Молниеприемная сетка на плоской кровле: правила и принципы устройства

Предпосылки для сооружения молниезащиты

Мы редко слышим о реальном ущербе, нанесенном домам и предприятиям в результате ударов молнии. Однако это не повод расслабляться и пренебрегать естественными мерами защиты.

Любой удар представляет серьезную угрозу для владельцев частной собственности и их домашних животных, даже если конкретные последствия вначале не заметны.

Удары молнии могут поражать:

• Люди и животные. Разряд, проникающий в здание через воздушные провода, может поразить живой организм. Он вызывает искрение в соединениях и проводке оборудования, работающего от электричества. Если в доме нет системы заземления или заземленных металлических проводников, токи могут проходить через тело. Последствия чрезвычайно опасны.
• Жилые и коммерческие здания. Особенно строения со стенами из горючего материала — дерева. Токи молнии также очень нежелательны в зданиях из бетона и каменной кладки. В точке, где он ударяется о заземленный предмет или землю, вместе с температурой развивается высокое давление. Эта область подвержена внутренним повреждениям. Известны случаи, когда кирпичные и деревянные стены, ранее выдержавшие несколько грозовых ливней, раскалывались при ударе молнии.
• Частные гаражи и небольшие топливные склады. Разряд молнии сопровождается внезапным повышением температуры какого-либо разветвленного или линейного канала, по которому протекают токи. Контакт канала с воспламеняющимися продуктами может привести к пожару.

Токи молнии не угрожают металлическим проводам сечением 35 мм² и более. Они не опасны для металлических конструкций, которые надежно соединены системой металлических связей и нижние части которых заземлены.

Например, металлические обрешетки соединяются сваркой с арматурой железобетонных стен, которые в свою очередь соединяются с арматурой фундамента. Элементы крыши принимают разряды, распределяют их и передают на арматурные стержни стен. Затем токи передаются на арматуру фундамента, которая с облегчением отправляет их вглубь земли.

Помимо укрепления фундамента, разряды молнии могут передаваться в землю через металлические трубы и кабели в металлических рукавах, проложенных в земле.

Устройство защиты от молнии

Для защиты зданий от ударов молнии необходимо установить систему. Он называется молниеотводом и состоит из трех равных частей:

• Молниеотвод — это устройство, которое непосредственно принимает разряды молнии.
• Разрядник представляет собой соединение металлических частей линии, принимающих токи от разрядника и передающих их на землю. Компоненты заземляющего проводника могут включать вышеупомянутые фасонные стержни, металлические водосточные трубы и т.д.
• Заземляющий проводник представляет собой линейный или замкнутый металлический контур. Он состоит из вертикальных шпилек, вбитых в землю и соединенных стержнем или брусом. Заземляющий электрод заглубляется не менее чем на 0,5 м. Длина шпилек и расстояние между ними определяются расчетным путем.

Система заземления для здания любого архитектурного типа должна включать все три вышеупомянутые части, иначе система не будет иметь ни малейшего смысла. Различия заключаются в типе компонентов, в зависимости от конфигурации крыши и здания.

Например, скатные крыши защищаются от молнии путем установки стержневых приемников. Над вытянутыми зданиями устанавливаются молниеотводы и приемники. Использование вышеупомянутых сортов несколько портит архитектурный ансамбль, но оказывается наиболее экономичным в долгосрочной перспективе.

Где купить комплектующие для молниезащиты

Вам не нужно беспокоиться о том, чтобы получить молниезащитные элементы конструкции. Все необходимое продается в специализированных магазинах, и вы можете найти ближайший из них в Интернете.

Вы также можете приобрести круглые стальные стержни для заземления и молниеотводов в любом металлоторговом центре. Здесь они обычно дешевле. Держатели кабелей на крыше также можно приобрести в качестве части стандартного оборудования. Если они не оснащены бетонными утяжелителями, их необходимо приобрести, заказать или залить собственными силами.

Крепеж для элементов молниезащиты

Для установки используются два типа крепежа:

• Крепления, прикрепляемые к элементам крыши — используются в установках молниезащиты на крышах зданий.
• Оцинкованные мачты и столбы — для крепления молниеотводов в качестве самостоятельной конструкции.

Второй тип — это различные виды штативов. Перед падением они удерживаются на месте болтами или системой противовесов. В некоторых случаях им требуются ремни и другое вспомогательное оборудование.

Помимо компонентов, обеспечивающих сборку самого молниеотвода, крепления молниеотвода необходимы для фиксации всех остальных его частей.

Универсальные держатели для молниепроводника

Передача электрического заряда от молниеотвода к земле обеспечивается разрядным тросом. Он проходит через крыши, фасады, конструкции, архитектурные элементы и здания и крепится с помощью различных типов универсальных держателей. Они изготавливаются из оцинкованной стали или пластика. Наиболее распространенными являются следующие типы.

Угловые

Кронштейны используются для крепления на скатных крышах, на углах парапетов. Угловые кронштейны изготавливаются из пластмасс, нержавеющих металлов и сплавов. Они крепятся с помощью саморезов, пружинных зажимов.

Кровельные

Они используются для прокладки кабелей в крышах различных типов. В случае скатных крыш они обычно крепятся кровельными саморезами в виде кронштейнов. Как правило, они используются для крепления круглых кабелей.

Для плоских крыш используются кронштейны, которые не повреждают слой кровли. Они удерживаются на месте под действием собственного веса. Обычно это пластиковые или стальные зажимы с бетонными грузами.

Фальцевые

Они устанавливаются на крышах из металлического фальца с кровельной сталью или медью. Крепления прикручиваются к вертикальным швам для сохранения целостности обшивки.

Держатели для полосы

В дополнение к круглым молниеотводам большой популярностью пользуются плоские молниеотводы в виде полосы толщиной 4 мм и шириной 40 мм. Для их фиксации используются плоские скобы с пазами. Полоса удерживается в них пружиной или зажимается винтом. Он удерживается на крыше с помощью саморезов или под действием собственного веса.

Фасадные держатели

Этот тип крепления используется для крепления линий электропередач к стенам домов и зданий.

Крепежные модели для кладочных конструкций изготовлены из оцинкованного стального прута. С одной стороны имеется резьба для ввинчивания в пластиковую шпильку, а с другой — винтовой зажим для проводника.

При монтаже на сэндвич-панели молниеотвод крепится на саморезы.

Держатели на трубу водостока

Как правило, молниезащитный зажим на водостоке представляет собой простой пластинчатый зажим из меди или оцинкованной стали с пазами для крепления проводника. В некоторых случаях конструкция зажима дополняется кронштейном с зажимом для проводника.

Держатели молниеприемника

Крепление воздушной заделки рекомендуется выполнять с помощью стальных кронштейнов. Это гарантирует, что в случае удара молнии они не расплавятся и не воспламенятся из-за сильного нагрева.

Винтовые зажимы используются для крепления к мачтам. Стержни крепятся к строительным конструкциям с помощью анкеров различных устройств.

Разновидности

Существует два основных типа установки молниезащиты. Первый — это классический или пассивный тип. Второй тип, активный, появился гораздо позже, в середине 1980-х гг. Они обеспечивают защиту двумя способами:

1. Снятие заряда, вызванного молнией, коронным разрядом на остром конце молниеотвода. Это снижает напряжение электрического заряда, который притягивает молнию.
2. Коронный разряд создает ионизированные проводящие каналы в атмосфере. Или, как их еще называют, реактивные потоки, которые не позволяют молнии достичь ничего, кроме самой системы молниезащиты.

Пассивная молниезащита

Он состоит из молниеотвода, заземляющего провода и контура заземления. Разрядник устанавливается на крыше здания (сооружения), возвышающиеся архитектурные элементы (дымовые и вентиляционные трубы, парапеты, противопожарные стены) также могут быть установлены на соседней мачте. Такое решение используется, например, для защиты зданий автозаправочных станций.

Активная молниезащита

Технология активной молниезащиты призвана обеспечить реактивную струю раньше и большей продолжительности. Молниеотвод способен защитить большую площадь, чем пассивный молниеотвод.

Вначале для достижения желаемого эффекта использовалась ионизация воздуха радиоактивными материалами. В настоящее время их использование запрещено. В качестве альтернативы используются специальные устройства с электронным управлением или специально разработанные разрядники, которые могут срабатывать, когда электрическое поле объекта достигает заданной интенсивности.

Особенности молниеотводов плоских крыш

Молниезащита домов и хозяйственных построек с плоскими крышами выполнена по стандарту, проверенному на практике:

• Разрядник выполнен в виде сетки из горизонтально расположенных круглых стальных стержней Ø 6-8 мм. Вместо прутка можно использовать стальную полосу 4×20 мм. К ветвям молниезащиты относятся.
• Проводники, подключенные к заземляющему проводнику, изготавливаются из круглой стали диаметром не менее 6 мм. Трубы и фитинги могут быть использованы в качестве рассеивающих элементов на плоских крышах, если их использование в качестве проводников тока было учтено при проектировании здания. Рекомендуемое расстояние между проводниками — 25 м.
• Система заземления представляет собой замкнутый контур, охватывающий периметр защищаемого здания. Расстояние контура заземления от стены дома с плоской крышей не должно превышать 1 м.

Заземление плоской крыши может представлять собой кровельное покрытие, соединенное с металлической обрешеткой или непосредственно с заземляющими проводниками с помощью металлического соединителя. Для таких схем подходят только металлические крыши, соединенные фальцами. В таких случаях нет причин использовать устройство защиты сети, но это уже совсем другая история «прикрытия».

Профилированные листы с защитным покрытием и металлическая кровля исключены из вариантов из-за отсутствия достаточных соединений для прохождения токов, а также из-за влияющих на свойства полимерного покрытия материала.

Подробно о сетчатых приемниках разрядов

Можно установить сетчатый молниеотвод на этапе строительства или смонтировать защитную систему после укладки кровли.

• Вариант 1 возможен при использовании негорючей изоляции, гидроизоляции и покрытия. Сетка укладывается под гидроизоляционный слой. Этот тип молниезащитной установки разрабатывается на стадии проектирования.
• Вариант 2 используется без ограничений. Его расположение практически не влияет на внешний вид дома. Решетка укладывается на покрытие крыши и закрепляется в специально разработанных держателях. При возведении системы молниезащиты мягкой кровли держатели обеспечивают зазор 10-12 см между освещаемым материалом и молниезащитным проводником.

Первый вариант предусматривает установку защитной сетки на плиты перекрытия до укладки кровли. Для соединения ветвей сетки с арматурой стен или колонн в местах примыкания кровельных плит устанавливаются швы, к которым с одной стороны приваривается сетка, а с другой — арматура. В конструкции данного типа системы молниезащиты используется только сварка.

Вторая схема предполагает установку приемных элементов поверх крыши. Также требуется базовая конструкция, позволяющая очищать зимние осадки и свободно отводить дождевую воду. Металлические компоненты установки должны быть защищены от коррозии.

Рекомендуется устанавливать молниеотводы с сетчатыми приемниками на крышах с уклоном 4º в сторону внутреннего или внешнего водоотвода. Нередко решетчатые системы сочетают со стержневыми системами, которые устанавливаются в углах зданий и на пересечении проводников.

Правила сооружения молниеприемной сетки

Допустим, что у большинства домашних мастеров, скорее всего, возникнут проблемы с первым вариантом. Надежные сварные соединения обязательны для идеального соединения сетки с арматурой стен и фундаментов.

Их качество и своевременное выполнение достаточно требовательны. Давайте обсудим принципы второго варианта молниезащиты плоской крыши, с реализацией которого мы можем справиться своими руками.

Общие принципы установки молниезащитной сети:

• Ветви молниезащитной сети должны быть расположены перпендикулярно, образуя ячейки с равными сторонами.
• Согласно правилам МЭК (Международной электротехнической комиссии), расстояние между ветвями сети над жилыми домами не должно превышать 12 м, над гаражами для хранения топлива — до 5 м. Национальные требования несколько мягче: 15 м и 7 м. Однако рекомендуется соблюдать международные нормы.
• Все подъемные устройства должны быть оснащены дополнительными приемниками штанг. К ним относятся трубы и антенные мачты, которые должны быть подключены к общей сети.
• Сварные соединения являются приоритетными, но допустимы и болтовые эквиваленты. Особенно если для их укладки используются универсальные зажимы для шин, что значительно упрощает процедуру монтажа.
• Рекомендуется, чтобы ответвления сетевого приемника были подключены к проводнику с каждой стороны.

Более строгие правила IEC предписывают, чтобы каждое перекрестное соединение сети было оборудовано штанговым приемником. Высота стержня должна составлять 25 см. Токоприемники должны быть заземлены двумя заземляющими стержнями и снабжены разъемными штырями для проведения испытаний. Несомненно, пора привыкать к международным стандартам, но наши финансовые возможности зачастую не соответствуют им.

Национальные стандарты RD34.21.122-87 не столь драконовские, и системы, построенные в соответствии с ними, еще не выходили из строя. Возможно, что имеющаяся у нас система молниезащиты не слишком коварна из-за умеренной грозовой нагрузки. Если вы живете в южных регионах нашей страны, вам лучше следовать международным стандартам.

Стоит помнить, что в ассортименте покрытий для плоских крыш есть горючие и негорючие материалы. Классифицируйте их по степени воспламеняемости и рассмотрите наиболее распространенные схемы.

Молниеприемная сетка по несгораемому основанию

Примерами негорючих материалов являются бетонные полы, оцинкованные гофрированные металлические листы, сэндвич-панели и гравийный наполнитель, используемый в качестве балласта в системах инверсионных крыш.

В зависимости от типа негорючего основания можно установить молниезащитную сетку:

• На профилированных листах без полимерного покрытия монтаж укладывается поперек направления гофры. Металлический стержень укладывается с запланированным шагом и приваривается к поверхности гофры через каждый метр. Отличной альтернативой сварке являются металлические винтовые кронштейны, которые позволяют устанавливать сетку в любой степени.
• На бетонных крышах в соответствии с проектными данными устанавливаются пластиковые кронштейны с бетонным заполнением — весом. Вес начинки варьируется от 12 до 17 кг, в зависимости от марки. Вес изделия гарантирует стабильность системы и устойчивость к порывистым ветрам. Кронштейны также поставляются без утяжеленного наполнителя, для которого на месте заливается масса из морозостойкого бетона. Для малоэтажных зданий в регионах со слабым ветром предлагаются кронштейны с саморезами или приклеенные битумным составом.
• Для крыш с балластом кронштейны с бетонным балластом и без него устанавливаются на гравийную засыпку. Если вы хотите закрепить кронштейны на земле, их необходимо установить до засыпки балласта. В таких случаях рекомендуется использовать распорные модели, которые приклеиваются к грунту с помощью шпаклевки.

Максимальное расстояние между кронштейнами не должно превышать 1 м для всех вышеперечисленных систем.

Конструкция системы молниезащиты с сетчатым тросом не рекомендуется для металлических крыш из материала тоньше 4 мм. Прямой удар по покрытию может легко прожечь его насквозь.

Поэтому крыши из тонкого гофрированного металлического листа обычно оснащаются решеткой на распорных кронштейнах, защитная зона которой, однако, больше, чем у оборудования, контактирующего с крышей.

Читайте также: Лаги на бетонный пол: крепление, выравнивание, звукоизоляция, фото

Сетчатый приемник по сгораемому основанию

Это относится к кровельным материалам в категории слабогорючих и материалам, поддерживающим горение, поскольку легковоспламеняющиеся материалы не используются в строительстве. Битумные и битумно-полимерные гидроизоляционные материалы и полимерные мембраны — т.е. мягкие кровли — включены в список горючих кровельных покрытий для плоских крыш.

Для того чтобы избежать прямого контакта между молниеотводом и битумной или полимерной кровлей, используются так называемые разделители. Суть работы этих несложных устройств заключается в том, что между поверхностью крыши и веткой решетки создается воздушный зазор, который в достаточной степени гасит возможные искры.

Согласно CO 153 3.2.2.4, этот зазор должен быть не менее 10 см. Согласно требованиям IEC, в расчетах должны использоваться значения изоляции материалов, перечисленных буквами km.

Изоляционные зазоры образуются с помощью вертикальных планок, входящих в комплект распорок. Они закреплены в пластиковой подставке, на которую помещен бетонный груз. Крепление кабеля осуществляется с помощью гильзы, которая завершает крепежное устройство.

Алгоритм размещения молниезащитной сетки с распорными кронштейнами на мягкой кровле:

• Определите рабочую зону в соответствии с разработанным проектом. Кронштейны устанавливаются через каждые 1 м вдоль линий, соответствующих ячейкам сетки. Максимальное расстояние между кронштейнами составляет 1,2 м, возможность увеличения этого расстояния предусмотрена инструкциями производителя. При проектировании следует учитывать, что площади подключения ответвлений к токоприемникам и токоприемников к земле должны быть минимальными. Не забывайте, что функцию ответвления может выполнять металлическая подоконная панель и подобные длинные металлические детали.
• Стержни из стеклопластика обрезаются или разрезаются по предварительно измеренному размеру для создания воздушного изоляционного зазора.
• В соответствии с измерениями необходимо установить пластиковые прокладки, центр которых должен совпадать с отмеченной точкой. В случае крыши с полимерной мембраной под каждый подножник укладывается резиновый коврик, чтобы тяжелые элементы не повредили покрытие.
• Установите бетонные грузы на опоры.
• Свободно поместите обрезанные бруски в каналы в центре стоек.
• Оснастите верхние части стержней крепежными устройствами с гильзами, предназначенными для фиксации кабелей диаметром до 8 мм.
• Установите ветви молниезащитной сетки, просто защелкнув их во втулки держателей.

Антенные трубы и мачты, выступающие над поверхностью, должны быть электрически соединены с молниеотводом. Они оснащаются стержневыми приемниками или металлическими фартуками и соединяются с проводниками с помощью зажимов. Аналогичным образом края ветвей соединяются с проводами, что гораздо удобнее, чем сварка. Кроме того, неопытные работники могут использовать их для создания высококачественных соединений на высокой скорости.

Соединение токоотводов с ветвями сетки

Установка приемника разряда сети является лишь первым шагом в строительстве системы молниезащиты и полной системы заземления. Он должен быть правильно подключен к контуру заземления, чтобы полученные токи могли беспрепятственно стекать на землю.

Правила прокладки и подключения розеток:

• Трассы токоотводов должны быть спроектированы таким образом, чтобы расстояние между точками подключения к молниеотводу и землей было как можно меньше.
• Розетки должны крепиться к горючим стенам с помощью распорных кронштейнов. Расстояние между стеной и проводником должно быть не менее 10 см. Допускается контакт между металлическим кронштейном и материалом стены.
• Проводники можно прикрепить к водосточным трубам с помощью металлических кронштейнов.
• Оцинкованные круглые стальные каналы также могут быть установлены непосредственно в кирпичные или бетонные стены.
• Расстояние между точками крепления для горизонтальных частей 1 м, для вертикальных частей 2 м.
• Зацикливание не допускается.
• При выборе места для прокладки кабеля рекомендуется выбирать участки здания с наименьшей вероятностью присутствия людей.

Трассы кабелей следует прокладывать по углам строящихся домов. Максимальное расстояние между ними составляет 25 м. Нижний край каждого кабеля опускается в землю, где он прикручивается к системе заземления. Рекомендуется обмотать антикоррозийной лентой участки, где кабель входит в землю.

Подготовка деталей конструкции

До начала работ закупаются и заказываются предметы, указанные в спецификации проекта. К ним относятся.

• Элементы конструкции столба молниезащиты
• Железо молниезащитной сетки;
• Набор контуров заземления;
• Линии молниезащиты.

Столбовые конструкции поставляются отдельными частями. Они соединяются болтами или винтами. Кабели диаметром до 8 мм обычно поставляются в бухтах. Перед установкой кабель выпрямляется и обрезается до необходимого размера.

Монтаж молниезащиты

Элементы молниезащиты крыши монтируются на крыше в зависимости от типа крыши.

• На плоских крышах достаточно установить держатели сетки. На скатных крышах необходимо устанавливать соответствующие типы крепежа.
• Расположите прутья решетки под прямым углом так, чтобы получились примерно одинаковые ячейки.
• Расстояние между линиями не должно превышать 12 метров над жилыми, общественными и промышленными зданиями и 5 метров над зонами повышенного риска (автозаправочные станции, склады взрывчатых веществ).
• Стержни соединяются винтовыми зажимами или, что еще лучше, сваркой.
• Молниеотводы диаметром не менее 16 мм соединяются сваркой.
• Расстояние между держателями удилищ не должно превышать 1,2 метра. Расстояние от крыши до стержней должно быть не менее 10 см.
• Держатели для удочек должны быть установлены вертикально на всех конструкциях, возвышающихся над плоскостью крыши. В зданиях повышенного риска на каждом пересечении прутьев решетки должны быть установлены вертикальные стержни высотой 30 см. Для таких молниезащитных установок используется сварка или специальные зажимы для соединения молниезащитного проводника с сеткой.

Монтаж контура заземления

Система заземления представляет собой стальные, но предпочтительно омедненные стержни, которые закапываются в землю не менее чем на 3 м, с максимальным шагом 5 м.

Периметр связи должен быть засыпан на 50 см. Используйте стальную полосу 4×50 мм или круг диаметром не менее 8 мм.

Конечное сопротивление шлейфа не должно превышать 10 Ом. При необходимости используйте другие засыпки и электролиты для снижения сопротивления почвы.

Этапы установки молниезащиты

Работа по молниезащите должна начинаться с разработки проекта. Он разрабатывается в соответствии с потребностями сайта. Основным нормативным документом является инструкция РД 34.21.122-87.

После разработки проекта приступайте непосредственно к монтажным работам в соответствии со следующим планом:

1. Монтаж контура заземления, проверка соответствия его сопротивления нормативным требованиям.
2. Установка молниезащитных устройств: сеток, защиты столбов, кабельных петель и т.д.
3. Крепление токоведущих линий.
4. Подключение к системе заземления.

Готовая система проверяется на соответствие ГОСТу, дорабатывается и при необходимости регулируется.

Молниеприемники и компоненты

Разновидностей зданий и объектов, требующих защиты от ударов молнии, огромное количество. Поэтому сами элементы должны отличаться высокой универсальностью. Это стало возможным благодаря набору стандартных элементов, которые используются для установки молниезащиты зданий и сооружений различных типов. В дополнение к элементам молниеприемника (сетки, тросы, стержни, планки) он включает в себя:

• Кабели для проведения тока к контуру заземления;
• Части контура заземления;
• Различные соединители для крепления молниеотвода к стене здания, фасадам, крышам и различным конструкциям.

Помимо основных деталей, требуются различные вспомогательные изделия: саморезы, прокладки, изоляционные трубки, анкеры и т.д.