Устройство молниеприемной сетки на кровле

Если говорить о последствиях грозовых разрядов, то в опасности находится не только само сооружение, но также оборудование, имущество и люди, находящиеся в здании.
Попадание молнии в незащищенную кровлю может вызвать:

пожар; механические разрушения. Чаще всего это – разрушение или повреждение чердачной конструкции, поскольку остаточная влага в деревянных элементах мгновенно испаряется; поражение током человека и домашних питомцев; повреждение или поломка электронного и бытового оборудование. Ток молнии уходит в землю, выбрав кратчайший путь. Поэтому, если разряд поражает строение (трубу, антенну или конек) без молниезащиты на кровле, то, как правило, он растекается по электропроводке, проходящей под ребром конька. Ток молнии буквально в одно мгновение настолько сильно нагревает электропроводку, что она сгорает.

Защитные конструкции бывают различных типов. Один из самых распространенных вариантов – это молниеприемная сетка на кровле. Молниезащитную сетку чаще всего рекомендуют использовать на плоских кровлях или на крышах с небольшим (минимальным) уклоном ската . Хотя, не с меньшим успехом она может заменить вертикальный молниеприемник на двухскатной крыше чисто из эстетических соображений.

Сетчатую молниезащиту кровли можно размещать даже на электропроводных покрытиях, металлочерепице и профнастиле .

Молниеприемная сетка

Все знают, что металлический шпиль, возвышающийся над двускатной крышей, защищает дом от молний. А если строение имеет плоскую крышу или нет желания водружать над зданием дополнительные конструкции? Выход заключается в применении специальной сетки, выполняющей ту же роль, что и вертикальный молниеприемник, но не нарушающий эстетику экстерьера здания.

Особенности устройства защиты от молний для плоских крыш

Устройство молниеприемной сетки для плоских крыш регламентируется международными нормативными документами и государственным стандартом РД 34.21.122-87. Там сказано, что возможность ее установки предполагает уклон кровли не более 1 к 8, но на практике сетку устанавливают и при более крутых углах наклона. Монтаж сетки может выполняться двумя способами, зависящими от этапа строительства.

Первый вариант

Заключается в укладке сетки на бетонное основание крыши при строительстве здания. В этом случае поверх сетки располагаются слои покрытия, обязательно состоящие из негорючих компонентов, выполняющих роль утеплителя, гидроизоляции и непосредственно верхнего покрытия.

Второй вариант

Применяется в частном секторе для плоских крыш домов, гаражей и дач. Сетка монтируется поверх покрытия, при этом элементы конструкции опираются на специальные подставки, обеспечивающие надежную фиксацию.

В зависимости от категории молниезащиты объекта выбирают следующие размеры ячейки и расстояние между токоотводящими частями:

Порядок монтажа молниеприемной сетки

Площадь крыши, ограниченная периметром защищаемого здания, делится на равные участки, имеющие прямоугольные формы. Сетка монтируется из металлических проводников круглого сечения диаметром не менее 6 мм, или полосовой стали с поперечным сечением 4×20 мм.

Прямолинейные отрезки сетки укладываются перпендикулярно друг к другу, образуя по возможности, равные по площади участки. По периметру крыши монтируется оконтуривающий проводник.

В местах пересечения элементы сетки соединяются между собой при помощи электросварки или плоских инвентарных болтовых зажимов.

Согласно международным стандартам, шаг между ячейками сетки над жилыми домами не должен превышать12 м, над гаражами – 5 метров. Для небольших гаражей и дачных домиков этот параметр может выдерживаться при монтаже сетки по периметру крыши.

При наличии на плоских крышах возвышающихся надстроек в виде труб, антенн или других конструкций, последние дополнительно защищаются от попадания молний вертикальными молниеприемниками.

Особенности конструкций сетки на разных покрытиях

При наличии мягкой горючей кровли сетка укладывается на подставки, обеспечивающие безопасный зазор не менее 10 см. между мягкой кровлей и сеткой. Для противодействия ветровому напору подставки утяжеляются или крепятся клеящей лентой.

Металлическое покрытие плоской кровли можно использовать в качестве молниеприемника, при условии соединения стыков в фальц и толщины листа не менее 4 мм.

Сетка располагается поперек гофры и приваривается к выступам через каждый метр. При наличии специальных зажимов соединение сетки выполняется болтовыми держателями.

Если металл кровли тоньше 4 мм, молниеприемная сетка монтируется на специальных держателях, обеспечивающих безопасный искровой промежуток не менее 10 см.

Кровля из металлических профилированных листов или металлочерепицы для целей приема грозовых разрядов не годиться, учитывая плохие проводящие способности полимерного слоя и отсутствия надежного электрического контакта между отдельными элементами.

По бетонному покрытию или при наличии гравийной насыпки сетка фиксируется на держателях с интервалом не более 1,0 м.

На крышах жилых домов и других невысоких построек для фиксации держателей применяются утяжеления до 17 кг или крепление при помощи саморезов.

Прокладка токоотводов

Расположение токоотводов, порядок их присоединения регламентируется рядом технических параметров:

• токоотвод прокладывается по кратчайшему расстоянию и подсоединяется к заземлению;
• крепление выполняется с промежутками 1,0 м и 2,0 м, соответственно на горизонтальных и на вертикальных участках;
• место расположения выбирается по стенам вдоль углов здания, где наименьшая вероятность нахождения людей;
• сетка соединяется с заземлением двумя отводами, расстояние между которыми допускается 25,0 м;
• в качестве тоководов возможно использование водосточных труб при наличии надежного электрического контакта их составляющих частей и надежного соединении с заземляющим контуром.

Сетка по несгораемому основанию

К несгораемым основаниям относят:

• бетонные поверхности;
• кровельный профнастил из оцинковки;
• сэндвич-панели;
• засыпка гравием (используется в виде балластного вещества в инверсионных кровлях).

Схема установки сетки молниезащиты на кровле определяется видом несгораемого основания:

1. В случае с профнастилом без полимерного покрытия укладка осуществляется поперек гофры. Стальные прутки закладывают с определенным шагом и приваривают их к поверхности волны профилированных листов. Частота сварочных швов — 1 метр. Вместо сварки нередко используют болтовые держатели молниеприемной сетки. Такой крепеж позволяет осуществить монтаж любой сложности.
2. Для бетонных крыш используют пластиковые держатели, заполняемые бетоном для утяжеления. В каждый держатель кладется от 12 до 17 килограммов бетона (в зависимости от его вида). Благодаря большому весу удается добиться устойчивости системы, способности противостоять мощным порывам ветра. В продаже имеются держатели без утяжелителя, бетон в которые заливают уже после установки на крыше. Для невысоких зданий в районах с малой активностью ветров предлагаются держатели молниеприемных сеток с фиксацией саморезами или наклеиванием на битумную мастику.
3. Для гравийных поверхностей балластных крыш применяют держатели с бетонным наполнителем и без такового. Как и в случае с бетонными крышами, возможна фиксация саморезами и мастикой.

Обратите внимание! Шаг для монтажа фиксатора во всех случаях должен быть равным метру или превышать это расстояние.

Молниеотводы сетчатого типа нельзя устанавливать на крыши, выполненные из слишком тонкого металла (менее 4 миллиметров). Такой слой материала не защитит от удара молнии, существует высокая вероятность ее прожигания.

Расположение токоотводов на крыше

Для отвода молнии в землю используют соединение металлической сетки с заземлителем при помощи токоотводов, которые устанавливают на расстоянии не менее 25 метров друг от друга по всему периметру крыши. Устройство молниеприемной сетки предполагает использование в качестве токоотводов металлических конструкций зданий (ЖБИ конструкции, пожарные лестницы, колонны, рамы и др.) или монтируемых металлических элементов (катанка или полоса), которые располагают на расстоянии не менее трех метров от входа, окон и других мест, доступных для людей.

Расстояние между токоотводами в каждом случае подбирают индивидуально в зависимости от конфигурации здания и его месторасположения.

Минимальное расстояние поперечного сечения токоотвода составляет не менее 6,0 мм. В месте соединения токоотвода с заземлителем предусматривают болтовое крепление, которое необходимо для периодической проверки сопротивления заземлителя. Для крепления токоотвода к внешним стенам здания используют специальные фасадные держатели.

ВАЖНО! Для увеличения надежности работы системы молниезащиты, специалисты рекомендуют соединить все тоководы на небольшом расстоянии от земли горизонтальным проводящим контуром. Это может увеличить стоимость строительства, но существенно снизит риск неработоспособности токоведущего контура.

Заземление системы молниезащиты

В зависимости от принятой конфигурации системы молниезащиты, возможно два варианта построения заземляющего контура:

1. Каждый токоотвод имеет собственный штыревой заземлитель.
2. Все токоотводы имеют общий контур заземления.

При использовании второго варианта используют целую систему заземляющих штырей, которые объединяют общим проводником (стальной полосой или катанкой).

ВАЖНО! Контур заземления системы молниезащиты должен регулярно проверяться на целостность путем визуального осмотра и проверки удельного сопротивления, которое в соответствии с требованиями РД 34.21.122-87 для объектов второй и первой категории составляет 10 Ом, а для объектов третьей категории 20 Ом.

Соединение токоотводов с ветвями

Установленная молниезащитная сетка — лишь первая задача, которую следует выполнить при создании защитной системы. Далее необходимо выполнить подключение к заземляющему контуру. В конечном счете все поступившие в молниеприемник токи должны беспрепятственно уходить в землю.

Инструкция по подключению токоотводов:

1. Трассы для токоотводов должны быть спроектированы таким образом, чтобы добиться наименьшего расстояния между участками подключения к приемнику и заземлительному контуру.
2. К стенам с возгораемым покрытием токоотводы прикрепляют дистанционными кронштейнами. Расстояние между стеной и проводником — 10 сантиметров и более. Разрешается контактирование металлического кронштейна со стеной.
3. Фиксация токоотводов на водосточных трубах осуществляется металлическими хомутами.
4. Токоотводы могут выполняться из круглой оцинковки в кирпичной кладке или бетонной стене.
5. Расстояние между точками фиксации участков по горизонтали — 1 метр, по вертикали — 2 метра.
6. Нельзя создавать петли на пути прокладки.
7. При выборе места для монтажа токоотвода следует отдавать предпочтение участкам с небольшой вероятностью посещения их людьми.

Трассы токоотводов создают по углам зданий. Наибольшее допустимое расстояние между трассами — 25 метров. Нижний конец каждого токоотвода погружают в землю. Фрагмент проводника на участке ввода в грунт следует обмотать антикоррозионным материалом. Крепление к заземлителю осуществляется болтами.

Что такое молниеприемная сетка?

По расположению на кровле молниеприемная сетка делится на два основных вида:

1. Поверх кровли
2. Под кровельным материалом

Состоит она из прутьев горячеоцинкованной стали диаметром от 6мм, расположенных на крыше в виде сетки, шаг которой выбирается в зависимости от категории молниезащиты (об этом поговорим чуть ниже).

Как правило, сетка располагается поверх кровли, не выходя за ее границы, но иногда случается так, что по каким-либо причинам, устроить ее поверх кровли не получается, например, из-за особенностей конструкции кровли, тогда молниеприемную сетку укладывают под кровельным материалом.

Важно знать! Допускается использовать молниеприемную защиту под кровельным материалом (под гидроизоляцией, утеплителем, или даже стяжкой, если крыша плоская), но только при условии, что весь кровельный материал состоит из негорючих материалов. Другими словами – при пробое сетки, не должно произойти возгорания всей кровли.

Основываясь на вышесказанном, можно сделать вывод, что расположение молниеприемной сетки поверх кровли – более целесообразно, тем более что сейчас существует огромный выбор материала, который никоем образом не испортит общий вид крыши.

Какими бывают молниеприемные сетки

Защитная система собирается из стальных горячеоцинкованных прутьев диаметром не менее 6мм (оптимально – 8мм). Она имеет форму сетки с квадратными ячейками с максимальным размером сторон от 5 до 20м. Конкретный показатель определяется по нормативной документации, в зависимости от категории и класса молниезащиты.

• поверх кровельного настила – более рациональный вариант с точки зрения пожарной безопасности, удобства монтажа и замены прутьев;
• под кровельным пирогом – допускается выполнять на только плоских крышах при условии использования негорючих теплоизоляционных и гидроизоляционных материалов.

Молниеприемная сетка укладывается таким образом, чтобы ее стержни ни в коем случае не выходили за пределы кровельного настила. Не сто́ит опасаться, что внешний вид крыши пострадает от присутствия подобной конструкции. Огромный выбор комплектующих по размерам, формам и цветам позволит гармонично вписать молниезащиту в экстерьер дома.

Система состоит из нескольких элементов:

• стальных прутьев для сетки;
• держателей – пластиковых или металлических;
• токоотводов;
• крестообразных болтовых зажимов.

Приобрести все комплектующие можно в строительных супермаркетах, на рынках или в интернет-магазинах.

Применение молниеприёмной сетки на плоской кровле

Наиболее распространенным в нашей стране способом защиты плоской крыши от молнии является молниеприёмная сетка. Шаг сетки должен быть не более 12 м x 12 м и располагаться она должна на негорючих основаниях или внутри таковых. Использование сетки подразумевалось для защиты оборудования, находящегося под негорючей кровлей. Применение молниеприёмной сетки в качестве меры для предотвращения удара молнии в кровлю на которой она расположена является неэффективной мерой. Сетка способна надежно защищать только тот объект, который находится заметно ниже ее самой. Данный факт был многократно подтвержден при помощи численного моделирования Энергетическим институтом им. Г.М. Кржижановского.

Очень часто при строительстве многоэтажных зданий, в качестве кровли используются железобетонные плиты. Их покрывают солидным слоем гидроизоляции, в горючести которой можно не сомневаться. Очевидно, что ее тоже нужно защищать от удара молнии. Обеспечить хоть какую-нибудь защиту от молнии оборудования установленного на кровле сама по себе молниеприёмная сетка не в состоянии, т.к. располагается ниже его.

Монтаж молниеприемников

Монтаж элементов молниеприемной сетки для кровли согласно требованиям действующих стандартов осуществляется следующим образом:

• крупноячеистая сетка молниеприемника собирается из множества размещаемых на поверхности покрытия стальных проводников диаметром не менее 8-ми миллиметров (как правило, это прутки-катанки из горячеоцинкованной стали);
• частота их укладки или шаг ячейки согласно требованиям МЭК может составлять от 5-ти до 20-ти метров (самый распространенный случай – ячейка 10х10 из проволоки 8 миллиметров);
• отдельные ветви проводов укладываются параллельно одна другой и закрепляются на держателях молниеприемной сетки особой конструкции;
• в местах пересечения они крепятся между собой посредством специальных кроссовочных болтовых зажимов (устройство таких креплений показано на фото).

Частота укладки проводников молниеприемной сетки выбирается исходя из требований по защищенности данного строения. Так для складов с горючими материалами, например, она не должна превышать 5-ти метров.

Монтаж плоской кровли

Выбор толщины прутка

Сетка состоит из совокупности токоотводов. Они представлены катанками, которые устанавливаются квадратами стороны в 6 — 10 см, в зависимости от степени молниезащиты. Диаметр стали должен быть минимум 6 мм. Наилучший размер прутков 8 мм.

Особенности раскладки

В случае недопустимо больших ячеек, они разбиваются на прямоугольники меньшего размера. Процесс укладки катанки в сетку нелёгкий из-за свойства горячекатаной проволоки выгибаться, поэтому используются специализированная машинка и держатели.

Различают два вида держателей. Первый тип называется пустой, в него заливают морозостойкий бетон. Второй тип представлен залитым держателем, вес которого равняется одному кг. Форма может быть круглая и прямоугольная. Подбор вида держателя обусловлен особенностями кровли и креплений.

Держатели прута

Держатели монтируются по частям в несколько метров, затем нужно защелкнуть проволоку в приёмной части. Лучше делать этот этап маленькими частями, система получится надежней.

Ветки соединяются сваркой или при помощи универсального соединителя.

Размещение токоотводов

Токоотвод предназначается для перенесения тока от крыши в землю. Для того чтобы определить местонахождение молниеприемников, нужно учитывать дизайн дома и категорию молниезащиты. Для безопасности оборудования и конструктивных элементов нужно исключить взаимодействие с каналом молнии.

Схема размещения молниеприемников, токоотводов и заземляющих устройств

Расстояние от дверей в помещение и креплений заземления должно быть не менее 3х метров. Размещение токоотводов от сетки до заземлителей должно быть через каждые 25 м минимум.

Прикрепление токоотводов должно быть прочным. На выступающих частях кровли тоже необходимо установить токоотводы. Это могут быть вентиляция и дымоход. Тоокоотводы по водосточным трубам прокладываются с помощью нержавеющего стального хомута. Не рекомендуется проводить токоотводы внутри водосточных труб.

В устройстве применяется зажим токооотвода, который нужен для испытаний молниезащитной конструкции и соединения с землёй. Распространённым является трубчатая модель зажима, но вполне применим и неприглядный универсальный.

Стальная сетка может укладываться под утеплитель, который представляет гидроизоляционный слой. Бывают обстоятельства, когда сетку не получается установить по кровле крыши, тогда её и помещают под утеплитель.

Важно! Кровельный материал должен состоять из негорючего материала.

Монтаж сетки сверху кровли является более надежным и эстетичным.

Установка заземления

Соединение с землей может проводиться двумя способами.

Первый тип подразумевает каждый токоотвод соединять с землей по отдельности. Это выходит дороже, но при определенных условиях бывает необходимо.

Второй тип является несложным, его можно осилить самостоятельно. Заземление одним контуром на всю сетку проводится с помощью металлической полосы. Она устанавливается возле стены здания, необходимо отступить хотя бы 1 метр. Глубина траншеи не менее полметра. Полоса подсоединяется к каждому токоотводу.

Также для заземления используется металлический каркас фундамента. Этот способ применим на начальном этапе строительства.

Как сделать молниезащиту своими руками

Для самостоятельного монтажа используют типовой проект или разрабатывают его самостоятельно на основе нормативной документации. До начала работ следует просчитать расход материалов, определиться с типом заземления. Для сверления отверстий под фасадные крепления потребуется перфоратор.

Главное, в процессе работ точно следовать проекту и нормативным требованиям. В остальном монтаж конструкции сложности не представляет. В конце концов, первый молниеотвод был сделан Франклином еще в XVIII веке, причем буквально «на коленке».

Полезное видео по устройству молниезащиты в завершение: