Молниеотвод - необходимый элемент защиты дома и коттеджа

   Человек, широко распропагандировавший способ нейтрализации удара молнии с помощью громоотвода (правильнее - молниеотвода) был гражданином США, и звали его Бенджамин Франклин. Всего семь лет посвятил Франклин изучению электричества. Главным итогом этого увлечения и стал молниеотвод. За остальные годы своей многогранной творческой деятельности Франклин сумел создать карту течения Гольфстрим, изобрел экономичную печку, до сих пор распространенную в Америке и Франции, придумал уличные фонари и двойные очки для старческой дальнозоркости, да еще поработал в должности президента США (всем знаком его портрет на банкноте 100$).

   Грозы на нашей планете случаются непрерывно. Специалисты подсчитали: каждую секунду из земли в облака вонзается около ста молний. Каждая из них - мощный заряд энергии, порой до 200 тысяч ампер. По этой причине горят леса, разрушаются дома, гибнут люди. 2000 гроз, ежесекундно бушующих над поверхностью нашей планеты, несут не только разрушения. Оказывается, половина необходимых для земной флоры нитратов продуцируется именно молниями. И озоновый слой, защищающий всю земную флору и фауну (и нас как представителей этой фауны) от губительного ультрафиолета, тоже продукт грозовых разрядов в атмосфере.

   Сегодня уберечься от молнии, которая долгие тысячелетия казалась непреодолимой и непредсказуемой стихийной силой, вполне возможно. Что такое громоотвод и зачем он нужен - теперь знают все. А вот оборудован ли им ваш дом? Зададим два вопроса. Первый: нужен ли громоотвод? Ответ: конечно, обязательно! А вот на второй вопрос, как часто заказчики новой кровли для домов и коттеджей просят строительные фирмы оборудовать системой грозозащиты новую кровлю, специалисты чаще всего скажут: ПРАКТИЧЕСКИ НИКОГДА. Даже если дом напичкан современной электроникой, а на крыше установлена активная спутниковая антенна.

   Молниеотвод - это устройство из трех основных элементов: молниеприемника, который принимает разряд молнии; токоотвода, который должен направить принятый разряд в землю, и заземлителя, который отдает заряд земле. Молниеприемник может иметь вид металлического штыря (стержневой), натянутого вдоль конька крыши металлического троса или металлической сетки из арматуры с шагом ячеек обычно 6-12 м.

   Для защиты от прямого удара молнии как можно большей площади следует устанавливать молниеприемник на такую высоту, чтобы в зону защиты (это все, что вмещается в конус, высота которого определяется высотой молниеприемника, а диаметр основания равен тройному значению высоты) попадали выбранные объекты. Для таких молниеотводов используют достаточно высокие, стоящие рядом деревья или сооружают мачты.

   Но мачты с молниезащитой не всем по карману, хотя они признаны надежными (а в ряде случаев и единственно допустимыми), да и пейзаж они не облагораживают. Поэтому чаще всего применяют тросовые и сетчатые молниеприемники, причем для строений с неметаллической кровлей допустима упрощенная схема молниезащиты.

   В принципе система молниезащиты на удивление проста. Ваша задача - встретить молнию на подлете к вашей крыше и сделать так, чтобы она изменила свое первоначальное направление и, скользнув вдоль стены, ушла в землю рядом. Поэтому молниезащита состоит из трех основных частей: молниеприемника, токоотвода и заземлителя. Молниеприемник встречает удар молнии, передает его токоотводу, а тот - заземлителю, который гасит разряд в толще грунта. Для частного дома этого оказывается достаточным.

   В классическом виде конструкция молниеотвода выглядит следующим образом. На самом высоком месте кровли устанавливают при помощи деревянных подпорок стальной стержень круглогосечения диаметром 12 мм. Его можно сделать и из стальной трубы, только обязательно с запаянным или закрытым металлической пробкой торцом. Это - молниеприемник. Он примет на себя удар разряда молнии. Длина его может варьироватьсяот 200 до 1500 мм (от 20 см до 1,5 м), но в любом случае площадь сечения обращенного в небо штыря должна составлять не менее 100 мм2 (одного квадратного сантиметра).

   От молниеприемника пойдет токоотвод - проволока с рекомендованной толщиной не менее 6 мм. Ее нужно к молниеприемнику тщательно и надежно приварить: 200 тысяч ампер будут проходить через это соединение - не шутка, могут и расплавить.

   Токоотвод спускают с крыши и, прикрепляя к стене дома скобами, доводят до земли и погружают в нее, где на глубине 1-2 м заложен заземлитель (опять же очень тщательно приваренный). В качестве заземлителя можно использовать кусок металлической трубы или лист стали. А если нет возможности копать, можно устроить заземлитель из забитого в землю стального прута. Его надо забить на глубину примерно 2-3 метра.

   1. Все виды металлической кровли.
   Для них идеальным вариантом является описанная выше классическая схема молниезащиты (штырь на крыше). Обратите внимание на то, что лучше прокладывать токоотвод по стене дома, противоположной входу, и закапывать заземлитель подальше от фундаментаи различных садовых построек. Токоотвод необходимо заизолировать от внешей среды и стен дома и поместить в трубу.

   2. Шифер и тому подобное, включая дерево.
   Для таких крыш специалисты советуют иную систему. Вдоль "конька" кровли по всей длине протягивается металлический трос на двух деревянных подпорках на расстоянии 250 мм от конька, к нему припаивается токоотвод, спускается вдоль крыши, проходит по стене и уходит в землю. Токоотвод необходимо заизолировать от внешей среды и стен дома и поместить в трубу. Токоотвод припаян к заземлителю из стального листа. Система должна располагаться также на расстоянии 3-5 метров от входа.

   Все виды черепицы.
   Для защиты черепичных крыш специалисты советуют накинуть на кровлю сетку из стальной проволоки с шагом ячейки не более чем 6 х 6 м, но и не особенно частой (не реже 3-4 м). Диаметр проволоки или троса для такой сетки должен быть приблизительно 6 мм. Все стыки проволоки тщательно пропаиваются. Затем к этой сетке присоединяется токоотвод, который заканчивается закопанной в землю стальной пластиной заземлителя.

   При наличии на расстоянии 3-10 м от строения деревьев, в 2 раза и более превышающих его высоту с учетом всех выступающих над кровлей элементов (дымовые трубы, антенны и т. д.), по стволу ближайшего дерева прокладывают токоотвод, верхний конец которого выступает над кроной дерева не менее чем на 0,2 м. У основания дерева токоотвод присоединяют к заземлителю.

   Если конек кровли соответствует наибольшей высоте постройки, а крыша неметаллическая, над ним подвешивают тросовый молниеприемник, возвышающийся над коньком не менее чем на 0,25 м. Опорами для молниеприемника служат закрепленные на стенах строения деревянные планки.

   Токоотводы прокладывают с двух сторон по торцевым стенам строения и присоединяют к заземлителям. При длине строения менее 10 м токоотвод и заземлитель выполняются только с одной стороны.

   При наличии возвышающейся над всеми элементами кровли дымовой трубы над ней устанавливают стержневой молниеприемник высотой не менее 0,2 м, кладут по кровле и стене строения токоотвод, присоединяют его к заземлителю.

   При наличии металлической кровли ее хотя бы в одной точке присоединяют к заземлителю, при этом токоотводами служат наружные металлические лестницы, водостоки и т.д. К кровле присоединяют все выступающие над ней металлические предметы, например дефлекторы.

   Во всех случаях применяют молниеприемники и токоотводы диаметром от 6 мм, а в качестве заземлителя - один вертикальный или горизонтальный электрод длиной 2-3 м, диаметром от 10 мм, уложенный на глубине не менее 0,5 м. Допускают сварные и болтовые соединения элементов молниеотводов.

   Помимо "механических" молниеприемников существуют "физические". Возможность искусственно создавать столб ионизированного воздуха давно подсказала использование встречного "лидера" молнии в качестве своеобразного молниеприемника. Первые устройства для ионизации были основаны на применении радиоактивного изотопа. При подаче напряжения к такому устройству появлялся столб ионизированного воздуха, на который и замыкался "лидер" от грозовой тучи. Позже эти устройства трансформировались в безопасные молниеприемники, работающие уже не от радиоактивных изотопов, а с помощью электроники.

   Многие из нас наблюдали, как часто молнии разряжаются вблизи различных высоких объектов, не всегда попадая именно в них. Но немногие обращают внимание на то, что вблизи высоких объектов молнии наблюдаются несколько чаще, чем в других местах. Эта закономерность объясняется тем, что "встречный лидер" с высоких объектов как бы притягивает к себе "лидеров" из облака не только строго над своей вершиной, но и с периферийных частей тучи. Эти удаленные "лидеры" иногда "не в силах" замкнуться на встречный "лидер" от высокого объекта и в итоге все равно замыкаются на землю, но уже на встречные "лидеры" с других, менее высоких объектов.

   Получается, что любая мачта (например, сотовой связи) объективно притягивает в зону своего расположения большее число молний. Этот факт заставляет серьезно задумываться о безопасности проживания вблизи таких объектов. И уж о чем просто необходимо думать, имея подобного "соседа", так это о гарантированной молниезащите своего дома. Кстати, владелец сайта проживает вблизи такого сверх-высокого шпиля, и наш многоквартирный дом особо тщательно следит за исправностью молниеотводов и правильностью установки проводки в доме.

   В любом случае - как для "внешней", так и для "внутренней" молниезащиты - очень важна роль заземления. Электроды должны заглубляться так, чтобы достигать влажных слоев почвы, иначе не будет заземления как такового. Сила тока, протекающего по молниеотводу, в своем максимуме может достигать 200 000 А. Сопротивление же заземления молниеотвода не должно превышать 10 Ом. В итоге напряжение, возникающее в молниеотводе, может достигнуть значительно большей величины, чем напряжение пробоя. В случае не совсем правильного заземления (при котором ток "не успевает" уходить в землю) или при опасном сближении самого молниеотвода с защищаемым объектом, произойдет пробой - ток будет "стараться" замкнуться на внутренние коммуникации дома (на электропроводку, трубы отопления и т. п.).

   Внутренняя молниезащита
   По нормативам, на объектах, к которым подходят воздушные линии электропередач, в обязательном порядке предписывается устанавливать как первую линию защиты - разрядники, так и вторую - ограничители напряжений. Это важно для гарантированной защиты электроники, находящейся внутри здания. Раньше полагались только на соединение крюков изоляторов, к которым подходят провода воздушных линий, с токоотводом.

   Если ваш дом насыщен электроникой, так называемой "внутренней грозозащите" следует уделять особое внимание. Для рядового домовладельца эта область электротехники весьма непроста, самостоятельно разобраться в особенностях различных устройств (а это именно ограничители напряжений и разрядники) сложно. Достаточно сказать, что ограничители напряжений по своему действию делятся на четыре группы, каждая из которых отвечает за свою ступень защиты (A, B, C и D). И эта защита начинается от опоры воздушной линии электропередачи и заканчивается на распределительном щите вашего дома. Заказывайте такую защиту только специалистам. Работы по молниезащите лучше начинать на стадии создания проекта.