Что надо защищать от прямого удара молнии?

Из цикла статей "Молниезащита жилых и общественных зданий - ответы на частые вопросы при проектировании".

Ответить на этот вопрос несложно. У современных жилых и офисных зданий от молнии в первую очередь страдает кровля и оборудование, что на ней установлено. Проектируемые молниеотводы предусматриваются именно для их защиты. Возможны ли молниестойкие кровли? Безусловно возможны. Молния ничего не может поделать со стальным листом толщиной 4 мм. Для меди эта величина должна быть увеличена до 5 мм, для алюминия – до 7 мм. Столь тяжеловесную кровлю можно себе представить разве что на королевском дворце или на особняке поп-звезды. Типовые коттеджи обходятся металлочерепицей или металлопрофилем с толщиной металла менее 1 мм. По предписаниям норматива СО-153-34.21.122-2003 даже такую кровлю можно оставить незащищенной при условии, что она заземлена и под ней нет горючих конструктивных элементов, например, стропил или обрешетки. Для России это требование практически не выполнимо, потому что отечественные строители для обустройства крыши используют в основном дерево. В таких условиях кровлю приходится защищать.

Ну а диэлектрическая кровля, как быть с ней? Сегодня по экологическим причинам перестали использовать шифер, поэтому речь может идти только о современных синтетических кровельных материалах. Для молнии они не представляют преграды. Потенциал головки канала даже самой умеренной по силе молнии наверняка превышает несколько миллионов вольт. Этого достаточно для электрического пробоя практически любой кровли. Канал молнии проникнет сквозь нее и закончит свой полет на каком-то заземленном конструктивном элементе, например, на металлической ферме, трубопроводе или проводе электрической сети (потенциал 380 или 220 В для молнии не отличим от нулевого!). Последствия такого события могут быть достаточно тяжелыми.

Кровлю из железобетонных плит молния не разрушит. В месте контакта с бетоном произойдет электрический пробой и канал проникнет к металлической арматуре плиты, по которой и растечется ток молнии, направляясь в землю. Полагаю, что на бетоне останется раковина, не представляющая опасности для механической прочности. На кровле из железобетонных плит обязательно предусматривается гидро- и теплоизоляционное покрытие. Оно может быть горючим. Такое покрытие вроде бы нуждается в защите от контакта с каналом молнии. Во всяком случае, по предписаниям норматива РД 34.21.122-87 для этой цели на покрытие укладывается молниеприемная сетка. Наверное, любой специалист по молниезащите затруднится объяснить, как эта сетка с размером ячеек 12 х 12 м, возвышаясь над железобетонной плитой всего на несколько миллиметров, перехватит на себя разряд молнии. Многими экспериментами показано, что для эффективной работы молниеотвода он должен возвышаться над защищаемым объектом на вполне определенное и достаточно заметное расстояние. Например, согласно требованиям норматива СО-153-34.21.122-2003 это никак не меньше 15% высоты здания даже при относительно невысокой надежности защиты 0,9. Речь стало быть идет о превышениях в метры, но никак не в миллиметры. Тем не менее, сетку на железобетонных плитах продолжают использовать, а возгорание битумных покрытий, наиболее распространенных в нашей стране, наблюдается исключительно редко. Не могу дать здравого объяснения. Быть может, слой покрытия в несколько миллиметров на бетонной подложке молния не может воспламенить из-за интенсивного отвода тепла? Скорее всего, это именно так. Нужна экспериментальная проверка в лаборатории. Пока ее никто не проводил.

Э. М. Базелян, д.т.н., профессор
Энергетический институт имени Г.М. Кржижановского, г. Москва

Читайте далее "На какую надежность молниезащиты ориентироваться?".


Полезные материалы:

Сертификаты