Внешняя система молниезащиты жилого дома

В последние годы строительство частных домов идет все более ускоряющимися темпами. Все города окружены дачными поселками, и их количество увеличивается день ото дня. Если 10–15 лет назад это в основном были именно дачные домики, приспособленные, в лучшем случае, для выезда семьи на выходные дни, то сейчас строятся настоящие полноценные дома для круглогодичного проживания. При строительстве этих сооружений используются современные не дешевые материалы, рассчитанные на длительный срок эксплуатации. По этой причине стоимость строительства подобного дома, даже без учета стоимости инженерных систем жизнеобеспечения, составляет весьма серьезную сумму.

В связи с большими затратами на строительство и предполагаемого длительного срока эксплуатации объекта возникает проблема сохранения вложенного капитала и уменьшения рисков от случайных потерь. Одним из факторов, существенно влияющих на сохранность и длительную безаварийную эксплуатацию объекта, является грозовая активность в регионе и связанная с ней вероятность пожара.

Грозовая активность является одной из характеристик климата региона, изменить ее человек не в состоянии. Между тем, это очень важный фактор с точки зрения безопасности объекта, рассчитанного на длительную эксплуатацию. А если учесть изменение климата, которое, по утверждениям ученых, происходит в настоящее время, то это еще увеличит количество и интенсивность гроз в регионе.

Согласно последним научным данным, сила тока в канале молнии может достигать 200 000 А, а энергия разряда — до 10 000 000 Дж, это очень большие величины. Пренебрегать вероятностью попадания молнии в объект крайне легкомысленно. Человек на современном этапе развития знаний о природе не в состоянии предотвратить разряд молнии, а если невозможно предотвратить, значит, нужно научиться защищаться. Для этой цели и предназначается система внешней молниезащиты объекта.

Кроме того, по современным, в том числе и российским, нормативным актам, объект должен быть оборудован системой внешней молниезащиты. О необходимости наличия на объекте внешней системы молниезащиты прекрасно осведомлены и страховые компании, существующие в том числе и для уменьшения рисков вложения капитала. В случае отсутствия внешней молниезащиты владельцу здания (инвестору) может быть отказано в страховании или страховые выплаты окажутся намного выше, чем обычно.

Что же такое система внешней молниезащиты объекта? Это ряд мероприятий, направленных на перехват канала молнии и уменьшение риска при попадании молнии в объект. По своей сути это противопожарные мероприятия, хотя система внешней молниезащиты относится к электроустановке и должна присутствовать как самостоятельный раздел в проекте электроустановки объекта.

Конструктивно внешняя молниезащита состоит из системы молниеприемников, токоотводов и молниеприемных заземлителей. Материалы, используемые для формирования внешней молниезащиты, это – сталь черная, сталь оцинкованная, медь, алюминий. Допускается использование нержавеющей стали, но на практике в виду высокой стоимости, «нержавейка» используется крайне редко.

Молниеприемники — это проводники, предназначенные для перехвата канала молнии. Для формирования зоны защиты поверхности объекта используются в основном стержневые, тросовые и сеточные молниеприемники или их комбинации.

Учитывая оригинальность исполнения и декоративность современных зданий, владелец (инвестор) крайне неохотно идет на применение молниеприемных систем тросового и стержневого типов в чистом виде, так как они «бросаются в глаза» и изменяют облик здания. Стержневые молниеприемники  используются, как правило, для защиты отдельных частей и зон объекта под видом декоративных элементов – шпилей, флюгеров и тому подобных «архитектурных излишеств», истинное предназначение которых в защите сооружения от молний не специалисту не заметно. Наиболее часто применяются молниеприемники типа «сетка». Молниеприемники данного типа наиболее просто вписываются практически в любой вид кровли, обладают хорошим защитным эффектом и малой заметностью.

 Теперь поговорим о расположении молниеприемника. В части отечественных нормативных актов допускается установка молниемприемника в «пироге» кровли, под слоями гидроизоляции и утеплителя, или использование в качестве молниеприемника металлической стропильной системы.

У проектных организаций, как правило, по этому поводу вопросов не возникает, действует принцип «допускается – получите». В итоге заказчик (инвестор) получает в проекте внешнюю молниеприемную систему, расположенную внутри объекта. Когда при анализе проекта задаем вопрос «Как молния попадет в молниеприемник, находящийся внутри здания?», внятного ответа не получаем. Подобные решения заранее обрекают на поражение часть объекта, которая выступает над зоной защиты, сформированной молниеприемной системой. В подобной ситуации молнии для прохода к молниеприемнику потребуется пробить (прожечь) часть конструкций здания, что может повлечь за собой самые неприятные, а то и катастрофические последствия.

Токоотводы – проводники, предназначенные для отвода энергии молнии от молниеприемников к заземлителям. Основное требование к ним — отвод энергии на «землю» по кратчайшему пути. С этой целью система токоотводов должна дробить стекающий ток на несколько путей для повышения надежности и недопускать петель, резких перегибов трассы прокладки токоотводов для предотвращения пробоев. В современных каркасных зданиях в роли токоотводов может выступать арматура железобетона, единственное требование к ней в этом случае — это качественное долговременное соединение прутов арматуры в целях получения непрерывного пути для стекания тока молнии от кровли до уровня грунта и, конечно, соблюдение необходимого сечения.

Наиболее целесообразное решение для подобных объектов — это закладка специального проводника в виде полосы или прутка со сварными соединениями по всей длине (высоте) колонн и вертикальных конструкций здания и оборудование выпусков вблизи поверхности грунта и около кровли. Подобная конструкция облегчит контроль целостности токоотводов и даст возможность измерять металлосвязь между молниеприемником и заземлителем. Если объект уже построен, но не выполнена финишная отделка стен, то токоотводы, возможно разместить в специально выполненных (предусмотренных) вертикальных штробах, с организацией выпусков, как это уже было описано выше.

В остальных случаях систему токоотводов целесообразно размещать на поверхности внешних стен объекта в углах зданий, за трубами системы водослива и тому подобных малодоступных местах. Крепления токоотводов к стене выполняются с помощью специализированных фасадных креплений.

Материалы, применяемые для монтажа токоотводов, это: для токоотводов, монтируемых в толще стен, – сталь черная в виде прутка или полосы; для токоотводов, монтируемых открыто на поверхности стен, – сталь оцинкованная (пруток диаметром 8 мм) или медь (пруток диаметром 6 мм). Для индивидуального жилого дома со стенами и кровлей из долговечных и дорогих материалов предпочтительно использовать медь, так как оцинкованная сталь через несколько лет эксплуатации даст потеки ржавчины, которые совершенно не украсят вид вашего дома.

Молниеприемные заземлители предназначены для ввода токов молнии, пришедших по токоотводам, в грунт. Так как современные здания, как правило, имеют сложную многоскатную кровлю и весьма не простую форму в плане, то для организации нормальной системы внешней молниезащиты приходится применять молниеприемник комбинированного типа (стержневой плюс сеточный) и развитую систему токоотводов. Такая система должна опираться на кольцевой молниеприемный заземлитель.

Современный молниеприемный заземлитель, в общем случае, представляет собой кольцевой проводник (шину), расположенный в грунте на глубине 0,5–0,7 м. В местах подключения токоотводов шина усиливается вертикальными стержневыми электродами. Стержневые электроды, для уменьшения трудозатрат при монтаже, целесообразно выполнить составными, использовав преимущества метода последовательного вибропогружения.

Данная технология позволяет, силами одного или двух человек, легко заглубить электроды на 4–6 м (глубинные заземлители, монтируемые по данной технологии, заглубляются на 20 м и более двумя рабочими за один день). Для уменьшения эксплуатационных затрат стержни и муфты, применяемые для изготовления заземлителей, покрыты защитным покрытием. В современных системах используется в основном покрытие цинком горячим или термодиффузионным способом и покрытие медью гальваническим способом.

Таким образом, современная рассчитанная на длительный срок эксплуатации система внешней молниезащиты представляет собой сложную инженерную систему, изготовленную из прочных, долговечных и декоративных материалов.

Цель построения системы — создать для молнии, пришедшей к объекту защиты, предопределенный путь стекания на землю, минуя элементы объекта. Для этого весь объект без исключений должен находиться внутри зоны защиты, образованной системой внешней молниезащиты. В противном случае стекание токов молнии будет носить случайный характер с непредсказуемыми последствиями. Стоимость системы внешней молниезащиты объекта состоит из двух величин – затраты на материалы и стоимость монтажа.

Затраты на материалы уменьшить довольно трудно, если только не использовать совсем дешевые, недолговечные материалы, которые через несколько лет эксплуатации испортят внешний вид вашего дома, снизив его стоимость. Кроме того, недолговечные материалы, разрушаясь, превратят внешнюю систему молниезащиты в фикцию, подвергнув опасности как ваше имущество, так и саму вашу жизнь и жизнь ваших близких.

Затраты на монтаж системы, как правило, существенно превышают стоимость материалов, и эту сумму можно уменьшить. Минимальные затраты несут те инвесторы которые не забывают монтировать систему совместно со строительством объекта. Максимальные затраты, многократно превышающие стоимость материалов, несут те, кто на этапе строительства «забыл» про данную систему и начал монтаж на уже готовом отделанном строении. Поэтому для уменьшения затрат ознакомьтесь с проектом вашего дома, поинтересуйтесь наличием раздела «Внешняя и внутренняя молниезащита» и проконтролируйте его выполнение.

В противном случае за безопасность ваших вложений и вашу жизнь лично придется платить намного больше. Для того чтобы система была выполнена оптимально, поручайте выполнение проекта и монтажа специализированным организациям. Специалисты по молниезащите всегда подскажут наиболее оптимальное и дешевое решение, кроме того, результат работы специализированных организаций отличается высоким качеством.

В. Лещинский, руководитель направления ЗАО «СТР»