Захист будинку від блискавки

У середніх широтах європейського континенту сильні грози бувають часто, і випадки, коли люди або споруди страждають від попадання блискавок, не настільки рідкісні, як хотіло б. За статистикою в Україні в рік близько 30 чоловік гине від удару блискавки. Запобігти ж трагічні наслідки потрапляння блискавок не тільки можливо, але і досить нескладно. Тут допоможе блискавкозахист будинку.


Наслідки влучення блискавки

З усієї кількості блискавок до землі йдуть тільки 25-30%. При цьому під час накопичення потенціалу утворюється так званий розряд-лідер. Між хмарою і землею він рухається хаотично, як би намічаючи траєкторію майбутньої блискавки. Цікаво, що блискавка складається, як правило, з трьох розрядів, але через велику швидкість ми сприймаємо його як один. Основним вражаючим чинником блискавки є короткочасні електричні імпульси колосальної енергії. Тривалість їх становить 1-10 мікросекунд. При цьому потужність заряду до декількох сотень, а то і тисяч кіловат, а сила струму до 500-1000 ампер.

Якщо захист будинку від блискавок не виконана, то в разі попадання блискавки можуть трапитися такі лиха:
- Пожежа;
- Фізичні руйнування будов і конструкцій;
- Ураження електричним струмом;
- Виникнення наведеного електричного потенціалу. Це означає появу у внутрішній мережі живлення електростатичної і електромагнітної індукції. Найчастіше наведена індукція виникає при попаданні блискавки в металеві частини будівлі. Наведена індукція зберігається кілька хвилин і сама може стати вражаючим чинником, наприклад, призвести до пожежі, викликати удари струмом, короткі замикання, вихід з ладу побутової техніки.

Попадання блискавки в людину, на жаль, в більшості випадків закінчується летальним результатом. Тим же, кому пощастить більше, в кращому випадку відбудуться сильними опіками.

Від чого залежить вірогідність попадання блискавки?


Ймовірність ураження блискавкою тої чи іншої будови не завжди однакова. Вона залежить від:
- Висоти споруди;
- Місцевості, в якій вона знаходиться;
- Кліматичного поясу;
- Наявності поблизу високих дерев або поле високих будинків;
- Вологості повітря.

Згідно інструкції ПУЕ (Правила улаштування електроустановок) обладнання споруди блискавковідводом слід виконати в обов'язковому порядку, в разі якщо річне число гроз в даній місцевість не менше 20. Але є райони, в яких оснащення блискавкозахистом не є обов'язковою.

Важливо пам'ятати, що блискавка цілком може потрапити кілька разів в одне і те ж місце, причому не тільки в плині року, а навіть в перебігу однієї грози. Передгрозовому іонізованому повітрі статичний заряд часто накопичується на верхівці висотного споруди, створюється різниця потенціалів. Тому такі об'єкти і «притягують» блискавку.

Будь щогла, наприклад, радіоантена або щогла стільникового зв'язку, здатна притягувати в зону свого розташування значне число блискавок. Тому сусідство з такою вишкою абсолютно небажано. Важливо знати, що ймовірність попадання блискавки в конкретний об'єкт піддається розрахунку. Для цього існують спеціальні методики і програми. Разом з тим, ніякі документи і норми не забороняють зробити громовідвід своїми руками.

Улаштування блискавкозахисту будинку

Захист будинку від блискавок виконувалася людьми ще споконвіку. Так, наприклад, в старовину на Русі в грозу було прийнято бити у дзвони, щоб відвести кару небесну. Реально працюючий блискавкозахист будинку був винайдений близько 200 років тому, президентом Америки Бенджаміном Франкліном.

На сьогоднішній день дії, спрямовані на захист споруд від блискавок, регламентуються нормативом ДСТУ Б В.2.5-38: 2008. Він визначає вимоги до Блискавковідводи.

Будь-яка система блискавкозахисту будинку складається з трьох основних частин:
1 - блискавоприймач (приймає на себе удар блискавки);
2 - струмовідводу (проводить струм до заземлення);
3 - заземлення (розряджає електричний потенціал на землю).

При цьому блискавкоприймач може бути трьох типів:

1 - стрижневий;
2 - лінійний;
3 - сітчастий.

1. Стрижневий блискавкоприймач - це металевий стрижень (трубка, куточок, прямокутник) достатньої площі перетину від 1-2 см2 і більше. Довжина його не менше 0,25 м, але, як правило, від 0,5 м до 2 м. Стрижневий блискавкоприймач ідеальний варіант для всіх видів металевих дахів.



Пристрій захисту будинку від блискавки

Блискавкоприймач треба встановлювати на таку висоту, щоб в зону захисту (як би умовний конус) потрапляв повністю захищений. Для цього діаметр основи конуса повинен бути не більше потрійного значення висоти. Для блискавковідводів такого типу використовують спеціально встановлюються щогли, верхівки високих дерев. Верхній кінець блискавковідводу виступає над кроною дерева не менше ніж на 0,5 м. Дерево ж повинно знаходиться від будівлі не далі ніж на 10 м. Блискавковідвід може бути встановлений на щоглу, яка кріпиться на верхній точці даху будівлі. Найменшою надійністю володіє, умовно кажучи, поверхня зони захисту. В глибині конуса вона вище, при цьому чим гостріше конус тим вище ступінь захисту.

Розрахунку висоти блискавковідводів найпростіше виконувати таким чином: висота підйому всього блискавковідводу дорівнює захисному відстані по горизонталі від нього (3 м блискавковідвід захищає 3 м, 7 м - 7м і т.д.). Разом з тим, розрахувати радіус захисту громовідводу для будинку можна за допомогою такої формули (h - відстань від піку блискавковідводу до найвищої точки будинку):

R = 1,732 * h.

Верхній кінець блискавковідводу а, б. сталевий дріт; ст. прутка; р. водопровідна труба; д, тобто сталева смуга і куточок; 1. пропоїти бандаж; 2. зварювання; 3. заклепки

Громовідвід встановлюють на жердини, товщина якої повинна бути 10-15 см, пише iBud.ua. Жердина кріпиться до даху будинку. Верхній кінець блискавковідводу роблять такого ж діаметру, як і інші його частини. Можна використовувати дріт більшого діаметру (максимальна товщина - 14 мм). Для верхнього кінця громовідводу використовуйте сталевий куточок, смуги, труби (рекомендований перетин 50-60 мм2). З дроту вгорі найкраще зробити закріплену петлю, трубу заварити або сплющити.

Закріпити блискавкоприймач, як зазначалося, можна на даху будинку, телевізійній щоглі, флюгері або поруч зростаючого дерева. Якщо установка блискавковідвода виконується на дереві, то кріплення проводитися за допомогою синтетичного матеріалу. При цьому будинок повинен потрапляти в захисний конус. Якщо блискавковідвід встановлюється на димову трубу, то треба подбати про надійному кріпленні. Вітер може зірвати громовідвід з труби.




Стрижневий блискавковідвід

2. Лінійний блискавковідвід - натягнутий уздовж коника даху трос перерізом не менше 0,5 см. Використовується такий захист від блискавок для будинків з шиферної або дерев'яним дахом.

Трос простягається уздовж коника даху і закріплений на дерев'яних стержнях. При цьому кожен кінець троса з'єднаний з заземленням. Струмовідводи укладають з кожного боку троса вздовж стін будинку в захисні труби і приєднують до електродів заземлення. Висота троса над коником даху повинна бути не менше 0,5 м.

Лінійний блискавковідвід


Сітчастий блискавковідвід

Способи з'єднання деталей блискавковідводу

3. Сітчастий блискавковідвід - це сітка з дроту або арматури з кроком вічка 6-12 м (мінімальний крок вічка - 3м, згідно ДСТУ Б В.2.5-38: 2008 «Інженерне обладнання будинків і споруд. Улаштування блискавкозахисту будівель і споруд»). Для сітки використовується, як правило, дріт або трос діаметром 6 мм. Сітка також встановлюється на висоті від 0,5 м над покрівлею. При цьому з'єднується вона з декількома заземленнями по периметру будівлі. Відстань між точками заземлення не повинен перевищувати 12 м. Якщо на даху будинку є виступаючі архітектурні елементи, наприклад, башти або труби, то на них так само можуть монтуватися блискавкоприймачі. Вони повинні виступати над верхнім краєм на 0,5 м і надійно заземлювати.

Струмовідвід - це товстий дріт перерізом не менше 0,5 см.

Заземлення - металевий стрижень будь-якого профілю і перетину, з'єднаний з струмовідводом і йде у землю не менше ніж на 50 см.

У всіх типах захисту будинку від блискавки застосовують струмовідводи і блискавкоприймачі діаметром не менше 6 мм. В якості заземлення застосовується електрод, який може бути як вертикальним, так і горизонтальним. Довжина заземлювача 2-3 м, глибина закопування не менше 1 м. Для з'єднання частин блискавковідводу застосовують зварні або ж болтові з'єднання. Якість останніх періодично необхідно перевіряти.

Пристрій заземлення для блискавковідводу

Допускається заземлювати блискавковідвід на арматуру фундаменту, якщо він не повністю укритий шаром гідроізоляції, і якщо вологість ґрунту більше 3%. Електроди повинні бути вкопані так глибоко, щоб досягати вологих шарів ґрунту. А питомий опір ґрунту не повинно бути занадто високим, бажано, не більше 200 Ом.

Захист електродів від корозії реалізується шляхом застосування оцинкованої сталі або міді. Не допускається покриття електродів струмонепровідною емаллю або бітумом.

Часто доводиться чути думку, що металева покрівля, наприклад, листова мідь або металочерепиця в достатній мірі захищає від удару блискавки і не вимагає облаштування додаткового захисту. На жаль, це не зовсім так:
1 - будь-який блискавкоприймач потрібно заземляти, а при укладанні металочерепиці - це, як правило, не робиться;
2 - товщина металу в цього покриття менше міліметра, і від серйозної блискавки такий захист не рятує. Блискавка великої потужності просто пропалює метал.

Нові технології блискавкозахисту будинку

Розряди блискавок тяжіють до ліній ЛЕП

Перераховані конструкції блискавковідводів є, образно кажучи, механічними, хоча і заснованими на законах фізики. Однак існують більш просунуті технології захисту будинку від блискавки, розповсюдження яких стримується високою вартістю. Мова йде про так званих іонізаторах. Суть дії пристрою в тому, щоб створити протинаправленність розряд-лідер.

Перші прилади такого типу діяли на підставі іонізованого випромінювання радіоактивного ізотопу. Пізніші модифікації стали чисто електронними та ізотопи вже не використовують.

При подачі на такий прилад напруги виникає стовп іонізованого повітря, на який замикається розряд блискавки. Таким чином, це вже не блискавковідвід, а свого роду пастка, яка притягує до себе блискавки з досить великій території. Однак і вартість їх більше 1000 доларів, що в десятки разів дорожче простого блискавковідводу, який можна зібрати своїми руками, витративши лише 2-3 сотні гривень.

У світі вся внутрішня електрична мережа житлового об'єкта, включаючи захист від блискавок і захист від усіляких зовнішніх впливів, закладаються на етапі проекту будинку. Тобто система блискавкозахисту являє собою частину інтегрованої мережі об'єкта, а не окрему структуру, яка не має відношення до електроживлення.

У сучасних багатоквартирних монолітних будинках всі ділянки ланцюга від джерел електропостачання заземлюються на внутрішню арматуру несучих стін, а через неї - на арматуру фундаменту.

Профілактика та догляд за блискавкозахистом

Всі з'єднання блискавковідводу необхідно періодично перевіряти

 Щоб блискавковідвід виконував свою функцію, його треба не тільки правильно зібрати, але і періодично виконувати профілактичні роботи. Властивості блискавковідводу залежать не тільки від конструкції, але і від умов експлуатації, наприклад, від властивостей ґрунту в місці передбачуваного заземлення. Надмірно сухою, піщаний або кам'янистий ґрунт погано проводить електричний струм. У цьому випадку ґрунт варто зволожити, наприклад, соляним розчином, або просто додати сіль до складу ґрунту. Сіль - хороший провідник, особливо при намоканні під час дощу. Можна так само додати в ґрунт деревне вугілля, яке теж добре проводить струм. Важливо пам'ятати, що заземлення не варто робити, де попало. Електрод має бути заглибленим у землю не ближче 5 метрів від доріжок, проходів і самої будівлі.

Необхідно стежити, щоб у місцях зібраних контактів не утворювалася іржа. Вони були не забруднені маслом, фарбою або брудом. Місця незварених з'єднань треба перемотати ізолентою і покрити шаром гідроізолюючого матеріалу.

Профілактичних огляд блискавковідводів виробляють щорічно навесні перед початком періоду гроз. Раз на 2-3 роки місця з'єднань рекомендується розібрати, перевірити контакти, очистити їх від окису або іржі, і з'єднати по-новому. Бажано, не рідше разу на три роки перевіряти стан знаходиться в землі електрода. Якщо через корозію його перетин помітно зменшилося, електрод заземлювача слід замінити.