1.
2.
3.
4.
5.
Наличие громоотводов на участке просто необходимо. Молния - это импульс электрического тока значительной силы, возникающего по причине накопления в грозовых облаках заряда. Сила тока в этом случае способна достигать 200 000 А – такие мощные молнии встречаются редко, а вот с силой до 100 000 А происходят регулярно. Громоотвод в частном доме не препятствует возникновению молнии, он лишь отводит ее, предохраняя дом от пожара. Разряд, проходя сквозь разные материалы, вызывает выделение тепловой энергии, которая является причиной возникновения пожаров и разрушений.
Что касается того, как выглядит громоотвод, то он состоит из:
Молниеотводы можно устанавливать как возле дома, так и на нем – это показано на фото. В качестве частей громоотвода могут служить и отдельные части дома. Все элементы молниеотвода должны быть из одного металла.
В качестве молниеприемника обычно используют стальной стержень, который должен возвышаться над домом. Площадь сечения составляет 50 мм2, это значение можно сопоставить с проволокой-катанкой диаметром 8 миллиметров. Также применяют стержень из меди (площадь сечения 35 мм2), а также алюминия (70 мм2).
Разрешается в качестве молниеприемника использовать отдельные части постройки, такие как металлическая кровля, металлические ограждения и водосточные трубы.
Металлическая крыша должна быть единым целостным элементом без разрывов. Толщина слоя покрытия должна быть 4 миллиметра для кровли из железа, 5 миллиметров – из меди, 7 миллиметров – из алюминия. На поверхности покрытия не должно быть изоляционного слоя (исключение составляет антикоррозийная металлическая краска).
В качестве молниеприемника металлическая крыша представляет собой ферму, соединенную с остальными арматурой.
Ограждение или водосточные трубы могут использоваться в том случае, если сечение более рекомендованного значения.
Желательно использовать такие сечения: для меди – 16 квадратных миллиметров, для алюминия – 25 мм2, для стали – 50 мм2. Токоотвод должен идти от молниеприемника сразу к земле по кратчайшему пути. Стоит избегать большого количества поворотов под острым углом, в противном случае между соседними участками может возникнуть искровой заряд. В результате этого произойдет возгорание.
Обычно токоотвод представлен неизолированной металлической полосой и проволокой-катанкой. Во время строительства кирпичного дома токоотвод можно прокладывать как внутри стены, так и снаружи. Если стены выложены из горючего материала, установка громоотвода должна происходить так, чтобы до них минимальное расстояние было 10 сантиметров – лучше больше. Для того, чтобы улучшить контакт со стенами, используют металлические скобы.
Для создания заземлителя используют сталь (площадь сечения 80 мм2) или медь (площадь сечения 50 мм2). Конструкция заземлителя довольно простая. Для его создания выкапывают траншею глубиной от 0,5 метра и длиной от 3 метров, вбивают по концам стальные прутья и соединяют их сваркой.
К конструкции приваривают отвод к дому для присоединения токоотвода. Потом заземлитель доводят до дна траншеи, прокрашивая при этом места сварки. При его обустройстве необходимо соблюдать расстояние в минимум 1 метр от стены и 5 метров от крыльца и дорожки.
Молниеотвод – это оголенный проводник с максимальным сечением и большой площадью, защищенный от коррозии. Обычно его делают из оцинкованной стали или медной проволоки, хотя иногда используют дюраль и алюминий. Качественные молниеотводы выходят из уголков из оцинкованной стали, а также из луженой медной проволоки. Такие конструкции принимают на себя заряд молнии и направляют его по кабелю к заземлению. Громоотвод нельзя изолировать и окрашивать.
Молниеотвод может защищать от удара молнии конус с углом наклона 45-50 градусов. Чем выше находятся громоотводы для дачи, тем с большей площади они могут отводить молнию. Из этого следует, что высота, на котором находится молниеотвод, равна защищенной территории по горизонтали. Если молниеотвод находится на высоте 15 метров, он способен принимать молнию в радиусе 15 метров.
Хорошо, если рядом с домом находится дерево. В такой ситуации можно закрепить молниеотвод на длинном шесте из металла, а потом присоединить к дереву хомутами из синтетического фала - чтобы не повредить его и не воспрепятствовать дальнейшему росту. Помимо этого, молниеотвод необходимо поднять на такую высоту, чтобы дом попал в область защитного конуса.
Если поблизости не растет дерево, можно соединить устройство громоотвода с телевизионной антенной. Подобные мачты обычно созданы из металла и не окрашены – они являются прекрасными молниеотводами. Если телевизионная антенна деревянная, вдоль нее пускают проволоку или оголенный провод – рекомендуется использовать 3-4 штуки. Хотя бы один провод будет обдуваться ветром.
Мачту высотой 1,5-1,9 метров (от коньков) устанавливают на каждом фронтоне дома. Она может быть как деревянная, так и металлическая. Между мачтами натягивают толстую проволоку на изоляторах. При этом нужно прочно соединить проволоку с заземлением. Такой громоотвод создает зону хорошей защиты от молнии вокруг дома.
Как сделать заземление своими руками, видеопример:
Надежное заземление можно обеспечить лишь в том случае, если на участке есть грунтовые воды. Даже если зарыть в землю огромный кусок металла, сухая почва не позволит хорошо проводить ток. Чтобы громоотвод в действии был эффективен, нужно определить глубину, на которой земля никогда не высыхает – именно настолько следует углублять заземление. Иногда для увлажнения почвы к месту заземления подводят водоотвод осадков с кровли.
Громоотвод не требует специального ухода. Будет достаточным раз в год, весной, проверять, в каком состоянии находятся металлические соединения. Они должны быть надежно соединены. Рекомендуется использовать медные или латунные колодки, защеплять конец провода специальными медными или алюминиевыми контактами или делать припой.
В том, как сделать громоотвод на даче, нет ничего сложного. Главное – в точности следовать всем советам и внимательно просчитать его высоту, чтобы он мог обеспечить дому надежную защиту, а также хорошо соединять между собой элементы конструкции. Летом не стоит забывать о поддержании постоянной влажности в участке заземления.
Огромное количество храмов, церквей и часовен в России построены в разные века - каждый из них имеет свой неповторимый архитектурный облик и уникальные формы. Состояние большинства из них вызывает обоснованное беспокойство у прихожан и священнослужителей. Лишь малая часть церковных сооружений имеет статус памятника архитектуры и находится под охраной государства, когда целенаправленно выделяются средства на их восстановление и поддержание в достойном виде. В последние годы происходит заметный рост числа вновь возводимых, а также восстановленных культовых заведений, когда ремонтируются фасады и кровля, возвращается их первозданный вид.
Но всё, что находится на земле, подвержено воздействию естественного природного явления - грозового разряда. Особую опасность вызывает непосредственное точечное попадание прямого удара молнии, которое может нанести существенный ущерб как самому церковному зданию, так и его посетителям (прихожанам). Поэтому для целостности любого храма, для защиты церковного убранства, безопасности верующих необходимо выполнить комплекс мер по молниезащите церкви. Компания «Алеф-ЭМ» на протяжении многих лет специализируется на разработке и установке надежной молниезащиты храмов - проект в каждом случае проходит тщательную проработку. Самое главное в этом деле, что помимо качественно установленного громоотвода, церковь должна сохранить свой неповторимый единый внешний вид - молниезащитные элементы не должны его искажать, а максимально гармонично вписываться во внешний облик. Для этого специально подбираются компактные и малозаметные прочные крепления, токоотводы прокладываются в естественных скрытых от глаза нишах храма, например, за водосточными трубами.
Самый яркий и характерный вариант, выполненный по науке компанией «Алеф-ЭМ» молниезащиты церкви - пример Храма Василия Блаженного в Москве на Красной Площади, когда были использованы токоотводные проводники из меди, прекрасно сочетающиеся с общим колоритом композиции памятника по цвету. В этом частном случае был реализован проект молниезащиты храма, по которому в качестве молниеприемника можно было использовать металлический крест, закрепленный на куполе.
Поскольку Храм Василия Блаженного сложен из кирпича, то использовались стальные крепежные штыри. В случае же с деревянными конструкциями церковного зодчества применяются специальные изолированные крепежные элементы.
Концепция внешней молниезащиты церкви при проектировании, как, впрочем, и любого другого храмового сооружения включает в себя три основных компонента:
Внешняя система молниезащиты храма может быть спроектирована как с отдельно стоящим молниеприемником, так и расположенным на кровле объекта. Любая молниезащитная конструкция начинается с разработки проекта, когда берутся во внимание все конструктивные особенности сооружения. Церковные сооружения в этом плане отличаются определенной спецификой - наличие куполов закругленной формы, с установленными на них крестами, которые в определенной мере могут служить молниеприемниками. Главное правило при монтаже молниезащиты храма - громоотвод должен находиться несколько выше самой удаленной от поверхности земли точки в надстройках церкви.
Выбор варианта диктуется размерами куполов, размещенных в верхней части храма, их высоту и взаиморасположение. Определяется оптимальное место размещения громоотвода на церкви, с зоной полной защиты от прямого удара молнии всего сооружения. К примеру, для молниезащиты часовни с одним куполом, достаточно единственного молниеприемника.
При наличии нескольких - производится расчет молниезащиты куполов, в результате которого, возможно, потребуется установка громоотвода на каждом куполе церкви или использование сеточного молниеприемника. Проектирование системы внешней молниезащиты храма подразумевает подключение молниеотвода к основанию креста или к поддерживающей его металлической конструкции крепления - эти возможности могут быть реализованы после детального обследования объекта. Естественным громоотводом храма, в ряде случаев, рассматривается крыша с металлическим покрытием - все будет зависеть от качества сопряжения этих элементов кровли между собой и достаточной толщины самого покрытия.
Основная задача молниеотвода храма - беспрепятственный быстрый переток мощного заряда молнии от молниеприемника по токоотводам в землю, где происходит его рассеивание и нейтрализация. При многокупольной системе, когда каждый из них оборудован своим громоотводом, требуется их надежное объединение в единую систему молниезащиты куполов церкви. Поскольку круглые или плоские токоотводные проводники размещаются вдоль стен, следует предусмотреть их хорошее изоляционное покрытие до безопасной высоты в тех местах, где имеется вероятность случайного прикосновения к ним прихожан или служителей храма.
В зависимости от материала стен храма - кирпич, камень, бетон или дерево - монтаж молниеотвода имеет свои особенности в плане выбора крепежных элементов. Крепление проводников на стенах культового объекта, выполненного из горючих материалов (дерево) подразумевает применение специальных изоляторов, предотвращающих воздействие высоких температур при разогреве проводников во время прохождения по нему запредельно высоких токов.
Заземлительный контур молниезащиты церкви размещается на определенном отдалении не менее 1 метра (на практике до 3-х метров) от ее фундамента. Глубина закапывания металлических элементов заземлительного контура громоотвода должна составлять не менее 50 см и иметь разветвленную структуру. Имеющиеся токоотводы прочно подсоединяются в нескольких точках этой круговой системы заземления, равномерно охватывающей весь периметр сооружения, обеспечивая хорошее рассеивание в земле любого, даже самого мощного разряда молнии, который временами доходит до 200 кВ. Размещение системы заземления купола должно гарантировать безопасность от шаговых напряжений, возникающих при прохождении разряда через нулевой уровень земли. Для этого, места размещения заземлительных элементов сверху прикрываются диэлектрическими составами в виде каменной крошки, асфальта, тротуарной плитки и другими применяемыми повсеместно материалами для дорог и тротуаров.
Наряду с внешней молниезащитой церкви, которая надежно предупредит возможное повреждение конструкции, следует предусмотреть монтаж внутренней молниезащиты храма, защищающей весь объем его пространства от неизбежно возникающих перенапряжений и электромагнитных наводок. Многие храмы, независимо от времени возведения и типа материала постройки, оборудованы современными нужными системами жизнеобеспечения, запитанными от электрических сетей: обогреватели, кондиционеры, освещение и др. Все электротехническое оборудование нуждается в качественной защите от выхода их из строя и для безопасности пользователей - по инструкции требуется устанавливать устройства системы заземления электроприборов, токоразрядники, УЗИПы (устройства защиты от импульсных перенапряжений) . Кстати, «земля» электроприборов и заземление молниезащиты церкви, как правило, объединяется между собой в единый заземлительный контур.
Для уверенности в 100%-ой защите церкви от прямого удара молнии, безопасности служителей храма, прихожан, церковной утвари и дорогостоящего электротехнического оборудования необходимо заранее позаботиться о поведении комплекса мер молниезащиты культового заведения. Для этого нужно всего лишь сделать один звонок и заказать в специализированной компании «Алеф-ЭМ» комплексный проект молниезащиты храма, церкви или часовни с последующим монтажем «под ключ». Следует заметить, что цена всего комплекса услуг будет минимальной. Специалисты нашей компании выполнили не один десяток проектов как в Москве, так и в других регионах России, в том числе и по монтажу кирпичных и деревянных храмов, которые в наибольшей степени нуждаются в скорейшей защите от грозовой небесной энергии. Охрана памятников архитектуры деревянного зодчества требует повышенного внимания - помимо обработки специальными негорючими составами требуется профессиональный монтаж молниезащиты церкви, который гарантированно убережет эти уникальные творения наших зодчих от прямого удара молнии.
С точки зрения организации систем молниезащиты выше упомянутые объекты можно отнести к третьей категории систем молниезащиты (см. СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» (далее СО) и РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» (далее РД)). При этом следует учитывать следующие обстоятельства:
Таким образом, с учётом перечисленных выше архитектурных особенностей этих культовых сооружений определим следующие отличительные характеристики данных объектов:
В последнее время всё чаще стали появляться «модернистские» решения относительно изготовления крестов и куполов, а именно из стеклопластика или иных композиционных материалов на основе армированного углерода с дальнейшим напылением нитрида титана («под золото»). Такие конструкции считаются непроводящими, и организация молниеприёмной части молниезащиты решается либо на этапе изготовления конструкционных элементов, либо строительством внешней (в том числе и отдельно стоящей) системы молниеприёмника, как и в случае с деревянными конструкциями.
Использование креста, полумесяца и символов других конфессий на шпиле храма в роли молниеприёмника возможно если:
Чтобы грамотно спроектировать систему внешней молниезащиты, специалисты выполняют токоотводы от крестов (или от поддерживающих их металлоконструкций) к заземляющему устройству.
Кроме того, в соответствии со стандартами СО и РД, необходимо определить зоны защиты от возможных ударов молнии, чтобы проверить полностью ли объём сооружения защищён таким естественным молниеприёмником. В случае недостаточности защитной зоны решается вопрос дополнительной установки молниеприёмных мачт, или, возможно, использования молниеприёмной сетки на куполе храма. Защитные зоны определяются по методу «защитного угла»(см.п.3.3.2 СО). Если храм является многокупольным, то по каждому куполу определяется свой молниеприёмник. На уровне токоотводов поперечными проводниками, начиная от нулевого уровня, через каждые 15- 20 м молниеприёмники объединяются в единую систему молниезащиты.
В качестве естественных молниеприёмников могут также использоваться и другие части культового строения (см.п.3.2.1.2 СО), например, кровля куполов и крыши храма, выполненные, как правило, из металла. При этом необходимо соблюдение таких факторов:
Для деревянных храмов, имеющих токонепроводящие кресты и купола, молниеприёмники выполняются в виде штыревой конструкции, закреплённой на кресте с помощью изолирующих креплений или скоб, реже в виде отдельно стоящих мачтовых молниезащитных систем.
От каждого молниеприёмника к заземлителю должно идти как минимум два токоотвода. Для наиболее равномерного растекания тока молнии рекомендуется делать равномерно расположенную по периметру, как правило, по углам зданий, токоотводящую систему. Для храмов, имеющих несгораемый остов, токоотводы крепятся прямо по стенам знаний (можно под штукатурку), а также используются естественные в виде остова металлоконструкций зданий из сборного или монолитного железобетона. Минимальные сечения для организации молниезащитной системы - от 16 мм2 (медь) до 50 мм2 (сталь).
Для возгораемых конструкций храмов токоотводы крепятся на изоляторах, либо на металлических скобах, забиваемых в остов здания на расстоянии от поверхности стены не менее 0,1 м (см. П.3.2.2.4.СО). В пределах доступности по высоте от прикосновения человека токоотводы следует изолировать.
Заземление для культовых сооружений выполняется, как правило, по схемам, предназначенным и для обычных гражданских сооружений: в виде замкнутого контура на глубине не менее 0,5 м. и на расстоянии не менее 1 м. от периметра здания, сопротивление заземления при этом не должно превышать 10 Ом. Однако расчёты показывают, что даже заземление, выполненное по нормам РД, даёт «напряжение шага», при удельном сопротивлении грунта от 500 до 1000 Ом*м, превышающее 50 кВ, при силе тока молнии 30 кА. Для мест большого скопления людей, каковыми являются церкви и храмы, это вызывает опасность поражения током, в том числе и от прикосновения к не изолированным частям токоотводов. Поэтому, на расстоянии 3 м от стен здания, по периметру, в зоне размещения заземляющего контура рекомендуется выполнять защитное покрытие из асфальта, гравия или другого диэлектрического материала. Для наиболее надёжного заземления можно использовать глубинные заземлители на основе сборных модульных систем с изолированными токоотводами . Молниезащитное заземление, как правило, выполняется совмещённым с защитным (рабочим). Для обеспечения безопасности прихожан и служителей культа от действующих электроустановок используется защитное заземление и система уравнивания потенциалов.
Кроме организации систем внешней молниезащиты храма не стоит забывать и об обеспечении внутренних молниезащитных систем: УЗИП, УЗО, АЗС и др., т.к. выход из строя системы электроснабжения приводит к остановке систем жизнеобеспечения, таких как системы пожаротушения и сигнализации, вентиляции и кондиционирования и т.п.
Проблема молниезащиты храмов не является чисто современным явлением и имеет свою историческую ретроспективу. Из летописей известно, что первая такая система была применена при строительстве Иерусалимского храма в Х веке до н.э., при этом крыша храма из позолоченной бронзы через водосточные трубы соединялась с большими металлическими ёмкостями, закопанными в землю. Более позднее применение штыревых молниезащитных систем, в том числе и для защиты культовых сооружений, принадлежит Бенджамину Франклину (1752 г., США). В России первую систему молниезащиты применили для обеспечения безопасности Петропавловского собора в Петербурге в 1756 г. Из наиболее важных объектов, оборудованных системами молниезащиты и построенных по вышеописанным технологиям, известен храм Василия Блаженного (г. Москва).
В этом культовом сооружении молниеприёмниками служат кресты. В Михаило-Архангельском кафедральном соборе (город Архангельск) - мачта молниеприёмника располагается на 3 м. выше самой высокой точки храма и обеспечивает защитную зону радиусом не менее 36 м., архитектурно - исторический заповедник Кижи - типовая защита «деревянного церковного зодчества».
Надеемся, что наши методические материалы помогут вам при проектировании молниезащиты даже для таких сложных объектов, как храмы и другие культовые сооружения.
Продолжаются работы по монтажу на памятниках Кижкого архитектурного ансамбля новой системы молниезащиты. Но так ли необходим молниеотвод в Кижах - карельское лето короткое, да, и по сложившемуся мнению, весенние грозы у нас явление достаточно редкое?
Есть на нашей планете места, где грозовая активность практически не прекращается, а есть, где гроз не бывает десятилетиями. Однако статистика утверждает, что в масштабах планеты грозовые разряды ударяют во все, что стоит на земле, с интенсивностью около ста ударов в секунду! А самих гроз бушует на нашей планете порядка двух тысяч и результат этого природного явления порой крайне плачевен - гибель людей, пожары, разрушения.
Вопреки бытующему мнению, нередки грозы и в районе острова Кижи. Обычно они случаются в теплое время года, когда с увеличением притока солнечной радиации сюда поступает столько же тепла, сколько получают средние широты. В это время года здесь господствуют морские воздушные массы с Атлантики. Но в отдельные периоды западно-восточный ветер сменяется холодным воздухом из Арктического бассейна с малой влажностью. Именно эта смена воздушных масс, сильно отличающихся друг от друга, вызывает большую изменчивость погоды даже в течение одних суток. Смотришь утром в окно - ясное солнышко, а вечером - внезапное безумство разбушевавшейся стихии.
С апреля почва и вода прогреваются, и к концу мая среднесуточная температура воздуха переваливает через десятиградусный положительный рубеж. А поскольку Карелия - это зона избыточного увлажнения, то здесь создаются идеальные условия для возникновения и поддержания грозового состояния в атмосфере.
Многие из нас наблюдали, как часто молнии разряжаются вблизи различных высоких объектов, не всегда попадая именно в них. Но немногие обращают внимание на то, что вблизи высоких объектов молнии наблюдаются несколько чаще, чем в других местах. Между тем, действительно, любая мачта или высокое здание словно притягивают к себе большее количество молний, нежели, допустим, простой одноэтажный домик. Поэтому, и крона высоких деревьев - отнюдь не самое безопасное убежище от грозы - этот факт, известный еще со школьной скамьи, должен помнить каждый.
Вспомним остров Кижи, который еще издалека заметен благодаря стремящимся ввысь памятникам Кижского архитектурного ансамбля. Почти сорокаметровая Преображенская церковь, чуть поменьше Покровский храм и тридцатиметровая колокольня, доминируя над окружающей территорией, словно «собирают» грозовые разряды, будто защищая остальной остров и его окрестности и оставаясь беззащитными перед природой. Кстати, до изобретения молниеотвода - примерно двести лет назад - единственным способом борьбы с молниями считался непрерывный колокольный звон во время непогоды. Итогами такой «борьбы» были сотни разрушенных колокольни и погибших несчастных звонарей. Не миновала сия участь и прежние шатровые церкви Кижского Погоста. В 1694 году возникший от молнии пожар уничтожил все постройки на Погосте, не оставив от них и следа.
С того давнего времени, технологии шагнули далеко вперед. Придуман молниеотвод, разработаны системы молниезащиты. Человек, придумавший способ нейтрализации удара молнии с помощью громоотвода (правильнее - молниеотвода) был гражданином США и звали его Бенджамин Франклин. Именно он, основоположник американской Конституции, знаменитый ученый, изобрел средство, с помощью которого можно уберечься от молнии, которая долгие тысячелетия казалась непреодолимой стихийной силой. Когда громоотвод Франклина стал известен миру, люди встретили его с ликованием. В конце XVIII века маленькими молниеотводами были украшены даже шляпки всех парижских модниц.
Первая система молниезащиты на памятниках Кижского Погоста, выработав свой ресурс, была заменена в 1994 году на новую, которая соответствовала третьей, последней категории защиты гражданских зданий. По нормам установка молниезащиты обязательна, если для данной местности годовое число гроз - более десяти часов - на острове Кижи среднегодовая грозовая продолжительность составляет около сорока часов. Более того, специалисты, зная число гроз, в силах рассчитать вероятное количество попаданий молнии в здание. И совсем недавно в связи с уникальностью ансамбля и легкой воспламеняемостью его деревянных конструкций, а также прогнозируемой интенсивностью гроз в ближайшее десятилетие, было принято решение о новой системе молниезащиты с самой высокой степенью защиты. «Наша задача - встретить молнию на подлете к памятникам и сделать так, чтобы она изменила свое первоначальное направление и, скользнув вдоль стены, ушла в землю рядом,- рассказывает Татьяна Сироткина, ведущий инженер музея-заповедника „Кижи“.- Поэтому молниеотвод состоит из трех основных элементов: молниеприемника, который принимает разряд молнии, токоотвода, который должен направить принятый разряд в землю, и заземлителя, который отдает заряд земле. Отличие новой молниезащиты от прежней состоит в том, что стальные составляющие системы заменены на медные. Медь обладает большей проводимостью тока и меньше ржавеет. Тем самым степень защиты объекта от молнии значительно выше». Кроме того, надежность этой молниезащиты возрастает и благодаря установке молниеотвода не только на центральных главках, но и на главках нижних ярусов церквей.
Да, сегодня к устройству молниезащиты уже нельзя подходить упрощенно, по-дилетантски, чтобы не повторить катастрофу трехсотлетней давности, когда погибли уникальные кижские памятники. Теперь в грозу кижские храмы будет защищать не яростный глас колокола, пытающийся укротить небесную стихию, а практически незаметная, но очень нужная, молниезащита.
