Заземление крыши из металлочерепицы своими руками

Кровельные материалы на основе листового металла используются на протяжение длительного времени. Если раньше применялись в основном листы оцинкованной стали, скрепленные вальцевым методом, сейчас популярна металлочерепица, отличающаяся долговечностью и рядом других преимуществ.

Многие владельцы крыш из профнастила халатно относятся к безопасности собственного жилья и не устанавливают системы заземления. Это чревато накоплением статического электричества или получением повреждений в результате ударов молнии. Устройство заземления достаточно простое, конструкцию можно соорудить самостоятельно и надежно защитить постройку и жильцов от случайных поражений током, заметно снизить риск пожара.

Для чего необходимо заземление

Если рассматривать металлочерепичную крышу с точки зрения физики, она представляет собой конденсатор, накапливающий достаточно большие объемы статического электричества. Дополнительным фактором, способствующим накоплению заряда часто становятся гидроизолирующие материалы, такие как рубероид или полимерные покрытия. Они относятся к диэлектрикам, поэтому надежно изолируют поверхность крыши от контакта с почвой.

В результате на поверхности скатов неизбежно накаливается статическое электричество, сила которого может достигать достаточно больших величин.

Результатом этого могут стать:

• Пожар. Между металлической крышей и другими металлоконструкциями здания могут возникать интенсивные электрические разряды в форме электродуги. Температура в ней может достигать нескольких тысяч градусов, что приводит возгоранию. Также накопление статики может приводить искровым разрядам. Они менее опасны, но также могут вызывать возгорание легковоспламеняющихся материалов.
• Травмы. Если человек находящийся на земле прикоснется к накопившей значительный заряд незаземленной кровле, произойдет ее разрядка через организм. В зависимости от объема прошедшего через тело электричества возможны различные последствия, от дискомфорта до тяжелых травм и смерти.
• Повреждение электроприборов. Накапливающийся на крыше заряд может создавать достаточно мощные электрические поля приводящие к нарушению функционирования домашних электроприборов.

Согласно мнению практически всех мастеров-кровельщиков, крыши из листовой металлочерепицы нуждается в грамотном заземлении. Для его обустройства не обязательно привлекать специалистов, все работы можно провести самостоятельно, имея определенные навыки и знания по части электробезопасности.

Разновидности систем

Заземление – это процесс понижения напряжения при касаниях к кровле до безопасного уровня. Удаление излишков электричества достигается за счет соединения поверхности кровли с грунтом. Согласно официальным строительным нормам обустройство системы заземления необходимо также для предотвращения пожаров или угроз для здоровья в результате ударов молнии во время грозы.

Это связано с тем, что накопившая заряд, расположенная на достаточно большой высоте металлическая кровля создает достаточно высокий риск ударов молнии.

Виды заземляющих систем:

1. Естественные. В них входят конструкции, выполненные из металлических сплавов, которые контактируют как с кровлей, так и с почвой, что позволяет использовать их для отведения излишков статической электрики. С этой целью могут использоваться водопроводные трубы, металлические части железобетонного фундамента. Но в современных постройках зачастую эти элементы выполняют из полимерных материалов, поэтому естественное заземление обустроить не выйдет.
2. Искусственное. Обустраивается за счет установки дополнительных конструкций, функцией которых будет разрядка напряжения от крыши в землю. Использование таких конструкций значительно повышает безопасность металлочерепичной кровли.

Важно учитывать, что для накопления тока на кровле не обязательно, поражение молнией. Статика может накапливаться постепенно, в результате трения пыли о крышу, воздействия атмосферного электричества, других факторов. Для его разрядки нужно использовать один из вариантов заземляющих систем.

Особенности конструкции

Простейшее заземляющее устройство можно выполнить самостоятельно при помощи металлических проволоки и электрода. Можно использовать другие материалы. Главное, чтобы они были способны проводить ток, а также были устойчивы к воздействию температурных перепадов, коррозии. Также важна устойчивость к воздействию высоких температур, которые могут возникать в проводнике при прохождении по нему мощных зарядов электротока.

В состав устройства входят:

• Проводник. Этот элемент служит для соединения поверхности металлочерепичной кровли с размещенным в земле заземлителем. Как правило, его делают из металлической проволоки с площадью сечения от 4 мм2. Самый простой вариант такого проводника – использование зачищенного от изоляции электропровода.
• Заземлитель. Выполняется из металлической трубы, штыря или уголка. Допускается использование как медных, так и стальных конструкций длиной до 2 м. Его нужно поместить в землю, на глубину от 50 см.

 После соединения заземлителя с проводником формируется система надежного удаления излишков статики и молниевых зарядов от кровли.

Внутреннее и внешнее заземление

Помимо внешних систем, которые служит преимущественно для молниеотвода, необходимо обустройство внутренней. Она нужна для защиты домашних электроприборов и электросетей от перенапряжения.

Во внешнюю систему входят следующие компоненты:

• молниеприемник;
• токоотвод;
• заземление.

Устройство такой защиты сложнее. Ее выполняют из разнообразных устройств, функцией которых является своевременное отключение домашней электросети при повышении напряжения выше опасных значений. Такие аппараты подключаются непосредственно в «разрыв» подводящей линии дома или подключают к коммутирующей аппаратуре для подачи сигналов на отключение.

Разновидности токоприемников

Обустройство наружной системы начинают с установки молниетовода, который должен подниматься над самой высокой точкой здания на 2 м (или более). В зависимости от конфигурации кровли, размеров здания используются как один, так и несколько таких узлов. Они бывают активными или пассивными.

Активные молниеотводы конструктивно не отличаются от пассивных. Единственное различие – активную молниезащиту подключают к специализированному прибору.

Алгоритм работы системы выглядит так:

1. В период грозы происходит значительное повышение напряженности электрического поля кровли. Если напряжение превышает определенный порог – срабатывает активное устройство.
2. Оно создает искровой разряд в сторону молнии.
3. За счет этого происходит формирование канала ионизации в воздухе.
4. По этому каналу молния разряжается в токоприемник.

Хотя активная токозащита практически не влияет на внешний вид постройки, такие системы малопопулярны. Они обеспечивают более надежную молниезащиту, но обойдутся заметно дороже, в сравнении с пассивными.

Особенности процесса монтажа

Порядок действий при обустройстве заземления достаточно прост и делиться на такие стадии:

• монтаж молниеприемника;
• размещение проволочного токоотвода;
• установка заземлителя;
• создание надежных токопроводящих соединений между всеми элементами системы.

При монтаже заземления необходимо соблюдать правила безопасности:

• крыша должна быть оборудована кровельными переходными мостиками и лестницами;
• при работе необхожимо использовать инструмент с изолированными ручками, перчатки и обувь на прорезиненной подошве;
• кроме правил безопасной работы на высоте, стоит учитывать опасность статического электричества.

В ходе самостоятельного выполнения работ учитывайте ряд полезных рекомендаций:

1. Молниеприемник нужно выполнять из штыря длиной до 3 м, диаметром от 1,8 см. Его необходимо надежно закрепить к поверхности кровли. Оптимальными будут специальные треноги, к которым молниеотвод крепится при помощи сварки или других типов соединения.
2. Токоотвод лучше прокладывать по задней части постройки. При выборе пути прокладки отдавайте предпочтение участкам без стыков или других соединений. Для создания этого элемента подойдет проволока толщиной от 0,6 см. Допускается нанесение дополнительной защиты от ржавления путем окраски, но лучше использовать оцинкованную проволоку, практически не подверженную окислению, негативному воздействию влаги.
3. В качестве заземляющего контура можно использовать обычные водопроводные трубы или другие металлические конструкции, входящие в состав фундамента здания. Если такие естественные заземлители отсутствуют, потребуется вбить в почву дополнительные штыри-электроды. Их сечение составляет от 50 мм2. Если в качестве заземлителя были выбраны металлические трубы, подходят изделия с толщиной стенки от 0,4 см.
4. В контуре используются несколько электродов, которые соединяют проводящими уголками или полосками. Его выполняют в виде треугольника с длиной стороны около 2,5 м. Элемент нельзя располагаться ближе полутора метров к фундаменту здания.
5. Сухие грунты плохо проводят электричество, поэтому контур нужно разместить в месте с повышенной влажностью. Можно обеспечить искусственное увлажнение почвы, например, путем направления к нему части стоков осадков с кровли. Допустимо и повышение проводимости за счет выполнения нескольких углублений в почве, рядом с контуром, которые заполняют селитрой.
6. Во время грозы старайтесь не подходить к элементам системы заземления ближе, чем на 5 метров.
7. Для соединения элементов конструкции рекомендуется использовать сварку. Также подойдут болтовые крепежи, но они нуждаются в регулярном уходе и периодической чистке от продуктов коррозии, они способны ухудшить проводимость соединений.

Учитывайте, что качество работы системы определяется объемом заряда, который она способна безопасно удалить с металлочерепичной кровли. Для повышения показателя допускается увеличивать количество заземлителей, применение средств, повышающих проводимость почвы.