Молниезащита сельских построек

Молниезащита (грозозащита) дома и хозяйственных построек, особенно в сельских местностях с высокой среднегодовой грозовой деятельностью (20 ч и более), является обязательной в первую очередь для строений с легковосгораемой кровлей (солома, дранка, рубероид и т. п.). Среднегодовое количество грозовых часов можно узнать на местной метеорологической станции или по специальной карте, на которой нанесены линии средней годовой продолжительности гроз на территории СССР. В среднем же в северных областях грозовая деятельность составляет не более 10 ч в год, для средней полосы (на широте 50—55°) она колеблется от 20 до 80 ч, а на юге достигает 100—120 ч в год.

Но и в пределах одного района (особенно равнинного) с низкой грозовой активностью могут встречаться участки с резко повышенным числом грозовых часов в году. Учитывая это, следует позаботиться об устройстве хотя бы простейшей системы молниезащиты. В случае необходимости можно обратиться за помощью в местные (районные) отделения добровольного пожарного общества, которое выделяет фондовый металл на эти цели.

Система молниезащиты, как правило, состоит из трех основных элементов: молниеприемника, токоотвода, заземлителя.

Рис. 77. Устройство элементов системы молниезащиты:

и. б — молниеприемники из стальной проволоки; в — то же. из круглой стали; г — то же, из водогазопроводных труб; д — то же, из полосовой стали; е—то же, из угловой стали; ж — способы присоединения токоотводов к металлической кровле и между собой; з — устройство вертикального заземлителя (электродного); и — то же, горизонтального типа; / — бандаж из оцинкованной проволоки диаметром 1,5—2,5 мм; 2 — сварка; 3 — болт или заклепка; 4— свинцовая прокладка; 5 — кровля; 6 — проволока (катанка) диаметром 5—10 мм; 7 — стальная пластина; 8 — болт М!6; 9 — болт М8—10; 10 — полосовая сталь; // — пешеходная дорожка (проход); 12 — поперечная шина; 13 — токоотвод; 14 — вертикальный стержень (электрод); 15—водосточная труба; 16 — влагопоглощающая обкладка; 17—горизонтальный заземлитель; УГВ—уровень грунтовых вод

Молниеприемники непосредственно воспринимают прямой удар молнии и должны выдерживать тепловые и динамические нагрузки тока молнии. Для защиты небольших строений применяют стержневые молниеприемники, которые изготовляют из оцинкованной (луженой) полосовой, круглой, угловой стали или водогазопроводных труб, а также проволоки (катанки) диаметром 5— 10 мм. В крайнем случае можно использовать и черные металлы, но с последующим (после монтажа) покрытием водостойкой краской не менее чем за два раза. При выборе материала следует придерживаться следующих требований: наименьшее сечение стержня молниеприемника — 60 мм2 при длине не менее 200 мм.

Молниеприемник из стальной трубы диаметром 20 мм сплющивают с двух сторон, причем в верхний конец для обеспечения герметичности вставляют свинцовую пластинку, а в нижний заводят расклепанный (сплющенный) конец токоотвода и, обеспечив с помощью свинцовой прокладки надежный контакт, закрепляют болтами или заклепками (рис. 77, г). Молниеприемник из проволоки сгибают петлей с закруткой или наложением бандажа из мягкой (вязальной) проволоки.

В качестве молниеприемников можно использовать металлические элементы труб (оголовки, колпаки, дефлекторы), металлическую кровлю, металлические коньки крыши, карнизы, водоотливы, водостоки и т. п. При этом следует учитывать, что молниеотводы не должны касаться непосредственно кровли из легкосгораемых материалов, допустимый минимальный зазор между ними 15 см.

Токоотводы служат для электрического соединения молниеприемников с заземлителями. Токоотводы можно делать из оцинкованной круглой стальной проволоки (катанки) диаметром не менее 5—6 мм, угловой и полосовой стали или труб сечением не менее 48 мм2 для наружной проводки и не менее 24 мм2 — для внутренней.

Токоотводами могут служить металлические конструктивные элементы строения, электрически надежно связанные по всей длине, вплоть до заземления (зануления), а именно — арматура железобетонных конструкций, водопроводные (в том числе и местного водопровода) и водосточные трубы, вентиляционные стояки из металлических труб и т. п.

Токоотводы с молниеотводами соединяют сваркой, пайкой, клепкой, на болтах или с помощью проволочного бандажа, залитого эпоксидным клеем (шпаклевкой) с последующей обмоткой черной изоляционной (на текстильной основе) лентой, а с заземлителями — только сваркой или пайкой твердым припоем. В крайнем случае можно применять болтовые соединения с использованием свинцовой прокладки или лужением контактных поверхностей (как можно большей площади) с последующей заливкой узла соединения эпоксидным клеем с обязательным соблюдением технологических требований (обезжиривание, температурный режим и т. п.).

Способы соединения отдельных элементов и деталей системы грозозащиты показаны на рис. 77, ж. Контактные поверхности должны быть хорошо зачищены от краски, грязи и ржавчины, неоцинкованные материалы — залужены. Во всех случаях площадь контакта должна быть не менее двукратной площади сечения стыкуемых деталей, а длина контакта равна шести диаметрам круглой стали (катанки) или составлять две ширины полосы либо полки уголка. В болтовых или клепаных соединениях молниеотводы с токоотводами для обеспечения надежного контакта применяют, как правило, свинцовые прокладки.

Токоотводы от молниеприемников прокладывают к заземлителю кратчайшим путем, но так, чтобы они пролегли около мест, где наиболее возможен удар молнии — коньки крыш, различные выступы и края фронтонов, слуховые и мансардные окна. Токоотводы крепят к стенам дома из любых строительных материалов с помощью скоб, хомутов, гвоздей (дюбелей) через каждые 1,5—2 м. Если токоотвод прокладывается по легкосгораемой кровле, его надо крепить на деревянных стойках высотой 15—20 см с шагом 50—60 см между ними.

Заземлители (электроды) служат для отвода тока молнии в грунт и должны обладать малым удельным сопротивлением, которое в основном зависит от состава почвы, ее влажности, температуры и других факторов.

Заземлители могут быть вертикального и горизонтального типа (расположения). При сухих грунтах и низком уровне грунтовых вод применяют вертикальные заземлители в виде 2—3-метровых стержней из тех же материалов, что и для горизонтальных заземлителей, вбитых (вкопанных) на расстоянии около 3 м друг от друга и соединенных между собой на глубине не менее 0,5 м перемычкой (шиной), в середине которой присоединен токоотвод (см. рис. 77, з). Перемычку делают из любого подходящего

(желательно цельного) куска металлического проката с поперечным сечением не менее 100 мм2. Все элементы заземлителя — электроды, перемычки и токоотвод — соединяют между собой сваркой.

Горизонтальные заземлители — это уложенные на глубине не менее 80 см длинные (3—5 м) металлические профили (прокат) — стальная арматурная проволока диаметром 15—20 мм, полосовая сталь сечением не менее 160 мм2 (40X4 мм), уголки с шириной полок 40—50 мм, некондиционные толстостенные водогазопроводные трубы диаметром 25—60 мм. Они эффективно работают при влажных почвах, высоком уровне грунтовых вод (менее 1,5 м), на торфяниках.

В принципе возможно устройство горизонтальных заземлителей и на сухих грунтах, но в этом случае для понижения сопротивления почвы электрод обкладывают слоем смеси из древесного угля с каменной солью (примерно 0,5 кг крупной соли на ведро угля). При наличии водосточной или местной системы канализации целесообразно располагать заземлители в зоне увлажнения (подземный водосток, поля подземной фильтрации и т. п.).

Заземлители рекомендуется укладывать подальше (не менее 5 м) от проходов (крыльца) и пешеходных дорожек. В качестве заземлителя можно использовать сам токоотвод, уложив его на глубину не менее 1 м, причем чем больше будет длина его подземной части, тем эффективнее он будет работать.