Как сделать заземление и молниезащиту крыши своими руками

Как сделать заземление и молниезащиту крыши своими руками

Здание любого эксплуатационного характера (офисное, промышленное или жилое) может принять молниеносный электрический разряд. Последствия как прямого попадания разряда, так и импульсного воздействия на сооружение крайне неблагоприятны. Монтаж молниезащиты позволит уберечь здание от последствий таких угроз.

Дополнительным методом защиты, который гарантирует отвод удара молнии от кровли строения в громоотвод, выступает заземление крыши частного дома.

Необходимость заземления

Если рассматривать этот вопрос с позиции теоретической электротехники, крыши из металлочерепицы представляют собой конденсатор, который обладает способностью накапливать статическое электричество. Кроме того, в качестве гидроизоляции под металлическую кровлю части используют толь или рубероид, являющиеся диэлектриками и изолирующими металлочерепицу от земли. В результате совокупности этих факторов поверхность скатов концентрирует на себе электрический заряд разной силы, что приводит к следующим последствиям:

1. Пожар. Если в конструкции дома используются и другие металлические элементы, между ними и крышей из металлочерепицы возникает электрическая дуга высокой температуры. Такой эффект приводит к возникновению искры, которой достаточно для начала возгорания.
2. Травмы. Если человек, стоящий на земле, дотронется до крыши из металлочерепицы, у которой отсутствует заземление, создается электрическая цепь для разряда. В зависимости от количества накопленного тока это приводит к неприятным ощущениям, травмам или даже к летальному исходу.
3. Сбои в работе электрических приборов. Электрический заряд, накапливающийся крышей м покрытием из металлочерепицы, влияет на работу электроприборов в доме. В зависимости от силы заряда они могу барахлить или полностью выйти из строя.

Важно! По мнению опытных мастеров, сделать заземление у крыши, если она покрыта металлочерепицей, однозначно нужно, тем более эту задачу можно выполнить своими руками без больших финансовых вложений. По современным правилам прокладки электросетей, для прокладки проводки рекомендуется использовать трехжильный кабель, один из проводов которого подключается к заземлению, однако, магистральные сети зачастую не соответствуют эти стандартам, поэтому заземлять металлическую крышу необходимо отдельно.

Молниеотвод на крыше дома

Молниеотводы бывают стержневого, сетчатого и тросового типа.

Выбор типа громоотвода зависит от разных факторов – высоты строения здания, наличия на приблежённых территориях других строений, а так же высоких деревьев и самое главное — от интенсивности гроз в вашем регионе.

На данной картинке представлен самый простой и наиболее распространённый вариант молние-отвода:

1. молние-приёмники;
2. опуски;
3. заземляющий контур;
4. токоотводы.

Действует по следующей схеме: молниеприёмник принимает на себя основной удар. Далее электрический заряд перемещается через опуски по токоотводу и уходит в землю.

Наиболее встречающийся так называемый антенный вид громоотвода, который представляет собою металлический стержень, закреплённый на самой высокой точке крыши. В роли токоотвода как правило служит металлический трос. Площадь защиты данного молниеотвода равняется трём величинам высоты стержня. При больших площадях крыши не всегда получается поднять такой высокий шпиль, поэтому при наличии вблизи высоких деревьев металлический стержень можно прикрепить к ним. Но нужно учитывать, что защищаемый дом должен быть не ближе трёх метров от дерева.

Ещё в качестве молниезащиты можно использовать громоотвод-сетку. Для этого крышу покрывают специальной металлической сеткой, которая служит молние-приёмником. Такой вариант с эстетической точки зрения не очень хорош, при этом он значительно дороже и требует дополнительных стержневых милние-отводов в случае выступа сетки за пределы кровли.

Молниезащита металлической кровли

Здания с металлической кровлей являются едва ли не самыми распространенными, если касаться варианта покрытия. К ним относятся профнастил (профилированный лист), металлочерепица, фальцевая или плоская кровля из рулонной или листовой стали. Молниезащита таких крыш имеет свои особенности.

Нормы и правила устройства молниезащиты металлической кровли

Многие считают металлическую кровлю саму по себе достаточной молниезащитой и не понимают, почему нередко контролирующие органы требуют дополнительно использовать тросовые и штыревые молниеприемники. Но эти требования вполне обоснованы. Действительно, «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» (РД 34.21.122-87) требует использовать металлическую кровлю как молниеприемник:

«На зданиях и сооружениях с металлической кровлей в качестве молниеприемника должна использоваться сама кровля. При этом все выступающие неметаллические элементы должны быть оборудованы молниеприемниками, присоединенными к металлу кровли, а также соблюдены требования п.2.6» (п. 2.11).

Но нельзя считать, что эти меры обеспечивают полную защиту. Для того, чтобы быть эффективной в качестве молниеприемника, кровля должна действительно обеспечивать весьма надежный электроконтакт по всей своей поверхности. Обращаемся к инструкции:

«Соединения молниеприемников с токоотводами и токоотводов с заземлителями должны выполняться, как правило, сваркой, а при недопустимости огневых работ разрешается выполнение болтовых соединений с переходным сопротивлением не более 0,05 Ом при обязательном ежегодном контроле последнего перед началом грозового сезона» (п. 3.4).

Из этого следует, что при стыковке металлических или металлочерепичных листов необходимо обеспечивать электрическую связь определенной нормы (нормируемую).

Кроме того, следует постоянно контролировать переходное сопротивление креплений и не допускать, чтобы его величина превысила 0,05 Ом. На практике эта задача трудновыполнима, вследствие чего металлическая кровля нередко оказывается изолированной от земли. В результате даже в отсутствии грозы в материале кровли происходит накопление атмосферного электричества, способного вызвать искру и спровоцировать возгорание рубероида.

Это приводит нас к следующему аспекту обеспечения безопасности металлической кровли, служащей в качестве молниеприемника, — креплению к стропилам. РД 34.21.122-87 не содержит требований к безопасности прикрепления кровли из металла к стропилам из сгораемых материалов.

В нынешнее время по экономическим причинам популярной практикой является укладка металлических либо металлочерепичных листов на слой рубероида либо прямо на деревянную обрешетку. Но из накопленной статистики известно, что прямое попадание молнии в металлическую крышу может привести к возгоранию в случае, если использована деревянная система стропил, вследствие превышения температуры воспламенения древесины. При использовании же рубероида прямой удар молнии, как показывает опыт, приводят к сильному оплавлению и возгоранию изоляционного материала, что становится причиной пожаров.

На основе вышеизложенного можно сделать следующий вывод:

Металлическая кровля в самом деле может считаться достаточной в качестве молниеприемника только при соблюдении ряда требований:

• надежное соединение стыкуемых листов
• стабильная электрическая связь между листами
• несгораемые материалы стропил

В случае отсутствия возможности выполнить данные требования рекомендуется заземление металлической кровли и оборудование зданий тросовыми либо стержневыми молниеприемниками.

Толщина металла кровли

Еще один важный параметр, который влияет на использование кровли в качестве естественного молниеприемника. В таблице ниже указана минимальная толщина в зависимости от материала металла.

Для защиты металической кровли из листов толщиной менее t от повреждения и прожога на крышу дополнительно накладывается сетка с дополнительными молниеприемниками небольшой высоты, которая выбирается в зависимости от шага ячеек сетки.

Эти молниеприемники малого превышения могут быть выполнены из того же проводника, который используется в качестве сетки.

Крепеж (элементы крепления и соединения)

В качестве крепежа на металлических кровлях используются такие элементы, как:

• держатели проводника
• компенсаторы удлинения и мостовые опоры
• клеммы, зажимы и соединители

Для обустройства молниеприемной сетки могут быть, например, такие варианты держателей с клеящимся основанием, мостовых опор, компенсаторов и клемм.

У производителей очень большой выбор разнообразных фальцевых клемм для крепеления проводников на металлической кровле: для стоячего фальца в плоском и скругленном исполнении, для трапецеидальных кровельных листов, типа «бочонок» для продольного и поперечного монтажа, с возможностью подключения двух проводников и т.д.

Купить комплектующие РФ и зарубежных производителей для любого типа кровли можно в нашем Интернет-магазине: более 1.500 позиций молниеприемного оборудования, крепежей и соединительных элементов.

Цены на кровельные элементы молниезащиты

• Что такое молниезащита?
• Громоотвод
• Молниеотвод
• Молниеприемник
• Токоотвод
• Заземление
• Устройства защиты от перенапряжений
• Активная система молниезащиты
• Зонная концепция молниезащиты
• Система уравнивания потенциалов

Адрес объекта: Московская обл., Солнечногорский район, дер. Радумля.

Вид работ: Проектирование системы молниезащиты промышленного здания.

Комплектующие: производства фирмы OBO Bettermann.

Выбор системы молниезащиты: Молниезащиту всего здания выполнить по III категории в виде молниеприемной сетки из горячеоцинкованного проводника Rd8 с шагом ячейки 12х12 м. Молниеприемный проводник уложить поверх кровельного покрытия на держатели для мягкой кровли из пластика с бетонным утяжелением. Обеспечить дополнительную защиту оборудования на нижнем уровне кровли установкой многократного стержневого молниеотвода, состоящего из стержневых молниеприемников. В качестве молниеприемника использовать стальной горячеоцинкованный прут Rd16 длиной 2000 мм.

Адрес объекта: Московская обл., г. Домодедово, трасса М4-Дон

Вид работ: Изготовление и монтаж системы внешней молниезащиты.

Комплектующие: производство фирмы J.Propster.

Состав комплекта: молниепримная сетка из проводника Rd8, 50 кв.мм, СГЦ; алюминиевые молниеприемные стержни Rd16 L=2000 мм; универсальные соединители Rd8-10/Rd8-10, СГЦ; промежуточные соединители Rd8-10/Rd16, Al; стеновые держатели Rd8-10, СГЦ; клеммы конечные, СГЦ; пластиковые держатели на плоской кровле с крышкой (с бетоном) для оцинкованного проводника Rd8; изолированные штанги d=16 L=500 мм.

Адрес объекта: Московская обл., Новорижское шоссе, коттеджный поселок

Вид работ: изготовление и монтаж системы внешней молниезащиты.

Комплектующие производства фирмы Dehn.

Спецификация: проводники Rd8 из оцинкованной стали, медные проводники Rd8, медные держатели Rd8-10 (в т.ч. коньковые), соединители универсальные Rd8-10 из оцинкованной стали, клемма-держатели Rd8-10 из меди и нержавеющей стали, медные фальцевые клемма Rd8-10, биметаллические промежуточные соединители Rd8-10/Rd8-10, лента и хомуты крепления ленты на водосток из меди.

Адрес объекта: Московская обл., поселок Икша

Вид работ: Проектирование и монтаж систем внешней молниезащиты, заземления и уравнивания потенциалов.

Комплектующие: B-S-Technic, Citel.

Внешняя молниезащита: молниеприемные стержни из меди, медный проводник общей длиной 250 м, кровельные и фасадные держатели, соединительные элементы.

Внутренняя молниезащита: Разрядник DUT250VG-300/G TNC, производство CITEL GmbH.

Заземление: стержни заземления из оцинкованной стали Rd20 12 шт. с наконечниками, стальная полоса Fl30 общей длиной 65 м, крестовые соединители.

Адрес объекта: Московская обл., Пушкинский район, Ярославкое шоссе, коттеджный поселок

Вид работ: Проектирование и монтаж системы внешней молниезащиты и заземления.

Комплектующие производства фирмы Dehn.

Состав комплекта молниезащиты сооружения: проводник Rd8, 50 кв.мм, медь; хомут Rd8-10 трубный; молниеприемные стержни Rd16 L=3000 мм, медь; стержни заземления Rd20 L=1500 мм, СГЦ; полоса Fl30 25х4 (50 м), оцинкованная сталь; разрядник DUT250VG-300/G TNC, CITEL GmbH.

Адрес объекта: Московская обл., Ногинский район.

Вид работ: производство и монтаж системы внешней молниезащиты и заземления.

Комплектующие: J. Propster.

Внешняя молниезащита: На плоской кровле защищаемого здания уложена молниеприемная сетка с шагом ячейки 10 х10 м. Зенитные фонари защищены посредством установки на них молниеприемных стержней длиной 2000 мм и диаметром 16 мм в количестве девяти штук.

Токоотводы: Проложены в «пироге» фасадов здания в количестве 16 штук. Для токоотводов использован проводник из оцинкованной стали в ПВХ-оболочке диаметром 10 мм.

Заземление: Выполнено в виде кольцевого контура c горизонтальным заземлителем в виде оцинкованной полосы 40х4 мм и глубинными стерженями заземления Rd20 длиной L 2х1500 мм.

Расширяем географию — монтаж молниезащиты в Магадане

Портфолио нашей компании пополнила самая западная точка на карте РФ — Магаданская область, где завершаются работы по монтажу системы молниезащиты на зданиях управления образования региона.

Видео-обзор активных молниеотводов ↑

Токоотвод – это та часть защиты, которая отводит молнию от молниеприемника к заземлителю. Он имеет вид стальной проволоки (6 мм), которая приваривается к молниеприемнику и в соединении с ним выдерживает нагрузки до 200 тысяч ампер. Сварка между молниеприемником и токоотводом должна быть надежной, чтобы не было разрывов при сильном ветре или при падении снежного пласта.

Токоотвод спускают с крыши по стенкам. Его прибивают специальными скобами и направляют к заземлителю, в грунт. При наличии нескольких токоотводов расстояние между ними должно составлять не меньше 25 метров. Прокладывать их нужно подальше от окон и дверей здания.

Важно ! Токоотводы ни в коем случае нельзя загибать, так как может возникнуть искровой заряд и дальнейшее воспламенение.

По правилам, токоотводы должны быть по максимуму короткими и прокладывать их надо поближе к краям фронтонов, слуховым окнам, острым выступам, то есть к наиболее опасным местам.

Необходимость устройства заземления крыши

Кроме ударов молний, серьезные неприятности может доставить статическое электричество. Казалось бы, откуда ему взяться на кровле, да еще в больших количествах? Но при ветреной погоде просто от трения пылинок о значительную площадь в крыше может накопиться значительный потенциал, способный создать довольно чувствительный удар током. Различные электромагнитные излучения, атмосферное статическое электричество тоже способны накапливаться в металлических листах кровли.

Если посмотреть с позиции теоретической электротехники, то металлическая кровля по отношению к земле представляет собой конденсатор, способный зарядиться до напряжения в несколько тысяч вольт. Крышу из деревянных материалов с уложенными слоями гидроизоляции можно представить в виде диэлектрика. Поэтому накапливающийся на кровле заряд может разрядиться самым неожиданным и непредсказуемым образом.Одним из более вероятных вариантов может оказаться человеческое тело.

Антенный молниеотвод изготавливают из металлического прутка.

Прикосновение рукой к кровле и одновременный контакт с землей создают электрическую цепь для разряда. Последствия могут быть самыми разными: от просто неприятного ощущения до потери сознания, летального исхода. Также возможна утечка статического электричества на различные системы из металлических трубопроводов. Возможны удары электрическими разрядами при касании водопроводных кранов, системы отопления в частном доме.

При наличии в конструкции дома металлических элементов заряд определенной величины способен пробить воздушный или диэлектрический зазор с образованием искр или дуги с высокой температурой. Такой вариант увеличивает возможность возникновения пожара в доме.

Наличие статического электричества также крайне негативно скажется на работе всех электронных устройств в доме: от создания помех и сбоев в их работе до полного вывода из строя.

Обновленные правила устройства электросетей требуют наличия трехжильной системы электропроводки с обязательным заземлением. Но магистральные сети пока еще в большинстве случаев остаются старого образца, с одним нейтральным проводом, использовать который в качестве заземления не допускается.

При подключении дома к сетям электроснабжения проводится проверка наличия и технического состояния заземляющего устройства. Поэтому заземлять что-либо отдельно не требуется, достаточно изготовить устройство заземления согласно выданным техническим условиям и к нему подключить жилу от кровли.

Использование естественного заземления, которое применялось ранее, нежелательно. В качестве естественного заземления использовались металлические трубы центральной отопительной системы, водопровода. При использовании современных материалов из различных полимеров с защитой от коррозии, проводящие свойства таких систем значительно изменились и не обеспечивают гарантированной защиты.

Этапы монтажа

Металлическая крыша

Одноэтажные и двухэтажные дома под металлической крышей пользуются большой популярностью, так как она долговечная и практичная. Применяют металл в качестве завершающего покрытия производственных и административных зданий. Популярными считаются кровля из металлочерепицы и профлиста. Заземлить их необходимо из-за их особенностей в конструкции.

С обеих сторон листы из металла покрываются полимером, из-за чего они становятся похожими на конденсатор. Когда устанавливается крыша, они становятся изолированными от земли. Во время грозы такие листы способны накапливать в себе электрический заряд. В случае, если установлено заземление, заряд отводится в грунт и здание защищено.

Если же кровля металлическая, то заземление следует проводить по всему периметру. Как сделать это своими руками? Необходимо при монтаже листы облицовки крепко соединить между собой и со всеми элементами конструкции, которые выполнены из металла (это антенны, дымоходы, вентиляционные трубы). Затем кровля при помощи токоотвода связывается с заземляющим устройством, которое расположено в земле. Более подробно о нюансах монтажа мы рассказывали в статье: как сделать громоотвод своими руками.

Следует отметить, что если крыша металлическая, то такая конструкция необходима не только в случае защиты от атмосферного электричества, которое возникает в грозу. В сухую погоду частички пыли трутся об кровельный материал, тем самым создают еще больший заряд. Так как электрическое напряжение требует разрядки, во избежание серьезных последствий необходимо устанавливать подобное устройство на крыше дома.

Мягкая кровля

Крыши из мягкого кровельного материала также пользуются популярностью. Ведь они удобные при монтаже, обладают долгим сроком эксплуатации и выделяются своим внешним видом. Но, так же как и металлические покрытия, они нуждаются в защите.

Мягкая кровля требует выполнять заземление с помощью сетки, которая устанавливается по всему периметру скатов покрытия. С помощью токоотвода сетка соединяется с заземляющим устройством. Как правило, эта установка делается совместно с монтажом кровельного покрытия.

В случае, когда крыша уже готова, сделать заземление будет сложнее. Ведь в таком случае придется нарушать целостность облицовки. Проволоку из стали производство выпускает в рулонах, ее необходимо устанавливать на скатах.

Конечно, есть изделия, которые изготовлены прутками, но их максимальная длина составляет 6 метром. Для их установки понадобятся специальные соединительные элементы. Это несет за собой дополнительные затраты. Да и хождение по кровле во время монтажа не принесет ничего хорошего.

При проведении работ следует помнить о том, что заземление и его качество зависит от силы заряда, которое оно может снять с покрытия. Для увеличения эффективности устройства увеличивают количество заземлителей.

Вот мы и рассмотрели, как сделать заземление крыши частного дома своими руками. Как вы видите, устройство защитного контура достаточно сложное, поэтому важно хорошо ознакомиться с нюансами монтажа.