Громовідвід у приватному будинку – зовнішній та внутрішній захист будівлі
Для організації захисту будівлі і людей, що живуть у ній, від можливих наслідків удару блискавки потрібно своєчасно перейматися надійним громовідведенням. Особливо він актуальний для дерев'яних будівель, здатних швидко спалахнути. Нижче докладно розказано про те, яким має бути громовідвід у приватному будинку, описані основні види та типи блискавкозахищаючої системи, а також наведено інструкцію з монтажу, плюс наведено приклади на фото та відео.
Поняття та основні функції захисту
Що таке громовідведення підсвідомо зрозуміло будь-якій людині. По суті, він є пристроєм захисту різного типу будівель від ударів розрядів блискавок. Найчастіше представлено воно у вигляді загостреного металевого штиря, що встановлюється вертикально на даху будівлі або на щоглі, що стоїть поруч, яка височить над будинком. Нижнє закінчення цього штиря з'єднане заземленням (контуром землі) з допомогою провідника.
Принцип роботи громовідводу полягає в переведенні основного електричного заряду блискавки за допомогою провідника в ґрунт з подальшим розсіюванням там, запобігаючи пошкодженню або займанню будівлі.
Корисне про блискавки та електрику зі шкільного курсу
Процес утворення грозової хмари супроводжується поділом дрібних крапель води по зарядах (негативним та позитивним), при цьому накопичення негативно заряджених частинок відбувається внизу хмари.
Поверхні землі та всіх споруд, що знаходяться внизу зарядженої хмари, притягують до себе протилежні частинки (зі знаком «+»).
У електричному полі, що виникає, в проміжку між цими частинками (у небі і на землі) підвищується напруженість, виникає різниця потенціалів у кілька мільйонів вольт. Завдяки цьому й утворюється електричний заряд, званий блискавкою.
Рух блискавки відбувається найменшим шляхом опору. Початком служить рухомий на швидкості 50 тис. км/сек до землі слабкий заряд (лідер), що набирає сили на шляху. Т.к. зарядженість повітря неоднорідна, блискавка проходить місцями з великою кількістю заряджених частинок (з найкращими показниками електропровідності).
Рухаючись до землі, заряд шукає об'єкти із найбільшою кількістю позитивно заряджених частинок. Після досягнення рівня землі починається масовий рух негативних зарядів іонізованим каналом в землю (від нижніх частинок самого заряду і до всіх інших у хмарі).
Тому громовідведення на будинку облаштовується з матеріалів із найвищими показниками електропровідності. Це гарантує, що блискавка вибере його, т.к. на ньому накопичено більшу кількість індукційних зарядів. Блискавка обрала б такий громовідвід, навіть якщо він був би нижчим за рівень будівлі, але експериментувати цим не варто.
Класифікація зовнішнього захисту будівель
Під атмосферною блискавкою прийнято розуміти електричний розряд великої потужності, який підпорядковується всім відомим законам. Загальновідомо, що поширення електричного струму здійснюється шляхами, які мають найменший опір. Блискавковідвід - це, по суті, і є такий шлях, який відтягне небезпеку від будови, що має великі показники опору. Будівля, обладнана таким пристроєм під час удару блискавки не постраждає, т.к. весь потік енергії буде спрямований за контуром углиб земного покриву.
У народі цей захист будівель прийнято називати по-різному: «громовідвід», «блискавковідведення», «заземлення» і т.д. Цікаво, що поняття «громовідвід» не зовсім правильне, оскільки грім, що є звуковим ефектом під час удару блискавки, не вимагає відведення. Однак назва глибоко ужилася в розмовній мові. Головним завданням всіх перерахованих вище пристроїв є відведення атмосферної електроенергії від житла, і вони з нею справляються відмінно.
Блискавковідведення в приватному будинку, як правило, підрозділяється за трьома факторами: конструкційною специфікою, а також методикою та видом захисту.
Методика захисту
Це умовно можна розділити на дві підкатегорії: захист від блискавок активного і пасивного типу.
Активним варіантом передбачено конструкції наявність іонізатора повітря, призначений для накопичення статичної електрики з атмосфери для розряду. Фактично, функцією активного типу захисту є здатність притягнути до себе блискавку, убезпечивши цим споруду (і будівлі поблизу).
Конструкцією пасивного випадку не передбачено нічого додаткового. Це не дає 100% гарантії влучення в неї блискавки, але значно збільшує цей шанс, особливо при розряді електрики над будовою.
Слід зазначити, що побутова техніка не буде захищена від супутнього електромагнітного впливу удару блискавки. Потрібно встановити додаткові елементи.
Різновиди захисту
Поділ захисту будівлі на кшталт буває внутрішньої чи зовнішньої. Завданням першої є збереження житла від ефекту супутнього впливу розряду, а другий від самого розряду. Через досить рідкісне застосування активного захисту простими обивателями, пристрій громовідведення приватної будови, як правило, обладнується двома підсистемами – зовнішньою та внутрішньою.
Специфіка будови
Зовнішню частину системи грозозахисту приватного житла прийнято підрозділяти за конструкційними особливостями зовнішньої частини блискавкоприймача. Вони існують у трьох основних типажах: штирьовий (стрижневий), сітчастий або тросовий варіант. Кожен має свої сильні сторони, завдяки яким вони застосовуються. Так штирьовий тип блискавковідводу є найдешевшим, але не таким ефективним, як інші варіанти прийомних елементів.
Особливості пасивного варіанта захисту зовнішнього типу
Пристрій блискавковідведення в приватному будівництві відрізняється простотою. У складі три елементи - блискавкоприймальна частина, струмовідвідна і заземлювальний елемент. Будова струмовідводів та заземлювачів суттєвих конструктивних відмінностей не мають. Поділ ж блискавкоприймачів у пасивному варіанті захисту виділяє три типи, описаних нижче.
Штирьовий блискавкоприймач
Він вважається найпоширенішим видом уловлювача розрядів атмосфери серед пасивних зовнішніх пристроїв. Представляє він із себе довгі прути з металу (не менше 2 метрів) з перетином мінімум 10 мм. Велика площа даху вимагає більшої кількості цих штирьових елементів. Рекомендується встановлювати їх через кожні 10 метрів. Відповідно невеликі дачні чи житлові будівлі можуть обійтися і одним стрижнем.
Установка штирьових приймачів на приватних будівлях проводиться спеціальними діелектричними кріпленнями, що виключають можливість переходу розряду на будівлю. Також монтаж блискавковідводу можливий на окремій спеціальній опорі або високому дереві, що знаходиться в безпосередній близькості від споруди. Це актуально для господарів, які не бажають псувати зовнішній зовнішній вигляд будівлі зайвими елементами.
Важливо! Яка б установка блискавковідводу не була обрана, головна умова повинна виконуватися - приймач блискавки повинен знаходитися на значній висоті над основною будовою і прилеглими спорудами на ділянці.
Тросовий блискавковідвід
Таким типом блискавкоприймачів часто користуються при організації захисту будівлі з металочерепичною покрівлею. Особливістю даху є підвищена здатність до електропровідності атмосферних електророзрядів. Тому вона має бути особливо якісно захищена від можливих грозових ударів.
Ефективність тросових блискавковідводів вища за штирьові. Однак монтажні роботи вирізняються підвищеними трудовитратами. Як випливає з назви, при монтажі цього різновиду приймача розрядів застосовується металевий тросик, що встановлюється по ковзану даху будівлі на всю довжину.
Важливо! Вибираючи тросовий тип захисту від ударів блискавки, головне зробити якісний монтаж троса так, щоб він не стикався з елементами даху зараз і не просів у процесі експлуатації. Можливі торкання необхідно виключити повністю. Плюс до цього, встановлення троса здійснюється на діелектричні опори.
Сітчастий блискавкоприймач
Виготовлення цього типу блискавковідводу здійснюється за допомогою дроту з металу, що має переріз діаметром від 6 мм і більше. Натяг такого дроту здійснюється на всю покрівлю таким чином, щоб утворювалися квадратні осередки зі стороною 6 метрів. Аналогічно тросовому блискавковідводу не можна допустити торкання дротів захисної системи до покрівельного матеріалу даху. Монтаж здійснюється з використанням спеціальних опор, не здатних до проведення електричного струму.
Слід зазначити високу ефективність цього різновиду блискавкоприймача, проте використання їх у приватних спорудах досить рідкісне, т.к. їх установка відрізняється високою трудомісткістю. До того ж система сітчастого блискавковідводу практично виключає профілактичне обслуговування покрівельного покриття будівлі і не додає йому привабливості в естетичному плані.
До відома! Вибір типу громовідводу залежить від переваг власника будівлі. Суворих обмежень немає, а всі рекомендації викладені вище. Кожен із описаних варіантів досить надійно захищає будову від безпосереднього удару атмосферного розряду.
Струмовідвідна частина системи
Другим елементом системи громовідведення є струмовідведення, завдання якого полягає в переміщенні всієї потужності розряду атмосферного явища від блискавкоприймаючої частини до заземлюючого контуру. Сталевий дріт (перетином від 6 мм) – ідеальний і найпростіший матеріал для виготовлення струмовідвідної частини. Також з цією метою можна використовувати спеціальний мідний (або алюмінієвий) кабель, а іноді сталеву стрічку, що має ширину 30 мм і товщину від 2 мм.
Незалежно від різновиду кріплення будь-якого струмовідводу до блискавкоприймаючого елемента здійснюється надійно: зварюванням, паянням або посадкою на різьблення.
Якщо будівництво приватного будинку виконане з негорючих різновидів матеріалів, то струмовідвідну частину можна монтувати безпосередньо на стінах (бажано у прихованому місці) за допомогою металевих кріплень. Але категорично заборонено розміщувати їх поблизу вікон та дверей.
Корисне відео
Громовідведення для дачного дерев'яного будинку монтується з дотриманням спеціальних правил, т.к. при попаданні розряду в блискавкоприймач відбувається розігрів дроту струмовідвідної частини до високих температурних показників. Тому, з метою не допустити займання дерев'яних частин будівлі, важливо зробити правильну установку струмовідвідної частини блоку. Розташування дроту струмовідвідної частини від стінок будівлі має бути не ближче 10 см. Кожен штирьовий уловлювач повинен мати власний окремий провід струмовідводу, а тросовий або сітчастий варіант системи уловлювання розряду повинен бути підключений мінімум до двох струмовідвідних елементів. Остаточна кількість відводів залежить від площі покрівельного матеріалу, а значить і числа виходів блискавкоприймальних елементів.
Заземлювальна частина системи
Останнім елементом у системі зовнішнього захисту приватної будови від ударів грозових електророзрядів атмосфери буде влаштування заземлення. Найпростішим представником заземлювального пристрою стане система з двох металевих прутів із перетином понад 3 см, з'єднаних смужкою металу та занурених у землю мінімум на 2 метри глибини. При цьому відстояти один від одного ці прути зобов'язані на дистанції, що перевищує 2,5 метри. Також часто використовується у побуті трикутна форма заземлення, зі стороною ребра – від півтора метра.
Рекомендація! Бажано кріплення заземлювального контуру до струмовідводу здійснювати максимально надійно, наприклад, шляхом електрозварювання елементів системи.
Послідовність встановлення зовнішньої частини громовідводу
Ознайомившись вище, як працює громовідвід, стає зрозуміло, що установка блискавкозахисту не дуже складна і за наявності певних навичок та вмінь легко здійснити. Але якщо раніше подібні роботи не проводилися і деякі процедури викликають сумніви, то краще не ризикувати і вдатися до послуг професіонала. Початком робіт, перед тим, як монтуватиметься громовідвід для дачного або житлового будинку, стає проектування з нанесенням необхідних розрахунків блискавкозахисту.
Як зробити блискавковідведення, від проектування до монтажу, розглянуто нижче, взявши за приклад установку системи зі штировим блискавком і трикутним контуром заземлення, оскільки вона є найпоширенішим варіантом захисту від небезпечних грозових факторів.
Корисне відео
Облаштування заземлювача
Для першочергового монтажу заземлювального контуру знадобиться наявність наступних інструментів та матеріалів:
- болгарки та відповідних відрізних дисків;
- електрозварювання;
- лопати та кувалди;
- металевого куточка 40х40 мм, що використовується для вертикальних конструкцій;
- металевих смужок 40х5 мм, що використовуються як перемички.
Монтаж заземлювача здійснюється поблизу однієї зі стін будівлі. Потрібно вибрати вільне місце для викопування трикутної траншеї з однаковими сторонами довжиною півтора метра і глибиною - півметра.
Від однієї з вершин викопаного трикутника до місця спуску струмовідвідного елемента біля стіни прокладається траншея такої ж глибини. У вершинах траншеї вертикально у землю вбиваються сталеві куточки на глибину від 2 метрів. Верхні закінчення цих куточків з'єднуються по периметру смугою-перемичкою з допомогою зварювання.
У вершині з траншеєю, що йде до будинку, також приварюється відрізок сталевої смуги так, щоб до нього потім приєднати закінчення струмовідведення від блискавкоприймального елемента. Після цього проводиться закопування та утрамбування всіх траншів.
Заземлюючий контур можна вважати готовим, залишилося підключити струмовідвід.
Облаштування блискавкоприймального елемента
Ідеальним місцем розташування штиря-блискавки вважається пічна труба. Кріплення щогли здійснюється за допомогою кронштейнів із хомутами на закінченнях.
Альтернативою може бути кріплення на спеціально змонтованій опорі, розташованій на ковзані покрівельного накриття.
Зафіксувавши сам штир, здійснюється кріплення до нижнього його закінчення струмовідвідного дроту за допомогою хомутового з'єднання на різьблення.
Облаштування струмовідводу
Прокладання струмовідводу проводиться по поверхнях даху та стін до виходу металевої смуги-перемички від заземлювального контуру. Кріплення по всьому шляху прокладання здійснюється за допомогою хомутів із пластику або металу з опорами.
Нижній край відведення також кріпиться різьбовим з'єднанням, але вже до елементу заземлювача, що стирчить із землі.
Фактично установка зовнішнього захисного пристрою закінчена, але без установки блоку внутрішнього захисту від стрибків напруги систему прийнято вважати неповною.
Корисне відео
Особливості внутрішнього блискавкозахисту
Результатом сильного атмосферного розряду, як правило, стає виникнення потужного індукційного поля, від впливу якого потрібно захистити побутові прилади та електротехніку, що є в будинку. Це завдання не під силу зовнішньому блискавкозахисту.
Надійний внутрішній захист від блискавки у приватному будинку – це автомат контролю перенапруг у мережі під час грози, тобто. спеціальний електротехнічний пристрій, що називається пристроєм захисту від імпульсного перенапруги (або УЗІП). Установка його здійснюється в розподільчому щитку перед електролініями, що входять в житло.
Сучасний ринок пересичено великим асортиментом зазначених приладів, що мають різні можливості та рівні захисту від можливих перепадів напруги.
Встановлення УЗІП у розподільчому щитку після монтажу зовнішньої системи захисту будинку призведе до повного блокування та знешкодження всіх можливих негативних впливів удару атмосферного розряду.
Корисне відео
Висновок
За законами фізики електричний атмосферний розряд із негативно зарядженими частинками під час грози шукає найлегший шлях до накопичувачів із позитивними зарядами. Тому дах практично будь-якої будови є потенційною метою для блискавки.
Природно, що металеві або утримують вологу поверхні покрівель наражаються на особливий ризик. Фактично це дає відповідь на запитання, чи потрібен громовідвід у приватному будинку. Захист від електророзряду поділяється на активний і пасивний, зовнішній і внутрішній.
Як правило, у приватному будівництві використовують пасивний зовнішній захист, що складається з блискавкоприймача, струмовідводу та заземлювача, і внутрішній захист, що полягає в установці необхідних УЗІП в електричному розподільчому щитку.
