История создания молниеотвода
Еще в далеком XVIII веке люди начали исследовать магнетизм и электричество. Известный исследователь из Америки, который еще являлся политиком и одним из авторов Конституции США, а потом и ее президентом, Бенджамин Франклин изучал заряженные частицы. Его умозаключения привели к тому, что остроконечные проводники имеют прекрасные электрические свойства. Бенджамин и предложил использовать металлические устройства, установленные выше других конструкций, в качестве предотвращения попадания молнии. Это и были первые молниеотводы. Именно Бенджамин Франклин считается отцом молниеотводов, которые используются повсеместно по сей день.
В 1752 году он поделился своими умозаключениями и идеями с другом Джоном Коллинсоном. Однако участники лондонского королевского общества не восприняли идеи Бенджамина и только посмеялись над ним. А вот успех пришел к нему тогда, когда в 1752 году Томас-Франсуа Далибар установил молниеотвод по описанию Франклина. Он узнал о нем, переводя книгу автора, понял принцип работы и заинтересовался устройством. Исследователи из Франции выразили поддержку американскому коллеге.
Как видно на фото, устройство от Далибара напоминало заостренный штырь из железа, высота которого 40 футов. Для надежности его установили на деревянную подставку, что не проводит электричество. Когда 10 марта 1752 года была сильная гроза, проводник покрылся первыми россыпями искр, длинна которых 4-5 см. Это было подобие современного молниеотвода, что указывало на возможность «ловли» заряда.
Если говорить о России, то впервые молниеотвод увидел свет в 1753 году. Его создали М.В. Ломоносов и Г.В. Рахманов. С течением времени это полезное устройство модернизировалось и приобретало привычный нам вид.
Громоотвод: принципиальные факторы
Устройство громоотвода представляет собой не что иное, как возвышающуюся над попадающей в зону защиты дома конструкцию, сквозь которую разряд молнии, обходя дом (дачу, коттедж, пр.), отводится в грунт.
Она состоит:
- из принимающего на себя силу разряда молниеприемника,
- транспортирующего его токоотвода (спуска),
- заземлителя – «гасящего» разряд в почве.
При этом дом по высоте должен быть ниже, чем громоотвод (разница составляет порядка 200 см), располагаться в непосредственной близости от него или даже под отводом. Слишком высокая защита тоже не желательна, иначе она будет притягивать к себе молнии изо всей округи.
Пред тем, как сделать громоотвод, нужно не только продумать конструктивные его особенности, но и добиться максимальной эффективности во время работы. Обеспечить это можно только соблюдая определенные правила. Проведение предварительного расчета громоотвода с определением уровня защиты позволит собрать необходимый набор инструментов, расходных материалов.
Составляющие элементы защиты
Молниеприемник
Основная задача – правильно подобрать молниеприемник, который должен обеспечить полную защиту дачного домика в зоне своего действия. На сегодняшний день в качестве приемника молнии может выступать штырь, сетка, трос либо сама крыша. Подробно рассмотрим особенности применения каждого из вариантов в частном доме.
Что касается штыря, существуют уже готовые изделия от производителей, которые имеют подходящую форму и удобное крепление. Как правило, металлом изготовления молниеприемника является медь, алюминий либо сталь. Наиболее подходящим и эффективным является первый вариант. Для того, чтобы приемник хорошо справлялся со своей задачей, его сечение должен быть не меньше 35 мм2 (если медь) либо 70 мм2 (стальной стержень). Что касается длины стержня, в бытовых условиях рекомендуется применять приемники длиной от 0,5 до 2 метров. Штыри удобно использовать для того, чтобы сделать громоотвод на садовом домике, бане либо другой, небольшой постройке.
Металлическая сетка также может продаваться в уже готовом виде. Как правило, сетчатый молниеприемник представляет собой ячеистый каркас из арматуры, толщиной 6 мм. Размер ячеек может составлять от 3 до 12 метров. Чаще всего такой вариант молниезащиты используется в многоквартирных домах и больших зданиях, к примеру, торговых центрах.
Трос более практичен в домашних условиях и справляется с задачей лучше, чем сетка. Чтобы сделать громоотвод в частном доме с помощью троса, нужно растянуть его вдоль крыши (по коньку) на деревянных брусках, как показано на фото ниже. Минимальный диаметр троса для молниезащиты здания должен быть 5 мм. Как правило, такой вариант используют, если хотят своими руками сделать молниеотвод на доме с шиферной крышей.
Ну и последний вариант – кровля в качестве приемника, может использоваться в том случае, если крыша жилого дома крыта профнастилом, металлочерепицей либо другим металлическим кровельным материалом. При таком варианте громоотвода к крыше предъявляются два важных требования. Во-первых, толщина металла должна быть не менее 0,4 мм. Во-вторых, под кровлей не должно быть легковоспламеняющихся материалов. Сделать громоотвод в частном доме с металлической крышей можно намного быстрее и при этом сэкономив на покупке специальных молниеприемников.
Обращаем Ваше внимание на то, что если Вы будете использовать сетку, ее монтаж должен осуществляться на высоте не менее 15 см над самой крышей!
Токоотвод
В качестве токоотвода для частного дома используется 6-милиметровая проволока из меди, стали либо алюминия. Соединяться с молниеприемником и системой заземления проволока должна болтами либо сваркой
Единственное, но очень важное требование к токоотводу – он должен быть изолирован от окружающей среды и проходить к земле по самому кратчайшему пути. Что касается изоляции, на дачах и загородных домах популярностью пользуется использование обычных кабельных каналов, которые также применяют, если нужно сделать открытую проводку в доме своими руками
Заземлитель
Ну и последний элемент громоотвода – заземляющий контур. Чтобы не делать материал слишком объемным, мы выделили под данный вопрос отдельную статью – как сделать заземление в частном доме. Рекомендуем ознакомиться с информацией, чтобы Вы знали все тонкости данного этапа.
Вкратце можно сказать, что контур заземления должен находиться рядом с домом, но не в прогулочной части участка, а, наоборот, ближе к ограждению. Отвод заряда на землю осуществляется металлическими стержнями, закопанными в почву на глубину 0,8 метров. Все стержни лучше размещать по схеме треугольник, которая как раз и показана на фото:
Итак, с составляющими элементами молниезащиты на крыше мы ознакомились, теперь рассмотрим, как правильно сделать громоотвод своими руками.
Надежный громоотвод на даче — видео урок по созданию
Как делать нельзя
Остановимся немного на том, как не нужно делать дачный громоотвод точно
Посмотрите видео и потом мы обратим внимание на типичные ошибки при монтаже
1) Молниеприемник на крыше выполнен с одного края, что совершенно точно не обеспечит тредуемой зоны защиты, так как молния, бьющая с противоположной стороны, гарантированно прорвется к объекту (дому). Почему одиночный молниеприемник — это всегда менее предпочтительная конструкция, и как правильно планировать молниеприемное оборудование подробнее читайте в материале «Молниеприемники».
2) Материал крепежа кустарного производства при прохождении тока молнии с большой долей вероятности может не выдержатиь огромных температур и просто расплавится. Поэтому всегда необходимо знать параметры используемых материалов и выполнить необходимые расчеты. Но проще купить готовые комплектующие у производителей молниезащиты, тем более, что цены на элементы крепления, особенно отчественные, приемлемые. Плюс вы получите необходимую консультацию специалистов по грамотному монтажу.
Посмотреть цены на крепеж для громоотвода
3) Есть такое правило: вы либо делаете изолированную молниезащиту и выдерживаете необходимое расстояние пробоя, либо соединяете все металлические элементы вместе и выводите на заземление. Здесь автор использует изоляторы и соответственно первый способ, а значит воздушный промежуток между приемником/токоотводом должен быть не меньше минимального расстояния R, которое конкретно в данном варианте должно равняться 300-400 мм, чего не заметно. Без заземления еще и кровли здесь гарантированно будет возникать опасная разность потенциалов.
4) Вариант заземлителя в виде единственного воткнутого в землю штыря не может считаться надежным ни при каком сопротивлении грунта, тем более что токоотвод, по которому приходит разряд от молниеприемника, тоже единственный. Даже во времена еще СССР при полном отсутствии знаний и расчетных параметров сопротивления грунта всегда делали очаговое заземление в форме треугольника или П-образного контура.
Громоотвод своими руками
Выбираем место установки
Прежде чем непосредственно подступиться к вопросу – как сделать громоотвод на даче, следует выбрать место для его установки. Одним из вариантов может быть кровля строения. Это просто и не требует высокой опоры, достаточно 3-4 метров. Если на участке есть возвышения, превосходящие высоту крыши (высокое дерево, мачта телевизионной антенны, флюгер, труба дымохода), то разумным и удобным будет разместить молниеприемник именно там, позаботившись о его надежной фиксации
Важно учесть, чтобы дом при этом целиком попадал в защищаемый конус
Но если по каким-то соображениям названные варианты вам не подходят, то всегда есть возможность установить молниеотвод на мачте в некотором отдалении от жилья. Хотя этот метод более трудоемкий, т.к. необходима высокая крепкая мачта, и имеет нюансы:
- чем дальше от строения, тем выше нужна мачта;
- громоотвод не должен создавать опасность соседям.
Выбор оборудования
Поскольку настоящая статья посвящена тому, как сделать громоотвод в частном доме, то более подробно будет рассмотрен самый универсальный и бюджетный вариант – обустройство стержневого громоотвода на даче. Это в полной мере соответствует требованиям отечественных норм в сфере электробезопасности, в частности пособию к РД 34.21.122-87 «Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений», где говорится о том, что:
Все, что может понадобиться для изготовления громоотвода, можно приобрести в обычном магазине строительных товаров. Чтобы соорудить типовой стержневой громоотвод, будут нужны:
- для молниеприемника: стержень из металла – стальной, медный или алюминиевый с сечением соответственно – 50, 70 или 35 квадратных миллиметров.
- для токоотвода: предпочтительнее медный кабель, не менее 16 квадратных миллиметров в поперечнике;
- для мачты: труба из асбоцемента (на 2-4 метра выше дома);
- для заземления штыри из меди;
- крепежные элементы.
Оборудование для молниеотвода
Имея все необходимое под рукой, можно приступать к монтажу громоотвода.
Подготовка к монтажу
Выполняя громоотвод своими руками на даче, владелец дачного участка должен понимать, что вопрос надежности и безопасности конструкции полностью ложится на его плечи. А потому, уже на этапе монтажа, он должен позаботиться о безопасности. Что нужно сделать:
- тщательно продумать и подготовить крепления деталей громоотвода. При отсутствии надежной фиксации, все высотные элементы могут быть снесены ветром, а значит может пострадать само строение, припаркованные вблизи авто или иметь место травмы жильцов;
- дымовые каналы, выведенные выше кровли, также нуждаются в установке молниеприемников. Дымоход из керамотрубы или кирпича в процессе эксплуатации неминуемо теряет изоляционные свойства, а значит, может легко перенести заряд молнии в жилье. Нержавеющие и подобные дымоходы нуждаются в заземлении;
- антенны (в том числе спутниковые) необходимо подключать к заземлению, ведь они связаны с электросетью и очень хорошо притягивают молнии.
Инструкция по изготовлению
Монтаж громоотвода
Монтаж громоотвода начинается с выкапывания ямы либо траншеи глубиной от 1-1,5 метров и длинной 3 для прокладки заземлителя. Заземлитель не должен проходить рядом с самим домом (крыльцом, стенами), а также садовыми дорожками.
Если в процессе копания в яме обнаружатся грунтовые воды, то это только плюс: влажная почва – отличный проводник, грозовой разряд будет равномерно стекать в грунт.
Далее, молниеприемник закрепляется на вершине опоры или крыши металлическими хомутами. Следующим шагом будет присоединение к уже имеющейся конструкции кабеля токоотвода, который будет проходить в трубе из асбестоцемента.
Внимание!!! Это очень важно: изолировать токоотвод от металлических элементов дачного дома. Разряд ни в коем случае не должен пойти в смежные металлические не заземленные конструкции!
Нижний конец кабеля защемляют контактами или приваривают к заземляющему электроду
Нижний конец кабеля защемляют контактами или приваривают к заземляющему электроду
Затем заземляющий контур заглубляют (вбивают) в почву и, хорошо трамбуя, засыпают землей
Нижний конец кабеля защемляют контактами или приваривают к заземляющему электроду. Затем заземляющий контур заглубляют (вбивают) в почву и, хорошо трамбуя, засыпают землей.
Важно! Молниеприемник не должен иметь декоративного покрытия (окрашивание), ведь оно способно значительно ухудшить его проводящую функцию!
Что это такое
По сути, громоотвод для дома — это своего рода система безопасности, действие которой состоит из трех этапов:
- «встреча»;
- перенаправление;
- заземление.
Соответственно и сам громоотвод конструктивно состоит из трех частей:
- приемника;
- токоотвода;
- заземлителя.
То есть, при ударе молнии в крышу дома происходит следующее – приемник громоотвода принимает заряд электричества, токоотвод его перенаправляет в сторону, а заземлитель «успокаивает» в грунте участка рядом с домом.
Громоотвод в частном доме
Конструкция довольно-таки проста, поэтому ее не так уж и сложно сделать самостоятельно, но есть один нюанс, который необходимо учитывать – вид кровельного материала, которым покрыта крыша.
Самый простой тип громоотвода представляет из себя стальной стержень, установленный в самом высоком месте крыши дома. К стержню приварена металлическая проволока, которая спускается по стене вниз. Второй конец проволоки приварен к металлическому листу, вкопанному в землю.
Такой громоотвод для дачного дома сделать легко и весьма недорого, ведь можно использовать подручные материалы, к примеру остаток трубы или арматуры. Конечно, нужно учитывать тип крыши, а точнее, нюансы в устройстве системы безопасности от удара молнии, которые зависят от кровельного материала:
- металлические – для таких крыш длина приемника громоотвода должна быть больше одного метра;
- шифер и родственные ему материалы – более эффективен «лежачий» громоотвод – то есть вдоль «конька» нужно расположить толстый металлический трос, к которому припаивается отвод, так же, как к вертикальному столбику;
- черепица – можно использовать и простой классический тип конструкции, а можно и разместить сетчатый громоотвод – это квадрат или прямоугольник из металла с такой же металлической сеткой, расположенный над кровлей на высоте около метра на деревянных столбиках, к нему припаивается отводка.
Какой бы не был предпочтен громоотвод, в частном доме нужно учесть и такой момент, как расположение заземлителя. Лист металла иди брусок должен быть как можно дальше от входа и других частей участка.
Заземление приемника молнии
По которым часто ходят. Так же он не должен располагаться близко к фундаменту, расстояние от стены должно составить не менее, чем метр. Глубина, на которую закапывают заземлитель в идеале составляет 3-4 метра, минимальная глубина – 2 метра.
Громоотвод своими руками
Сделать громоотвод-молниеотвод своими руками не составит особого труда. Для этого не нужно каких-либо особенных навыков. Достаточно просто уметь пользоваться бытовой сваркой, или уметь прочно прикручивать болты и не бояться высоты. Необходимо:
- сделать схему громоотвода;
- запастись материалами: проволокой, стержнями, инструментами и сварочным аппаратом, а также краской для прокрашивания соединений. Более надежно делать громоотвод с помощью сварки, но можно использовать болты и гайки;
- выбрать погожий день, работать на крыше даже дачного дома необходимо в сухую и погожую, безветренную погоду;
- продумать модель громоотвода, а лучше его нарисовать;
- решить какую часть работы можно сделать на земле, а что нужно будет делать на крыше;
- и приступить к работе.
Примечание: детали можно не спаивать, а просто скрутить очень плотно с помощью болтов и гаек. Тут главное, чтобы при прохождении электрического разряда не получилось замыкание, которое способно вызвать пожар.
Наша цель уберечь дом от пожара, а не вызвать его. Все спаянные или скрученные места желательно покрасить, чтобы уберечь от коррозии
И самое важное, если Вы в своих силах не уверены – лучше пусть эту работу сделают профессионалы
Установка громоотвода
Установка молниеприемника самая сложная часть задания. Выбрав наивысшую точку здания на ней необходимо установить металлический штырь, который в свою очередь прикреплен к деревянному основанию.
В качестве самой высокой точки могут подойти:
- дымоход, они, как правило, располагаются достаточно высоко;
- конек дома, часто это выглядит как флюгер – будет полезно и красиво;
- выступ на крыше – это практически всегда декоративные элементы;
- антенна, которая сама по себе может служить молниеприемником, если изготовлена из алюминия или другого металла и не крашена.
В качестве громоотвода иногда используют металлическую крышу, устроенную как единое целое с достаточной толщиной железа и снабженную соответствующей защитой или часть крыши с такими же характеристиками, а также водостоки при условии изготовления их из металла нужного диаметра, или же металлические ограждения на крыше.
Заземление
Заземление – это устройство, которое отводит заряд, нередко очень высоких значений в землю, фактически устраняет его разрушительную силу.
Учитывая специфику устраиваемого компонента, необходимо, чтобы оно располагалось на расстоянии не ближе 1 метра от стены здания и как минимум на 5 м от крыльца и дорожек, это если в ваши планы устраивать несчастные случаи никак не входит.
Дерево в качестве громоотвода
Одним из вариантов устройства громоотвода с минимальными затратами можно считать молниеотвод устроенный на дереве возле дома.
Для этого нужно всего несколько вещей:
- это возможно только тогда, если рядом с домом растет большое, а точнее высокое дерево, которое может служить молниеотводом;
- громоотвод, после устройства должен быть выше самой высокой точки дома, чтобы он смог выполнят свое предназначение;
- расположение дерева таково, что дом попадает в «зону конуса» (о нем писалось раньше), это значит, дерево растет достаточно близко от стен дома;
- штырь и проволоку необходимо крепить к стволу с помощью пластиковых хомутов, чтобы не повредить кору и древесину растения. Мы же не хотим, чтобы дерево засохло;
- помним, что заземление располагается вдали от дорожек и стен дома. Это правило должно быть соблюдено неукоснительно.
Гром и молния или зачем нужен громоотвод
В средних широтах европейского континента первомайские дни знаменуют собой начало сезона, когда дожди могут сопровождаться грозами. Большинство людей побаивается раскатов грома, вспышек молнии. И не беспочвенно. Статистика неумолимо показывает, что ежегодно в стране от удара молнии погибают десятки человек, еще чаще случаются пожары частных строений по вине грозового разряда и искр.
Громоотвод в частном доме актуален как для владельцев загородных коттеджей, так и для любителей провести время на даче. В силу особенностей электростатики, в последние десятилетия вероятность попадания электрического импульса при грозе немало возросла. Причиной тому обилие в домах электроприборов, электротехники, использующей эфирные каналы для обмена информацией. К тому же, как известно, молния скорее ударит в металлические предметы, если они есть рядом, чем в деревья. В современном жилье немало металлических предметов: металлическая кровля, антенна, защитный конус дымохода и др. Безусловно, в защите от молнии больше нуждаются деревянные постройки, но и при попадании в кирпичный дом, перечисленных фактов будет достаточно, чтобы возник пожар.
Вот несколько факторов, которые способны повлиять на решение – устанавливать или нет громоотвод в частном доме:
- состав почвы;
- высота участка над уровнем моря;
- климатологические характеристики района (частота гроз, влажность воздуха и др.).
Может Вас заинтересует статья Диммер для светодиодных ламп.
Хотя в целом, целесообразность устройства громоотвода в частном доме сомнений не вызывает. При имеющейся возможности, лучше снабдить свое жилье и участок необходимой защитой.
Правила устройства громоотвода
Для правильного выбора схемы устройства дачного громоотвода предварительно необходимо изучить конструкцию здания и в соответствии с «Инструкцией по устройству молниезащиты зданий и сооружений» (Инструкция РД 34.21.122-87) определить необходимый уровень защиты. Невысокие и небольшие по площади частные дома обычно относятся к III категории молниезащиты.
Эффективной грозозащитой является та, что надежно оберегает здание и все что находится внутри него от прямого попадания в него молнии и от вторичных ее разрядов в электрических сетях. Дачный громоотвод обычно представляет собой молниеприемник, который соединен с заземлением с помощью системы токоотводов.
Молниеприемник
Устройство, которое непосредственно принимает удар молнии на себя, называют молниеприемником. Это наиболее заметный и значимый элемент схемы промышленного или дачного громоотвода. Существуют стержневые, тросовые, сетчатые приемники.
Самым популярным и известным благодаря Бенджамину Франклину является стержневой молниеприемник, который представляет собой металлический штырь из нержавейки, алюминия или меди. Он устанавливается обычно на 2 м выше самой высокой точки защищаемого здания. Этот вид молниеприемников наиболее простой в исполнении и достаточно дешевый.
Тросовый молниеприемник представляет собой две мачты, установленные по периметру защищаемого объекта, и натянутых стальных тросов между ними. Молниеприемная сеть — это сетка, из металлических прутьев уложенная на крыше здания с определенным шагом.
Для небольших частных домов отличным приемником молний может стать металлическая крыша. Если кровля дома сделана из другого материала, то для устройства защиты лучше выбрать молниеприемную сетку, а для деревянных дачных домиков чаще применяют активную защиту.
Токоотводы
К заземляющему устройству ток поступает по токоотводам. В соответствии с вышеуказанной Инструкцией РД 34.21.122-87 токоотводами в жилом доме могут быть различные конструкции здания из стали, алюминия или меди (рамы, пожарные лестницы, арматура железобетонных плит). Специальные токоотводы обычно укладываются снаружи по периметру здания с шагом 25 м. Эффективность токоотводов зависит от непрерывности электрической сети. Обычно с молниеприемником и заземляющими устройствами они соединены сваркой.
Заземление
Заряд молнии в почве рассевается с помощью заземляющих устройств. Ими в соответствии с Инструкцией РД 34.21.122-87 чаще всего являются железобетонные фундаменты или вертикальные электроды, глубоко уходящие в грунт. Последний вид заземления обязательно защищается от коррозии (поэтому выполнен как правило из омедненной или оцинкованной стали), а электроды надежно соединяются с горизонтальной шиной и друг с другом посредством специальных соединителей.
Принцип действия громоотвода
Громоотводы представляют собой систему перехвата молнии в момент разряда в защищаемой зоне. Классический вариант — штыревой громоотвод, возвышающийся над охраняемым объектом. За счет возвышенности и специального материала изготовления такой громоотвод для дачи и иных зданий принимает удар на себя и передает его дальше через токоотвод к заземлению.
Еще один вариант — тросовая система, когда в качестве перехватчика служит натянутый металлический трос.
Похожим решением является и молниеприемная сетка, укладываемая на кровлю с определенным шагом.
Все эти системы изготавливаются из прочного материала высокой токопроводимости, таких как сталь, медь, алюминий и относятся к пассивным системам. Это означает, что перехват разряда идет за счет общих законов физики без генерации дополнительных действий. Помимо нее существует и современная активныя молниезащита.
Принцип действия активной системы молниезащиты основан на создании опережающего разряда в сторону молнии. По образованному каналу происходит передача перехваченного тока разряда молнии в систему заземления. При возникновении молнии над защищаемой территорией она обязательно будет поймана молниеприемником и отведена в землю.
