Чтобы избежать пожара или поломки бытовой техники из-за удара молнии, в частном доме делают молниезащиту.

В статье расскажу, как правильно ее установить и что дешевле: сделать молниезащиту своими руками или купить готовую в магазине.

Зачем частному дому молниезащита

Поражающие факторы молнии и их последствия. Разряд молнии переносит токи силой до 200 кА. Это очень много: такую силу тока дают, например, 57 000 одновременно включенных электрических обогревателей. Температура молнии достигает +3000 °C, поэтому если она попадет в дом, особенно в деревянный, может случиться пожар.

Кто в группе риска. В первую очередь — дома в зонах с частыми грозами.

Чем севернее, тем реже грозы. Источник: Wearpro
Чем севернее, тем реже грозы. Источник: Wearpro

Вероятность попадания молнии рассчитывается по формуле:

N = ((А + 6Н) × (В + 6Н) − 7,7 − Н²) × n × 10⁻⁶

где:

А — длина здания, м,
В — ширина здания, м,
Н — высота здания, м,
n — среднегодовое число ударов молнии в 1 км² поверхности там, где стоит дом.

Как посчитать плотность ударов молнии

Среднегодовая продолжительность грозУдельная плотность ударов молнии в землю, n
10—20 часов1
21—40 часов2
41—60 часов4
61—80 часов5,5
81—100 часов7
> 100 часов8,5
Среднегодовая продолжительность гроз
Удельная плотность ударов молнии в землю, n
10—20 часов
1
21—40 часов
2
41—60 часов
4
61—80 часов
5,5
81—100 часов
7
> 100 часов
8,5

Например, для здания размерами 14 × 12 м и высотой 10 м в Ленинградской области вероятность попадания молнии — один удар молнии в 62 года. Это не значит, что молния ударит в 62-й год с момента постройки дома. Также это не означает, что молния не ударит дважды или трижды за это время. Точно спрогнозировать молнию невозможно.

Как жить в России
Чтобы на все хватало и даже оставалось. Рассказываем дважды в неделю в нашей бесплатной рассылке

Что такое молниезащита

Молниезащита — это система, которая защищает здание от молнии. Молниезащита, громозащита и грозозащита — это одно и то же. Все термины верны, но специалисты чаще оперируют словом молниезащита.

Виды молниезащиты дома. Молниезащита бывает внешней и внутренней.

Внешняя — это громоотвод, который напрямую контактирует с разрядом молнии. Его также называет молниеотводом — это тоже правильно. Громоотвод защищает от удара молнии здание и людей в нем.

Внутренняя молниезащита обеспечивает безопасность электропроводки. Компоненты внутренней системы — это, например, устройство защиты от импульсных перенапряжений — УЗИП.

Внешняя молниезащита

Принцип работы. Молниеотвод улавливает молнию и перенаправляет удар в землю. Чтобы молния гарантированно попала в громоотвод, его ставят как можно выше: на крышу дома, специальную мачту или, например, на растущее рядом высокое дерево.

Защитная зона. Перед покупкой или изготовлением молниеотвода выполняют расчет его защитной зоны. Устройство должно быть расположено так, чтобы молния гарантированно попала в него, а не в дом.

Точно зона защиты определяется по сложной математической формуле. Но, например, для штыревого молниеотвода — это устройство в виде металлического штыря на крыше — пользуются простым правилом: при угле в 45° радиус защиты будет равен высоте установки устройства. То есть если громоотвод стоит на высоте 10 м, зона защиты будет равна 10 м от оси штыря. Угол определяют визуально.

Для молниеотвода из штыря зона защиты будет в виде конуса. Источник: интернет-журнал «Самоделино»
Для молниеотвода из штыря зона защиты будет в виде конуса. Источник: интернет-журнал «Самоделино»

Из чего состоит громоотвод

Громоотвод состоит из трех основных частей: молниеприемник, токоотвод и заземлитель.

Молния попадает в самую высокую точку устройства и направляется в землю. Источник: «МТС-ТВ»
Молния попадает в самую высокую точку устройства и направляется в землю. Источник: «МТС-ТВ»

Молниеприемник бывает трех типов: штыревой, тросовый и сеточный.

Штыревой молниеприемник — это самый простой вид, штырь из металла длиной от 0,5 м. Он подходит для обычных загородных домов с размерами до 10 × 10 м и высотой до двух этажей.

Если дом больше или выше, потребуется длинный штырь, установленный на большой высоте. Нужно придумывать особое крепление на крышу или строить рядом с домом специальную мачту.

Так выглядит штыревой молниеприемник на крыше. Источник: «Профэлектро»
Так выглядит штыревой молниеприемник на крыше. Источник: «Профэлектро»
Штыревой молниеприемник — самое дешевое решение для загородных домов. Это цены на «Яндекс-маркете»
Штыревой молниеприемник — самое дешевое решение для загородных домов. Это цены на «Яндекс-маркете»

Тросовый молниеприемник — это натянутый на крыше стальной трос. Такой молниеприемник крепится на конек — верхнее ребро крыши.

Тросовый молниеприемник дает большую зону защиты, чем штыревой, но чуть сложнее в монтаже. Его не рекомендуют использовать на крышах с металлическим покрытием. Он подходит для «мягкой» кровли, например из ондулина или гибкой черепицы.

Тросовый молниеприемник иногда комбинируют со штыревым: по краям крыши ставят стержни, а между ними натягивают трос. Источник: «Два молотка»
Тросовый молниеприемник иногда комбинируют со штыревым: по краям крыши ставят стержни, а между ними натягивают трос. Источник: «Два молотка»

Сеточный молниеприемник — это сетка из металлического прутка, которая покрывает всю поверхность кровли. Размер ячеек может быть от 5 × 5 м до 20 × 20 м. Чем чаще бьют молнии, тем меньше должен быть шаг сетки.

Такой молниеприемник используют на больших по площади крышах и там, где грозы бывают очень часто. Это наиболее надежная, но и самая дорогостоящая конструкция. Готовые сеточные молниеприемники под определенную площадь крыши сложно найти в свободной продаже. Сеточную конструкцию придется собирать самому из прутка и кронштейнов или доверить монтаж подрядчику.

Если кровля металлическая, сетку кладут на расстоянии примерно 10 см от нее, чтобы разряд молнии не задел крышу. Источник: «Свет Новосибирска»
Если кровля металлическая, сетку кладут на расстоянии примерно 10 см от нее, чтобы разряд молнии не задел крышу. Источник: «Свет Новосибирска»

Для штыревого молниеотвода достаточно одного токоотвода. Тросовая молниезащита подразумевает два, а сетчатая — как минимум четыре, по количеству углов дома.

Токоотвод. Если бы молния не переносила огромный заряд энергии, ее бы отводили в землю с помощью обычного электрического кабеля — такого же, какой подходит к розеткам. Но сила молнии сожжет такой кабель, поэтому в качестве токоотвода применяют толстые металлические прутки. Они бывают из арматуры, оцинкованной или нержавеющей стали, меди, алюминия.

Стандартное решение — стальной оцинкованный пруток диаметром 8&nbsp;мм. Он дешевый и надежный. На «Яндекс-маркете» можно найти прутки по 50 <span class=ruble>Р</span> за метр
Стандартное решение — стальной оцинкованный пруток диаметром 8 мм. Он дешевый и надежный. На «Яндекс-маркете» можно найти прутки по 50 Р за метр

Заземлитель рассеивает ток, который прошел через молниеприемник и токоотвод. Контур заземления — это вкопанные в землю металлические штыри, соединенные между собой.

Инструкция по организации молниезащиты требует, чтобы было не меньше трех штырей, поэтому обычно контур заземления — это треугольник. Одна из его вершин соединяется прутком или металлической полосой с токоотводом.

Заземлитель рекомендуют закапывать подальше от крыльца и садовых дорожек, чтобы избежать удара током во время грозы. Еще его лучше сделать в месте с влажной почвой: влага обеспечит лучший контакт конструкции с землей, когда пойдет ток.

Здесь токоотвод переходит в контур заземления. Источник: «Электромаг»
Здесь токоотвод переходит в контур заземления. Источник: «Электромаг»
Заземлитель, сделанный своими руками из арматуры. Источник: «Электроуслуги-рф»
Заземлитель, сделанный своими руками из арматуры. Источник: «Электроуслуги-рф»

Пассивные и активные громоотводы

Пассивные громоотводы — это устройства, в которые молния попадает сама, как бы ориентируясь на их высоту. Активный громоотвод «захватывает» молнию. Он генерирует ответный стример — нить электрического разряда высокого напряжения. Происходит пробой, и молния попадает в активный молниеприемник, а затем заземляется.

Российские нормативы не регламентируют использование активных молниеотводов. А испытания в Московском энергетическом институте им. Кржижановского показали, что активные молниеотводы бесполезны. Они давали напряжение встречного стримера только в 20 000 вольт. По мнению ученых, для воздействия на молнию нужно не менее 400 000 вольт.

Производители говорят, что зона защиты активного молниеотвода в пять-шесть раз больше пассивных штырей. Ведущий российский ученый в области физики газового разряда Эдуард Базелян утверждает, что нет никаких доказательств этого. Базелян считает, что расчет зоны защиты активного молниеотвода следует выполнять, как для пассивного.

У активного молниеприемника зона защиты по форме, как купол. Источник: «Стэллайт»
У активного молниеприемника зона защиты по форме, как купол. Источник: «Стэллайт»

От чего зависит стоимость молниезащиты

Активные молниеотводы — самый дорогой вариант защиты. Только молниеприемник стоит не менее 50 000 Р.

Готовые комплекты штыревых, тросовых и сеточных молниеприемников пассивного типа для частного дома продаются не более чем за 20 000 Р. В комплект часто входят и токоотвод с заземлителем.

Цена будет отличаться в зависимости от материала, из которого сделана вся система. Это может быть алюминий, медь, различные виды стали. Наиболее надежной считается нержавеющая сталь: она не подвержена коррозии и не плавится при ударах молнии.

Активные молниеприемники стоят в 20—30 раз дороже пассивных. Это цены в «Вольтстриме»
Активные молниеприемники стоят в 20—30 раз дороже пассивных. Это цены в «Вольтстриме»
Чем больше дом, тем дороже громоотвод. Цены с сайта Bolta
Чем больше дом, тем дороже громоотвод. Цены с сайта Bolta
Громоотвод можно частично собрать самостоятельно, а еще&nbsp;часть купить. Это цены на заводские заземлители на сайте Bolta
Громоотвод можно частично собрать самостоятельно, а еще часть купить. Это цены на заводские заземлители на сайте Bolta

Выбор готовой молниезащиты

При выборе готовой молниезащиты самое важное — расчет пространственной геометрии. Если молниезащиту ставит подрядчик, он должен обосновать цифрами, как и где будет стоять мачта, какой она будет высоты, и почему. Еще предоставить расчет зоны защиты.

Если оборудование покупают и монтируют самостоятельно, то смотрят на сечение проводников, через которые пойдет молния. Это приемник, отвод и заземлитель. Минимальное сечение — 8 мм. Чем толще, тем лучше: меньше риск, что детали громоотвода сгорят или расплавятся при ударе молнии.

Монтаж готовой молниезащиты

С готовой молниезащитой обычно идут заводские крепления.

Монтаж приемника молний. Молниеприемники устанавливают на кровле на кронштейны. Если монтируют тросовый молниеприемник, то на краю конька делают выпуски на 30—50 см. Выпущенный пруток должен выступать за плоскость дома под углом около 45° к горизонту. Эту схему еще называют «куриная лапа».

Монтаж токоотводов. Токоотводы ведут по внешней части водосточных труб или прямо по фасаду при помощи держателей. При монтаже прутка токоотвода не делают острых углов: в них может заискрить.

За полметра до земли делают переход с прутка на металлическую полосу. Для этого в комплектах идет специальный держатель.

Монтаж заземлителя. На 1,5—3 м в землю вкапывается контур заземления. К нему присоединяется второй конец полосы.

Главное — соблюдать непрерывность линии до заземлителя, то есть элементы должны быть надежно соединены, чтобы электричество нигде не остановилось.

Самостоятельное изготовление молниезащиты

Штыревой громоотвод несложно собрать самому. В качестве стержня подойдет, например, арматура или стальной пруток. Его сечение должно быть не меньше 8 мм, длина — от 0,5 до 2 м.

Минимальные диаметры компонентов громоотвода, чтобы он не сгорел

Молниеприемник ТокоотводЗаземлитель
Медь7 мм5 мм8 мм
Сталь8 мм8 мм11,5 мм
Алюминий9,5 мм6 ммЗапрещено
Медь
Молниеприемник
7 мм
Токоотвод
5 мм
Заземлитель
8 мм
Сталь
Молниеприемник
8 мм
Токоотвод
8 мм
Заземлитель
11,5 мм
Алюминий
Молниеприемник
9,5 мм
Токоотвод
6 мм
Заземлитель
Запрещено

Все компоненты громоотвода в идеале делают из одного и того же материала.

Стержень устанавливают в самой высокой точке, чтобы он выступал над всеми постройками. Обычно это край конька крыши. Если рядом есть дерево, которое значительно выше дома, штырь допустимо закрепить на нем. В этом случае оставляют запас материалов для токоотвода: дерево может вырасти и потребуется переносить штырь еще выше.

При монтаже стержня уделяют особое внимание надежности крепления: ветер не должен уронить стержень.

Если молниеприемник в виде троса, то монтаж почти не отличается. Главное — оставлять зазор не менее 10 см от кровли до троса. Особенно это важно, если кровля металлическая.

Токоотвод крепят к молниеприемнику болтовым соединением.

Токоотводящие прутки монтируют на специальные изолирующие держатели — их проще купить.

Болтовое соединение прутков. Источник: Связькомплект
Болтовое соединение прутков. Источник: Связькомплект
Стоимость держателя в интернет-магазине «ЭТМ». Сделать похожие своими руками можно из фторопластовых пластин
Стоимость держателя в интернет-магазине «ЭТМ». Сделать похожие своими руками можно из фторопластовых пластин

Нельзя использовать в качестве креплений деревянные бруски: при ударе молнии они могут загореться.

Заземлитель закапывают в грунт на 1,5—3 м глубины подальше от пешеходных дорожек и крыльца. Норматив — не менее метра от стены дома и не менее 5 м от дорожек. Металлические штыри забивают в грунт, затем соединяют их между собой арматурой, трубой, лентой — по сути, чем угодно. Соединения выполняются только сваркой. Затем тянут металлическую ленту к токоотводу и соединяют его с контуром заземления.

Контур заземления желательно делать во влажном грунте: в низине участка, рядом с водоотводной канавой, прудом или полем фильтрации септика. Это даст лучший контакт стержней с землей.

Сколько стоит самодельный громоотвод для двухэтажного частного дома

МатериалыСтоимость
Держатели токоотвода, 10 шт.1000 Р
Металлическая полоса 40 × 4 мм, 3 м308 Р
Болтовые зажимы, 10 шт.300 Р
Расходные материалы (отрезные круги, электроды)300 Р
Арматура 8 мм, 20 м180 Р
Итого2088 Р
Держатели токоотвода, 10 шт.
1000 Р
Металлическая полоса 40 × 4 мм, 3 м
308 Р
Болтовые зажимы, 10 шт.
300 Р
Расходные материалы (отрезные круги, электроды)
300 Р
Арматура 8 мм, 20 м
180 Р
Итого
2088 Р

Как делать нельзя

Бывает, что громоотвод собран с ошибками. В лучшем случае при ударе молнии он сгорит один, в худшем — вместе с домом. Вот возможные ошибки.

Торчащие из стен конструкции не попали в зону защиты. Любые металлические конструкции на фасаде также должны попадать в зону защиты громоотвода. Если из этой зоны выходит антенна телевизора или стальная труба вентиляции, то молния вместо громоотвода может попасть в них. Разряд придется прямо на дом.

Некачественный молниеотвод. Если молниеотвод сделан из слишком тонкого прутка, при ударе молнии он сгорит. То же самое касается токопровода.

Не выдержаны зазоры при монтаже. Молниеприемник и токопровод не должны касаться металлических элементов кровли или фасада. Рекомендуется зазор не менее 10 см. Это не касается того редкого случая, когда функцию молниеприемника выполняет сама металлическая кровля. Если, например, трос молниеприемника провис и касается металлического конька, от громоотвода будет больше вреда, чем пользы: молния замкнется прямо на кровлю.

Плохой контур заземления. Если заземлитель сделан в сухом месте, на песчаной почве, из ржавой арматуры, то молния найдет более простой путь уйти в землю. Не исключено, что этот путь будет пролегать через дом.

Внутренняя молниезащита — УЗИП

Бывает, что молния бьет не в дом, а в стоящую рядом опору с электрическими проводами. По проводам импульс придет в щиток.

При ударе молнии в сети возникает импульсное перенапряжение — кратковременный скачок напряжения до экстремального уровня. Он также может возникнуть, если молния ударит в землю рядом с домом или в дом соседа. В этом случае возникнет электромагнитное поле — оно спровоцирует импульс даже без прямого контакта с проводкой.

Последствия попадания молнии в электрическую сеть могут быть разными. Например, в поселке Сотниково от удара молнии едва не сгорел храм. Источник: Тивиком
Последствия попадания молнии в электрическую сеть могут быть разными. Например, в поселке Сотниково от удара молнии едва не сгорел храм. Источник: Тивиком

Чтобы обезопасить проводку и щиток, ставят УЗИП. Внутри него находится варистор — резистор, который меняет сопротивление в зависимости от напряжения. При ударе молнии варистор мгновенно снижает сопротивление и через себя уводит импульс на контур заземления.

Предусмотрена возможность спасения щитка и проводки ценой жизни варистора: если возникнет сверхмощный импульс, варистор сгорит. На панели УЗИП появится красный индикатор. В таком случае из УЗИП достается блок с варистором, он меняется на новый.

УЗИП устанавливается на вводе проводки в дом. Потребуется обесточить не только сам дом, но и линию от электрической опоры до щитка. Для таких работ лучше вызвать электрика.

УЗИП бывают однофазными и трехфазными — по числу вводов в дом. Это цены в интернет-магазине&nbsp;«ЭТМ»
УЗИП бывают однофазными и трехфазными — по числу вводов в дом. Это цены в интернет-магазине «ЭТМ»

Запомнить

  1. Перед установкой молниеотвода рассчитывают зону защиты исходя из размеров дома.
  2. Для обычного частного дома площадью до 100 м² подойдет стержневой громоотвод. Для больших домов — тросовый. Если кровля занимает большую площадь, а молнии бьют часто, — сетчатый.
  3. Не стоит переплачивать за активные громоотводы. Их эффективность не доказана.
  4. Громоотвод защищает от удара молнии дом, но не спасет проводку. Для ее защиты ставят УЗИП.