Медь в архитектуре и интерьере. Фальцевая кровля, водосток, отливы, дымники. Медная мастерская. Работа с медью. Публикуем только наши работы!
Почта:
(916) 962-90-22
(925) 626-58-13

Молниезащита

Давайте разберёмся, для чего же, всё-таки нужна молниезащита на загородном доме?

Молния - это очень серьезная опасность в основном в весенне-летний период, которая может нанести вред не только людям, но и сооружению не оборудованному молниезащитой. Металлические кровельные покрытия, как и здания в целом устойчивы по своей конструкции к землетрясениям, сильным ветрам и множеству опасных природных явлений, однако, при попадании в них разряда молнии существует высокая вероятность возгорания утеплителя, гидроизоляционного материала и деревянных перекрытий, а также хранящихся на чердаке легковоспламеняющихся материалов, картонной тары и т.п. Молнию упоминают, как одну из опасностей природных явлений, отдельные удары молнии попадают в заголовки газет. В самый типичный год молния поражает примерно 25 миллионов раз и убивает или ранит больше людей, чем любое другое стихийное бедствие, включая ураганы, торнадо, землетрясения, метели, наводнения и извержения вулканов. По данным страховых компаний, потери от молний достигают почти миллиарда долларов и ситуация становится только хуже, прогнозируется, что молниеносные явления будут усиливаться из-за изменения погодных условий. Стоимость повреждения молнией также растет, отчасти из-за распространения чувствительных электронных устройств, которые уязвимы к ударам молний.

Что бы, хоть как то, противостоять данному явлению природы, необходимо устанавливать на кровле систему молниезащиты. Такая система исполняется из сети электропроводящих путей (молниепроводников) для безопасной передачи 300 миллионов вольт удара молнии от принимающих молниеприёмников на крыше — в просторечии называемых громоотводами — к заземляющим электродам, которые углубляются в землю по периметру здания. В большинстве зданий энергия молнии передается от молниеприёмников к земле через большие одножильные кабели, изготовленные из высокопроводящих марок алюминия или меди, медь не должна использоваться в контакте с оцинкованной сталью, алюминием или большинством других металлических кровель или сайдинга. Кабели должны соединять молниеприёмники и соединяться с металлическими элементами на крыше. Ища путь наименьшего сопротивления от самой высокой точки здания к земле, молния будет дугой или боковой вспышкой идти от проводников в электрические, водопроводные, вентиляционные, конструктивные элементы и другие металлические системы, если электрический потенциал не будет уравнен между всеми заземлёнными системами, так же как и система заземления, которая должна быть связана с другими системами заземления, такими как заземление для электроснабжения здания. Удары молний-это мощные атмосферные разряды, несмотря на то, что они являются природными явлениями, из-за своей силы, они могут представлять большой риск, когда они ударяют по Земле. В жилом секторе молния может иметь трагические последствия, к числу которых относятся пожары. В новостях по всему миру мы читали о пожарах, вызванных ударами молнии в частных домах, жилых зданиях или других зданиях, таких как церкви или исторические памятники. Согласно данным, опубликованным противопожарной службой, за один год было зарегистрировано 3900 пожаров в домах, вызванных ударом молнии, по данным того же источника, около 20% пожаров, вызванных ударами молнии в период с 2007 по 2011 год, произошли в жилом секторе, в этих случаях электрические разряды представляют опасность для людей. К счастью, благодаря оперативным действиям пожарных служб число жертв очень невелико (35 человек пострадали от пожаров, вызванных молнией в 2014 году) по сравнению с большим количеством пожаров в домах, вызванных молнией. Однако молния влечет за собой большие затраты и убытки для страховых компаний, которых можно было бы избежать, используя соответствующую систему молниезащиты.

Почему молния может вызвать пожары в домах?

При попадании разряда, молния может достигать очень высоких температур, создавая электростатическое и электромагнитное поле, однако как это может объяснить, что в домах возникают пожары? Теперь мы рассмотрим, почему эти пожары возникают в строительных конструкциях после удара молнии, во время грозы и как их предотвратить. Разряд молнии распространяется со скоростью около 140000 км в секунду, а его температура выше, чем у поверхности Солнца, поэтому понятно, что удар молнии по конструкции способен повредить ее и даже поджечь после столкновения, особенно когда она соприкасается с легковоспламеняющимися материалами, такими как дерево. Если удар молнии сам по себе не повредит конструкции здания, то возникший пожар может спровоцировать риск обрушения. Перенапряжения — причина пожара в жилых домах. Молния является причиной множества электромагнитных возмущений в электрических системах, независимо от того, ударит ли молния в сооружение или близко к нему, это может вызвать сбои, которые приведут к скачкам напряжения в электросети. Если дом или здание не защищены от пиков напряжения, они могут стать причиной электрического пробоя, пожара или даже привести к повреждению всех устройств, подключенных к линии электропередачи.

Роль заземления в предотвращении пожаров, вызванных молнией.

Во многих случаях мы настаивали на важности установки правильной системы заземления и молниезащиты для обеспечения безопасности здания и электрических систем. Что касается предотвращения бытовых аварий, вызванных молнией, то важно отметить, что установка системы молниезащиты выполняет функцию передачи энергии молнии в землю и рассеивания ее без угрозы для источников питания и людей. В случае удара молнии, плохая система заземления может привести к перегреву электрической линии, что так же может привести к пожару.

Как защитить дом от молнии с помощью внешней системы защиты, чтобы избежать риска пожара.

Когда дело доходит до предотвращения повреждения молнией конструкции здания, важно установить соответствующую систему защиты, специально разработанную для нужд данного конкретного объекта. Для этого необходимо выполнить проект системы молниезащиты в соответствии с существующими стандартами, которые укажут необходимый уровень защиты и способ подхода к установке.

Соответственно, цель состоит в том, чтобы захватить молнию молниеприёмником, до того, как она ударит в какую-либо часть здания или другие сооружения. В настоящее время существуют, так называемые - высокотехнологичные системы, которые позволяют «предвидеть» молнии. Эти устройства известны как громоотводы ESE, которые используются для перехвата электрических разрядов и их безопасного и эффективного привода. Однако, некоторые авторитетные учёные заявляют о неэффективности таких систем и рассчитаны на слабо-образованных в данном вопросе обывателей, которые платят двойную сумму за обычную молниезащиту.

Прежде всего, основой безопасной установки является система заземления, спроектированная в соответствии со стандартами электробезопасности с правильной компоновкой необходимых элементов и в которой качество используемых заземляющих материалов обеспечивает низкое сопротивление при протекающему по ним разряду молнии.

Во всех случаях громоотвод должен иметь собственную систему заземления, соединенную с общей системой заземления через искровой промежуток.

Точно так же необходимо периодически проводить техническое обслуживание громоотвода и системы заземления, как это указано в стандартах. Внешняя система молниезащиты, которая не находится в хорошем состоянии, неэффективна.

Внутренние системы молниезащиты (СМЗ) в домах для предотвращения пожаров.

Как мы уже видели, электрические разряды способны вызывать повреждения в электрических цепях домов и даже короткие замыкания, которые могут вызвать пожары. Тем не менее, есть возможность защитить электроустановки и предотвратить все эти проблемы.

Внутри домов и зданий необходимо иметь защиту от перенапряжений, чтобы свести к минимуму увеличение скачков напряжения, генерируемых грозами, и избежать попадания тока молнии в электрическое и электронное оборудование по линиям питания или телекоммуникационным линиям.

Громоотводы

Изобретением громоотвода мы обязаны Бенджамину Франклину — одному из отцов-основателей США. Он занимался естествознанием, и в частности, доказал электрическую природу молний, установив это, он предложил и способ обезопасить дома во время гроз. Громоотвод очень прост-это заостренный металлический стержень, прикрепленный к крыше здания. Стержень должен быть не менее 20 мм в диаметре, он соединяется с огромным куском медной или алюминиевой проволоки, который также имеет толщину 20мм или около того в диаметре, провод соединен с проводящей сеткой, закопанной в землю неподалеку от строения.

Назначение громоотводов часто понимают неправильно, многие считают, что громоотводы "притягивают" молнии. Лучше сказать, что громоотводы обеспечивают путь с низким сопротивлением к земле, который может быть использован для проведения огромных электрических токов при ударах молнии. При ударе молнии система пытается увести вредный электрический ток от конструкции и безопасно заземлить. Система обладает способностью справляться с огромным электрическим током, связанным с ударом. Если удар соприкоснется с материалом, который не является хорошим проводником, материал подвергнется сильному тепловому повреждению. Громоотводная система является отличным проводником и, таким образом, позволяет току течь в землю, не вызывая никаких тепловых повреждений.

Молния может "прыгать", когда ударяет, этот "скачок" связан с электрическим потенциалом поражаемой цели по отношению к потенциалу земли. Молния может ударить, а затем "искать" путь наименьшего сопротивления, прыгая вокруг ближайших объектов, которые обеспечивают лучший путь к земле. Если удар происходит рядом с системой громоотвода, система будет иметь очень низкий путь сопротивления и затем может получить "скачок", направляя ток удара в землю, прежде чем он сможет нанести еще какой-либо ущерб.

Как вы можете видеть, цель громоотвода не в том, чтобы притягивать молнию-он просто предоставляет безопасный выбор для удара молнии. Это может показаться немного придирчивым, но это не так, если учесть, что громоотводы становятся актуальными только тогда, когда происходит удар или сразу после удара, независимо от того, присутствует ли система громоотвода или нет, удар все равно произойдет.

Если сооружение, которое вы пытаетесь защитить, находится на открытой плоской местности, вы часто создаёте систему молниезащиты, которая использует очень высокий громоотвод. Этот стержень должен быть выше конструкции. Если область находится в сильном электрическом поле, высокий стержень может начать посылать вверх положительные стримеры в попытке рассеять электрическое поле. Хотя не является само собой разумеющимся, что стержень всегда будет проводить разряженную молнию в непосредственной близости, у него есть лучшая возможность, чем у конструкции. Опять же, цель состоит в том, чтобы обеспечить путь с низким сопротивлением к земле в области, которая имеет возможность получить удар. Такая возможность возникает из-за напряженности электрического поля, создаваемого грозовыми облаками.

Также, считаю необходимым привести несколько выдержек из действующего ГОСТа Р 59789-2021(МЭК 62305-3:2010) Национального стандарта Российской Федерации, содержащихся в части 3 — МОЛНИЕЗАЩИТА

Защита зданий и сооружений от повреждений и защита людей и животных от электротравматизма.

Настоящий стандарт распространяется на защиту зданий и сооружений от повреждений, а также людей и животных от электротравм из-за превышения предельно допустимых значений напряжений прикосновения и шага.

Основной и наиболее эффективной мерой защиты сооружений от повреждений является система молниезащиты (СМЗ): внешняя и внутренняя.

Внешняя СМЗ состоит из молниеприемников, токоотводов и заземляющего устройства.

Внутренняя СМЗ обеспечивает уравнивание потенциалов и электрическую изоляцию между компонентами внешней СМЗ и другими электропроводящими частями внутри здания или сооружения, предотвращая опасное искрение.

Основные меры защиты людей и животных от электротравм:

a) уменьшение опасного тока, протекающего через тела, путем изоляции открытых проводящих частей и/или увеличения удельного сопротивления поверхности грунта;

b) уменьшение возможности возникновения опасных напряжений прикосновения и шага при помощи ограждений и/или предупредительных надписей.

3.1 система молниезащиты; СМЗ (lightning protection system, LPS): Система, позволяющая защитить здание или сооружение от воздействий молнии.

Примечание - СМЗ включает в себя внешнюю систему молниезащиты и внутреннюю систему молниезащиты, в частных случаях только внешнюю или только внутреннюю составляющую.

3.2 внешняя система молниезащиты (external lightning protection system): Комплекс, состоящий из молниеприемников, токоотводов и заземляющего устройства.

5.1.1 Область применения внешней СМЗ

Внешняя СМЗ предназначена для перехвата прямых ударов молнии в сооружение, включая удары в боковые поверхности сооружения, и отведения тока молнии от точки удара в землю. Кроме того, внешняя СМЗ предназначена для рассеяния тока в земле таким образом, чтобы не вызывать термических и механических повреждений или опасного искрения, которое может стать причиной пожара или взрывов.

5.2 Молниеприемники

5.2.1 Общие требования

Вероятность проникновения тока молнии в сооружение существенно снижается при наличии правильно спроектированной системы молниеприемников.

Система молниеприемников может состоять из любой комбинации следующих элементов:

a) стержневых молниеприемников (включая отдельно стоящие мачты);

b) молниезащитных тросов;

c) молниеприемных сеток.

Все типы систем молниеприемников должны быть расположены согласно 5.2.2, 5.2.3 и приложению A. Все типы молниеприемников должны полностью соответствовать требованиям настоящего стандарта.

Для всех типов молниеприемников при определении защищаемого объема следует использовать только действительные физические размеры металлических молниеприемников.

Стержневые молниеприемники соединяют между собой на уровне крыши для обеспечения более равномерного распределения тока.

Применение радиоактивных молниеприемников запрещено.

5.2.3.1 Сооружения высотой менее 60 м

Вероятность ударов молнии с малыми токами в вертикальную боковую поверхность сооружения высотой менее 60 м настолько мала, что необходимость ее рассматривать отсутствует. Крыши и горизонтальные поверхности должны быть защищены в соответствии с классом СМЗ, определяемым расчетом риска по ГОСТ Р МЭК 62305-2.

5.3 Система токоотводов

5.3.1 Общие требования

Для уменьшения вероятности повреждения током молнии, протекающим в СМЗ, токоотводы должны быть выполнены таким образом, чтобы от точки удара молнии до земли:

a) существовало несколько параллельных путей протекания тока;

b) длина пути тока была сведена к минимуму;

c) уравнивание потенциалов с проводящими частями сооружения было выполнено в соответствии с требованиями 6.2.

Примечание - Рекомендуется дополнительное соединение токоотводов между собой.

Геометрия токоотводов и кольцевых проводников влияет на разделительное расстояние (см. 6.3).

Примечание - Выполнение наибольшего возможного числа токоотводов, расположенных по периметру на равном расстоянии и объединенных кольцевыми проводниками, уменьшает возможность опасного искрения и способствует защите внутренних установок (см. ГОСТ Р МЭК 62305-4). Это условие соблюдено в сооружениях с металлическим каркасом и в железобетонных сооружениях, в которых арматура электрически непрерывна.

Токоотвод следует устанавливать на каждом внешнем углу сооружения, при возможности.

5.3.4 Конструкция токоотводов

Токоотводы должны быть выполнены таким образом, чтобы они образовывали непосредственное продолжение проводников молниеприемника.

Токоотводы должны быть установлены прямо и вертикально, для того чтобы они обеспечивали самый короткий и прямой путь к земле. Образование петель должно быть исключено.

Токоотводы, даже если они покрыты изоляционным материалом, не следует устанавливать в водосточных желобах и трубах.

Вот, собственно говоря и всё, что необходимо знать о системе молниезащиты для загородного дома.

Специалисты нашей команды в кратчайшие сроки готовы смонтировать на вашем здании качественную систему молниезащиты, они хорошо подготовлены и имеют большой опыт в монтаже системы молниезащиты.