Если вы считаете молниезащиту необязательной, то эта статистика для вас: причина каждого пятого возгорания коттеджа – попадание молнии. Вероятность действительно высока, поэтому следует обезопасить себя от этого природного явления и, что называется, спать спокойно.
Обеспечение безопасности коттеджа целиком и полностью лежит на плечах его владельцев. Защититься от молнии несложно, и это обязательно нужно сделать, независимо от того деревянный дом, кирпичный или какой-нибудь еще. Молния способна в считанные минуты уничтожить даже самое современное здание, если оно не защищено системой молниеотвода.
Молния – это колоссальный электрический разряд, возникающий во время грозы. Она страшна как своей разрушительной силой, так и непредсказуемостью, т.е. может ударить в любую точку. В месте удара возникает гигантский тепловой эффект, с возрастанием температуры до 30 000 °С. Ни один материал не в состоянии выдержать такую высокую температуру, поэтому молния прожигает насквозь даже грант. Удар молнии угрожает не только жилищу и электронной аппаратуре, но и самое главное – жизни и здоровью людей.
Различают первичные и вторичные разрушающие факторы молнии. К первичным относятся разрушения и пожары, вызванные прямым попаданием молнии; вторичные проявляются как возникновение в домашней электросети электромагнитной индукции, скачков напряжения, выход из строя бытовой техники и электронной аппаратуры.
Пассивная молниезащита
Традиционно защиту зданий от молнии обеспечивают специальные металлические конструкции – молниеотводы. В народе их еще называют громоотводами, но это название является некорректным, поскольку гром, являясь звуковым сопровождением молнии, сам по себе опасности не несет, и его никто и никуда не отводит. Это понятно. Задача же молниеотвода – перехватить разряд молнии и безопасно отвести его в землю, где он рассредоточится.
Система пассивного молниеотведения технически очень проста, но имеет свои нюансы, о которых надо знать. Она состоит из трех основных элементов – молниеприемник, токоотвод и заземлитель. В самой верхней части системы находится молниеприемник, который непосредственно улавливает разряд молнии и передает его токоодводу. Классический молниеприемник представляет собой металлический стержень круглого сечения диаметром 10-18 мм и длиной от 250 мм. Это может быть также и труба, заваренная с верху. Чем выше расположен молниеприемник, тем больше вероятность улавливания им молнии. Он гарантировано примет на себя разряд, если установить его выше всех конструкций коттеджа, включая дымоходы и антенны. Если молниеотвод не вписывается в архитектуру коттеджа, то его можно установить неподалеку на отдельной мачте. Такой молниеотвод будет так же эффективно защищать здание, как если бы он был установлен на его крыше. Главное чтобы молниеприемник находился на достаточной высоте.
Чтобы определить высоту молниеприемника и так называемый «колпак» защиты, необходимо сначала начертить вертикальное сечение коттеджа с сохранением его пропорций. Для расчета пользуются формулой:
r = 1,732 h,
где r – радиус защитного пятна на уровне основания стержня, h – высота от самой высокой точки дома до вершины молниеприемника.
Данная формула является упрощенной, но для расчета молниеотводов высотой до 15 м вполне годиться. Некоторые источники предлагают брать за радиус защитной зоны отрезок, равный высоте молниеотвода. Можно делать и так, но в таком случае молниеоприемник получится слишком длинный, т.е. с запасом. Для получения полной картины защищенного пространства, равнобедренный треугольник с вершиной в наивысшей точке молниеотвода и основанием 2r дорисовывают до уровня грунта. Стоит отметить, что профессиональных расчет защитной зоны молниеотвода намного сложнее, а сама зона имеет сечение с изломом гипотенузы в сторону высоты.
Очевидно, что в соответствии с указаной формулой высота молниеотвода для полного покрытия коттеджа защитным «колпаком» должна быть довольно большой, особенно если этот коттедж имеет вытянутую форму. В таком случае можно использовать несколько молниеотводов, защитные зоны которых пересекутся так, чтобы обеспечивалась безопасность всего коттеджа. Для более точного расчета следует учитывать частоту и силу молний для данной местности, расположение коттеджа, вид кровельного покрытия, а также характеристики грунта. Все это может сделать только специалист.
Молниеприемником может быть не только вертикальный стержень, но и металлический трос, натянутый горизонтально между небольших мачт, расположенных на коньке здания. Концы этого троса соединяются с токоотводами. Либо пространственная сетка из стальной, медной или алюминиевой проволоки, которой покрывается вся кровля с шагом 6 м. Сетка устанавливается на подпорки высотой 5-7 см, а все ее стыки надежно скрепляют.
Токоотводы выполняют из стальной (реже цветнометаллической) проволоки диаметром 6-10 мм. Они соединяют молниеоприемник и заземлитель. Обычно товоотводную часть ведут по стене здания, крепя проволоку скобами. Соединение токоотвода и молниеприемника выполняется при помощи болтов, сварки или пайки твердым припоем. Площадь сечения контакта должна быть в 2 р больше сечения проволоки. Если дом деревянный, то токоотводы ведутся на расстоянии 150 мм от стены. В стенах из кладочных материалов токоотводы можно заложить в штробы и укрыть штукатуркой. Часто токоотводы прячут за водосточными трубами, – так их почти не видно.
Токоотводов на среднем коттедже, площадью 150-200 м² должно быть как минимум два. Спускать их нужно по кратчайшему пути и желательно с минимум поворотов. Крепить токоотводы лучше на противоположной стене по отношению к входу. Между ними оставляют не меньше 10 м.
Заземлитель может быть в виде вертикально заглубленного металлического штыря (нескольких соединенных между собой штырей) или горизонтального металлического контура, заложенного вокруг дома. Горизонтальный способ заземления считается более надежным при любом типе грунтов, но особенно его рекомендуют на влажных грунтах. Тогда на глубину 80-150 см укладывают горизонтально стальной уголок 40-50 мм или металлическую трубу.
В сухой почве, как правило, используют пару стальных прутов, забитых на глубину 2-3 м. Между прутами нужно выдержать расстояние не менее 3 м. Важно, чтобы заземлители достигали влажного грунта, поэтому при определении глубины их установки, принимают во внимание и уровень грунтовых вод. Сопротивление заземлителя не должно превышать 10 Ом, и его обязательно следует измерить при монтаже. Заземлители располагают не ближе 1 м от стены дома.
Активная молниезащита
Классический стержневой молниеотвод применяется уже более двухсот лет. При правильной установке он прекрасно справляется со своей функцией, однако какова бы ни была его конструкция, молниеприемник остается заметным.
Около 30-ти лет тому назад была изобретена так называемая «активная» молниезащита или официально – система с упреждающей стримерной эмиссией (ESE). Молниеприемником в них служит специальный ионизатор, самостоятельно инициирующий упреждающий импульс навстречу грозовому электрическому разряду. В отличие от классического стержня, который «ожидает», когда его выберет молния, ионизатор сам перехватывает разряд.
Как утверждают производители данных устройств, зона их защитного действия гораздо шире, чем у стержневых молниеприемников и имеет вид купола, а не конуса. Кстати куполообразная форма позволяет защищать не только сам коттедж, но еще и территорию вокруг него.
Молниеприемник активной системы выполнен в виде небольшой головки с технологическим дизайном. Он впишется в архитектуру любого коттеджа и полностью обезопасит его жилище и двор от ударов молнии. Такие устройства широко используются во Франции, Испании, Португалии и других европейских странах. Опыт их применения недавно приобрел и Казахстан. Активные молниеотводы наверняка нашли бы покупателя и на нашем рынке, даже не смотря на их высокую стоимость. Такая защита обходится от 1200 до 2500 долларов, тогда как пассивные системы (если они не выполнены из цветных металлов) стоят в 7-10 раз дешевле.
Защита электросетей от молнии
Вторичные факторы проявления атмосферного электричества, упомянутые вначале этой статьи, не перестают представлять опасность даже при активной или пассивной защите здания. Опасность эта касается, прежде всего, электросети и электроприборов.
Электрические разряды могут перебрасываться к коттеджу даже на удалении 1-2 км от точки входа молнии. Проводниками в данном случае могут служить коммуникации (магистральные трубопроводы и электрические провода). Молния может вызвать сильные скачки напряжения, поэтому необходимо устанавливать в домашней сети устройства защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП) либо ограничители напряжения. Эти устройства внешне напоминают УЗО, которые сегодня устанавливают в каждом домашнем электрощите. УЗИП классифицируются по степени защиты:
- от последствий прямого попадания в систему молниезащиты;
- от удаленных ударов молнии;
- от пиковых напряжений;
- от остаточных токов и колебаний.
Все виды УЗИП устанавливают на распределительном щите после вводного автомата либо в последующей распределительной коробке. Для защиты электротехники рекомендуется также использовать розетки с заземлением.
Автор текста: М. Тамилин
