Молниезащита
Устанавливать молниезащиту для частного дома определяется самим владельцем, исходя из вероятности поражения своего дома молнией и возможного материального ущерба.
Нужна ли Молниезащита частного дома?
Существуют нормативные документы для молниезащиты различных обьектов, но они не выдвигают особых требований к обязательной установки системы молниезащиты для индивидуальных жилых домов в частном секторе.
Вероятность удара молнии в частном доме зависит в первую очередь от продолжительности гроз в регионе, где располагается частный дом или строение.
Молниезащита для частного дома прямоугольной формы
Приведем пример молниезащита для частного дома прямоугольной формы размерами 10х12 м и высотой в коньке 8:
| Среднегодовая продолжительность гроз в часах | Вероятность удара молнии в дом 10х12х8 м* |
| 10-20 | 1 удар в 332 года |
| 20-40 | 1 удар в 166 лет |
| 40-60 (Москва и обл.) | 1 удар в 83 года |
| 60-80 | 1 удар в 60 лет |
| 80-100 | 1 удар в 47 лет |
| 100 и более | 1 удар в 39 лет |
Комплекс средств молниезащиты зданий включает в себя устройства защиты от прямых ударов молнии (внешняя молниезащитная система) и устройства защиты от вторичных воздействий молнии (внутренняя молниезащитная система). В частных случаях молниезащита может содержать только внешние или только внутренние устройства. Но подробнее об этом, мы расскажем ниже.
Система внешней молниезащиты защищает непосредственно от прямого попадания молнии в частный дом. Данное воздействие опасно в первую очередь высокой температурой канала молнии, которое может привести к возгоранию горючих конструкций здания.
Более подробно об опасностях, которые несёт грозовой разряд молнии можно узнать в цикле статей «Молниезащита для новичков» профессора Э. М. Базеляна.
Состав внешней системы молниезащиты
Система внешней молниезащиты состоит из трех компонентов:
- Молниеприёмников, воспринимающих прямой удар молнии;
- Заземляющего устройства, обеспечивающего растекание тока в земле,
- Токоотводов, осуществляющих связь между двумя первыми элементами.
Молниеприёмники
Выбор количества и высоты молниеприёмников должен производиться с помощью расчёта зон защиты. В расчётную зону защиты установленных мачт должен входить весь объём защищаемого объекта.
Зона защиты стержневого молниеприёмника представляет собой конус, вершина которого совпадает с вертикальной осью мачты. Размеры данного конуса зависят от значения требуемой надёжности.
Размеры конуса защиты согласно СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» для надёжности 0,9 определяются формулами:
Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода:
1 – граница зоны защиты на уровне hx, 2 – то же на уровне земли
Установки одной мачты может быть достаточно только для дома с вальмовой (пирамидальной) кровлей при размещении мачты на вершине крыши.
Для дома прямоугольной формы с двухскатной кровлей (угол ската кровли не менее 35°) для надёжной защиты необходима установка двух мачт высотой 2 метра по краям конька кровли. Для дома более сложной формы нужно производить расчёт с учетом конструктивно возможных мест установки молниеприёмных мачт.
Молниеприёмная сетка может быть использована для кровель с уклоном не более 7°, что не характерно для индивидуального жилого строительства. Кроме того, современная научная общественность не подтверждает эффективность сеток в обеспечении защиты от прямых ударов молнии.
Молниеприёмники должны быть выполнены из материалов и размеров (площадь сечения, толщина), соответствующих ГОСТ Р МЭК 62561.2-2014.
Токоотводы
Диаметр токоотводов, выполненных из круглого проката должен быть не менее 8 мм. Токоотводы нужно располагать таким образом, чтобы между точкой поражения и землей ток растекался по нескольким параллельным путям, и длина этих путей была минимальна. Рекомендуется прокладывать токоотводы на максимальном отдалении от дверей и окон.
Непосредственный контакт токоотвода требуемого сечения с материалом стен и кровли не может привести к возгораниям, в силу того, что повышение температуры токоотвода под воздействием тока молнии недостаточно даже для начала процесса обугливания дерева, не говоря уже о других малогорючих материалах. Кроме того, тепловое воздействие очень кратковременно.
Заземляющее устройство
В качестве заземляющего устройства во всех возможных случаях необходимо использовать металлические сваи фундамента или соединенную между собой арматуру железобетонных фундаментов здания. Данное решение примененимо при возможности подключения (наличие выпусков арматуры) и при использовании в качестве гидроизоляции битумных и битумно-латексных покрытий. Эпоксидные и другие полимерные покрытия препятствуют электрическому контакту фундамента с землей, и, следовательно, данный фундамент в качестве естественного заземлителя использоваться не может.
Искусственные заземлители следует располагать под асфальтовым покрытием или в редко посещаемых местах на удалении от пешеходных дорог.
Заземляющее устройство, к которому подключен стержневой молниеприёмник, должно иметь следующую минимальную конструкцию:
– три и более вертикальных электрода длиной не менее 3 метров, объединённых горизонтальным электродом, при расстоянии между вертикальными электродами не менее 5 метров.
Заземляющие электроды должны располагаться за пределами защищаемого объекта и быть как можно более распределёнными. Предпочтительная глубина залегания электродов не менее 0,5 м, расстояние от стен объекта – 1 метр.
Размеры заземлителей должны соответствовать требованиям коррозионной и механической стойкости. В нормативных документах (ГОСТ Р 50571.5.54-2011) приведены минимальные размеры электродов в зависимости от материала, из которого они изготовлены.
Примечания
* Вероятное число ударов молнии в год для объекта рассчитывается по следующей формуле:
где:
А – длина здания, м
В – ширина здания, м
Н – высота здания, м
n – среднегодовое число ударов молнии в 1 км2 земной поверхности, 1/(км2*год)
Удельная плотность ударов молнии в землю n определяется исходя из среднегодовой продолжительности гроз в часах следующим образом:
| Среднегодовая продолжительность | Удельная плотность ударов молнии в землю n, 1/(км2*год) |
| 10-20 | 1 |
| 20-40 | 2 |
| 40-60 | 4 |
| 60-80 | 5,5 |
| 80-100 | 7 |
| 100 и более | 8,5 |
Период попадания молнии:
