Опубликовано

Молниезащита жилого дома

Что останется от дома, когда в него ударит молния?

Огонь — это то, что уничтожит всё ваше имущество в считанные минуты

Если у вас дом построен из кирпича, то последствия удара молнии могут быть не столь разрушительными, как если бы она попала в деревянную конструкцию. Многие заблуждаются, думая, что в деревянный дом разряд никогда не попадет. Попадёт! И на месте вашего уютного и любимого дома окажется пепелище… Как вам такая перспектива? С учетом прихода сезона гроз и дождей такая вероятность только увеличивается. Даже если ваш дом после удара уцелеет, то последствий всё равно не избежать. Электропроводка, электрооборудование и бытовая техника может выйти из строя, и вы в любом случае попадёте на непредвиденные траты.

Для того чтобы избежать удара молнии стоит сперва разобраться с тем, как работает это погодное явление.

Молния ударят в землю по кратчайшему пути. Соответственно, разряд пойдёт либо в наиболее высокое строение, расположенное на местности, либо пойдёт туда, где лучшая токопроводимость. Второе условие как раз работает в населенных пунктах, где несколько домов примерно одной высоты. Если крыша покрыта металлочерепицей, возле дома стоит опора ЛЭП или фонарный столб, от которого линия электропередач подходит к вашему дому, — ждите удара.

Если раньше единственным способом избежать серьезных последствий от удара молнии было отключение бытовой техники от розеток, то сейчас рынок предлагает массу способов защиты своего жилища.

Молниезащита

Самый практичный из них — молниезащита, которая включает в себя несколько компонентов: молниеприёмник, токоотвод, заземлитель. Молниезащита бывает внутренней и наружной. Компоненты систем различны, но функции они выполняют примерно одинаковые — отведение электрического заряда молнии от дома в землю.

Молниеприемник, который устанавливается на крыше, бывает 2 видов. Это может быть высокий металлический штырь, который вертикально выставляется при помощи фарфоровых стоек, либо трос, протянутый вдоль всего конька крыши и уложенный на пластиковые подпорки.

Второе необходимое условие для правильной работы молниеотвода — разные пути заземления электросистемы дома и громоотвода. Иногда достаточно одного только для больших два и более.

Еще встречается вариант, когда на крышу укладывают металлическую сетку, сваренную из арматур сечением 8–10 мм², с шагом ячеек 2–5 метра.

Штыревой токоприёмник выделяется из общей стилистики дома и не так практичен, как, скажем, тросовый или сетчатый.

При установке молниезащиты необходимо помнить, что зона, которую защищает молниеприемник, примерно равна его высоте/длине. 5-метровый токоприёмник защитит от попадания молнии круг с радиусом 5 метров.

Цепь токоприемника и молниеприемника лучше всего соединять сваркой либо болтовым соединением. При этом молниеприемник должен идти по внешней глухой стене дома, и избегать соприкосновения с металлическими элементами конструкции здания.

Для устройства молниеприемника необходимо использовать стальной или медный провод. В этом деле на толщине проводника лучше не экономить. Провод, по которому энергия молнии пойдет к заземлителю, лучше брать стальной сечением не меньше 10 мм² или медный провод сечением не меньше 6 мм². В противном случае разряд молнии, сила которого может быть выше 200 ампер, попросту перебьёт пруток.

Молниезащита не нагромождает дом и не обращает на себя внимание. Ненатренированный глаз вовсе может не заметить металлические проводники на крыше и по периметру дома.

Однако такая модернизация может спасти имущество, хранящееся в доме, сам дом и вашу жизнь.

Противопожарные лестницы

Одно дело, если у вас одноэтажный жилой дом, который достаточно просто защитить от попадания молнии, а другое — когда строение имеет два и более этажей да еще и используется как производственное помещение с большим количеством людей. Помимо молниезащиты оно должно быть оборудовано запасным эвакуационным выходом — безопасным путем выхода для людей. Соответственно, путь, если он расположен выше первого этажа, должен представлять собой металлическую конструкцию на открытом воздухе. В противном случае люди могут задохнуться, да и госпожнадзор обрадует вас предписаниями и штрафами. Вариаций противопожарных лестниц масса, все зависит от типа здания, его высоты и площади стены. В одном случае можно обойтись обычной вертикальной «стремянкой», в другом случае необходима капитальная конструкция с площадками и выходами на несколько этажей дома.

По настоящим нормам пожарной безопасности все общественные и административные здания, технологические помещения и электроустановки, а также складские и производственные помещения должны быть оборудованы автоматическими порошковыми установками.

В зависимости от площади, этажности, количества людей, категории по взрыво- и пожарной опасности, технологического оборудования и назначения, помещения оборудуются теми или иными установками в соответствии с начальным фактором пожара. В любом случае для грамотной оценки и тушения очага возгорания необходимо на стадии проектной документации прорабатывать разные технические решения.

Может ли молния убить человека, находящегося в доме?

Мужчина 53 лет занимался ремонтом в своем коттедже и прекратил отвечать на звонки телефона. Забеспокоившись, его семья позвонила в полицию, которая отправилась к дому и обнаружила там крайне неприятное зрелище.

Труп мужчины с обширными ожогами лежал между двумя металлическими козлами для пилки дров. Но никаких свидетельств огня в доме не нашли, также как и признаков повреждения проводки. Сначала полиция решил, что жертва получила ожоги где-то в другом месте, а потом ее тело спрятали в коттедже, но после тщательного осмотра пришла к более необычным выводам. Статья об этом деле напечатана в American Journal of Forensic Medicine and Pathology.

70% тела мужчины были покрыты ожогами первой, второй и третьей степени, его одежда и волосы обгорели, Особенно тяжелый ожог нашли на левой ноге, а также на большом пальце правой руки. Но никаких следов сажи в легких не нашли, а сам мужчина умер от остановки сердца. В центральной части коттеджа из крыши торчали стальные балки, которые также выходили на улицу, а вокруг тела были разбросаны металлические предметы. В результате криминалисты пришли к выводу, что мужчина погиб от удара молнии, при этом находясь в доме. Метеорологи подтвердили, что примерно во время смерти в области действительно бушевала гроза.

Смерть от удара молнии — явление редкое. А смерть от удара молнии в доме происходит еще реже. Статистика утверждает, что в среднем за день на Земле фиксируется около восьми миллионов вспышек молний, но в год, например, в США, от удара молнии гибнет около 35 человек. Удары молний в доме были зафиксированы только тогда, когда человек в этот момент говорил по стационарному телефону, и такие случаи редко бывают смертельными. Так что вышеописанный случай остается уникальным в своем роде.

Молниезащита частного дома

Необходимость установки системы молниезащиты для частного дома определяется собственником здания исходя из вероятности поражения объекта молнией и возможного материального ущерба. Национальные нормативные документы не предъявляют требования к обязательному выполнению системы МЗ для индивидуальных жилых домов.

Вероятность удара молнии в объект зависит в первую очередь от продолжительности гроз в районе его расположения.


Увеличить

Для дома прямоугольной формы размерами 10х12 м и высотой в коньке 8 м эта зависимость приведена в таблице:

Среднегодовая продолжительность
гроз в часах
Вероятность удара молнии в дом 10х12х8 м*
10-20 1 удар в 332 года
20-40 1 удар в 166 лет
40-60 (Москва и обл.) 1 удар в 83 года
60-80 1 удар в 60 лет
80-100 1 удар в 47 лет
100 и более 1 удар в 39 лет

Комплекс средств молниезащиты зданий включает в себя устройства защиты от прямых ударов молнии (внешняя молниезащитная система) и устройства защиты от вторичных воздействий молнии (внутренняя молниезащитная система). В частных случаях молниезащита может содержать только внешние или только внутренние устройства.

Система внешней молниезащиты защищает непосредственно от прямого попадания молнии в объект. Данное воздействие опасно в первую очередь высокой температурой канала молнии, которое может привести к возгоранию горючих конструкций здания.

Более подробно об опасностях, которые несет грозовой разряд молнии можно узнать в цикле статей «Молниезащита для новичков» профессора Э. М. Базеляна.

Состав и исполнение компонентов внешней системы молниезащиты

Система внешней молниезащиты состоит из трех компонентов: молниеприемников, воспринимающих прямой удар молнии; заземляющего устройства, обеспечивающего растекание тока в земле, и токоотводов, осуществляющих связь между двумя первыми элементами.

Молниеприёмники

Выбор количества и высоты молниеприемников должен производиться с помощью расчета зон защиты. В расчетную зону защиты установленных мачт должен входить весь объем защищаемого объекта.

Зона защиты стержневого молниеприемника представляет собой конус, вершина которого совпадает с вертикальной осью мачты. Размеры данного конуса зависят от значения требуемой надежности.

Размеры конуса защиты согласно СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» для надежности 0,9 определяются формулами:

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода:
1 — граница зоны защиты на уровне hx, 2 — то же на уровне земли

Установка отдельно стоящей мачты для защиты дома не будет целесообразна, в силу того, что ее высота должна быть солидной (до 30 метров). Это не только дорого, трудозатратно, но и увеличивает полное количество ударов молнии в рассматриваемый участок земли. Оптимальным будет размещение мачт непосредственно на защищаемом объекте.

Установки одной мачты может быть достаточно только для дома с вальмовой (пирамидальной) кровлей при размещении мачты на вершине крыши.

Для дома прямоугольной формы с двухскатной кровлей (угол ската кровли не менее 35°) для надежной защиты необходима установка двух мачт высотой 2 метра по краям конька кровли. Для дома более сложной формы нужно производить расчет с учетом конструктивно возможных мест установки молниеприемных мачт.

Молниеприемная сетка может быть использована для кровель с уклоном не более 7°, что не характерно для индивидуального жилого строительства. Кроме того, современная научная общественность не подтверждает эффективность сеток в обеспечении защиты от прямых ударов молнии (подробнее в вебинаре “Вопросы и проблемы нормативной документации”).

Молниеприемники должны быть выполнены из материалов и размеров (площадь сечения, толщина), соответствующих ГОСТ Р МЭК 62561.2-2014.

Токоотводы

Диаметр токоотводов, выполненных из круглого проката должен быть не менее 8 мм. Токоотводы нужно располагать таким образом, чтобы между точкой поражения и землей ток растекался по нескольким параллельным путям, и длина этих путей была минимальна. Рекомендуется прокладывать токоотводы на максимальном отдалении от дверей и окон.

Непосредственный контакт токоотвода требуемого сечения с материалом стен и кровли не может привести к возгораниям, в силу того, что повышение температуры токоотвода под воздействием тока молнии недостаточно даже для начала процесса обугливания дерева, не говоря уже о других малогорючих материалах. Кроме того, тепловое воздействие очень кратковременно.

Заземляющее устройство

В качестве заземляющего устройства во всех возможных случаях необходимо использовать металлические сваи фундамента или соединенную между собой арматуру железобетонных фундаментов здания. Данное решение примененимо при возможности подключения (наличие выпусков арматуры) и при использовании в качестве гидроизоляции битумных и битумно-латексных покрытий. Эпоксидные и другие полимерные покрытия препятствуют электрическому контакту фундамента с землей, и, следовательно, данный фундамент в качестве естественного заземлителя использоваться не может.

Искусственные заземлители следует располагать под асфальтовым покрытием или в редко посещаемых местах на удалении от пешеходных дорог.

Заземляющее устройство, к которому подключен стержневой молниеприемник, должно иметь следующую минимальную конструкцию:

— три и более вертикальных электрода длиной не менее 3 метров, объединенных горизонтальным электродом, при расстоянии между вертикальными электродами не менее 5 метров.

Заземляющие электроды должны располагаться за пределами защищаемого объекта и быть как можно более распределенными. Предпочтительная глубина залегания электродов не менее 0,5 м, расстояние от стен объекта – 1 метр.

Размеры заземлителей должны соответствовать требованиям коррозионной и механической стойкости. В нормативных документах (ГОСТ Р 50571.5.54-2011) приведены минимальные размеры электродов в зависимости от материала, из которого они изготовлены.

Примечания

* Вероятное число ударов молнии в год для объекта рассчитывается по следующей формуле:


где:
А — длина здания, м
В — ширина здания, м
Н — высота здания, м
n — среднегодовое число ударов молнии в 1 км2 земной поверхности, 1/(км2*год)

Удельная плотность ударов молнии в землю n определяется исходя из среднегодовой продолжительности гроз в часах следующим образом:

Среднегодовая продолжительность Удельная плотность ударов молнии в землю n, 1/(км2*год)
10-20 1
20-40 2
40-60 4
60-80 5,5
80-100 7
100 и более 8,5

Период попадания молнии:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *