У середніх широтах європейського континенту сильні грози бувають часто, і випадки, коли люди або споруди страждають від попадання блискавок, не настільки рідкісні, як хотіло б. За статистикою в Україні в рік близько 30 чоловік гине від удару блискавки. Запобігти ж трагічним наслідкам попадання блискавок не лише можливо, але і досить нескладно.
Наслідки попадання блискавки
З усієї кількості блискавок до землі йдуть тільки 25—30%. При цьому під час накопичення потенціалу утворюється так званий розряд-лідер. Між хмарою і землею він рухається хаотично, як би намічавши траєкторію майбутньої блискавки. Цікаво, що блискавка полягає, як правило, з трьох розрядів, але через велику швидкість ми сприймаємо його як один. Основним вражаючим чинником блискавки є короткочасні електричні імпульси колосальної енергії. Тривалість їх складає 1–10 мікросекунд. При цьому потужність заряду до декількох сотень, а то і тисяч кіловат, а сила струму до 500–1000 ампер.
Якщо захист будинку від блискавок не виконаний, то у разі попадання блискавки можуть статися такі лиха:
— пожежа;
— фізичні руйнування споруд і конструкцій;
— ураження електричним струмом;
— виникнення наведеного електричного потенціалу. Це означає появу у внутрішній мережі живлення електростатичної і електромагнітної індукції. Найчастіше наведена індукція виникає при попаданні блискавки в металеві частини будівлі. Наведена індукція зберігається декілька хвилин і сама може стати вражаючим чинником, наприклад, призвести до пожежі, викликати удари струмом, короткі замикання, вихід із ладу побутової техніки.
Попадання блискавки в людину, на жаль, в більшості випадків закінчується летальним результатом. Тим кому ж повезе більше, у кращому разі відбудуться сильними опіками.
Від чого залежить вірогідність попадання блискавки?
Вірогідність ураження блискавкою тієї або іншої будови не завжди однакова. Вона залежить від:
— висоти будови;
— місцевості, в якій вона знаходиться;
— кліматичного поясу;
— наявність поблизу високих дерев або поле високих будинків;
— вологості повітря.
Згідно інструкції ПУЕ (Правила облаштування електроустановок) устаткування будови громовідводом слід виконати в обов'язковому порядку, у випадку якщо річне число гроз в даній місцевість не менше 20. Але є райони, в яких оснащення захисту від блискавок не є обов'язковим.
Важливо пам'ятати, що блискавка цілком може потрапити кілька разів в одне і те ж місце, причому не лише протягом року, а навіть протягом однієї грози. У передгрозовому іонізованому повітрі статичний заряд часто накопичується на верхівці висотної споруди, створюється різниця потенціалів. Тому такі об'єкти і «притягують» блискавку.
Будь-яка щогла, наприклад, радіоантена або щогла стільникового зв'язку, здатна притягувати в зону свого розташування значне число блискавок. Тому сусідство з такою вишкою абсолютно небажано. Важливо знати, що вірогідність попадання блискавки в конкретний об'єкт піддається розрахунку. Для цього існують спеціальні методики і програми. В той же час, ніякі документи і норми не забороняють зробити громовідвід своїми руками.
Облаштування громовідводу вдома
Захист будинку від блискавок робився людьми ще споконвіку. Так, наприклад, за старих часів на Русі в грозу було прийнято бити в дзвони, щоб відвести кару небесну. Реально працюючий громовідвід був винайдений близько 200 років тому, президентом Америки Бенджамином Франкліном.
На сьогодні дії, спрямовані на захист споруд від блискавок, регламентуються нормативом ДСТУ б В. 2.5-38:2008. Він визначає вимоги до громовідводів.
Будь-який громовідвід складається з трьох основних частин:
— громоприймача (переймає на себе удар блискавки);
— струмовідводу (проводить струм до заземлення);
— заземлення (розряджає електричний потенціал на землю).
При цьому громоприймач може бути трьох типів:
— стержневий;
— лінійний;
— сітчастий.
1. Стержневий громоприймач — це металевий стержень (трубка, куточок, прямокутник) достатньої площі перерізу від 1—2 см2 і більше. Довжина його не менше 0,25 м, але, як правило, від 0,5 м до 2 м. Стержневий громоприймач ідеальний варіант для всіх видів металевих дахів.
Громоприймач потрібно встановлювати на таку висоту, щоб у зону захисту (як би умовний конус) потрапляв об'єкт, що повністю захищався. Для цього діаметр основи конуса має бути не більше потрійного значення висоти. Для громовідводів такого типу використовують спеціально встановлювані щогли, верхівок високих дерев. Верхній кінець громовідводу виступає над кроною дерева не менше ніж на 0,5 м Дерево ж повинне знаходиться від будови не далі чим на 10 м Громовідвід може бути встановлений на щоглу, яка кріпиться на верхній точці даху будівлі. Найменшу надійність має, умовно кажучи, поверхня зони захисту. В глибині конуса вона вища, при цьому чим гостріший конус тим вища міра захисту.
Розрахунок висоти громовідводу найпростіше виконувати таким чином: висота підведення громовідводу дорівнює захисній відстані по горизонталі від нього (3 м громовідвід захищає 3 м, 7 м — 7м і так далі). В той же час, розрахувати радіус захисту громовідводу для будинку можна за допомогою такої формули (h — відстань від піку громовідводу до найвищої точки будинку):
Громовідвід встановлюють на жердині, товщина якої має бути 10—15 см, пише iBud.ua. Жердина кріпиться до даху будинку. Верхній кінець громовідводу роблять такого ж діаметру, як і інші його частини. Можна використовувати дріт більшого діаметру (максимальна товщина — 14 мм). Для верхнього кінця громовідводу використовуйте сталевий куточок, смужки, труби (рекомендований переріз 50—60 мм2). З дроту вгорі краще всього зробити закріплену петлю, трубу заварити або сплюснути.
&
Закріпити громовідвід, як відзначалося, можна на даху будинку, телевізійній щоглі, флюгері або поруч зростаючому дереві. Якщо установка громовідводу виконується на дерево, то кріплення проводитися за допомогою синтетичного матеріалу. При цьому будинок повинен потрапляти в захисний конус. Якщо громовід від встановлюється на димар, то потрібно потурбуватися про надійне кріплення. Вітер може зірвати громовідвід з труби.
2. Лінійний громовідвід — натягнутий уздовж коника даху трос перерізом не менше 0,5 см Використовується такий захист від блискавок для будинків із шиферним або дерев'яним дахом.
Трос простягається вздовж коника даху і закріплений на дерев'яних стержнях. При цьому кожен кінець троса сполучений із заземленням. Струмовідводи укладають з кожного боку троса вздовж стін будинку в захисні труби і приєднують до електродів заземлення. Висота троса над коником даху має бути не менше 0,5 м
3. Сітчастий громовідвід — це сітка з дроту або арматури з кроком осередків 6–12 м (мінімальний крок осередку — 3м, згідно ДСТУ б В. 2.5-38:2008 «Інженерне устаткування будівель і споруд. Облаштування громовідводу будівель і споруджень»). Для сітки використовується, як правило, дріт або трос діаметром 6 мм. Сітка також встановлюється на висоті від 0,5 м над покрівлею. При цьому з'єднується вона з декількома заземленнями по периметру будівлі. Відстань між точками заземлення не повинна перевищувати 12 м Якщо на даху будинку є виступаючі архітектурні елементи, наприклад, вежі або труби, то на них так само можуть монтуватися громовідводи. Вони повинні виступати над верхнім краєм на 0,5 м і надійно заземлятися.
Струмовідвід — це товстий дріт перерізом не менше 0,5 см
Заземлення — металевий стержень будь-якого профілю і перерізу, що сполучений із струмовідводом і йде в землю не менше ніж на 50 см
В усіх типах захисту будинку від блискавки застосовують струмовідводи і громовідводи діаметром не менше 6 мм. В якості заземлення застосовується електрод, який може бути як вертикальним, так і горизонтальним. Довжина заземлювача 2—3 м, глибина закопування не менше 1 м Для з'єднання частин громовідводу застосовують зварні або ж болтові з'єднання. Якість останніх періодично необхідно перевіряти.
Допускається заземляти громовідвід на арматуру фундаменту, якщо він не повністю укритий шаром гідроізоляції, і якщо вологість грунту більша 3%. Електроди мають бути укопані так глибоко, щоб досягати вологих шарів грунту. А питомий опір грунту не має бути занадто високим, бажано, не більше 200 Ом.
Захист електродів від корозії реалізується шляхом застосування оцинкованої сталі або міді. Не допускається покриття електродів струмонепровідною емаллю або бітумом.
Часто доводиться чути думку, що металева покрівля, наприклад, листова мідь або металочерепиця достатньою мірою захищає від удару блискавки і не вимагає облаштування додаткового захисту. На жаль, це не зовсім так:
1 — будь-який громоприймач треба заземляти, а при вкладанні металочерепиці — це, як правило, не робиться;
2 — товщина металу в цього покриття менша міліметра, і від серйозної блискавки такий захист не рятує. Блискавка великої потужності просто пропалює метал.
Нові технології громовідводів для будинків
Перераховані конструкції громовідводів являються, образно кажучи, механічними, хоча і заснованими на законах фізики. Проте існують більш просунуті технології захисту будинків від блискавки, поширення яких стримується високою вартістю. Йдеться про так звані іонізатори. Суть дії пристрою в тому, щоб створити протиспрямований розряд-лідер.
Перші прилади такого типу діяли на підставі іонізованого випромінювання радіоактивного ізотопу. Пізніші модифікації стали чисто електронними і ізотопи вже не використовують.
При подачі на такий прилад напруги виникає стовп іонізованого повітря, на який замикається розряд блискавки. Таким чином, це вже не громовідвід, а свого роду пастка, яка притягує до себе блискавки з досить великої території. Проте і вартість їх більше 1000 доларів, що в десятки разів дорожче за простий громовідвід, який можна зібрати своїми руками, витративши лише 2—3 сотні гривень.
У світі вся внутрішня електрична мережа житлового об'єкту, включаючи захист від блискавок і захист від всіляких зовнішніх дій, закладаються на етапі проекту будинку. Тобто система громовідводу є частиною інтегрованої мережі об’єкта, а не окремою структурою, що не має відношення до електроживлення.
У сучасних багатоквартирних монолітних будинках усі ділянки ланцюга від джерел електропостачання заземляються на внутрішню арматуру несучих стін, а через неї — на арматуру фундаменту.
Профілактика і догляд за громовідводом
Щоб громовідвід виконував свою функцію, його потрібно не лише правильно зібрати, але і періодично виконувати профілактичні роботи. Властивості громовідводу залежать не лише від конструкції, але і від умов експлуатації, наприклад, від властивостей грунту в місці передбачуваного заземлення. Надмірно сухий, піщаний або кам'янистий грунт погано проводить електричний струм. В цьому випадку грунт варто зволожити, наприклад, соляним розчином, або просто додати сіль до складу грунту. Сіль – хороший провідник, особливо при намоканні під час дощу. Можна так само додати в грунт деревне вугілля, яке теж добре проводить струм. Важливо пам'ятати, що заземлення не варто робити, де попало. Електрод має бути заглиблений в землю не ближче 5 метрів від доріжок, проходів і самої будівлі.
Необхідно стежити, щоб в місцях зібрання контактів не утворювалася іржа. Вони були не забруднені маслом, фарбою або брудом. Місця незварних з'єднань потрібно перемотати ізоляційною стрічкою і покрити шаром гідроізолюючого матеріалу.
Профілактичних громовідводів оглядають щорічно навесні перед початком періоду гроз. Раз в 2—3 роки місця з'єднань рекомендується розібрати, перевірити контакти, очистити їх від окислу або іржі, і з'єднати по-новому. Бажано, не рідше ніж раз в три роки перевіряти стан електроду, що знаходиться в землі. Якщо через корозію його переріз помітно зменшився, електрод заземлення слід замінити.
 |
З усієї кількості блискавок до землі йдуть тільки 25—30%. При цьому під час накопичення потенціалу утворюється так званий розряд-лідер. Між хмарою і землею він рухається хаотично, як би намічавши траєкторію майбутньої блискавки. Цікаво, що блискавка полягає, як правило, з трьох розрядів, але через велику швидкість ми сприймаємо його як один. Основним вражаючим чинником блискавки є короткочасні електричні імпульси колосальної енергії. Тривалість їх складає 1–10 мікросекунд. При цьому потужність заряду до декількох сотень, а то і тисяч кіловат, а сила струму до 500–1000 ампер.
Якщо захист будинку від блискавок не виконаний, то у разі попадання блискавки можуть статися такі лиха:
— пожежа;
— фізичні руйнування споруд і конструкцій;
— ураження електричним струмом;
— виникнення наведеного електричного потенціалу. Це означає появу у внутрішній мережі живлення електростатичної і електромагнітної індукції. Найчастіше наведена індукція виникає при попаданні блискавки в металеві частини будівлі. Наведена індукція зберігається декілька хвилин і сама може стати вражаючим чинником, наприклад, призвести до пожежі, викликати удари струмом, короткі замикання, вихід із ладу побутової техніки.
Попадання блискавки в людину, на жаль, в більшості випадків закінчується летальним результатом. Тим кому ж повезе більше, у кращому разі відбудуться сильними опіками.
 |
Вірогідність ураження блискавкою тієї або іншої будови не завжди однакова. Вона залежить від:
— висоти будови;
— місцевості, в якій вона знаходиться;
— кліматичного поясу;
— наявність поблизу високих дерев або поле високих будинків;
— вологості повітря.
Згідно інструкції ПУЕ (Правила облаштування електроустановок) устаткування будови громовідводом слід виконати в обов'язковому порядку, у випадку якщо річне число гроз в даній місцевість не менше 20. Але є райони, в яких оснащення захисту від блискавок не є обов'язковим.
Важливо пам'ятати, що блискавка цілком може потрапити кілька разів в одне і те ж місце, причому не лише протягом року, а навіть протягом однієї грози. У передгрозовому іонізованому повітрі статичний заряд часто накопичується на верхівці висотної споруди, створюється різниця потенціалів. Тому такі об'єкти і «притягують» блискавку.
 |
Облаштування громовідводу вдома
Захист будинку від блискавок робився людьми ще споконвіку. Так, наприклад, за старих часів на Русі в грозу було прийнято бити в дзвони, щоб відвести кару небесну. Реально працюючий громовідвід був винайдений близько 200 років тому, президентом Америки Бенджамином Франкліном.
На сьогодні дії, спрямовані на захист споруд від блискавок, регламентуються нормативом ДСТУ б В. 2.5-38:2008. Він визначає вимоги до громовідводів.
Будь-який громовідвід складається з трьох основних частин:
— громоприймача (переймає на себе удар блискавки);
— струмовідводу (проводить струм до заземлення);
— заземлення (розряджає електричний потенціал на землю).
 |
— стержневий;
— лінійний;
— сітчастий.
1. Стержневий громоприймач — це металевий стержень (трубка, куточок, прямокутник) достатньої площі перерізу від 1—2 см2 і більше. Довжина його не менше 0,25 м, але, як правило, від 0,5 м до 2 м. Стержневий громоприймач ідеальний варіант для всіх видів металевих дахів.
Громоприймач потрібно встановлювати на таку висоту, щоб у зону захисту (як би умовний конус) потрапляв об'єкт, що повністю захищався. Для цього діаметр основи конуса має бути не більше потрійного значення висоти. Для громовідводів такого типу використовують спеціально встановлювані щогли, верхівок високих дерев. Верхній кінець громовідводу виступає над кроною дерева не менше ніж на 0,5 м Дерево ж повинне знаходиться від будови не далі чим на 10 м Громовідвід може бути встановлений на щоглу, яка кріпиться на верхній точці даху будівлі. Найменшу надійність має, умовно кажучи, поверхня зони захисту. В глибині конуса вона вища, при цьому чим гостріший конус тим вища міра захисту.
 |
R=1,732•h.
Громовідвід встановлюють на жердині, товщина якої має бути 10—15 см, пише iBud.ua. Жердина кріпиться до даху будинку. Верхній кінець громовідводу роблять такого ж діаметру, як і інші його частини. Можна використовувати дріт більшого діаметру (максимальна товщина — 14 мм). Для верхнього кінця громовідводу використовуйте сталевий куточок, смужки, труби (рекомендований переріз 50—60 мм2). З дроту вгорі краще всього зробити закріплену петлю, трубу заварити або сплюснути.
&
Закріпити громовідвід, як відзначалося, можна на даху будинку, телевізійній щоглі, флюгері або поруч зростаючому дереві. Якщо установка громовідводу виконується на дерево, то кріплення проводитися за допомогою синтетичного матеріалу. При цьому будинок повинен потрапляти в захисний конус. Якщо громовід від встановлюється на димар, то потрібно потурбуватися про надійне кріплення. Вітер може зірвати громовідвід з труби.
 |  |
2. Лінійний громовідвід — натягнутий уздовж коника даху трос перерізом не менше 0,5 см Використовується такий захист від блискавок для будинків із шиферним або дерев'яним дахом.
Трос простягається вздовж коника даху і закріплений на дерев'яних стержнях. При цьому кожен кінець троса сполучений із заземленням. Струмовідводи укладають з кожного боку троса вздовж стін будинку в захисні труби і приєднують до електродів заземлення. Висота троса над коником даху має бути не менше 0,5 м
 |  |
 |
| Способи з'єднання деталей громовідводу |
Струмовідвід — це товстий дріт перерізом не менше 0,5 см
Заземлення — металевий стержень будь-якого профілю і перерізу, що сполучений із струмовідводом і йде в землю не менше ніж на 50 см
В усіх типах захисту будинку від блискавки застосовують струмовідводи і громовідводи діаметром не менше 6 мм. В якості заземлення застосовується електрод, який може бути як вертикальним, так і горизонтальним. Довжина заземлювача 2—3 м, глибина закопування не менше 1 м Для з'єднання частин громовідводу застосовують зварні або ж болтові з'єднання. Якість останніх періодично необхідно перевіряти.
 |
Захист електродів від корозії реалізується шляхом застосування оцинкованої сталі або міді. Не допускається покриття електродів струмонепровідною емаллю або бітумом.
Часто доводиться чути думку, що металева покрівля, наприклад, листова мідь або металочерепиця достатньою мірою захищає від удару блискавки і не вимагає облаштування додаткового захисту. На жаль, це не зовсім так:
1 — будь-який громоприймач треба заземляти, а при вкладанні металочерепиці — це, як правило, не робиться;
2 — товщина металу в цього покриття менша міліметра, і від серйозної блискавки такий захист не рятує. Блискавка великої потужності просто пропалює метал.
 |
Перераховані конструкції громовідводів являються, образно кажучи, механічними, хоча і заснованими на законах фізики. Проте існують більш просунуті технології захисту будинків від блискавки, поширення яких стримується високою вартістю. Йдеться про так звані іонізатори. Суть дії пристрою в тому, щоб створити протиспрямований розряд-лідер.
Перші прилади такого типу діяли на підставі іонізованого випромінювання радіоактивного ізотопу. Пізніші модифікації стали чисто електронними і ізотопи вже не використовують.
При подачі на такий прилад напруги виникає стовп іонізованого повітря, на який замикається розряд блискавки. Таким чином, це вже не громовідвід, а свого роду пастка, яка притягує до себе блискавки з досить великої території. Проте і вартість їх більше 1000 доларів, що в десятки разів дорожче за простий громовідвід, який можна зібрати своїми руками, витративши лише 2—3 сотні гривень.
У світі вся внутрішня електрична мережа житлового об'єкту, включаючи захист від блискавок і захист від всіляких зовнішніх дій, закладаються на етапі проекту будинку. Тобто система громовідводу є частиною інтегрованої мережі об’єкта, а не окремою структурою, що не має відношення до електроживлення.
У сучасних багатоквартирних монолітних будинках усі ділянки ланцюга від джерел електропостачання заземляються на внутрішню арматуру несучих стін, а через неї — на арматуру фундаменту.
 |
Щоб громовідвід виконував свою функцію, його потрібно не лише правильно зібрати, але і періодично виконувати профілактичні роботи. Властивості громовідводу залежать не лише від конструкції, але і від умов експлуатації, наприклад, від властивостей грунту в місці передбачуваного заземлення. Надмірно сухий, піщаний або кам'янистий грунт погано проводить електричний струм. В цьому випадку грунт варто зволожити, наприклад, соляним розчином, або просто додати сіль до складу грунту. Сіль – хороший провідник, особливо при намоканні під час дощу. Можна так само додати в грунт деревне вугілля, яке теж добре проводить струм. Важливо пам'ятати, що заземлення не варто робити, де попало. Електрод має бути заглиблений в землю не ближче 5 метрів від доріжок, проходів і самої будівлі.
Необхідно стежити, щоб в місцях зібрання контактів не утворювалася іржа. Вони були не забруднені маслом, фарбою або брудом. Місця незварних з'єднань потрібно перемотати ізоляційною стрічкою і покрити шаром гідроізолюючого матеріалу.
Профілактичних громовідводів оглядають щорічно навесні перед початком періоду гроз. Раз в 2—3 роки місця з'єднань рекомендується розібрати, перевірити контакти, очистити їх від окислу або іржі, і з'єднати по-новому. Бажано, не рідше ніж раз в три роки перевіряти стан електроду, що знаходиться в землі. Якщо через корозію його переріз помітно зменшився, електрод заземлення слід замінити.
