Новости
Как устроена молниезащита зданий?
Конструктивные элементы молниезащиты. Существуют определенные требования, которые предъявляются к молниеприемниками. Стержневые молниеприемники могут быть сделаны из прокатной стали различного профиля. Чаще всего для изготовления молниеприемников используют водогазопроводные трубы и прутки. Очень важно, чтоб молниеприемник был прочным. Сечение должно быть не менее 100 мм кв при длине не более 2 м от точки закрепления на конструкции молниеотвода до точки закрепления на доме.
Какие бывают молниеприемники и их виды
Тросовые молниеприемники представляют собой стальной трос. Он подвешивается над защищаемым домом. Трос закрепляется на несущих конструкция, то есть мачтах или опорах. Можно использовать стальной оцинкованный канат марки ТК, сечение которой не меньше, чем 35 мм кв. Обычно тросовые молниеотводы используются для защиты зданий значительной длины, воздушных линий и т. д. Но иногда тросовый молниеотвод используется и для защиты жилых домов.
Сетчатые молниеприемники представляют собой молниеприемники которые крепятся к кровле до или хозяйственной постройки. Сетчатые молниеприемники изготавливают из круглой стали диаметра 6-8 мм. Также для изготовления сетчатых молниеприемников в некоторых случаях используются метод сварки. Но также возможно и соединение с помощью болтов.
Струнные молниеприемники - это разновидность сетчатых молниеприемников. Они используются на домах с двускатной кровлей из неметаллических материалов, угол наклона может быть до 50 градусов. В данном случае молниеприемники следует прикрепить на коньке, используя изолирующие стойки. Концы молниеприемника нужно отогнуть вверх под углом 45-50 градусов. Это даст возможность создать «зону защиты» по торцам здания. Для изготовления молниеприемника используется круглая сталь, сечение которой 8-10 мм кв.
Покровные молниеприемники - это совершенно особый вид молниезащиты. В данном случае нет специальных устройств. Роль молниеприемника выполняет металлическая кровля дома, которая имеет надежный электрический контакт по всей поверхности кровли.
В качестве подобного молниеприемника можно использовать кровли из оцинкованных или черных кровельных листов, которые скреплены между собой сварным швом. Также в качестве молниеприемника могут быть использованы гофрированные оцинкованные листы, которые прикреплены к обрешетке кровли дома так, что крепящие винты объединяют отдельные листы между собой. В данном случае получается приемлемый для пропуска тока молнии электрический контакт.
Обязательно нужно оборудовать стержневыми молниеприемниками все предметы, которые возвышаются над кровлей, то есть различные трубы, антенны и архитектурные элементы. Вместо стержневых молниеприемников возвышающиеся предметы можно покрыть металлическими листами. Однако в любом случае необходимо обустроить надежный электрический контакт с токоотводами.
Токоотвод - это проводник, который соединяет молниеприемник с заземлителем. Для изготовления токоотводов применяют круглую оцинкованную или черную стальную катанку, диаметр которой должен быть не менее 8 мм. Диаметр той части токоотвода, которая находится в земле, при этом составляет не менее 10 мм. Подземную часть токоотвода нужно скрепить с заземлителем посредством сварки. Сварной шов по длине должен быть не меньше, чем 6 диаметров соединяемых элементов. Как токоотвод можно использовать стальную полосу, сечение которой будет 4 х 2 или 4 х 4 мм кв.
Если прокладывать токоотводы прямо по стенам дома (кирпичным, бетонным, деревянным), а также несущим конструкциям молниеотводов, то целесообразно использовать круглую и полосовую сталь. Если нужно проложить и закрепить токоотвод на поверхностях, которые подвержены горению, например деревянных, то следует использовать специальные штыри. На них нужно прокладывать и закреплять токоотвод. Применение специальных штырей дает возможность обеспечить расстояние между токоотводом и поверхностью конструкций дома. Это расстояние должно быть меньше, чем 100 мм.
Прокладывать токоотводы нужно от молниеприемника к заземлителю по самым коротким путям. Место, где прокладывается токоотвод, должно быть доступно для профилактических осмотров. Очень важно, чтобы на всем пути токоотвода не образовывались петли, острые углы. Если будут присутствовать петли и острые углы, то это может привести к следующим по следствиям: пробоям между разными точками токоотводов, обрывам токоотводов под влиянием электродинамических сил, которые возникают при прохождении по ним тока молнии.
Между точками закрепления токоотводов при вертикальной и горизонтальной прокладке расстояние должно быть не более 1 м. Прикреплять токоотводы к различным конструкциям дома и к несущим конструкциям молниеотводов можно посредством крепежных деталей. Токоотводы должны быть сделаны из оцинкованной стали или из какого-либо другого коррозийного покрытия прямо по поверхности стен из кирпича или бетона. Если нужно установить токоотводы на деревянных конструкциях, можно применять стальные скобы, гвозди или держатели. Если необходимо установить токоотводы на кирпичных, металлических, бетонных конструкциях, то следует использовать кронштейны, закрепы, дюбели, хомуты и др.
Для того чтобы прикрепить токоотводы к металлической кровле, которая может выполнять роль молниеприемника, надо использовать специальные прижимные устройства. Именно они смогут обеспечить весьма большую контактную площадь токоотвода с кровлей.
Конструкции молниеотводов
Если молниеотвод стержневого типа используется для защиты невысоких объектов, например одноэтажных жилых домов и хозяйственных построек, то допустимы деревянные несущие конструкции из ели пихты, лиственницы или осины. Нежелательно использовать ель и пихту для приставок. Высота отдельно стоящих стержневых молниеотводов должна быть не более 20 м.
Если молниеотвод устанавливается на доме, тогда деревянные конструкции рекомендуется изготовить из пиломатериалов хвойных пород. Необходимо, чтоб древесина была воздушно-сухой сушки. Конструкций должны быть в виде стоек. На этих стойках закрепляю молниеприемники и токоотводы. Площадь поперечного сечения стоек можно определить в зависимости от расчетных нагрузок. Следует учитывать, что площадь не должна быть меньше, чем 150 мм кв. Если стойку устанавливают на кровле, нужно закрепить ее так, чтобы обеспечить стабильное положение. Крыша не должна протекать там, где расположена стойка.
Конструкции отдельно стоящих молниеотводов могут быть и железобетонными. Такие конструкции более долговечны и надежны. Для несущих конструкции железобетонных стоек молниеотводов использую типовые унифицированные опоры из железобетона. Бывают и металлические конструкции молниеотводов. Их делают отдельно стоящими либо устанавливают непосредственно на здании. Отдельно стоящие конструкции используются для того, чтобы на них закрепляли стержневые и тросовые молниеприемники. Конструкции, которые устанавливаются на здании, используются для стержневых молниеприемников.
Обычно отдельно стоящие металлические конструкции молниеотводов применяются тогда, когда по каким-то причинам нет возможности использовать деревянные или железобетонные молниеотводы. Например, деревянные или железобетонные молниеотводы выглядят некрасиво либо же дом слишком большой, и поэтому они не смогут защитить все строение. В качестве основания металлических молниеотводов используются сборные железобетонные фундаменты.
Оптимальные типы заземлителей
Очень большое значение имеют заземляющие устройства. На основе практического применения различных молниезащитных устройств были определены оптимальные типы заземлителей. Если грунт имеет небольшую величину расчетного удельного сопротивления, тогда следует использовать сосредоточенные вертикальные заземлители, длина которых 2,5 - 3 м. Они хорошо отводят токи молнии.
Если нижние слои грунта имеют высокую проводимость, то следует применять удлиненные электроды ( l = 4-6 м). Если проводимость верхнего слоя грунта высокая, то используют протяженные заземлители, длина которых не более 10 м. Иначе при увеличен длины лучей при подобных характеристиках грунта н приведет к снижению импульсных сопротивления растекания тока.
Если расчетное удельное сопротивление грунта 400-700 Ом м, то целесообразно использовать комбинированный тип защемляющего устройства. В качестве примера можно привести двух-трех лучевой: молниеприемник; несущая конструкция; токоотвод; заземлитель, длина которых не более 10 м. Иначе при увеличении длины лучей при подобных характеристиках грунта не приведет к снижению импульсных сопротивления растекания тока.
Очень часто используются комбинированные заземлители, которые выполнены в виде контура, то есть имеют форму квадрата, прямоугольника или кольца. Такой контур охватывает объект, который предполагается защитить. Если используются комбинированные заземлители, нужно обязательно обращать внимание на отрицательный эффект взаимного экранирования электродов. Не следует использовать многолучевые заземлители с близким расположением вертикальных электродов друг от друга, то есть расстояние не должно быть меньше, чем двойная длина электродов.
Если грунт имеет высокое удельное сопротивление в 800 Ом м, то целесообразно использовать лучевые заземлители, длина элементов должна быть 20-40 м. В некоторых случаях можно применять протяженные заземлители кольцевой формы. Элементы заземляющих устройств могут быть сделаны из круглой, уголковой или полосовой стали. Вертикальные электроды можно изготавливать из бывших в употреблении газовых и водопроводных труб. Чаще всего для изготовления электродов используют полосовую сталь, ширина которой 40 мм и толщина - 4 мм, угловую сталь; ширина полки которой 40 мм и толщина на 4 мм; круглую сталь, диаметр которой 16 мм; трубы, наружный диаметр которых 40-60 мм, а толщина стенки 3,5 мм. Электроды скрепляют посредством сварки.