Висячие стропила – это стропила, которые опираются только на две внешние стены. Это тип стропил, к которым крепится пол на чердаке. Если пролет висячих стропил превышает 6 метров, между верхними концами стропил устанавливается дополнительная вертикальная опорная балка. Если пролет колеблется между 6 и 12 метрами, то для уменьшения длины стропил устанавливаются дополнительные подкосы.
Громоотвод – как он работает?
Сегодня мы погрузимся в мир теоретической физики, чтобы узнать, как работает громоотвод. На самом деле это неверное название, поскольку громоотвод – это звуковой эффект, который не только невозможно отклонить от здания, но и вообще не имеет смысла. Правильное название конструкции – "молниеотвод", и оно наиболее точно передает суть устройства.
Молниеотвод – как он работает
Что такое молниеотвод и как он работает
Итак, Молниеотвод – это устройство, предназначенное для защиты зданий и сооружений от ударов молнии. Он представляет собой заостренный металлический штырь, установленный вертикально на крыше здания или на отдельно стоящей мачте. Из нижнего конца штыря выходит провод и входит в землю – заземление.
Принцип работы молниезащиты
Большинство людей думают, что основная функция молниеотвода заключается в рассеивании заряда, когда молния ударяет непосредственно во время грозы, через проводник, который затем рассеивает его на землю, не повреждая здание. Да, это правда, и именно это произойдет при ударе молнии.
Однако это происходит только в случае прямого удара, что бывает очень редко. В других ситуациях молниеотвод работает по-другому. Удивлены? На самом деле все не так сложно и легко объяснимо, как вы увидите через некоторое время.
Молния очень редко ударяет в молниеотвод
Немного физики
При образовании грозовых облаков происходит разделение зарядов. Мельчайшие капли воды приобретают отрицательные и положительные заряды, причем отрицательные заряды накапливаются в основном в нижней части кучево-дождевого облака.
-
На поверхности земли, а также на зданиях и сооружениях под заряженным облаком накапливаются индуцированные заряды противоположного знака, то есть положительные заряды.
Необходим ли молниеотвод на крыше частного дома?
С точки зрения безопасности молниеотвод необходим всегда – даже если вероятность удара молнии ничтожно мала, молниезащита и заземление еще больше ее уменьшат. Таким образом, это не ухудшит ситуацию. Но цена молниеотвода с установкой начинается от 30 000 рублей, и не каждый готов потратить такие деньги, чтобы снизить вероятность удара молнии на одну тысячную процента. Поэтому принято отдельно говорить о ситуациях, когда молниезащита является обязательной, и отдельно о случаях, когда установка системы молниезащиты является лишь рекомендацией.
Молниезащита крыши является обязательной:
- Когда дом расположен в бунгало, в сельской местности, в городском частном секторе или стоит изолированно и рядом нет высоких зданий;
- Если крыша покрыта любым видом металлической обшивки, включая гофрированные металлические листы и металлочерепицу;
- Если дом построен на возвышенности или под домом неглубоко залегают грунтовые воды;
- Если в здании много работающей электроники или мощного оборудования.
При наличии любого из этих условий необходимость установки молниезащиты не подлежит обсуждению, поскольку риск достаточно высок. Риск тем выше, чем южнее расположен дом: в южных регионах грозы случаются гораздо чаще, чем в северных, поэтому вероятность попадания молнии в дом выше. На карте ниже хорошо видно, как количество дней с грозами увеличивается по мере продвижения на юг, причем несколько "горячих точек" находятся вблизи горных хребтов.
Конечно, никто не может заставить вас установить молниеотвод в вашем доме – он может быть официально обязательным только для общественных, многоквартирных, коммерческих и промышленных зданий. Если речь идет о частном доме, ответственность за молниезащиту остается за владельцем. Однако не установить систему молниезащиты в частном доме в такой ситуации все равно, что не сделать огнезащиту деревянной балки в каркасном доме и провести в нем закрытую проводку.
Как работает молниезащита и почему она эффективна
Молниеотвод на крыше дома эффективно защищает его от ударов молнии. Но как он работает? Почему тонкий металлический столб, соединенный с землей, способен выдерживать разряды в миллионы киловатт? Чтобы понять, как работает молниеотвод, нужно сначала разобраться, откуда берется молния и почему в одних местах она бьет в сотни раз чаще, чем в других.
Рождение молнии и "выбор цели
Когда идет дождь, в грозовых облаках создаются электрические поля. Положительные заряды в облаке движутся вверх, а отрицательные заряды скапливаются у нижней границы облака. Если поле достаточно сильное, оно вызывает лавинную ионизацию воздуха, что приводит к накоплению положительных зарядов у земли. В результате напряжение между землей и облаками начинает расти, пока не достигнет критического значения. В этот момент происходит разряд – молния. Иногда молния может ударить из верхних слоев облаков, в этом случае она будет притягиваться к отрицательно заряженным объектам. Однако это редкое явление.
Разряд всегда происходит там, где напряжение наиболее высокое. Это означает, что высокие объекты находятся в зоне риска, поскольку расстояние между ними и облаками меньше, а также любые места, вблизи которых легко накапливаются положительные заряды: водоемы, металлические конструкции, линии электропередач.
Однако невозможно точно предсказать, где и когда ударит молния. Известно лишь, что молния проходит по ионному каналу между облаками и объектом поражения, и этот канал не исчезает сразу после удара. Поэтому, если в грозовых облаках накопился большой заряд, молния может ударить в одно и то же место несколько раз. Однако, согласно исследованию физиков из Университета Аризоны, вероятность того, что второй удар молнии произойдет в радиусе нескольких десятков метров от первого удара, составляет 67%.
Хотя невозможно предсказать точное место удара молнии, можно защитить все здания, подверженные риску, с помощью молниеотвода.
Когда следует устанавливать молниеотвод в частном доме?
Опять же, следует вспомнить немного теории молнии, чтобы понять, что нужно делать при установке молниеотвода. Молния может быть нескольких типов, но нас интересует только направление от облака к земле. На начальном этапе появляются серпантины, которые позже соединяются, образуя ступенчатые стержни. Именно они ярко светят и быстро направляются к земле.
Поскольку напряжение эклектического поля на земле увеличивается по мере их приближения, все электроны в нем устремляются вверх и в высшей точке выбрасывают ответный серпантин. Он сливается с лидером, цепь замыкается, и электрический разряд уходит в землю. Канал нагревается до 20000-30000°C, воздух расширяется, и возникают сильные звуковые волны (гром).
Теперь станет понятнее, когда необходимо устанавливать молниеотводы на доме.
- Если земля на участке содержит много ионов. Такие участки находятся на переувлажненных территориях и могут накапливать большое количество заряда. Обратите внимание на частоту ударов молнии в вашем районе и поговорите со старожилами. Если они не могут вспомнить ни одного случая попадания молнии в дом, нет необходимости устанавливать молниеотвод.
- Дом находится на земле, которая может держать заряд, и удары молнии в этом районе не редкость. Вам необходимо установить молниезащиту, но для этого нужно соблюдать правила установки и сделать предварительные расчеты.
Вам необходимо позаботиться о молниезащите вашего дома
Как работает молниезащита
Эффективная система молниезащиты направлена на минимизацию риска попадания молнии в здание. Есть только одно условие – электрический потенциал земли на рассматриваемом участке должен быть как можно ниже и обязательно значительно ниже, чем у соседей. Именно эту задачу призваны решать системы молниезащиты. Постоянно, а не только во время грозы, они посылают электрические заряды в атмосферу и тем самым значительно снижают потенциал напряжения. Условия для встречных гроз исчезают, и молния находит другие точки высвобождения энергии.
Важно. Если в молниеотвод ударила молния, это означает, что он был неправильно установлен и вместо пользы принесет вред.
За ударом молнии следует пожар. Лучше предотвратить его, чем потушить.
Размер защищенной зоны зависит от количества и качества заземляющих штырей, которые собирают электроны и передают их по проводам на вертикальный молниеотвод. Оттуда электроны постепенно уходят в атмосферу. Этот непрерывный процесс снижает потенциал под домом и автоматически минимизирует риск попадания молнии в дом.
Теперь, когда принцип работы молниезащиты понятен и задачи каждого компонента системы ясны, можно приступать к установке защиты в своем доме.
Куда бьет молния?
Существует предположение, что молния бьет туда, где есть залежи металла или подземные источники воды. Это может отчасти объяснить тот факт, что в сельских домах одних людей во время грозы молнии бьют постоянно, а в других все тихо.
Известно, что "стрелы Зевса" способны поразить самое высокое здание, дерево посреди поля и металлические конструкции. Последние служат "противоядием" от молнии – молниеотводы сделаны из металла.
Молниеотводы изготавливаются из металла.
Молниеотвод состоит из трех частей: воздушной заделки, разрядника и заземления.
Молниеотвод
Часть, которая поражает молниеотвод. В частных зданиях молниеотводы обычно используются в виде штырей, установленных над самой высокой точкой здания, или в виде тросов, натянутых над коньком. Существует также молниезащита в виде сетки, но она в основном используется в системах молниезащиты жилых зданий.
Металлические шпильки
Медь считается лучшим материалом для молниезащитных стержней, но часто их делают из стали. Чтобы стержень не перегорел при контакте с молнией, необходимо выбрать правильное сечение. Для медных изделий оно составляет 35 мм² (Ø около 7 мм), для стальных – 70 мм² (Ø 9,5 мм). Рекомендуется использовать стержни длиной от 0,5 до 2 метров.
Заземляющий кабель в виде столба
Молниезащитный кабель
Это считается наиболее эффективным решением, поскольку позволяет защитить большую площадь. Кабель с минимальным сечением 35 мм² натягивается между двумя колышками, закрепленными на коньке крыши. Он закрепляется винтовыми зажимами. Если трос очень длинный и провисает, в середине устанавливается дополнительный столб.
Молниезащитный трос на соломенной крыше
После установки молниеотвода, независимо от его типа, необходимо установить молниеприемник. Разрядник должен быть установлен.
Разрядный трос
Разрядный трос используется для отвода разрядов молнии к заземляющему устройству. Проводник изготавливается из медной проволоки, алюминиевой проволоки или оцинкованной стали диаметром 6-8 мм. Для подключения молниеотвода к заземляющему устройству используются винтовые зажимы, кабельные стяжки, металлические хомуты. Для соединения с землей требуется сварка или пайка.