Молниезащита плоской кровли

В зависимости от назначения различают категории плоской кровли:

• Эксплуатируемые плоские крыши, на которых размещают смотровые площадки, домовые или подъездные системы кондиционирования, оборудование коммуникации и/или связи и другое оборудование. Конструктивно эксплуатируемые крыши разделяются на плоские и с парапетом.

• Неэксплуатируемые плоские крыши устраивают, как правило, на промышленных, административных и других объектах, к которым предъявляются особые требования.

Другим важным критерием при проектировании и исполнении молниезащиты является категория объекта, в соответствии с которой устанавливается уровень защиты от прямых ударов молнии (ПУМ). Нормативной документацией (таб. 2.1. и 2.2. СО 153-34.21.122-2003) установлено четыре уровня с коэффициентами надежности защиты от ПУМ не ниже (I — 0,98...IV — 0,8).

Молниезащита плоской кровли — из чего состоит?

Цель создания системы молниезащиты — это защита людей от поражения электрическим разрядом высокой интенсивности, отведение и рассеивание электрической энергии, не допуская или снижая разрушающее воздействие на конструктивные элементы здания и оборудование любого назначения.

Для определения характеристик исполнения молниезащиты применяется понятие мнимой защитной полусферы. Для защиты объектов площадью 150...200 кв. м достаточно 1...3 молниеприемника с заземлением и возвышающихся над верхней точкой объекта на 3...5 м, что обеспечивает надежную защиту. С плоской кровлей большой площади дела обстоят иначе, т.к. молния может ударить в любое место по поверхности. Для защиты здания применяется схема, в основе которой лежит молниеприемная сетка. Дополнительно к ней используются громоотводы высотой до 3 м, которые имеют собственные тоководы с заземлением. Комплексное решение позволяет повысить эффективность схемы.

Для технического исполнения внешней части молниезащиты плоской крыши применяется комплект металлоизделий, состоящий из:

• молниеприемной сетки с ячейками из проката диаметром 6...8 мм со стороной 5 м для зданий I-ой категории и 12 м для остальных;

• тоководов открытого или закрытого типа в каналах стены;

• заземляющих элементов (штырей),, расположенных на расстоянии не реже 25 м друг от друга и объединенных в заземляющий контур или естественного заземления в виде арматуры фундамента здания;

• дополнительных громоотводов (молниеприемников) диаметром до 16 мм высотой 1...3 м.

Использование комплекта крепежных элементов или применение сварки определяется проектом, в котором учитывается тип основания и покрытия кровли.

Типы основания и покрытия:

• горючее с использованием материалов на основе битума с добавками;

• негорючее с использованием полимерных материалов;

• негорючее из гравийной крошки на основе негорючей связки или отсыпка покрытия инверсионного типа;

• бетонное или металлическое без покрытия или не окрашенное.

Методы монтажа молниеприемной сетки

Разнообразие зданий с плоской крышей по назначению, площади и возможности использования полезной поверхности крыши требует взвешенного инженерного подхода к вопросам проектирования и технико-экономического обоснования варианта исполнения молниезащиты.

Стандартом РД 34.21.122-87 предусмотрено два базовых варианта монтажа молниеприемной сетки:

1. Монтаж с наружным размещением элементов молниезащиты. Применяется для: частных строений; объектов любого назначения площадью 150...2000 кв. м; промышленных объектов, к которым не предъявляются архитектурные требования; остальные здания с неэксплуатируемой крышей. Допускается применение на эксплуатируемой крыше, на которой возможно или предусмотрено размещение технического оборудования по согласованию с проектной организацией. Достоинства: упрощение монтажа, обслуживания и ремонта, что снижает общую стоимость системы. Недостаток — возможное ухудшение внешнего вида, но это не критично в большинстве случаев.

2. Монтаж с размещением сетки под изолирующим негорючим покрытием (утеплителем, гидроизоляцией). При этом предъявляются повышенные требования к несущей способности и прочности слоя покрытия бетонного основания. Применяется для: эксплуатируемой кровли в виде смотровой площадки и других типов мест общего пользования; при предъявлении требований к виду здания; высотных зданий, т.к. закрытое размещение сетки с тоководами снижает эксплуатационные расходы на регламентный осмотр и ремонт. Достоинства: снижение эксплуатационных расходов за счет применения материалов с антикоррозионным токопроводящим покрытием и соединительных элементов сетки с резьбой. Недостаток — относительно высокая стоимость деталей комплекта заземления.

Варианты организации молниезащиты плоской кровли не исчерпываются требованиями стандарта. По согласованию с заказчиком и соответствующими контролирующими организациями возможны комплексные варианты защиты объекта от поражающего действия молнии. Решение должно приниматься на основании расчетов, учитывающих риски, которые возникают при определенных условиях. Следует опираться на ГОСТ Р МЭК 62305-1— 2010 «Защита от молнии» (Менеджмент риска) и СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты...».

Монтаж молниезащиты по первому варианту стандарта

Способ монтажа на поверхности плоской кровли и комплектация материалов выбирается в зависимости от горючих свойств защитного покрытия.

Применяется два способа создания молниезащитной сетки.

Механическое крепление элементов молниезащиты

Применяют молниезащиту с механическим креплением стыков решетки сетки и дополнительных громоотводов, которые крепятся на выступающих над поверхностью элементах кровли (вентиляционные короба, фонари, технические люки и т.п.). Выступающие элементы оснащают молниеотводами (стержнями) высотой 1...2 м диаметром до 16 мм. К стержням крепится проводник, который обеспечивает включение стрежней в общий молниезащитный контур сетки. Места соединений зачищают до металлического блеска, собирают сетку и ее дополнительные элементы, а затем изолируют, но только после замера сопротивления узла или всего защитного контура, которое не должно превышать паспортных (проектных) значений. Для крепления элементов сетки применяется специально разработанные штампованные пластины с углублениями, с целью увеличения площади контакта, и резьбовыми отверстиями (приваренными гайками).

Можно избежать операций зачистки и изоляции мест соединений элементов молниезащиты, если применить комплектующие с металлическим покрытием (медь, цинк), но это достаточно дорого и определяется заказчиком.

На негорючих крышах провод сетки (прокат или катанка круг 6...8 мм) укладывают на держатели проводника, которые устанавливают через каждые 0,7...1 м. Держатель обеспечивает высоту проводника над поверхностью негорючего покрытия 40...55 мм. Закрепление держателя на поверхности крыши происходит с помощью врезки в материал защитного покрытия при его монтаже или с помощью утяжелителя (гравитационный держатель), или с помощью крепежа. Также применяют универсальные держатели с клеевой пяткой.

Если покрытие крыши горючее, то используют стержневые опорные держатели, которые ввинчивают в бетон перекрытия, обеспечивая высоту проводника сетки над покрытием не менее 100...120 мм.

Допускается использовать ограждение на крыше в качестве стороны молниезащитной сетки при условии, что ограждение имеет замкнутый контур и минимальное сечение основного (несущего) элемента не менее 80 кв. мм (полоса 20*4 мм).

Фасадные заземляющие отводы от сетки устанавливают на расстоянии не более 25 м друг от друга. При проектировании следует учитывать расположение окон и входных дверей. Предпочтительно размещать отводы по углам объекта или на расстоянии не менее 2-х м от окон и входных (въездных) проемов. К негорючим стенам заземляющие тоководы крепятся с помощью фасадных держателей, расположенных на расстоянии не более 2-х м. Держатели должны обеспечивать удаление от стены не менее 20 мм. Если стена имеет высокий класс пожароопасности (А...В), то фасадный держатель должен обеспечивать удаление токовода заземления на расстояние не менее 100 мм.

Соединение поверхностной и подземной части системы заземления производится по двум вариантам. Первый использует арматуру фундамента, если его гидроизоляция выполнена из материалов на основе битума, но не полимеров. Токовод сетки приваривают к арматуре в заглублении около 0,5 м и восстанавливают гидроизоляцию. Во втором варианте используют штыри, из которых создают заземляющий контур с помощью обвязки полосой на глубине 0,5 м и удалении от фундамента до 0,7 м (модульно-штырьевое заземление).

Сварное крепление элементов молниезащиты

Последовательность выполнения операций и требования полностью аналогичны требованиям к монтажу молниезащиты с помощью механического крепления. Дополнительное требование предъявляется к сварным соединениям, которые должны быть зачищены от шлака, окалины и брызг и окрашены атмосферостойкой краской. Это требование связано с ускоренной коррозией места сварки.

Отдельно следует рассматривать профилированное металлическое покрытие плоской кровли. Обязательные условия возможности применения металлической крыши в качестве элемента системы молниезащиты:

• толщина листа должна быть не менее 4-х мм (таб. 3.2 СО 153-34.21.122-2003);

• фальцевое соединение листов без изолирующих покрытий в состоянии поставки;

• отсутствие защитных покрытий толщиной более 0,5 мм.

При соблюдении условий выполняется приварка проводников «сетки» с двух сторон (роль двух других выполняет впадина профиля). Проводники привариваются перпендикулярно гофре на вершине профиля через 1 м и переходят в тоководы заземления.

Монтаж молниезащиты по второму варианту стандарта

При закрытом исполнении молниезащиты на плоской крыше акцент требований смещается в сторону негорючести, прочности и несущей способности изоляционных материалов. Сначала устанавливается молниеприемная сетка с отводами заземления на негорючее основание, а затем укладывается тепло и гидроизоляция.

Организация молниезащиты плоской кровли является многоплановой задачей с множеством вариантов технических решений, которые должны подтверждаться расчетами, и иметь экономическую обоснованность. Компания «Алеф-ЭМ» оказывает комплекс услуг:

• проектирование системы защиты от прямого воздействия молнии с учетом планируемого бюджета заказчика;

• шеф-монтаж спроектированной системы молниезащиты*;

• гарантийное и послегарантийное обслуживание.

(*) возможен монтаж по проекту заказчика.