Молниезащита зданий и сооружений

Каждый владелец недвижимости знает, что такое молния и какие проблемы она может принести. Однако при эксплуатации зданий и сооружений большинство собственников почему-то считает, что разряд мощностью в сотни тысяч вольт попадет куда угодно, но только не в его сооружение. Практика показывает, что защита от молнии необходима каждому строительному объекту. Только так можно на 100% уберечься от пожара и (или), убытков, трагических случаев.

Как «работает» молния

Серьезные последствия наступают при развитии событий по одному из трех сценариев:

1. Разряд попадает в крышу дома. В итоге – резкое повышение температуры, могущее привести к пожару, разрушения, вызываемые ударной волной.
2. Молния попадает в линии электропередачи или соседствующие объекты. Большой ток идет по проводам или трубам в здание. Это приводит к сбоям, а то и отказе инфраструктурных систем дома.
3. Разряд попадает в землю рядом со строением. Если почва обладает высоким сопротивлением, ток может попасть на нулевую фазу, что приведет к выходу из строя бытовых приборов. Но такое развитие событий – большая редкость.

Как защитить дом

Существует два способа «обороны»: наружная и внутренняя. В первом случае защитные устройства монтируются на крыше или отдельных мачтах. Суть - в «улавливании» разряда молниеприемником и «переводе» его в землю через тоокоотводы и заземлители. Внутренняя защита включает в себя установку специальных устройств внутри здания, которые предохраняют бытовую сеть от импульсных высоковольтных напряжений. Сюда относятся:

• реле контроля, отключающее конкретный прибор или всю сеть при превышении заранее установленного максимума напряжения;
• стабилизатор: выдает строго установленные вольты и отключается при замыкании, увеличения тока;
• фазное реле: микропроцессорная техника, реагирующая на неправильное протекание напряжения в каждой из трех фаз.

Особенности внутренней защиты от грозовых разрядов

Сначала возникает перенапряжение в электросети. Оно бывает прямым или непрямым. В первом случае разряд наносит удар в здание или провода. Во втором - перенапряжение возникает из-за попадания молнии в землю, объект рядом с домом. Поэтому для внутренней защиты применяют один из трех приборов УЗИП:

1. Варисторы, способные отвести в землю ток силой до 100 кА. Устройства пропускают через себя всю силу заряда и ослабляют его до единиц киловольт. Устанавливаются на кабельных вводах здания.
2. Варисторные ограничители, уменьшающие импульсное напряжение до значения, не способного разрушить бытовые приборы. Без устройств вышерассмотренного типа не могут выдержать удар молнии, поэтому применяются вместе с ними.
3. Дополнительные ограничители, совместимые с линией передачи данных. Устройства используются для «индивидуальной» защиты телевизоров, камер видеонаблюдения, телефонных аппаратов. Применяются вместе с обоими типами приборов, рассмотренных ранее.

УЗИП первого типа должен устанавливаться с защитными плавкими вставками или «автоматом». Если номинал последнего составляет 25 А, устройство защиты от молний можно поставить сразу после него. Схемы внутренней «обороны» подразделяются по приоритету безопасности на два типа:

1. Разрушение УЗИП не допускается, но срабатывает автоматика, полностью отключающая электричество во всем доме.
2. Допускается временное отключение молниезащиты, но перебои в энергоснабжении не предусмотрены.

Возможно применение обеих схем внутренней молниезащиты.

Внешняя защита: молниеприемники

Наибольшее распространение получила внешняя защита от грозы. Ее основные элементы стоит рассмотреть подробнее. Речь идет об устройствах, которые первыми принимают удар стихии на себя. В зависимости от особенностей конструкции здания, его крыши, используется тори основных типа молниеприемников (встречаются и смешанные варианты).

Стержневые конструкции

Представляют собой вертикальный металлический штырь, чаще всего круглый, который и принимает молнию. Основное к нему требование – надежность и устойчивость к воздействию внешней среды: осадкам, перепадам температуры, влажности. Стержневая конструкция должна быть простой и легко монтируемой. Ее устанавливают на самой высокой части строения: минимальная высота от плоскости – полтора метра. Штырь допускается монтировать и на рядом стоящей мачте: тогда ее высота зависит от габаритов дома и может достигать десятков метров. После окончания монтажных работ стержень образует защитный конус: его размеры высчитываются по специальным формулам.

Тросовые (линейные) молниеприемники

Это горизонтальная система, где основной элемент - упругий стальной канат, протянутый по длине конька крыши через отдельные штыри. Такая система защиты подходит зданиям, где длина кровли многократно превышает ширины (складские помещения, ангары и т. п.). Минимальный диаметр троса 12 мм и зависит от величины пролета. При обустройстве системы необходимо учитывать ветровую нагрузку, образование наледи, оседание снега. Для исключения повреждений нужно точнее рассчитывать количество вертикальных опор. Бюджетный вариант тросовой молниезащиты – использование проволоки-катанки. Она стоит недорого, легко крепится болтами или с помощью сварки.

Сетчатые системы

Предназначается для установки на плоских крышах, монтируется посредством сварки, поэтому считается наиболее трудоемкой. Для изготовления сетки используют туже проволоку-катанку диаметром от 10 мм или стальные полосы любого размера. В некоторых случаях такую систему можно видеть на скатной кровле. Сетка устанавливается по периметру. Защита считается одной из наиболее надежных, поэтому ее монтируют на крышах детских садов, школ, больниц, государственных учреждений.

Токоотводы

Они «провожают» токовый разряд от молниеприемника в землю. Чаще всего это стальная проволока сечением от 6 до 10 мм, иногда – металлическая полоса или полудюймовая труба. При монтаже токоотводов основное внимание стоит уделить надежному соединению с заземлителем и молниеприемником, а также установке промежуточных опор через 1,5-2 м. Для маскировки токоотвода покрасьте его в цвет фасада здания.

Конструкция заземления

При его выборе нужно ориентироваться на влажность грунта. Если она высокая и вода стоит близко к поверхности, хватит глубины 80-100 см. В регионах, где земля сухая, копать желательно на 1,5 м. Конструкция может быть самой разнообразной, но в любом случае длина одной из сторон должна быть не менее 2 м. например, это может быть треугольник, сваренный из стального прутка сечением 18020 мм, уголка на 40 мм или металлической полосы шириной 4 см. Некоторые предпочитают форму заземлителя в виде перевернутой буквы «Ш». Вместо сварки допускается использовать болтовые соединения, но первый вариант надежнее.

Особенности монтажа

Сразу стоит отметить, что обустройство системы подразумевает использование большого множества элементов, которые должны правильно сочетаться между собой. Поэтому целесообразнее приобретать сразу комплект, рассчитанный на защиту от грозовых разрядов здания с определенными габаритами.

На первом этапе устанавливаются молниеприемники. Для этого желательно иметь под рукой проект с расчетами. Если вы не можете выполнить их сами, рекомендуется обратиться к специалистам. В любом случае сначала определите место заземляющей конструкции. Это делается для того, чтобы токоотвод получился коротким, и молния попадала в землю кратчайшим путем.

На последнем этапе производится проверка системы. Сначала – визуальная: нужно просмотреть места сварки и соединений всех элементов молниезащиты. Ослабление креплений, не проваренные швы (проверяются постукиванием молотка) не допускаются. Далее понадобится специальный омметр для проверки сопротивлений.

В заключение стоит сделать вывод, что обустройство молниезащиты, особенно больших зданий, будет наиболее эффективным только при условии комплексного подхода. Например, специалисты должны определить, в каком случае требуется один тип молниеприемника, а в каком другой. При этом чтобы установить их количество, длину токоотводов, определить конструкцию заземлителя и глубину монтажа, необходимо провести соответствующие расчеты.