Как сделать громоотвод в частном доме своими руками – принцип работы, выбор материалов, инструкция

Удар молнии в здание – достаточно распространённое явление. Стихия способна нанести непоправимый ущерб любому сооружению. При этом опасности подвергаются и животные, и люди, и техника. Единственный способ избежать этого – установить специальную защиту. Рассмотрим, как сделать громоотвод в частном доме своими руками: какие материалы, оборудование и компоненты для этого потребуются, как оптимальным образом выбрать подходящий под конкретные условия вариант, а также как самостоятельно выполнить его установку.

Громоотвод своими руками Источник roof-tops.ru

Устройство и принцип работы

Молниеотвод предназначен для приёма и передачи в землю электростатического разряда, возникающего между грозовым облаком и приёмником на крыше дома. Устройство состоит из трёх частей:

• Молниеприемник.
• Токоотводящий проводник.
• Заземляющий контур.

Возникающий во время грозы разряд молнии сразу же передаётся на молниеприемник. Затем посредством токопроводящего проводника электрический ток передаётся на заземляющий контур. После этого он уходит в грунт. По такой схеме электростатический молниевый заряд полностью передаётся в землю, нисколько не повреждая конструкцию здания.

При этом существует несколько вариантов, как сделать громоотвод в частном доме. Это может быть классический вариант – в виде металлического штыря, возвышающегося над крышей, или в форме специальной сетки поверх кровельного материала, а также в качестве отдельно стоящей конструкции рядом с сооружением.

Обратите внимание! Наличие громоотвода не препятствует попаданию молнии в дом. Однако он надёжно защищает оборудование, людей, животных и само здание от электрического разряда колоссального номинала. Наиболее частым последствием такого воздействия для сооружения является чрезмерный нагрев материалов и, как следствие, обширное их возгорание.

Правила устройства громоотвода

Для правильного выбора схемы устройства дачного громоотвода предварительно необходимо изучить конструкцию здания и в соответствии с «Инструкцией по устройству молниезащиты зданий и сооружений» (Инструкция РД 34.21.122-87) определить необходимый уровень защиты. Невысокие и небольшие по площади частные дома обычно относятся к III категории молниезащиты.

Эффективной грозозащитой является та, что надежно оберегает здание и все что находится внутри него от прямого попадания в него молнии и от вторичных ее разрядов в электрических сетях. Дачный громоотвод обычно представляет собой молниеприемник, который соединен с заземлением с помощью системы токоотводов.

Молниеприемник

Устройство, которое непосредственно принимает удар молнии на себя, называют молниеприемником. Это наиболее заметный и значимый элемент схемы промышленного или дачного громоотвода. Существуют стержневые, тросовые, сетчатые приемники.

Самым популярным и известным благодаря Бенджамину Франклину является стержневой молниеприемник, который представляет собой металлический штырь из нержавейки, алюминия или меди. Он устанавливается обычно на 2 м выше самой высокой точки защищаемого здания. Этот вид молниеприемников наиболее простой в исполнении и достаточно дешевый.

Тросовый молниеприемник представляет собой две мачты, установленные по периметру защищаемого объекта, и натянутых стальных тросов между ними. Молниеприемная сеть — это сетка, из металлических прутьев уложенная на крыше здания с определенным шагом.

Для небольших частных домов отличным приемником молний может стать металлическая крыша. Если кровля дома сделана из другого материала, то для устройства защиты лучше выбрать молниеприемную сетку, а для деревянных дачных домиков чаще применяют активную защиту.

Токоотводы

К заземляющему устройству ток поступает по токоотводам. В соответствии с вышеуказанной Инструкцией РД 34.21.122-87 токоотводами в жилом доме могут быть различные конструкции здания из стали, алюминия или меди (рамы, пожарные лестницы, арматура железобетонных плит). Специальные токоотводы обычно укладываются снаружи по периметру здания с шагом 25 м. Эффективность токоотводов зависит от непрерывности электрической сети. Обычно с молниеприемником и заземляющими устройствами они соединены сваркой.

Заземление

Заряд молнии в почве рассевается с помощью заземляющих устройств. Ими в соответствии с Инструкцией РД 34.21.122-87 чаще всего являются железобетонные фундаменты или вертикальные электроды, глубоко уходящие в грунт. Последний вид заземления обязательно защищается от коррозии (поэтому выполнен как правило из омедненной или оцинкованной стали), а электроды надежно соединяются с горизонтальной шиной и друг с другом посредством специальных соединителей.

Основные компоненты

Чтобы узнать, как сделать молниеотвод в частном доме, прежде всего необходимо изучить его устройство и назначение основных узлов. Громоотвод включает приёмник, токоотвод и заземлитель. Рассмотрим особенного каждого из них более подробно.

Молниеприемник

Первым элементом системы защиты дома от молнии, куда непосредственно попадает грозовой разряд, является молниеприемник. Как правило, он выполнен в форме металлического стержня, возвышающегося на 2 метра над самой высокой точкой кровли (коньком). Он также может иметь линейную конструкцию – в виде троса или сетки, расположенной на кровельном материале.

Основная задача молниеприёмника – это приём и передача электрического тока следующему по цепи элементу защиты. Напряжение в грозовом разряде может достигать 1 ГВ. Чтобы обеспечить сохранность материала и, главное, безопасность для всего окружения, к устройству предъявляются повышенные требования:

• Стальной стержень должен иметь сечение не менее 70 мм², алюминиевый – от 50 мм², а медный – от 35 мм².
• Возвышение стержня над самой высокой точкой крыши – от 0,5 до 2 метров.
• При использовании троса на коньке, его толщина не должна быть меньше 5 мм.
• Для приёмника в виде сетки должны использоваться стальные проводники диаметром от 6 мм.
• Сеточный молниеотвод должен возвышаться над кровлей минимум на 15 см.

Важно! В качестве приёмника молнии могут применяться различные металлические элементы кровли – трубы, ограждения, части водостока. Однако толщина сечения их сплошного слоя для стали не должна быть менее 4 мм. При этом их конструкция должна быть целостной, а поверхность не иметь изоляционного слоя, за исключением антикоррозионного напыления.

Токоотвод

Часть молниеотвода, соединяющая приёмник с заземляющим контуром, называется токоотводом. Как и к выше рассмотренному элементу системы, к проводнику предъявляются не менее строгие требования:

• Путь от приёмника до заземлителя должен быть минимальным.
• Не допускается монтировать проводник с поворотами, острыми углами и прочими искривлениями – во избежание пробоя разряда на данных участках.
• Площадь сечения провода должна быть не менее 16 мм² для меди, 25 мм² – алюминия, 50 мм² – стали.

Совет! В частных домах токоотводом часто выступают катаная проволока или металлические полосы. Проводники допустимо монтировать непосредственно внутрь стены – из негорючих материалов (кирпича, бетона). Для деревянных зданий лучше применять металлические скобы, позволяющие установить провод на расстоянии не менее 10 см. Кроме того, в небольших жилых домах для отведения грозового разряда можно использовать различные металлические конструкции – лестницы, рамы, элементы армирования железобетонных плит.

Заземлитель

Пойманный разряд молнии передаётся через токоотвод на заземляющий контур. К его конструкции также предъявляются особые требования:

• Минимальная площадь сечения для стали – не менее 80 мм², для меди – от 50мм².
• Заземляющий стержень вбивается в грунт минимум на 0,8 м.
• Расстояние от стены дома не менее 1 метра, а проходных зон – от 5 метров.

Заземляющий контур изготавливается либо в линейном виде – двух вбитых стержнях на расстоянии 3 метров и соединённых между собой шиной, либо в виде равностороннего треугольника – из трёх заглублённых проводников. Все соединения выполняются с помощью сварки. При этом всю конструкцию рекомендуется погружать на глубину около 0,5 метра от поверхности грунта.

Как сделать громоотвод в доме

Если вы умеете работать со сварочным аппаратом, то вы легко сможете сделать громоотвод своими руками. Провести токоотвод и сделать заземление также несложно. Единственное, где лучше прибегнуть к помощи специалиста — это установка УЗИП в щитки дома.

Простейший молниеотвод можно сделать из куска арматуры диаметром 10 мм и более и длиной 2-6 м. Штырь нужно заострить сверху болгаркой и прикрепить к трубе или фронтону хомутами либо анкерными болтами. Второй вариант громоотвода — это заваренная по краям стальная труба 3/4˝. Главное, чтобы сварка была качественной. Самостоятельное изготовление молниеотвода позволяет сэкономить на устройстве молниезащиты 60-100$ — именно по такой цене можно купить громоотвод промышленного производства.

Токоотвод делают из стального прута диаметром 10 мм. Понятно, что такую трассу придется делать из отдельных частей, сваривая их между собой или скрепляя специальными переходниками. Это неизбежно, но необходимо продумать путь токоотвода так, чтобы соединений прутков было как можно меньше. Прут лучше заказать уже согнутый, чтобы не сгибать его подручными средствами.

При монтаже токоотвода используют держатели, можно металлические, но лучше их композитного непроводящего материала. Чтобы не было пробоя, токоотвод прокладывают не менее чем в 30 см от любых металлических элементов: водостоков, оконных решеток, отливов.

Последний этап — это устройство заземляющего контура. Делается он по такому же принципу, что и заземление в частном доме:

• вдали от дорожек и крыльца выкапывается траншея глубиной 2 м;
• в дно траншеи вбиваются вертикально три стальных уголка 40×40 мм на расстоянии 1,5-2 м друг от друга;
• поверх уголков приваривают стальную полосу толщиной 5 мм и более;
• к стальной полосе приваривают токоотвод;
• контур заземления для молниезащиты закапывают, при этом он должен быть не менее чем в метре от поверхности.

Так как сделать заземление в доме линейного типа не всегда возможно, контур часто замыкают в форме равностороннего треугольника. Независимо от формы контура токоотвод к нему приваривают так, чтобы соединение возвышалось над уровнем земли минимум на 25 см.

При монтаже молниезащиты здания важно помнить четыре правила:

1. Нельзя красить ни молниеприемник, ни токоотвод, ни заземляющие стержни, иначе молниезащита просто не будет работать.
2. Тщательно проверяйте все соединения и не один раз — через них будет проходить заряд в миллионы вольт.
3. Старайтесь не использовать разнородные материалы: в месте соединения стали с медью со временем начнется электрохимическая коррозия, которая сильно увеличит сопротивление на этом участке.
4. Контролируйте влажность грунта около заземляющего контура. В засушливые дни песчаные и супесчаные грунты нужно периодически проливать водой, поскольку в сухом песке заземление теряет эффективность.

Кроме того, не забывайте о правилах работы на высоте: всегда используйте страховку, никогда не ходите по кровле непривязанные и не работайте на крыше в очень жаркие дни.

Варианты громоотвода

Есть три варианта, как сделать молниеотвод в частном доме крытым профнастилом:

• Вертикальный стержень.

Самый распространённый и эффективный громоотвод. В основном представляет собой стальной штырь диаметром около 10 мм, высотой до 2 метров. Нередко, особенно в самодельных версиях, в качестве основы берётся металлоконструкции различного проката – уголок, прямоугольник, круг. Может крепится как на самом доме, так и на отдельно стоящем столбу в непосредственной близости. Грозовой разряд принимается только в одной точке, поэтому стержень подходит для сооружений с металлической кровлей небольшой площади.

• Трос по коньку.

Представляет собой трос, параллельно закреплённый на безопасной высоте (не менее 50 см) от конька с помощью небольших штырей на противоположных фронтонах. Хорошо подходит для кровли из шифера или иных не проводящих электричества материалов. При этом площадь сечения проводника-приёмника должна быть не менее 50 мм². Особенность такой системы в том, что с каждой стороны дома монтируется заземление. Однако плюс этого в том, что сектор защиты увеличивается – по всей длине крыши, а не в одной точке, как в первом случае.

Зачем нужен

Громоотвод на фото часто выглядит довольно-таки непривлекательно и многие «активно строящиеся» горожане полагают, что без него вполне можно обойтись. Если строительством загородного дома занимается серьезная строительная организация. То громоотвод все же появляется на крыше, но при самостоятельной постройке им пренебрегают очень часто.

При этом, говорить, что люди не понимают, зачем нужен дачный громоотвод – неправильно, просто многие полагают, что такая система защиты необходима в местности с частыми грозами, где-то ближе к югу и так далее. Отчасти это верно, чем севернее местность, тем менее активна молния во время грозы, и, соответственно, тем меньше шансов, что она ударит в дом.

Схема громоотвода дома

Так же очень распространено мнение о том, что громоотводы как раз и притягивают удары молнии, как магнит железо. И в этом тоже есть часть истины – данные конструкции на самом деле «привлекают» молнию, без этого качества они просто не смогли бы функционировать. Однако «привлекают» ее они исключительно в тех случаях, когда разряд электричества с мощностью минимум в 200 ампер уже летит к постройке.

Что же касается редких гроз, то даже в Подмосковье удары молнии в дома происходят очень часто. Дело в том, что, экономя на установке громоотвода или же попросту считая его ненужным, большинство строящихся самостоятельно горожан не забывают устанавливать на крыше антенны.

То есть, при «близкой» грозе и отсутствии громоотвода, эту роль берет на себя антенна, а последствия удара молнии в спутниковую тарелку представить не так уж и сложно.

Хотя бы по этой причине, исходя из поговорки «береженого бог бережет» пренебрегать громоотводом нельзя, не зависимо от того, в какой климатической зоне находится здание, как часто бывают грозы и насколько велики статистические показатели МЧС ударов молнии в постройки в этой местности. Громоотвод нужен и для безопасности, и в качестве своеобразной «страховки» вложенных в обустройство дома денег.

Изготовление своими руками

Существует множество народных способов, как сделать громоотвод на даче своими руками. Лучше всего доверить это дело профессиональной бригаде, специально занимающейся установкой защитных антигрозовых систем. Однако для тех, кто решил действовать самостоятельно, рекомендуется следовать проверенному алгоритму. Для начала необходимо грамотно рассчитать конструкцию, затем правильно выбрать материалы, а также определить место установки и только после этого приступать к монтажным процедурам. Рассмотрим детально каждый из этих этапов.

Правильный расчёт

Первое, с чего следует начинать построение молниезащиты, это определение высоты верхней точки приёмника. Проще всего рассчитать её для штыревой модификации по следующей формуле:

H=(Rх+1,63Hx)/1,5

H – расстояние от поверхности земли наивысшей точки приёмника,

Hx – высота конька дома,

Rх – защитный радиус действия,

Цифры 1,5 и 1,63 – расчётные коэффициенты.

Например, если необходимо создать защиту в радиусе 15 метров на участке с домом высотой 7 метров, высота верхней точки молниеприёмника согласно формуле должна быть:

(15+7х1,63)/1,5=17,6 метров.

При этом необходимо учитывать, что защитная зона в пространстве имеет форму конуса с вершиной в точке пика приёмника и основанием.

Монтаж молниеприемника

Сразу следует оговориться, что требования ПУЭ предусматривают выполнение соединений между всеми частями молниеотвода исключительно сваркой. Если это невозможно, допускается резьбовое соединение болтами и гайками.

Площадь шайб, применяемых при резьбовом соединении, должна быть увеличена. Не допускается производить монтаж элементов системы скруткой проводов или какими-либо другими методами.

Разумеется, высоту молниеприемника, в основном определяющую его эффективность, необходимо максимизировать. Согласно инструкции РД, для обеспечения надежной защиты надо поднять громоотвод минимум на 3 м над поверхностью сооружения. Это касается стержневых устройств.

Высота прокладки тросового молниеотвода зависит от длины и высоты здания, конструкции заземлителя и удельного сопротивления грунта, может составлять 3-4 м. Для монтажа троса рекомендуется укреплять деревянные опоры на обоих коньках здания, а между ними натягивать тросовый громоотвод, если речь идет о коньковых крышах.

Конструктивные особенности сеточных громоотводов позволяют крепить такие устройства значительно ниже. В зависимости от шага сетки они могут быть расположены в десятке или нескольких десятках сантиметров от плоской кровли. Сетка с ячейками 6Х6 см может быть уложена непосредственно на поверхность крыши или даже под слой утеплителя, если он не горюч.

Видео описание

Смотрите на видео, как недорого сделать громоотвод своими руками:

Совет! Защитная область в пространстве представляет собой форму конуса с вершиной в точке пика приёмника и основанием в виде расчётного радиуса. Знание этого позволяет выбрать единственно верный способ, как установить громоотвод в частном доме, чтобы он защищал рядом расположенные постройки – теплицу, баню, гараж, сарай, беседку и т. д.

Подбор материалов

Эффективно решить задачу о том, как сделать громоотвод в деревянном доме, можно если правильно выбрать материалы. В качестве проводников рекомендуется использовать медь, сталь или алюминий. Например, для возведения стандартного штыревого громоотвода потребуется закупить следующие расходники:

• Стальной стержень для приёмника поперечником не менее 50 мм².
• Медный провод для токоотвода сечением от 16 мм².
• Асбестоцементную трубу подходящей высоты.
• Медные штыри для заземляющего контура.
• Элементы крепежа.

Дешевле использовать сталь для конструкции громоотвода частного дома, однако медь обладает наилучшими токопроводящими свойствами и требует меньшей площади сечения проводников, а значит, обустройство будет легче и быстрее.

Классификация внешней защиты зданий

Под атмосферной молнией принято понимать электрический разряд большой мощности, который подчиняется всем известным физическим законам. Общеизвестно, что распространение электрического тока осуществляется путями, которые имеют наименьшее сопротивление. Молниеотвод – это, по сути, и есть такой путь, который оттянет опасность от строения, имеющего большие показатели сопротивления. Здание, оборудованное таким устройством, во время удара молнии не пострадает, т.к. весь поток энергии будет направлен по контуру вглубь земного покрова.

В простонародье эту защиту строений принято называть по-разному: «громоотвод», «молниеотвод», «заземление» и т.д. Интересно, что понятие «громоотвод» является не совсем правильным, поскольку гром, являющийся звуковым эффектом во время удара молнии, не требует отвода. Однако название глубоко ужилось в разговорной речи. Главной задачей всех вышеперечисленных устройств является отвод атмосферной электроэнергии от жилья, и они с ней справляются отлично.

Молниеотвод в частном доме, как правило, подразделяется по трём факторам: конструкционной специфике, а также методике и виду защиты.

Методика защиты

Это понятие условно можно поделить на две подкатегории: защиту от молний активного и пассивного типа.

Активным вариантом предусмотрено в конструкции наличие ионизатора воздуха, предназначенный для накопления статического электричества из атмосферы для разряда. Фактически, функцией активного типа защиты является способность притянуть к себе молнию, обезопасив этим сооружение (и строения, находящиеся вблизи).

Конструкцией пассивного варианта не предусмотрено ничего дополнительного. Это не даёт 100 % гарантии попадания в неё молнии, но значительно увеличивает этот шанс, особенно при разряде электричества над строением.

Следует отметить, что бытовая техника будет не защищена от сопутствующего электромагнитного воздействия удара молнии. Потребуется монтаж дополнительных элементов.

Разновидности защиты

Разделение защиты здания по типу бывает внутренней либо внешней. Задачей первой есть сохранение жилья от эффекта сопутствующего воздействия разряда, а второй – от самого разряда. Из-за достаточно редкого применения активной защиты простыми обывателями, устройство громоотвода частного строения, как правило, оборудуется двумя подсистемами – внешней и внутренней.

Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на электротехнических работах любой сложности

Специфика строения

Внешнюю часть системы грозозащиты частного жилья принято подразделять по конструкционным особенностям внешней части молниеприёмника. Они существуют в трёх основных типажах: штыревой (стержневой), сетчатый либо тросовый вариант. У каждого есть свои сильные стороны, благодаря которым они применяются. Так штыревой тип молниеотвода является наиболее дешёвым, но не таким эффективным, как другие варианты приёмных элементов.

Видео описание

Смотрите в этом ролике, как устроена и работает комплексная молниезащита для коттеджа:

Инструкция по установке своими руками

Самостоятельный монтаж громоотвода выполняется следующим образом:

1. Рассчитывается высота установки приёмника, исходя из требуемого защитного радиуса.
2. Выбирается материал.
3. Определяется место монтажа.
4. Выполняется закрепление молниеприёмника.
5. Проводится токоотвод.
6. Выкапывается траншея или котлован, вбиваются и соединяются между собой штыри заземлителя.
7. Токоотвод соединяется с заземляющим контуром.

Рекомендация! По завершении монтажа и соединения всех частей громоотвод рекомендуется проверить омметром. Сопротивление на приборе не должно быть больше, чем 10 Ом.

Особенности внутренней молниезащиты

Результатом сильного атмосферного разряда, как правило, становится возникновение мощного индукционного поля, от воздействия которого нужно защитить имеющиеся в доме бытовые приборы и электротехнику. Эта задача не под силу для внешней молниезащиты.

Надёжная внутренняя защита от молнии в частном доме – это автомат контроля перенапряжений в сети во время грозы, т.е. специальное электротехническое устройство называемое устройством защиты от импульсного перенапряжения (или УЗИП). Установка его осуществляется в распределительном щитке перед входящими в жилище электролиниями.

Современный рынок пресыщен большим ассортиментом указанных приборов, имеющих различные возможности и уровни защиты от возможных перепадов напряжения.

Установка УЗИП в распределительном щитке после монтажа внешней системы защиты дома приведёт к полному блокированию и обезвреживанию всех возможных негативных воздействий удара атмосферного разряда.

Коротко о главном

Правильно построенный молниеотвод защищает дом от пожара, технику от порчи, а людей и животных от страшных последствий поражения электрическим током. Устройство не предотвращает грозовой разряд, но эффективно ловит и безопасно передаёт его в землю. Существует несколько вариантов, как сделать громоотвод на даче:

• Стержень.
• Трос.
• Сетка.

Все они состоят из молниеприёмника, токоотвода и заземляющего контура. При изготовлении громоотвода своими руками прежде всего необходимо правильно рассчитать высоту его установки, исходя из требуемого защитного радиуса. Далее нужно правильно выбрать материалы для его основных частей, грамотно определиться с местом установки и выполнить монтаж в соответствии с рекомендуемыми требованиями безопасности.

Дерево в качестве громоотвода

Для создания молниеотвода своими руками подойдет обычное дерево. При этом его высота должна превышать уровень крыши здания примерно в 2,5 раза. Расстояние до дома не должно быть меньше 3 м.

Один конец пятимиллиметровой проволоки приваривают к заземляющему устройству и закапывают соединение в землю. Оставшийся конец будет приемником. Его подводят к верхушке дерева.

Выбор молниеприемника для громоотвода

Радиус защиты молниеприемника Satelit 3 рассчитывается в соответствии с формулой определенной стандартом NFC 17-102 (Франция) и зависит от:

• выбора модели молниеприемника;
• требуемого уровня защиты здания;
• высоты на которой устанавливается устройство.

Модель молниеприемника	Satelit 3-25			Satelit 3-45			Satelit 3-60
Высота, м	Уровень защиты			Уровень защиты			Уровень защиты
I	II	III	I	II	III	I	II	III
2	17	23	26	26	34	36	32	34	44
3	25	34	39	38	48	50	48	48	65
4	34	46	52	50	64	72	64	64	87
5	42	57	65	63	81	89	79	81	107
6	43	58	66	63	81	90	79	81	107
10	44	61	69	64	83	92	79	83	109
15	45	63	72	65	85	95	80	85	111
20	45	65	75	65	86	97	80	86	113
45	45	70	84	65	90	104	80	90	119
60	45	70	85	65	90	105	80	90	120