Громоотвод для дачного дома своими руками: будет ли эффект?

Молния всегда наводит ужас и трепет на наблюдающих за ней. Она способна принести много вреда, если ударит поблизости или непосредственно в жилой дом. Это касается как воздействия на само строение и технику, которая в нем находится, а также людей. Чтобы предотвратить или минимизировать последствия такого воздействия, потребуется установка громоотвода на крышу или на объект, находящийся рядом.

Нужно ли заземление в частном доме

При использовании в доме любых электроприборов всегда есть риск повреждения изоляции проводов или замыкание их на корпус. В таком случае любое касание человека опасной зоны приводит к поражению электрическим током, которое может закончиться трагически. Ток всегда стремится в землю, а человеческое тело становится проводником, соединяющим поврежденный прибор с землей.

Что дает заземление? По сути, это система, предоставляющая кратчайший путь электрическому току. По закону физики он выбирает проводник с наименьшим электрическим сопротивлением, и контур обладает таким свойством. Практически весь ток направляется в заземлитель, а потому через тело человека пройдет лишь незначительная его часть, которая не сможет причинить вред. Таким образом, контур заземления обеспечивает электробезопасность. Нормативные документы (ГОСТы, СНиП, ПУЭ) указывают, что любое частное, жилое строение должно быть им оборудовано при сетях переменного тока на напряжение выше 40 В и переменного тока – выше 100 В.

Кроме обеспечения безопасности, заземляющая система повышает надежность и долговечность бытовой техники. Она обеспечивает стабильную работу установок, защиту от перенапряжений и различных помех в сети, снижает воздействие внешних источников электромагнитных излучений.

Заземление не следует путать с громоотводами (молниеотводами). Хотя принцип их действия аналогичен, выполняют они разную задачу. Работа громоотвода заключается в отведении в землю разряда молнии при ее попадании в дом. В этом случае возникает мощный электрический заряд, который не должен попадать во внутреннюю сеть, т.к. способен просто расплавить провод или кабель. Именно поэтому линия громоотвода пролегает от приемников на крыше по внешнему контуру и не должна совмещаться с заземляющей, внутренней линией. У громоотвода и заземления может быть общий подземный контур (если имеет запас по сечению), но разводка обязательно разделяется.

Виды защиты от молний

Если вы живете в частном доме, то громоотвод никогда не помешает. Никто не знает, когда и куда ударит молния. Есть масса случаев попадания разряда в дом с летальным исходом. Стоит ли рисковать, думая, что беда пройдет мимо вас? «Предупрежден, – как говорится, – зачет вооружен». Предотвращение прямого попадания разряда молнии в здание называется громоотводом или молниезащитой. Чтобы сохранить в целостности коммуникации и оборудование постройки, такое устройство просто необходимо.

Эффективность работы громоотвода оценивается по четырем категориям, в зависимости от его работы:

  1. 98% – наивысшая степень защиты.
  2. 95% – отличная степень защиты.
  3. 90% – высокая степень защиты.
  4. 80% – хорошая степень защиты.

Когда нужно монтировать громоотвод в частном доме

Опять надо вспомнить немного теории о молниях – станут понятнее действия во время монтажа громоотвода. Молний может быть несколько типов, но нас интересует только направление облако-земля. На начальной стадии появляются стримеры, которые в дальнейшем соединяются и образуют ступенчатые лидеры. Именно они ярко светятся и стремительно направляются к земле.

Молния земля-облако

По мере приближения увеличивается напряжения эклектического поля на земле, все имеющие в ней электроны устремляются верх и в самой высокой точке выбрасывают навстречу ответный стример. Он соединяется с лидером, цепь замыкается, электрический разряд уходит в землю. Канал нагревается до 20000–30000°С, воздух расширяется и создает сильные звуковые волны (гром).

Читайте также:  Беседка пристроенная к бане с односкатной крышей

Теперь будет понятнее, когда надо монтировать на дом молниеотводы.

  1. Если земля в данной местности имеет большое количество ионов. Такие зоны располагаются в переувлажненных участках, именно они могут накапливать большое количество заряда. Обратите внимание, как часто в вашей местности бывают молнии, поговорите со старожилами. Если они не могут вспомнить случаев попадания молнии в какие-либо объекты, то монтировать молниеотвод нет никакой необходимости.
  2. Дом расположен на землях, способных накапливать заряд, удары молнии в этой местности не редкость. Установка молниеотвода обязательна, но нужно строго соблюдать правила монтажа и выполнять предварительные расчеты.

Стоит позаботиться о защите дома от молний

Элементы молниезащиты

Любой вид системы громоотвода состоит из трех обязательных элементов:

  • Молниеприемник. В стержневом молниеотводе это штырь, закрепленный выше дымохода не менее чем на 1 м, в тросовом – проволока, соединяющая мачты на крыше. Металлическая крыша тоже может выполнять роль молниеприемника, если толщина покрытия составляет 4-7 мм.
  • Токоотвод – один из основных элементов молниезащиты. Представляет от собой медную (d 16 мм²), алюминиевую (d 25 мм²) или стальную (d 50 мм²) проволоку.
  • Заземление – система из металлических стержней, соединенных между собой токопроводным материалом. Расположено оно под землей на глубине не менее 80 см.

Заземлители

Если не используется отдельно стоящий молниеотвод, то заземлитель молниезащиты должен быть совмещён с заземлителем электроустановок, т.е. должен представлять собой одно целое. В случае раздельных заземлителей они должны быть ОБЯЗАТЕЛЬНО объединены системой уравнивания потенциалов.

Рациональнее всего использовать следующие типы заземлителей:

  • вертикальные электроды, соединённые в один или несколько контуров, в случае больших размеров здания;
  • заземляющий контур в виде радиально расходящихся электродов, уложенных на дне ямы;
  • заземляющие сетки.

Производить сильно заглубление заземлителей имеет смысл, если сопротивление грунта с ростом глубины значительно уменьшается. Наружный контур заземлителя рекомендуется прокладывать за пределами сооружения с отступом от стен не менее 1 м и на глубине не менее 0,5 м. Вертикальные электроды необходимо распределять наиболее равномерно.

Глубину заложения и тип электродов необходимо выбирать, чтобы колебание величины сопротивления готового заземления было минимальным, которое изменяется по сезонам из-за высыхания, либо промерзания грунта. Т.е. длина электродов должна быть такой, что бы даже в случае максимального промерзания и высыхания грунта некоторая часть (min 1/3) электродов находилась во влажных слоях грунта независимо от поры года. Эта глубина различна для разных географических мест, ориентировочно её можно определить по данным статьи «Глубина заложения фундамента»

Устройство громоотвода для частного дома своими руками

Устройство молниезащиты частного дома важно, если строение возвышается над другими постройками сектора, возведено на отшибе или возвышении. Но рачительный хозяин даже невысокого жилища не станет им пренебрегать. Ведь природные явления предугадать сложно, а значит нужно быть готовым ко всему. В выполнении такой защиты имеются нюансы, которые сейчас и рассмотрим.

Правильно смонтированная система грозозащиты может спасти и имущество или даже жизнь

Согласно правилам и нормам молниеотвод устанавливается выше самой высокой точки во дворе на 0.5÷1.5 м (на деревья тоже стоит обратить внимание). Выполнить молниеприемник можно из меди, алюминия или  стали. От него по крыше укладывается токоотвод без изоляции, который соединяется с защитным контуром по кратчайшей траектории.

Читайте также:  Устройство стропильной системы крыши

Защитный контур выполняется в форме треугольника или прямой линии. Под землей он соединяется с контуром заземления жилого помещения – это обязательное условие.

Если стены выполнены из горючего материала, расстояние между токоотводом и поверхностью должно превышать 100 мм.

Как рассчитать длину молниеприемника

Для этого воспользуемся формулой:

h = (rх + x) / 1.5, где

  • h – нужная высота молниеприемника;
  • rx – радиус зоны на крыше дома, защищаемый от молнии;
  • hx – высота самого дома, без учета громоотвода.

Все части грозозащиты рекомендуется выполнять из одного металла – такие системы надежнее в эксплуатации. Подробнее о том, как сделать громоотвод в частном доме, будет описано в одной из ближайших статей.

Отсутствие громоотвода может привести к плачевным последствиям

Последовательность установки внешней части громоотвода

Ознакомившись выше, как работает громоотвод, становится понятно, что установка молниезащиты не очень сложна и при наличии определённых навыков и умений легко выполнима. Но, если ранее подобные работы не проводились и некоторые процедуры вызывают сомнения, то лучше не рисковать и прибегнуть к услугами профессионала. Началом работ, перед тем, как будет монтироваться громоотвод для дачного или жилого дома, становится проектирование с нанесением необходимых расчётов устанавливаемой молниезащиты.

Как сделать молниеотвод, от проектирования до монтажа, рассмотрено ниже, взяв за пример установку системы со штыревым молниеулавливателем и треугольным контуром заземления, так как она является самым распространённым вариантом защиты от опасных грозовых факторов.

Обустройство заземлителя

Для первоочередного монтажа заземляющего контура потребуется наличие следующих инструментов и материалов:

  • болгарки и соответствующих отрезных дисков;
  • электросварки;
  • лопаты и кувалды;
  • металлического уголка 40х40 мм, используемого для вертикальных конструкций;
  • металлических полосок 40х5 мм, используемых в качестве перемычек.

Монтаж заземлителя осуществляется вблизи одной из стен здания. Потребуется выбрать свободное место для выкапывания треугольной траншеи с одинаковыми сторонами длиной от полутора метров и глубиной – от полуметра.

От одной из вершин выкопанного треугольника до места спуска токоотводящего элемента у стены прокладывается траншея такой же глубины. В вершинах траншеи вертикально в землю вбиваются стальные уголки на глубину от 2 метров. Верхние окончания этих уголков соединяются по периметру полосой-перемычкой с помощью сварки.

В вершине с идущей к дому траншеей, также приваривается отрезок стальной полосы так, чтобы к нему затем присоединить окончание токоотвода от молниеприёмного элемента. После этого производится закапывание и утрамбовка всех траншей.

Заземляющий контур можно считать готовым, осталось подключить токоотвод.

Пример заземлительного контура частного дома

Обустройство молниеприёмного элемента

Идеальным месторасположением штыря-молниеприёмника считается печная труба. Крепление мачты осуществляется с помощью кронштейнов с хомутами на окончаниях.

Альтернативой может послужить крепёж на специально смонтированной опоре, размещённой на коньке кровельного накрытия.

Зафиксировав сам штырь, осуществляется крепление к нижнему его окончанию токоотводящего провода при помощи хомутового соединения на резьбу.

Обустройство токоотвода

Прокладка токоотвода производится по поверхностям крыши и стен до выхода металлической полосы-перемычки от заземлительного контура. Крепление по всему пути прокладки осуществляется при помощи хомутов из пластика или металла с опорами.

Нижняя оконечность отвода также крепится резьбовым соединением, но уже к торчащему из земли элементу заземлителя.

Фактически установка внешнего защитного устройства окончена, но без установки блока внутренней молниезащиты от скачков напряжения систему принято считать неполной.

Резюме

С необходимостью громоотвода для каждого здания сложно поспорить, т. к. от его наличия может зависеть жизнь людей. Для высотных зданий часто применяется не только молниеотвод в виде мачты, но и решетка, которая укладывается поверх кровельного настила с определенным зазором. Если рядом с домом есть высокое дерево или столб, который не задействован ни под что, тогда разместить громоотвод можно на нем, чтобы дополнительно обезопасить здание. Но здание должно располагаться в зоне колпака, т. к. от такого громоотвода не будет пользы. В этом случае контур заземления можно разместить дальше от дома.

Читайте также:  Вреден ли пенопласт как утеплитель для здоровья человека

Громоотвод требует периодического обслуживания, т. к. все его элементы являются металлическими. Особое внимание необходимо уделить местам, где токоотвод соединяется с контуром заземления и мачтой. В некоторых случаях позволяется использование консервирующей смазки.

  • Виды крыш частных домов
  • Как правильно крыть крышу шифером
  • Как крыть крышу профнастилом своими руками
  • Устройство кровельного пирога под профнастил

Подготовительные расчеты

Стоит понимать, что каждое устройство имеет свои ограничения по способу и зоне действия. Это относится и к громоотводу. Последний способен защитить только определенную территорию, которую важно правильно рассчитать при проектировании. Чаще всего громоотвод представляет собой мачту определенной высоте. Если посмотреть на нее сверху, то верхушка мачты будет центром окружности, которая и является зоной защиты громоотвода. Это зона имеет максимальную площадь только на уровне земли и уменьшается к верхушке мачты, образуя при этом конус. В расчет берется и вторая окружность, которая образуется на уровне кровли и должна покрывать всю верхушку здания. Зная, что собой представляет зона покрытия, можно легко произвести расчеты требуемых параметров громоотвода для конкретных условий.

Принято считать, что громоотвод обеспечивает защиту в двух зонах. Одна считается наиболее надежной, а вторая имеет уровень безопасности в 95%. Для каждой из этих зон есть свои формулы, которые позволяют получить требуемые цифры. Переменными, которые берутся во внимание является высота воображаемого конуса, которая обозначается как hy. Выше было сказано, что необходимо знать зону защиты на уровне кровли, поэтому в формулах фигурирует также высота конструкции, которую можно обозначить как hc. Радиус зоны защиты громоотвода на уровне земли можно обозначить как Rс, а на уровне кровли Rз. Для проведения расчетов не хватает переменной, которая бы указывала на общую высоту мачты громоотвода, она обозначается как hг. Имея все данные, можно вывести высоту воображаемой фигуры:

  • hy=0,85×hг.

Зная общую длину мачты, легко определиться с окружностью, которая находится под защитой громоотвода на уровне земли:

  • Rс=(1,1-0,002)×hг.

Также есть простая формула для определения безопасной окружности на уровне кровли здания:

  • Rз=(1,1-0,002) × (hг-hc÷0,85).

Для второй зоны безопасности с меньшим процентом защиты формулы немного отличаются:

  • hy=0,92×hг;
  • Rс=1,5×hг;
  • Rз=1,5×(hг-hc÷0,92).

Для каждого этапа расчетов необходимо уделить достаточно времени, чтобы конструкция громоотвода выполняла свою роль.

Введение — о роли заземления в частном доме

Дом только что построен или куплен — перед вами именно то заветное жилище, которое вы еще недавно видели на эскизе или фотографии в объявлении. А может быть вы живете в собственном доме уже не первый год, и каждый уголок в нём стал родным. Обладать своим личным домом замечательно, но вместе с ощущением свободы, в довесок вы получаете и ряд обязанностей. И сейчас мы не будем говорить о домашних хлопотах, речь пойдет о такой необходимости, как заземление для частного дома. Любой частный дом включает в себя следующие системы: электрическую сеть, водопровод и канализацию, газовую или электрическую систему обогрева. Дополнительно устанавливаются система охраны и сигнализации, вентиляции, система «умный дом» и др. Благодаря этим элементам, частный дом становится комфортной средой жизни современного человека. Но по-настоящему он оживает благодаря электрической энергии, которая приводит в работу оборудование всех указанных выше систем.