Защитить дом в грозу можно довольно простыми и доступными методами. Главное — делать это заранее и с должным внимании ко всем деталям, и затем спокойно слушать раскаты грома,не боясь фатальных последствий.

Мысли о необходимости защиты коттеджа от посягательства молний посещают немногих нынешних и будущих домовладельцев. Перефразированное известное высказывание практически буквально подходит для данного случая — пока гром не грянет,,хозяин не задумается об этом.

Между тем, в загородном доме владельцу нужно четко осознавать — в его собственности не только полезные квадратные метры, но и дом целиком, от подвала до крыши. А обеспечение безопасности и сохранности строения в грозу — обязательное мероприятие. Иначе самое лучше и современное здание в считанные минуты может быть уничтожено.

Краткая теория.

Молния — это искра большого размера и сложной траектории. Иначе говоря, ЭТО — гигантский электрический разряд, который происходит в атмосфере во время грозы и проявляется внешне в виде яркой вспышки света, которую сопровождают звуковые раскаты грома. В теплое время года на территории Украины грозы происходят довольно часто, при этом страшна молния своей непредсказуемостью. Когда и где она возникнет, предусмотреть невозможно. Тепловой же эффект в месте удара молнии может достигать 25000-30000 °С, поэтому разряд песет серьезную угрозу для сохранности коттеджа, мебели и техники, а также здоровья и жизни людей. По статистике, практически один из пяти пожаров в коттеджах происходит от попадания молнии. При этом различают первичные (пожары и разрушения КОНСТРУКЦИЙ в результате прямого попадания молнии) и вторичные (появление в электросети дома электромагнитной индукции, скачки напряжения и, как следствие, выход из строя бытовой и электронной аппаратуры) поражающие факторы.

Устройство, устанавливаемое на зданиях и сооружениях и служащее для защиты от удара молнии, называется молниеотводом. Также распространено название «громоотвод», но оно некорректно, ведь сам гром, то есть звуковой эффект, опасности не несет. Задача устройства — встретить молнию и изменить ее первоначальное направление так. чтобы она ушла в землю. Технически система молниезащиты довольно проста и состоит из трех частей. Молниеприемник непосредственно ловит удар молнии и передает ее токоотводу. Тот уходит под землю и отдает разряд расположенному на глубине заземлителю, который гасит его в толще грунта.
Нормативные требования по расчету системы молниезащиты изложены в ДСТУ Б В.2.5-38:2008 «Устройство молниезащиты зданий и сооружений».

Как поймать молнию?

Главная составляющая системы -молниеприемник. В классическом виде он представляет собой металлический стержень круглого сечения длиной от 250 мм и диаметром 10-18 мм, укрепленный на двух деревянных подпорках. Можно также использовать трубу с заваренным торцом. Стержневой молниеприемник прост, сравнительно дешев и при этом надежен.

Рис. Зоны защиты молниеприемников

h — высота от самой высокой точки дома до вершины молниеприемника
г — радиус защитного пятна в основании стержня
H — высота молниеприемника вместе со зданием
R — радиус защитного пятна на уровне грунта

На рисунке показаны:

• Схема молниезащиты с двумя штыревыми молниеприемниками
• Схема молниезащиты с тросовым молниеприемником
• Схема молниезащиты с сетчатым молниеприемником
• Схема молниезащиты с активным молниеприемником

Чем выше объект, тем больше вероятность поражения его молнией. Поэтому молниеприемник должен находиться на крыше на максимально возможной высоте, чтобы он гарантированно мог «поймать» разряд. Однако это устройство трудно вписать в архитектурный облик коттеджа, в связи с чем стержень зачастую устанавливают на собственной опоре рядом с домом. Технически разницы между этими вариантами нет — главное, чтобы зона защиты молниеприемника покрывала весь дом, включая дымоходные трубы, эркеры и другие выступающие элементы. Иначе придется цеплять установку еще и к ним.

Определить зону защиты, а также необходимую высоту молниеприемника можно графически, нарисовав вертикальное сечение коттеджа (рисунок). При расчете используют формулу г = 1,732 х h, где h — высота от самой высокой точки дома до вершины молниеприемника, а г — радиус защитного пятна в основании стержня. При этом надо помнить, что защищаемое пространство в проекции имеет вид конуса. Другой вариант расчета — R = 1,2 х Н, где Н — высота молниеприемника вместе со зданием, a R — радиус защитного пятна на уровне грунта. Для коттеджа приближенной к квадрату формы с простой двухскатной крышей без выступающих частей обычно достаточно одного молниеприемника, если он установлен над коньком кровли.

Точный расчет высоты молниеприемника может произвести специалист, который учтет такие показатели, как частота образования молний в данной местности, особенности расположения коттеджа, его огнестойкость, кровельное покрытие, характеристики грунта, а также финансовые возможности заказчика.

Для одноэтажных строений или коттеджей с мансардным вторым этажом в качестве молниеприемника можно использовать металлический трос, натянутый горизонтально вдоль конька на двух деревянных подпорках с припаянными к концам токоотводами. Другой вариант защиты — пространственная сетка, которую выполняют из стальной, алюминиевой или медной проволоки диаметром 6-8 мм. Ею покрывают всю кровлю с шагом примерно 6×6м, укрепляя на подпорках высотой примерно 5-7 см. Все стыки и пересечения надо надежно соединять.

Жестко регламентированных требований по использованию того или иного молниеприемника нет, выбор за потребителем. Можно также комбинировать различные варианты устройств.

Отдаем напряжение.

Токоотводы обычно делают из толстой стальной проволоки диаметром порядка 6 -10мм. Их спускают с крыши до уровня грунта, закрепляя скобами к стене дома, а затем погружают в землю до заземлителя. С молниеприемниками токоотводы соединяют при помощи пайки, сварки или болтов, а с заземлителем — сваркой или пайкой с твердым припоем, причем площадь соединения должна быть примерно в 2 раза больше сечения используемой проволоки. При защите деревянного дома необходимо закрепить токоотводы на расстоянии не ближе 150 мм от стен. Если же дом возведен из кирпича, керамических или газобетонных блоков и других огнестойких материалов, токоотводы можно спрятать в штробы или расположить в тени водосточных труб, чтобы сделать их малозаметными.

Количество токоотводов определяют исходя из размеров объекта, но на коттедж площадью 150-200 м2 их должно быть как минимум два, находящихся на расстоянии от 10 до 20 м друг от друга. Нужно постараться спроектировать систему молниезащиты так, чтобы длина каждого токоотвода, то есть расстояние от точки удара молнии до земли, была как можно меньше. В токоотводах не должно быть петель и должно быть минимальное количество поворотов, а лучше и вовсе обойтись без них. Токоотводы лучше закрепить на стене, противоположной входу в дом, в разных углах здания.

В качестве заземлителя в сухом фунте можно использовать два стальных прута, забитых на глубину 2- 3 м. Их следует расположить на расстоянии не менее з м друг от друга и соединить под землей на глубине примерно 0,5 м проволочной перемычкой, посередине которой припаять токоотвод.

Во влажной почве заземлители укладывают горизонтально под землю на уровне 0,8-1,5 м. Для этого применяют стальные уголки или полосы шириной 40-50 мм и толщиной не менее 4 мм. Можно также использовать трубы из металла. Горизонтальный способ заземления более надежен, и его можно рекомендовать при любом типе грунтов.

Заземлители нужно размещать так, чтобы они достигали влажных слоев почвы, так что при расчете молниезащитной системы нужно принимать во внимание уровень грунтовых вод. Учтите и то, что в теплое время года верхний слой земли часто пересыхает, что увеличивает сопротивление заземлителя (оно не должно превышать ю Ом, этот параметр измеряется специалистами при монтаже), поэтому глубину расположения лучше выбирать с запасом. От стены дома заземлитель должен быть удален на расстояние не менее 1 м. Если уложить его ближе, то будет опасность возникновения пробоя, при котором ток может замкнуться на внутренние коммуникации коттеджа, причем не только на его электропроводку, но и на отопительные или водопроводные трубы. Конечно, точный расчет всех расстояний лучше доверить специалисту. Кстати, правильно выполненное заземление играет главную роль в снижении негативного воздействия вторичных факторов от попадания молний.

Местные условия.

Определение вида и характеристик молниезащитной системы в значительной мере зависит от типа крыши здания. Так, если рядом расположены деревянный и металлический объекты, разряд «выберет» второй вариант. Это, однако, не означает, что неметаллические кровельные материалы сами по себе спасают от прямого попадания молнии. Здания с такой крышей также надо обязательно защищать. Сделать это можно как при помощи стержней, так и с использованием тросового или сетчатого молниеприемника.

Существует мнение, что металлические покрытия, в частности профнастил и металлочерепица, сами по себе играют роль молниеотвода. Это не так — защита нужна и таким коттеджам, и в данном случае специалисты рекомендуют использовать классический стержень. В то же время кровля из металла может повысить безопасность дома, нивелируя вторичные последствия от попадания молний и предотвращая скачки напряжения в домашней сети. Но для этого надо заземлить кровельное покрытие.

Если дом находится на возвышенности, а также вытянут вверх (то есть его высота превышает длину), то для него нужна усиленная система молниезащиты, большое количество молниеприемников и большие толщина или диаметр применяемых материалов. Нужно учитывать и электрическую проводимость грунтов. Например, риск попадания молний в строения, находящиеся вблизи водоема или в заболоченной местности, выше.

Деревья, превышающие по высоте дом и расположенные на расстоянии 3-10 м от коттеджа, несут опасность во время грозы. От прямого попадания молнии они могут расколоться и нанести ущерб строению. Поэтому по стволу самого ближнего к дому дерева следует спустить проволоку, выступающую над кроной дерева на 20-30 см. Сверху ее нужно прикрутить жгутом к стволу или ветвям, а под землей присоединить к заземлителю. В случае планирования участка «с нуля» нужно учесть этот фактор и посадить рядом с домом низкорастущие, например фруктовые, деревья и кустарники. Более высокие в зрелом возрасте клены, тополи и т. д. лучше вынести к удаленному периметру участка.

«Активный» метод.

Описанная выше конструкция молниезащиты существует уже более двух веков и получила в последние годы название «пассивной». Системы «активной» молниезащиты появились три десятилетия назад. Также их называют системами с упреждающей стримерной эмиссией (сокращенно — ESE, от англ. Early Streamer Emission). По сути молниеприемник в них — тот же стержень, но со специальным устройством -ионизатором, который при приближении молнии самостоятельно инициирует упреждающий импульс навстречу основному грозовому разряду. Тем самым «активный» молниеприемник ориентирует молнию на себя и будто перехватывает опасный разряд. Зона защиты у «активных» молниеприемников, по утверждению производителей, значительно больше, чем у классических «пассивных» стержней. Кроме того, защищаемое пространство в проекции имеет вид полусферы, за счет чего надежнее оберегает выступающие части строения. Потому подобная молниезащита позволяет одним активным молниеприемником защитить не только основной коттедж, но и прилегающую территорию. Простота устройства, но при этом достаточно стильный дизайн позволяют ему вписаться в архитектуру любого коттеджа.

Правда, стоит «активная» молниезащита 10-20 тыс. грн, в то время как устройство простейшей «пассивной» обойдется в 500-2500 грн (если не использовать медь). Кроме того, эффективность «активной» системы до сих пор оспаривается рядом специалистов, которые высказывают сомнения в том, сможет ли она на деле «вызвать огонь на себя» и тем самым более эффективно обезопасить здание. Тем не менее, практика применения и наличие нормативной базы для этих устройств в таких странах, как Франция, Испания, Португалия, Казахстан, свидетельствуют в их пользу. В нашей стране этот вопрос, как, впрочем, и многие другие, до сих пор не урегулирован. Отметим только, что в отличие от «пассивной», которую можно сделать самостоятельно, монтаж «активной» молниезащиты нужно поручать только специалистам.

Внутренняя защита.

Установка молниеотвода, устройство сразу нескольких молниеприемников, правильный монтаж токоотводов  и землителя многократно повышают безопасность строения, но не дают стопроцентной гарантии защиты от неприятностей. Правда, от прямых попаданий разрядов молниеотвод, скорее всего, защитит, но от так называемых вторичных проявлений — вряд ли. Ведь при попадании молнии в землю или строение в радиусе до 1-2 км от коттеджа существует риск перебрасывания к нему электрических разрядов по различным коммуникациям, которые могут проводить ток. Например, по проводам, газо или водопроводу и т. д. Такие разряды могут вызвать резкие скачки напряжения в домашней электросети и, как следствие, привести к выходу из строя электрооборудования.

Кроме того, крыша здания часто оснащена телевизионными антеннами и спутниковыми «тарелками». Все эти устройства выступают над поверхностью кровельного покрытия и неплохо привлекают разряды молний.

Поэтому для гарантированной защиты электроники и бытовой техники, находящейся внутри здания, наряду с наружной важна еще и внутренняя молниезащита. Для этого используют так называемые устройства защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП), или ограничители напряжения. Внешне они похожи на устройства защитного отключения (УЗО). Существует несколько классов таких устройств в зависимости от степени предлагаемой защиты: от последствий прямого попадания разряда молнии в систему молниезащиты, от отдаленных ударов молнии, от пиковых напряжений, возникающих в электросети, от остаточных токов и колебаний. Все эти защитные устройства устанавливают в распределительном щитке за вводным автоматом или в последующей распределительной коробке.

Обустройство молниезащиты.

1.  Устанавливают приемник, который выше самой высокой точки здания.

2. По крыше разводят молниеприемную сетку, которую крепят к кровле

3.  По глухой стороне фасада опускают молниеотвод

4.  Бурят скважину и опускают в нее заземлитель

5.  Соединяют молниеотвод и заземлитель, создавая цельный контур

6.  Проводят замеры сопротивления заземлителя

Материальный выбор

Для выполнения компонентов системы молниезащиты можно использовать один из трех видов материалов. Наилучшими характеристиками обладает медь, которая не теряет качества при окислении и может надежно выполнять свои функции до 30-50 лет. Правда, и стоит медная система довольно дорого. Черный металл сравнительно дешев и эффективен, но менее эстетичен. При этом подвержен коррозии и, как следствие, характеризуется сравнительно небольшим сроком службы (по данным статистики — до 5-10 лет). Посередине между ними по цене находится оцинкованная сталь. Материалы из нее будут достаточно долго «работать», радуя привлекательным внешним видом. Кстати, покраска или покрытие битумом для предотвращения появления ржавчины в данном случае запрещены.

Компоненты защитной системы можно комбинировать — например, сделать молниеприемник из меди, а токоотвод и заземлитель из стали, для экономии. Важно только обеспечить надежное соединение токоотвода с молниеприемником и каждый год проверять его качество. А не реже чем раз в 5 лет раскапывать и осматривать заземлитель и при необходимости заменять его.

Дополнительные меры безопасности

Как бы ни был оборудован коттедж, меры предосторожности лишними не бывают. На время грозы в любом случае рекомендуется отключать все бытовые электроприборы, не пользоваться обычным телефоном или кабельным интернетом, не стоять у окон и дверей и не касаться водопроводных кранов.

Так вы убережете себя и технику от возможных проблем. Кроме того, нужно закрыть окна, чтобы в помещении не было сквозняка {его наличие может привлечь шаровую молнию). Камин при грозе топить также не следует, поскольку дым, выходящий из дымоходной трубы, обладает высокой электропроводностью и увеличивает вероятность попадания удара молнии в нее.

Кроме внешней защиты от молнии, важно позаботиться и о внутренней безопасности, установив УЗИП или У3О. Розетки в обязательном порядке должны иметь выходы на заземление.