Молниезащита жилого многоэтажного дома

#13 Молниезащита жилого многоэтажного дома

Недавно проходил экспертизу проекта молниезащиты жилого многоэтажного дома и, разумеется, без замечаний не обошлось Так получилось, что мы делали только кровлю и экспертиза настояла выполнить еще дополнительно молниезащиту.

Времени на проект у меня было менее дня, поэтому про бесплатный проект, о котором я рассказывал на своем канале youtube, и речи быть не могло.

Сначала хочу рассказать про общие принципы выполнения молниезащиты жилых многоэтажных домов, а затем расскажу, какие замечания получил при прохождении экспертизы.

В России и Беларуси есть некоторые отличия в проектировании молниезащиты.

• ТКП 336-2011 (Молниезащита зданий и сооружений и инженерных коммуникаций). [3]

Если вы проектируется в РФ, то должны руководствоваться:

• СО 153-34.21.122-2003 (Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций).[1]
• РД 34.21.122-87 (Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений). [2]

Проектирование молниезащиты жилого многоэтажного дома можно разделить на следующие этапы:

1 Определение необходимости молниезащиты.

Если вы проектируете в РБ, то должны подтвердить расчетом необходимость устройства внешней молниезащиты.

Если проектируете в РФ, то можно воспользоваться таблицей 1 из РД 34.21.122-87.

Если очень обобщенно, то жилым домам 6 этажей и меньше внешняя молниезащита, как правило, не требуется.

2 Выбор и размещение молниеприемников.

Существуют 3 основных типа молниеприемника:

• тросовый молниеприемник;
• стержневой молниеприемник;
• молниеприемная сетка.

Для жилых домов актуальна молниеприемная сетка и стержневой молниеприемник.

Обычно на кровле укладывается молниеприемная сетка, а все выступающие части, при необходимости, защищаются стержневыми молниепримениками, если молниеприменая сетка не выполняет их защиту.

Размеры ячеек молниеприемной сетки определяются нормативными документами в зависимости от категории (класса) СМЗ.

По ТКП 336-2011 – 15×15 м (3 класс СМЗ).

По РД 34.21.122-87 – 12×12 м (3 уровень СМЗ).

По СО 153-34.21.122-2003 – 10 х10м (3 уровень СМЗ).

3 Проектирование токоотводов.

Токоотводы нужно размещать с определенным шагом и с учетом архитектурных особенностей здания, как можно дальше от окон и дверей.

Токоотводы располагаются по периметру защищаемого объекта таким образом, чтобы среднее (или максимальное) расстояние между ними было не более значений, приведенных ниже:

По ТКП 336-2011 – 15 м (3 класс СМЗ).

По РД 34.21.122-87 – 25 м (3 уровень СМЗ).

По СО 153-34.21.122-2003 – 20 м (3 уровень СМЗ).

4 Проектирование заземлителя молниезащиты.

В идеальном случае вокруг здания на расстоянии 1 м от фундамента и на глубине 0,5 м прокладывается кольцевой заземлитель, а в местах присоединения токоотводов предусматривается дополнительно вертикальный электрод 2-3 м.

При невозможности выполнить кольцевой заземлитель, можно предусмотреть отдельные заземлители для каждого токоотвода.

Не забываем присоединить заземлитель молниезащиты к шине ГЗШ ВРУ здания.

5 Размещение горизонтальных кольцевых проводников.

Для РБ расстояние между горизонтальными кольцевыми проводниками принимается таким же как и для токоотводов.

Для РФ токоотводы соединяются горизонтальными поясами вблизи поверхности земли и через каждые 20 м по высоте здания. [1]

Должен сказать, что не всегда их делают, т.к. пытаются на них экономить.

Вывод: Общая концепция построения СМЗ жилого дома в РБ и РФ одинаковая, однако, есть некоторые нюансы, на которые следует обращать внимание. Даже если вы делаете проект молниезащиты в РФ, то должны согласовать с заказчиком нормативный документ, по которому будет выполнен проект, т.к. в РД 34.21.122-87 одни требования, в СО 153-34.21.122-2003 другие.

А теперь закрепим полученные знания на практике.

Исходные данные: жилой 9-ти этажный дом Г-образной формы. Проект в РБ.

Периметр дома – 174 м.

Расположение токоотводов до экспертизы

Изначально я разместил 11 токоотводов примерно на расстоянии 15 м друг относительно друга. Т.к. кольцевой заземлитель для существующего дома сделать почти нереально, то предусмотрел вертикальные электроды для каждого токоотвода, но, у основания объекта на отм.+0,4 м предусмотрел пояс из стальной полосы 4×25 с целью обвязки токоотводов по периметру и для уравнивания потенциалов. По-хорошему, следовало бы еще предусмотреть дополнительно кольцевой проводник на отм. +15 м, т.к. общая высота дома около 32 м. При таком расположении токоотводов среднее расстояние между токоотводами получаем 15,8 м.

Однако, по замечаниям экспертизы мне пришлось исключить горизонтальный пояс на отм. +0,4 м и уменьшить количество токоотводов до 9. Среднее расстояние между токоотводами получилось 19,3 м.

Расположение токоотводов после экспертизы

Как вы считаете, прав ли эксперт, с учетом того, что по белорусским нормам максимальное расстояние между токоотводами должно быть не более 15 м? Всегда ли вы делаете горизонтальные пояса?

Громоотвод в многоэтажном доме

Современное строительство подразумевает использование различных систем защиты, которые реализуются в частных и многоэтажных домах. Наличие заземления становится нормой, т. к. оно позволяет не только сэкономить на ремонте техники, но и обезопасить жильцов от поражения электрическим током. Другой важной системой, которая должна присутствовать даже в многоэтажном доме, является молниезащита? Каким образом она может быть реализована? Об этом пойдет речь в статье.

Действительно ли нужна защита

Назвать вспышки молнии чем-то необычным довольно сложно, т. к. каждый человек в своей жизни постоянно сталкивается с их воздействием. Переживания начинаются, когда она попадает в конкретное здание или наносит определенный ущерб. Многоэтажные дома являются магнитами громоотвоадами для молний, т. к. из-за большой высоты служат легкой мишенью для удара молнией. Если это произойдет, то необязательно разряд уйдет в сеть питания дома. Из-за перегрева определенных элементов может возникнуть пожар, который и нанесет максимальный урон.

Если сравнивать стоимость сооружения громоотвода для многоэтажного дома с пользой, которую громоотвод может принести, то расходы можно считать мизерными. При правильном подходе громоотвод можно реализовать своими руками из доступных материалов. При этом необходимость наличия такой системы защиты в виде громоотвода попросту игнорируется. Это связано с непониманием многими природы молнии и возможных последствий от ее удара. Заблуждением можно считать тот факт, что если кровля выполнена из металла, то о громоотводе можно не думать. На самом деле это всего лишь заблуждение. При ударе молнией, возможно, она и рассеивается по площади кровли, но нагревает ее до высоких температур, что приводит к пожарам. Связано это с тем, что под листами металла скрываются деревянные стропила, которые вспыхивают как спички.

Классификация объектов

Специалисты в своей области составили классификацию объектов по категориям. Последние обозначают то, насколько конкретный объект нуждается в наличии громоотвода. В первую категорию по необходимости громоотвода попадает определенная часть промышленных объектов, функционирование которых связано со взрывоопасными веществами. Во вторую категорию объектов, на которых необходимо устанавливать громоотводы являются склады, на которых установлены аммиачные холодильники, хранится топливо или изготавливаются корма. К третьей группе относятся здания, которые используются повседневно. В них входят больницы, школы, детские сады, трубы заводов и котельных и дома, высота которых превышает 30 метров. Считается, что остальные объекты являются безопасными и не нуждаются в громоотводе, но периодически и они испытывают на себе воздействие молний.

Устройство системы

Громоотвод в многоэтажном доме может быть реализован в два этапа или разделен на две части. Он может быть внешним и внутренним. Каждый несет на себе определенную нагрузку от молнии, чтобы обеспечить безопасность жильцов. Внешняя конструкция громоотвода сходна с той, которая применяется на частных домах. Элементом, который принимает на себя удар молнии первым является молниеприемник. Часто он представляет собой мачту определенной высоты, которая устанавливается на кровле. После нее следуют проводники или токоотвод. Его задачей является быстрая передача разряда молнии к контуру. Заземление производит быстрое рассеивание полученного разряда молнии в землю возле здания. Хотя конструкция кажется простой, но более эффективного метода придумано не было.

Внутренняя часть громоотвода требует профессионального подхода. Она включает в себя ряд различных модулей, которые призваны к тому, чтобы не пропустить заряд молнии к проводке, что могло бы парализовать и нанести вред всему дому. Отдельные элементы монтируются на каждую квартиру, что повышает эффективность. Произвести расчеты, которые требуются для установки внешней части громоотвода можно самостоятельно, но разработан целый ряд программ, автоматизирующих процесс.

Процесс монтажа

Как только все необходимые данные получены, можно приобретать все части для громоотвода и начинать его сооружение. Необходимо внимательно осмотреть крышу и выбрать на ней наивысшую точку. Если речь идет о плоской кровле, то ей может послужить крыша домика, который предназначен для выхода на крышу. В этой точке фиксируется молниеприемник. В его роли может выступать обычный металлический штырь или отрезок медной арматуры. Сечение выводится по калькулятору. Высоты мачты должно быть достаточно, чтобы молния не могла попасть в другие элементы крыши. При необходимости мачта громоотвода фиксируется на растяжках, чтобы ее не снесло ветром и разрядом молнии.

В качестве мачты может быть использована не металлическая труба, а деревянный брус. Именно на него необходимо закрепить молниеприемник. К последнему осуществляется подвод промежуточного звена громоотвода, который должен состоять из медной проволоки большого диаметра. Кабель громоотвод должен быть кратчайшим путем спущен к земле. При этом отличным решением будет в качестве короба использовать систему сбора дождевой воды. в этом случае можно будет не переживать, что кабель будет сорван ветром.

Рядом с домом, в точке, куда будет опущен кабель, необходимо выкопать приямок. Его глубина должна быть не больше 80 см. При этом его расположение подбирается в четырех или трех метрах от дома. Лучше выбрать такое место, где редко ходят люди и не ставят автомобили. После этого в землю забиваются металлические штыри в виде вершин треугольника. Они должны быть соединены между собой посредством металлической планки или уголка, которые привариваются сверху. Длина прута должна составлять минимум два метра, а расстояние между ними высчитывается на калькуляторе. Толщина арматуры для громоотвода должна быть не меньше 12 мм. Провод, идущий от молниеприемника, соединяется с заземлением. Далее приямок можно закопать. Видео с процессом установки громоотвода есть ниже.

Активная защита

Это относительно новое понятие, которое только начинает внедряться. Такой громоотвод является более эффективным, чем описанный выше. Обычный громоотвод построен по принципу, что молния ударит в наивысший объект на конкретной территории. Задачей активного громоотвода является притягивание молнии. Звучит немного абсурдно, но это позволяет избежать проблем с ударами молнии в другие точки строения. Принцип работы конструкции заключается в том, что на приемник принудительно подается разряд большой силы, который и должен притянуть молнию. При этом громоотвод не нуждается в подключении электричества, будет достаточного статического электричества, которое находится в воздухе.

Это является нормальным явлением, т. к. во время грозы электрическое поле воздуха повышается. Такой процесс активирует громоотвод, который начинает отдавать этот высоковольтный импульс, притягивающий молнию. Основой системы служит умный электронный блок, который обойдется в копеечку. Устанавливать такую конструкцию громоотвода самостоятельно не рекомендуется, т. к. это может обернуться катастрофой, поэтому лучше пригласить специалистов.

Резюме

Как видно, важность громоотвода сложно оставить на личное усмотрение пользователя, т. к. от этого зависят жизни людей. Простую схему громоотвода для защиты от молнии можно собрать из подручных средств, не затратив на это ни копейки. Для сооружения громоотвода необходимо правильно подобрать время и погодные условия. Лучше монтировать громоотвода в ясный день до обеда. Работы по установке громоотвода необходимо производить в погоду без ветра. Кроме того, каждый из тех, кто задействован в монтаже громоотвода должен иметь страховочный пояс и не бояться работы на высоте. Громоотвод должен поддерживаться в хорошем состоянии, чтобы быть готовым принять удар молнии.

Проект заземления и молниезащиты для жилого многоквартирного дома

Задание:

Необходимо произвести расчет и сделать проект заземления и молниезащиты для объекта.
Объект: одна секция жилого многоквартирного дом.
Грунт: супесок.
Удельное сопротивление грунта: 150 Ом∙м.
В качестве заземляющего устройства использовать искусственное заземляющее устройство, сопротивлением не более 10 Ом. Все выступающие над кровлей здания металлические элементы (вентиляционные шахты, металлические лестницы и т.д.) необходимо присоединить к металлическим конструкциям здания

Скачать чертёж жилого многоквартирного дома (все секции дома) в формате PDF.
Скачать чертёж жилого многоквартирного дома (все секции дома) в формате DWG (AutoCAD).

Решение:

Жилые дома относятся к обычным с точки зрения молниезащиты в соответствии с СО и к 3-ей категории согласно РД. Необходимая надежность системы – 0,9.
Согласно ПУЭ-7, п. 1.7.103. Общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN-проводника каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 10 Ом при линейном напряжениии 380 В источника трехфазного тока или 220 В источника однофазного тока.

Молниезащита объекта выполнена организацией молниеприемной сетки на кровле здания с установкой молниепримных мачт для защиты возвышающихся над уровнем кровли шахт с установленным оборудованием. Размер ячейки молниепримной сетки не более 10х10 м. Тип проката сетки — сталь омедненная диаметром 8 мм, толщина покрытия 70 мкм (GL-11149).
Установка сетки осуществляется на плоских поверхностях с помощью зажима GL-11711, на вертикальных поверхностях — GL-11703A. Шаг установки зажимов 0,8-1,0 м. Для соединения проката по длине и в узлах сетки используется универсальный зажим GL-11551A.
Молниепримные мачты устанавливаются на вертикальную поверхность при помощи держателей GL-21201.
Все металлические элементы, размещенные на кровле (вентиляционные шахты, лестницы, ограждение и т.п.), необходимо присоединить к молниеприемной сетке с помощью зажимов GL-11545A.
В качестве токоотводов используется сталь омедненная диаметром 8 мм (GL-11149). Шаг подключения сетки к токооотводам не более 25 м. Через каждые 20 м (высота здания) по периметру здания выполнить горизонтальный электрод (GL-11149).
Заземляющее устройство выполнено в виде контура по периметру здания Горизонтальный проводник — полоса стальная омедненная 30х4 мм (GL-11075). В качестве вертикальных электродов применяются стальные омедненные электроды D=14 мм, L=3 м. Вертикальные электроды устанавливаются в местах опусков токоотводов. Расстояние от фундамента здания не менее 1 м.

Итоги расчета проведенного с помощью программного обеспечения, разработанного ОАО «Энергетический институт им. Г.М.Кржижановского» (ОАО «ЭНИН»):

• плотность разрядов молнии в землю — 6 уд/кв.км в год;
• полное число ударов в систему — 0,0066 (раз в 910 лет);
• суммарное число прорывов (удары непосредственно в объект минуя молниеприемники) — 0,00051 (раз в 1810 лет);
• надежность защиты: 0.923.

Расчет сопротивления заземляющего устройства:

Сопротивление вертикального электрода:

где ρ_экв – эквивалентное удельное сопротивление грунта, Ом·м;
L – длина вертикального электрода, м;
d – диаметр вертикального электрода, м;
T– заглубление — расстояние от поверхности земли до заземлителя, м;

Сопротивление горизонтального электрода:

где ρ – удельное сопротивление грунта, Ом·м;
b — ширина полосы горизонтального электрода, м;
h — глубина заложения горизонтальной сетки, м;
L_гор – длина горизонтального электрода, м.

где t – заглубление верха электрода, м

Полное сопротивление заземляющего устройства:

где n – количество комплектов;
k_исп – коэффициент использования;

Расчетное сопротивление заземляющего устройства составляет 0,74 Ом, что меньше допустимого сопротивления 10 Ом.

Перечень необходимых материалов:

№ п/п	Рис	Артикул	Изделие	Кол-во	Масса (кг за ед.)
1		GL-21103G	GALMAR Молниеприёмник вертикальный (молниеприёмник-мачта) (4 метра)	25	10
2		GL-21202	GALMAR Держатель для молниеприёмника — мачты GL-21101G/ GL-21102G/ GL-21103G к дымоходу (нержавеющая сталь)	25	7,4
3		GL-20022	GALMAR Зажим к молниеприёмнику — мачте GL-21101G для токоотводов (нержавеющая сталь)	25	0,2
4		GL-11149-10/20/50	GALMAR Проволока омеднённая (D 8 мм / S 50 мм²; бухта 10/20/50 метров)	3500 (в метрах)	0,41
5		GL-11711	GALMAR Зажим на плоскую крышу для токоотвода (пластик, бетон)	3000	1,00
6		GL-11551A	GALMAR Зажим для соединения токоотводов (крашенная оцинкованная сталь)	700	0,09
7		GL-11703A	GALMAR Зажим к фасаду для токоотвода с его возвышением над зажимом на 15 мм (крашенная оцинкованная сталь)	400	0,02
8		GL-11545A	GALMAR Зажим на водосточный желоб для токоотвода (крашенная оцинкованная сталь)	500	0,11
9		GL-11563A	GALMAR Зажим контрольный для соединения токоотводов проволока + проволока (крашенная оцинкованная сталь)	60	0,13
10		ZZ-001-065	ZANDZ Штырь заземления омедненный резьбовой (D14; 1,5 м)	74	1,9
11		ZZ-002-061	ZANDZ Муфта соединительная резьбовая	38	0,082
12		ZZ-003-061	ZANDZ Наконечник стартовый	37	0,074
13		ZZ-004-060	ZANDZ Головка направляющая для насадки на отбойный молоток	15	0,088
14		ZZ-005-064	ZANDZ Зажим для подключения проводника (до 40 мм)	48	0,312
15		ZZ-006-000	ZANDZ Смазка токопроводящая	4	0,152
16		ZZ-007-030	ZANDZ Лента гидроизоляционная	10	0,442
17		GL-11075-10/20/50	GALMAR Полоса омеднённая (30*4 мм / S 120 мм²; бухта 10/20/50 метров)	600 (в метрах)	0,98

Приложение: проект в форматах DWG и PDF

Файлы в форматах DWG и PDF доступны для скачивания только авторизованным пользователям.

Вам требуется выполнить проект по заземлению и молниезащите? Закажите его, обратившись в Технический центр ZANDZ.ru!

Остались вопросы по данному расчету? Задайте его в комментарии к этой странице!

Молниезащита многоэтажного дома

Молниезащита многоэтажного дома позволяет защищать конструкции домов от возгорания. Проблема возникновения пожаров знакома каждому жителю мегаполиса. Поэтому молниезащита жилого многоэтажного строения выходит на первое место при начальной проектировке сооружений. В нашей статье вы сможете узнать основные особенности этого вида грозозащиты.

Такая система защиты может предусматривать в себе как внешнюю защиту, так и внутреннюю. Также эта система предполагает использование уравнивания потенциалов.

Защита многоэтажного дома от заноса высоких потенциалов

Обычно эта опасность может возникать только в тех случаях, когда было прямое попадание молнии в линию электропередач. Также эту опасность может вызвать возникновение электромагнитной индукции, которая образовалась возле линии электропередач. Когда эта опасность проникает в дом, она может стать причиной выхода из строя многих электрических приборов. В некоторых случаях она может вызвать опасность для человека. По данным статистики каждый год фиксируется много фатальных случаев, которые были вызваны этой проблемой. Молниезащита многоэтажных домов необходима для того, чтобы вовремя предотвращать возможность проявления опасности. Обычно для этого специалисты оборудуют заземление для многоэтажных домов. Помните, что устанавливать ее нужно не во всех случаях, почитайте более подробно про молния и молниезащита.

Импульсное сопротивление, которое может возникать в данных ситуациях, не должно превышать 20 Ом. Лучшим вариантом для уменьшения сопротивления считается установка дополнительного заземления. Таким образом, вы легко сможете сделать строение полностью безвредным.

Внешняя молниезащита многоэтажных домов

Это основная система для защиты, которая может устанавливаться на любых сооружениях. Обычно молниезащита многоквартирного дома состоит из следующих элементов:

1. Молниеприемника. Его основной задачей считается прием удара молнии и перенаправление заряда на токоотводы.
2. Токоотводы. Они должны вести заряд молнии к заземлителю.
3. Заземлитель. Это последнее звено в этой системе и к его задачам относится передача заряда в грунт.

Обычно различают несколько видов молниеприемников для многоквартирных домов. Молниеприемники могут быть:

Необязательно для одного строения использовать только один вариант молниеприемника. При необходимости можно комбинировать несколько молниеприемников одновременно. Узнайте больше о том, что такое внешняя молниезащита.

Молниезащита многоэтажного дома

Внутренняя молниезащита жилого дома предполагает в себе защиту электрооборудования от перепадов напряжения. Она имеет свойство оборудоваться в системе УЗИП, которая способна быстро предотвратить возможность поступления импульсного напряжения. Она полностью исключает возможность вторичного воздействия молнии на здание. Благодаря этой системе защиты вы сможете надежно защитить конструкцию своего здания и сохранить бытовую технику. УЗИП способна свести импульс, который может поступить от молнии до безопасного для приборов уровня.

Молниезащита многоэтажного дома не ограничивается одной системой. Для комплексной молниезащиты следует выполнить ряд мероприятий, которые сведут на нет действие природной стихии. В нашей статье вы получили информацию об оборудовании системы защиты для многоэтажных зданий. В реальной ситуации для того чтобы обеспечить надежную защиту вам потребуется правильно подобрать каждый элемент. При выборе вам следует опираться только на особенности конструкции здания.

Помните, что кроме надежности системы она должна привлекательно смотреться на крыше здания. Она ни в коем случае не должна испортить архитектуру здания.