура возгорания деревянной стропильной системы, что тоже может привести к пожару.

Металлическая кровля может служить молниезащитой лишь в случае крепления ее к негорючему материалу, а также при надежном соединении всех металлических элементов и наличии электрической связи между ними. Хорошим дополнением к этому будет заземление металлического покрытия.

Молниезащита перехватывает разряд молнии и направляет его в землю

Устройство молниезащиты

Молниезащита способна не только защитить постройку от возгорания, но и сохранить электрическое оборудование. Существует внешняя и внутренняя защита. Внешняя часть системы обеспечивает защиту от прямого попадания молнии, а внутренняя – безопасность электросети от сильных скачков электрического тока.

Во внутренней системе защиты от молнии используются специальные разрядные устройства для электросетей, ограничивающие напряжение. Самым дешевым и простым способом внутренней защиты является отключение всех электроприборов, особенно если молния следует за громом менее чем через 8 секунд.

Внешняя система состоит из:

молниеприемника;
заземления.

Задача внешней молниезащиты достаточно проста – молниеприемник встречает молнию у самой крыши, затем она проходит в безопасном русле по токоотводу, а заземлитель нейтрализует ее в грунте. Данную систему можно изготовить самостоятельно, причем в довольно короткие сроки. Для этого понадобятся молниеприемник, токоотвод, заземлитель, а также сварочный аппарат и металлические скобы или хомуты для соединения токоотводов.

Количество токоотводов определяется размерами объекта, но в любом случае их должно быть минимум два

Установка молниеприемника для металлической кровли

Молниеприемник – это проводник, который закрепляют на крыше дома для того, чтобы он принимал электрические разряды. Устанавливают его на самом высоком месте. Если у здания сложная конструкция или оно очень большое, то желательно установить несколько молниеприемников.

По конструктивному исполнению они могут быть нескольких видов:

в виде металлического штыря;
металлический трос вдоль конька крыши;
молниезащитная сетка.

Для металлической кровли обычно используют молниеприемник в виде длинного металлического штыря (0,2-1,5 м). Его устанавливают вертикально в наивысшей точке здания. Штырь должен быть изготовлен из металла, который не подвергается окислению под открытым небом, например, из оцинкованной стали, меди, дюралюминия или алюминия. Площадь сечения верхней части такого молниеприемника должна быть более 100 мм. кв., диаметр – около 12 мм. Если используется полая трубка, то верхний ее конец надо обязательно заварить.

Важно ! Нельзя красить и изолировать молниеотвод.

Чем выше молниеприемник, тем большую территорию он защищает от молнии

Если на крыше имеется телевизионная мачта (металлическая, некрашеная), то неплохой молниеприемник может получиться из нее. Также для этих целей можно использовать высокий металлический флюгер. Главное, не забыть заземлить все это. Иногда молниеприемник устанавливают на дымоходе, но это не всегда правильно, так как прикрепленный металлический штырь будет создавать сильные ветровые нагрузки, которые могут повредить трубу.

Как альтернативный способ возведения молниеотвода можно использовать высокое (выше крыши), неподалеку стоящее от дома дерево. Молниеприемник в этом случае крепят на самую верхушку дерева с таким расчетом, чтобы он возвышался над кроной на полметра и более.

Установлено, что громоотвод защищает от молнии территорию, попадающую в воображаемый конус, вершина которого находится на конце молниеприемника, а боковые поверхности – под углом 45 градусов к устройству. Получившийся круг и является безопасной зоной. Отсюда можно сделать вывод, что чем выше молниеприемник, тем шире безопасная зона. Иными словами, высота молниеприемника равна двум размерам безопасной зоны. Желательно, чтобы под защитный конус попадал не только дом, но и хозяйственные постройки.

Видео-обзор активных молниеотводов

Токоотвод – это та часть защиты, которая отводит молнию от молниеприемника к заземлителю. Он имеет вид стальной проволоки (6 мм), которая приваривается к молниеприемнику и в соединении с ним выдерживает нагрузки до 200 тысяч ампер. Сварка между молниеприемником и токоотводом должна быть надежной, чтобы не было разрывов при сильном ветре или при падении снежного пласта.

Токоотвод спускают с крыши по стенкам. Его прибивают специальными скобами и направляют к заземлителю, в грунт. При наличии нескольких токоотводов расстояние между ними должно составлять не меньше 25 метров. Прокладывать их нужно подальше от окон и дверей здания.

Важно ! Токоотводы ни в коем случае нельзя загибать, так как может возникнуть искровой заряд и дальнейшее воспламенение.

Чтобы замаскировать токоотвод, можно опустить его по водосточной трубе, закрепляя хомутами

По правилам, токоотводы должны быть по максимуму короткими и прокладывать их надо поближе к краям фронтонов, слуховым окнам, острым выступам, то есть к наиболее опасным местам.

Устройство заземления

Заземлитель – это устройство, которое обеспечивает контакт токоотвода с землей. Главным его элементом является металлическая конструкция, имеющая довольно большую поверхность для лучшего контакта с почвой.

Очень удобно в качестве заземлителя использовать сварную конструкцию из труб или уголков. Можно также закопать в землю лист толстого железа, большой кусок сетки из толстой проволоки или старую металлическую бочку. Если нет времени и желания выкапывать глубокую яму, то можно использовать для заземления стальные прутья, которые легко вбиваются в землю на 2-3 м.

Большое значение имеет и материал заземлителя. Если используется обычное железо (сталь), то существует большая вероятность, что оно со временем сгниет. Ничем не лучше и оцинкованное железо, так как в агрессивной среде цинк быстро растворяется. Лучшими материалами для заземления являются нержавеющая сталь и медь (достаточно толщины в 2-3 мм). Можно использовать и железо, только оно должно быть толстым, чтобы не успело сгнить.

Заземлитель закапывают в землю на глубину 1-2 метра

Бывает, что даже очень хороший заземлитель плохо выполняет свои функции, например, на песчаных почвах или в летнее засушливое время. Исправить положение поможет вода. Желательно, чтобы грунт в районе заземления всегда был влажным. В это место можно провести сток воды из умывальника или намеренно увлажнять землю, особенно перед грозой. Для повышения электропроводности грунта можно один раз в несколько лет высверливать в почве небольшие шурфики и засыпать в углубления селитру и соль.

Важно ! Заземлитель следует располагать на расстоянии 5 и более метров от крыльца, дорожек, проходов и не менее чем на метр от стен здания.

Поддержание молниезащиты в рабочем состоянии

Каждый год, перед началом сезона гроз необходимо осматривать молниеотвод и все места крепления, чтобы в случае необходимости произвести их замену и покраску.
Раз в 3 года надо подтягивать или менять ослабевшие соединения и зачищать контакты.
Раз в 5 лет необходимо вскрывать заземлитель и проверять глубину образовавшейся коррозии. Если он проржавел более чем на 1/3, то его надо заменить.

Зона защиты от внешнего воздействия молнии

Устройство молниезащиты здания для неподготовленных людей может оказаться не очень простым делом. Необходимо все правильно рассчитать с учетом размера и типа здания, вида кровли и прочих параметров. Специалисты в этом деле не только грамотно выполнят все расчеты и соорудят надежную защиту от разрядов молнии, но и позаботятся о том, чтобы система не испортила вид здания.