Можно ли использовать арматуру для заземления
Обновлено: 22.04.2024
Заземление в комплекте: как надежно защитить себя и оборудование
Комфортную загородную жизнь в собственном капитальном доме невозможно представить без солидного набора инженерных систем и большого количества энергозависимого оборудования и бытовой техники. При этом то ли в силу менталитета и незыблемой веры в «Авось», то ли еще по каким причинам, отношение к различным защитным системам у нас весьма своеобразное. Вроде бы как делать их желательно, но и не то, чтобы обязательно – чай и без ливневой канализации и теплой отмостки фундамент не лопнет, да и без заземления люди живут, а если его и делать, то «пойдет» самое примитивное. Может и пойдет, и никогда ничего не случится, а вдруг нет, и последствия будут от легкого и среднего поражения током до самого страшного исхода. А ведь чтобы не рисковать ни здоровьем близких, ни дорогостоящим оборудованием, есть готовое эффективное решение практически на все случаи жизни – безмуфтовый комплект заземления ОБО Беттерманн.
Содержание
Зачем нужно заземление?
Сложное современное оборудование энергозависимое – не только насосные станции, стиральные и посудомоечные машинки, микроволновки и электрические котлы, но и любой газовый котел под завязку напичкан электроникой. Вкупе с тучей полезных функций и неоспоримым удобством, все эти приборы являются потенциально опасными. Никто не дает 100% гарантии, что в один далеко не прекрасный момент ни случится пробой. Те, кто позаботился об эффективном заземлении, ничего не почувствуют, просто сработает УЗО, а вот для тех, кто не воспринял проблему всерьез, вряд ли все закончится только ремонтом техники, а человека починить значительно сложнее. Заземление – это важнейшая защитная система, работающая в нескольких направлениях:
- Предотвращение поражения электрическим током через корпус электроприборов или элементы инженерных коммуникаций при возникновении неисправностей;
- Обеспечение оптимального рабочего режима и защита дорогостоящего оборудования и бытовой техники;
- Организация молниезащиты.
Как правило, проблематике заземления объекта у нас уделяется недостаточно внимания. Заземление встречается нечасто, хотя – это обязательное мероприятие. Согласно ПУЭ 1.7.101 для электрооборудования 220-380 В необходим заземлитель с сопротивлением не более 30 Ом! Система заземления защищает человека от напряжения при прикосновении в результате поломки электроприбора и отводит опасный потенциал в землю через очаг заземления. Также при эксплуатации газовых котлов необходимо соблюдать сопротивление системы заземления не более 10 Ом! Если это значение превышено или система заземления вообще отсутствует, то газовое оборудование будет работать с нарушениями или не работать вовсе!
Почему арматура не подходит в качестве заземлителя?
Один из повсеместно распространенных способов устройства заземления частного дома, модульно-штырьевой, с применением обычных арматурных прутов. Но и по ГОСТ Р 50571.5.54-2013/МЭК 60364-5-54:2011 Электроустановки Низковольтные, введенному 1 января 2015 года, и по вступившему в силу с 1 января 2021 года, ГОСТ 58882-2020 «Заземляющие устройства. Системы уравнивания потенциалов. Заземлители. Заземляющие проводники», сталь для этих целей не подходит. Для электроустановок напряжением до 1 кВ система заземления может выполняться только из устойчивых к коррозии материалов:
- нержавеющая сталь;
- оцинкованная сталь (покрытие методом горячего цинкования или электролитическое покрытие, с минимальной толщиной слоя цинка 1 мкм);
- сталь, покрытая медью (минимум 70 мкм радиального покрытия медью с содержанием меди 99,9%);
- медь.
Учитывая, какое у нас отношение к различным нормативам даже со стороны профи, не говоря о самостройщиках, при выборе материала для заземлителей стоит отталкиваться и от целесообразности. Да, арматура доступна и даже сейчас, когда она подорожала в несколько раз, затраты будут минимальными. Однако устраивается заземление не на год, не на пять, и даже не на десять и двадцать – в идеале, навсегда. В фундаменте арматурный каркас защищен слоем бетона, который предотвращает прямой контакт с влагой, в земле сталь ничем не защищена и вряд ли продержится даже десятилетие. Тогда как специализированный комплект прослужит значительно дольше.
Согласно ГОСТу Р 50571.5.54-2013/МЭК 60364-5-54:2011, часть 5-54 «Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов», нельзя использовать черный металл для заземления. И самое главное, черный металл сгниет в земле через 2-5 лет. Срок службы комплекта заземления ОБО Беттерманн до 50 лет! Установка специального заземлителя гарантирует хорошие характеристики заземления.
Как сделать эффективную систему заземления
Способов организации заземления несколько, профильных тем десятки, на сотнях страниц, что, зачастую, только усложняет выбор. Вот и возникают такие типовые вопросы.
Подскажите, кто знает, как правильно сделать заземление дома? Кто-то говорит, что нужно закапать металлическую полосу и приварить ее к арматуре ленты фундамента, другие говорят, что приваривать ничего не нужно. А как правильно сделать?
Заземление можно сделать несколькими способами:
- Кольцевой заземлитель, как правило, в виде полосы 40х4 мм либо проволоки 10 мм укладывается в траншею 0,5-0,7 метров в глубину, на расстоянии 1 метр от фундамента здания. Дополнительно комплектуется вертикальными стержнями для обеспечения хорошего сопротивления заземления. Желательно не более 10 Ом.
- Фундаментное заземление. Делается при заливке фундамента путем укладывания полосы на рабицу и с обязательным соединением арматуры (через каждые 5 м согласно ГОСТ Р 58882-2020)
Вывод: Если соединять фундамент с заземлителем, то в фундаменте должен быть надежный электрический контакт по всей площади. Соединение обычно выполняется болтовым способом. Использование сварки влечет нарушение защитного слоя проводника (цинка) и является местом появления коррозии и повышения переходного сопротивления.
Для частного домостроения мы рекомендуем использовать готовый комплект заземления, с помощью которого можно организовать качественный очаг заземления в одной точке.
С фундаментным заземлением возникают свои сложности.
А как приварить полосу к фундаменту, если фундамент из армированного бетона, а по правилам устройства таких фундаментов арматура не должна выступать из бетона, дабы не ржавела?
Соединения полосы и арматуры можно осуществить специальными арматурными соединителями ОБО Беттерманн, например 5313015- 259 A-FT, которые могут соединять проводники диаметром до 22 мм и полосу шириной до 50 мм. Соединение происходит перед заливкой бетоном. Если фундамент уже готов, рекомендуем сделать кольцевое заземление или использовать глубинные заземлители.
В случае с заземляющим устройством важнейшее значение имеет результат – сопротивление.
Читаю, как сделать заземление. Есть думка забить по периметру дома штыри или уголки по 2 м (больше не забить, лежит пласт известняка на 2,4 м) с расстоянием 2-3 м. И все эти штыри приварить к ленте по периметру дома. Дом примерно 13×11 м. Вот и думаю – это не чрезмерно будет? Дом газобетон с плитами перекрытия. Будет, как и заземление, и СУП.
Основной показатель достаточности или нет заземления – это замер контура заземления с помощью специального поверенного прибора (например, Sonel MRU-101, TE-30). Согласно ПУЭ 1.7.101 для электрооборудования 220-380 В необходим заземлитель с сопротивлением не более 30 Ом, а по новому ГОСТ Р 58882-2020 пункт 7.7.3.7 Сопротивление ЗУ по ГОСТ Р МЭК 62305-4 должно быть менее 10 Ом (измеренное на низкой частоте).
Если вы используете вертикальные заземлители 2 м, то расстояние между этими заземлителями должно быть от 2 м и более, согласно СО- 153 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» Пункт 3.2.3. Заземлители. Заземляющие электроды должны располагаться на глубине не менее 0,5 м за пределами защищаемого объекта и быть как можно более равномерно распределенными; при этом надо стремиться свести к минимуму их взаимное экранирование.
Одно решение всех проблем – готовый комплект заземления
Про заземление мало кто задумывается еще до закладки фундамента, да и в процессе его заливки далеко не всегда, поэтому чаще всего выбирают именно модульно-штырьевой способ. Но при применении подручных «комплектующих» возникает несколько проблем:
- Слабый контакт с грунтом – достаточная длина штырей достигается за счет соединения муфтами, из-за большего их диаметра сам штырь в лунке «гуляет» и не может полноценно работать в качестве проводника.
- Повреждение муфт – при забивке кувалдой или перфоратором муфты откручиваются или повреждаются.
- Сложности с заглублением – грунт разный, чем он тверже, тем сложнее установить стержень четко вертикально, а то и забить в принципе.
Да и как бы то ни было, а специализированный комплект заземления, разработанный с учетом специфики применения и требований нормативов, всегда выигрывает и по качественным характеристикам, и по простоте монтажа, и по надежности. Не нужно ничего «колхозить», все уже придумано и реализовано.
Готовый комплект заземления представляет собой набор из четырех полутораметровых стержней из оцинкованной стали, которые соединяются встык без муфт и применения токопроводящей пасты (со временем может вымыть грунтовыми водами). Плюс, необходимые «доборы».
В состав комплекта входят 20 мм стержни заземления со слоем цинка 130 мкм, превышающим значение ГОСТ Р МЭК 62561-2 в 2 раза и позволяющим обеспечить долгосрочную эксплуатацию до 50 лет. А также:
- наконечник для заглубления стержней и прохождения камней;
- болтовой соединитель с проводником, наконечник для забивания кувалдой;
- изоляционная лента, которая служит дополнительной защитой от коррозии и наматывается на соединитель с проводником;
- подробная инструкция по эксплуатации заземлителя.
Комплект полностью готов к монтажу, его стоимость на фоне общестроительного бюджета и с учетом эффективности и долговечности получаемого устройства заземления, вполне доступна для всех домовладельцев. Инженерное электрооборудование и бытовая техника стоят в разы больше, а благополучие домочадцев никакими деньгами не измерить.
Монтаж комплекта заземления
Для монтажа заземления с помощью готового комплекта потребуется только кувалда и проводник (например, ПВ-1, круглый или плоский горячецинкованный проводник) для соединения заземления с системой уравнивания потенциалов дома, или напрямую в щит электроснабжения.
Весь процесс проходит в несколько этапов.
- Снять предохранительную зажимно-уплотняющую втулку со стартового стрежня, посредством кувалды или перфоратора углубить его в землю.
- Надеть втулку на второй стержень, вставить в первый, забить оба стержня.
- Повторить с третьим и последующими стержнями, до достижения необходимого значения сопротивления.
- Соединить вертикальный проводник с горизонтальным заземляющим устройством посредством крестового зажима, заизолировать.
Кроме эффективности, долговечности и простоты применения готового безмуфтового комплекта, к его достоинствам относится универсальность. Устроить качественную систему заземления можно и по окончанию строительства, когда уже и двор в плитке, и на ландшафтный дизайн потратились. Например – в подвале дома.
Подскажите, пожалуйста, так и не увидел единого мнения – можно ли делать заземление в подвале дома? Чисто теоретически – это лучше, т. к. суше и дополнительная защита от промерзания, типа постоянство параметров, но смущает близость к стенам. Не знаю, насколько там идет заглубление. Тут писали, что нужно не ближе 0,5 метра.
Планирую делать так: есть коридор, шириною 2 метра и длиною 8 метров. Вскрываю стяжку, копаю траншею, забуриваюсь ручным буром на глубину 1-1,5 метра, т. к. высота подвала 2,2, а длина уголка 3 метра. Забиваю 3 уголка в линию, с шагом между ними 3 метра. Потом соединяю их полосой. Засыпаю, трамбую. Расстояние до стен получается как раз около метра. Смущает как раз расстояние до стен (они из ФБС если что) и то, что часть грунта будет не материкового, а засыпного. Что подскажете?
Да, можно в подвале. Очаг заземления рекомендуем сделать с помощью стержней заземления (рабочая длина 6-9 метров), максимально близко к распределительному щиту дома. Использование глубинного заземления позволяет сделать заземление с помощью одной лунки, а длина заземлителя дает возможность обеспечить низкие показатели сопротивления и пройти полосу промерзания грунта. Соединение с щитом и системой уравнивания потенциалов допустимо с помощью полосы, либо с помощью провода, например ПВ-1 10 мм (по меди) согласно пункту 7.6.6.8 ГОСТ Р 58882-2020 «Заземляющие устройства. Системы уравнивания потенциалов. Заземлители. Заземляющие проводники».
Если подвала нет, вполне реально подыскать даже на облагороженном участке подходящее место под глубинное заземление и обойтись без лишних земляных работ.
Готовый безмуфтовый комплект – простой, но вместе с тем эффективный способ устройства заземляющего устройства, которое десятки лет будет надежно защищать и жителей дома, и оборудование, обеспечивающее их комфорт.
Почему лучше не делать заземление из ребристой арматуры - что с ним будет
Как такового запрета на использование ребристой арматуры в качестве заземлителей нет. Главное чтобы заземлители не были окрашены, а их диаметр составлял не менее 16 мм. Материалами изготовления заземлителей может служить черная или оцинкованная сталь, а также медь.
Единственным ограничением на использование ребристой арматуры в качестве заземлителей является её быстрая коррозия в земле. Строительная арматура корродирует, что ухудшает свойства заземлительного контура в целом.
Также, при изготовлении, арматурные прутья закаляют, что приводит к ухудшению распределения тока по поверхности. Однако использовать арматуру для устройства заземлительного контура не запрещено правилами ПУЭ. Более того, раньше именно из арматуры и делали заземление в частных домах.
Что лучше всего использовать для заземлителей
В качестве заземлителей, наилучшим образом себя зарекомендовали стальные и медные штыри, диаметр которых составляет 16 и более мм. Такие штыри забиваются в грунт на определённом расстоянии друг от друга, но не менее чем их длина.
Штырей может быть несколько, здесь все во многом зависит от схемы заземления. Если это «треугольник», одна из самых эффективных систем заземления, то нужны будут три заземлителя, которые забиваются в землю по форме треугольника. Как правило, штыри заглубляют в землю не менее чем на глубину промерзания грунта.
Также для обустройства систем заземления применяют:
- Металлический уголок;
- Стальной прут;
- Трубы.
Плохо подходит для изготовления заземления чугунный металлопрокат. Лучше отказаться от идеи использовать в качестве заземлителей чугунные водопроводные трубы.
Основные компоненты заземления
Итак, вы определились с тем, что в качестве заземлителей будете использовать металлический уголок, прутья или арматуру. Если применяется уголок, то его размеры должны быть не менее чем 50 на 50 мм, а толщина стен составлять минимум 5 мм.
Для соединения трех уголков, которые забиваются в землю по форме треугольника, лучше всего использовать сварку и металлическую полосу шириной 40 мм. Важно соблюсти и определённые правила при монтаже заземлительного контура.
Правила монтажа заземления
Так, от стен дома, заземление должно быть расположено не менее чем на 1 метр. Вообще, заземлительный контур лучше всего располагать в таком месте, где никто не ходит. В случае утечки тока, данное место будет опасным, как для людей, так и животных.
При обустройстве заземления главное выдержать глубину, на которую будут забиваться штыри, и правильное расстояние между ними. Не допускается соединять заземлители друг с другом при помощи болтов.
Резьбовое соединение не способно обеспечить надежного контакта. Уже через год или два, в результате коррозии, контакт может отсутствовать и вовсе, а заземление не выполнять в результате этого своей основной функции.
Почему нельзя делать заземление из арматуры
Устройство заземления представляет собой заглублённые в землю металлические стержни на глубину до 3 метров. Количество стержней зависит от многих факторов, но обычно их 3 штуки, и они соединяются друг с другом с помощью металлической полосы.
Наиболее эффективными способами расположения электродов считается схема «треугольник» и конструкция, когда заземлители расположены в одну линию. Что же касается материалов, то для заземлителей используют металлический уголок, либо стержни с обеднённой поверхностью.
Не рекомендуется для этих целей брать арматуру, или чугунные изделия.
Основной недостаток строительной арматуры для заземлителей в том, что она быстро корродирует. Уже через некоторое время сопротивление заземлителей сильно возрастает, что ухудшает показатели заземления в целом.
Также, при заглублении арматуры в землю, вокруг образуются пустоты, которые повышают сопротивление заземляющего контура. Кроме того, в процессе изготовления, наружный слой арматуры закаляется. Все это приводит к нарушению распределения тока по сечению.
Итак, арматуру для заземления брать не рекомендуется, по какой либо из вышеуказанных причин. Что же тогда можно использовать для заземлителей?
Материалы для заземлителей
Расстояние от заземлительного контура и стен дома должно быть не менее 1 метра. Электроды забиваются в грунт на глубину до трех метров, а расстояние между каждым из них должно быть не меньше их длины. Идеальным вариантом является заглубление заземлителей на глубину промерзания грунта.
Можно ли соединять заземлители болтами, без сварки?
С учётом того, что заземлители будут всё время корродировать, соединять их болтами нельзя. Лучше всего для соединения воспользоваться сваркой. Таким образом, заземлители не потеряют в контакте, а заземление прослужит гораздо дольше.
Чтобы проверить сопротивление заземления без специальных устройств, можно воспользоваться лампочкой. Просто берете фазу с электросети дома, а вместо нуля подсоединяете заземление. При этом лампочка должна гореть ярким светом, что будет говорить о хорошем заземлении. Если лампочка горит тускло, то и сопротивление заземления неудовлетворительное.
Многие используют для проверки заземления электрочайник, мощность которого составляет 1,5-2 кВт. Данный способ, также верный, и он даёт возможность определить приблизительную площадь растекания заземления. Чем больше расстояние между заземлителями, тем лучше будет работать заземляющий контур.
Также, некоторые насыпают в местах расположения заземлителей соль, что способствует поглощению влаги из земли и лучшей работе заземления. Однако, как говорится, это уже совсем другая история! Подписывайтесь на мой канал, и я вас не огорчу. Всем удачи и одной фазы в розетке!
Делаем правильное заземление в частном доме своими руками: инструкция от А до Я
Важность вопроса
Если Вы задаетесь вопросом, обязательно ли нужно делать заземление в своем дачном домике либо коттедже, то сразу же говорим, что без защитного контура нельзя обойтись. Даже по нормативам ПУЭ, СНиП и ГОСТу требуется делать специальный отвод, который обезопасит Вас от поражения электрическим током. Организация системы TN-S (ее правильное название) в сети 220 и 380 Вольт должна производиться еще при строительстве, т.к. потом это делать более затратно (необходимо будет менять двухжильный кабель на трех- либо пятижильный по всему дому).
Если вы приобрели дом, в котором отсутствует заземление, то необходимо его смонтировать и подключить. Монтаж системы заземления достаточно простой. Помимо заземления, необходимо создать молниезащиту. О том, как сделать громоотвод своими руками , мы рассказывали в отдельной статье.
Устройство контура заземления
Требования к заземлению и занулению определяются в ПУЭ Глава 1.7 . Также перед организацией защитного контура рекомендуем изучить ГОСТ Р 50571.5.54-2013 .
Контур заземляющего устройства представляет из себя электроды, вкопанные в землю и соединенные между собой электродом - стержнем из металла или металлической полосой. Обычно заземляющий контур делают в форме треугольника или квадрата. На фото показано, как устанавливать заземлители в траншею.
При устройстве заземления вертикальные заземлители должны закладываться на глубину 0,5-0,6 м от уровня планировочной отметки земли и выступать от дна траншеи на 0,1-0,2 м. Расстояние между электродами 2,5-3 м. Горизонтальные заземлители и соединительные полосы между вертикальными заземлителями укладывают в траншеи глубиной 0,6-0,7 м от уровня планировочной отметки земли.
Заземление на фундамент в частном доме: плюсы, минусы и требования правил
Как правило, заземление в частном доме выполняется с помощью отдельного заземляющего устройства , так называемого "контура заземления" - трёх и больше стальных электродов, забитых в землю на глубину больше 2 метров.
Однако существует и другая возможность . Если ваш дом оснащён ленточным иди другим сплошным фундаментом достаточно большой площади, можно присоединиться к его арматуре и, таким образом специального заземлителя не потребуется . Как это правильно сделать и что об этом говорят правила - разбираем все плюсы и минусы !
Каким должен быть фундамент для заземления?
Ленточный фундамент Ленточный фундаментДля того, чтобы выполнять функцию заземляющего устройства, фундамент должен иметь :
- глубину ниже уровня промерзания , чтобы зимой в мороз и летом в засуху всегда контактировать с влажной почвой;
- внутреннюю арматуру (армирование), соединённую с помощью сварки - арматура, связанная проволокой не годится, так как имеет большое переходное сопротивление между арматуринами;
- достаточно большую площадь соприкосновения с землёй: столбчатый фундамент для этой цели не годится.
Что говорят о заземлении на фундамент Правила?
Давайте заглянем в ПУЭ и посмотрим, что наши правила говорят о таком способе заземления.
Для заземления электроустановок могут быть использованы искусственные и естественные заземлители. Если при использовании естественных заземлителей сопротивление заземляющих устройств или напряжение прикосновения имеет допустимое значение, а также обеспечиваются нормированные значения напряжения на заземляющем устройстве и допустимые плотности токов в естественных заземлителях, выполнение искусственных заземлителей в электроустановках до 1 кВ не обязательно .
"Естественный" заземлитель, о котором говорится в данном пункте правил - и есть наш фундамент . Если внимательно прочесть весь текст становится понятно, что сделать вывод о том, можно использовать ваш фундамент для заземления или нет можно только после замера его сопротивления - оно должно быть не больше 30 Ом (норма для повторного заземления в сети 380 Вольт - пункт 1.7.103 ).
И, для самых недоверчивых, ещё один пункт правил, который прямо указывает на фундамент, как на способ заземления ( 1.7.109 ):
В качестве естественных заземлителей могут быть использованы:
1) металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, в том числе железобетонные фундаменты зданий и сооружений .
Как правильно присоединиться к фундаменту?
Присоединение заземляющего провода к арматуре фундамента Присоединение заземляющего провода к арматуре фундаментаЛучше всего предусмотреть вывод ещё на этапе заливки , например вывести длинный болт , приваренный к арматуре за пределы бетонного объёма. Но если это не было сделано, не переживайте! Возьмите перфоратор и, в любом удобном для вас месте, начинайте долбить бетон - до тех пор, пока вы не наткнётесь на арматуру .
После этого, приварите к арматуре болт и присоедините к нему заземляющий провод, идущий в щиток (не меньше 10 квадрат для меди и 16 квадрат для алюминия), с помощью болтового наконечника. Для надёжности, смажьте наконечник токопроводящей смазкой и закрутите с дополнительной гайкой.
Не забудьте, что после присоединения, нужно замерить сопротивление заземления с помощью специального прибора. Если у вас его нет, вызовите электрика - это недорого, но необходимо.
Железобетонная арматура в качестве токоотвода: возможности и ограничения
В большинстве современных зданий имеются элементы конструкции, выполненные из железобетона. Его металлическая арматура может быть использована в качестве токоотвода, ведь прутья достаточно толстые. Действующие нормы молниезащиты допускают применение железобетонной арматуры в качестве токоотвода, но с нескольким оговорками, сформулированными в достаточно общей форме. Давайте разберёмся, в каких случаях можно смело соединять молниприёмник с арматурой, а в каких случаях от этого лучше воздержаться и сделать отдельные токоотводы.
Соединение прутьев арматуры
Железобетонные конструкции могут производиться либо на месте путем заливки бетона в опалубку на месте (монолитное домостроение), либо на заводе (блочное и панельное домостроение). В любом случае прутья арматуры перед заливкой должны быть механически соединены между собой.
Применяются следующие способы соединения прутьев: - Сварка. Наиболее надёжный способ, характерен для зданий больших размеров. Недостатками являются дороговизна и необходимость использования персонала высокой квалификации.
Вязка — самый простой и дешевый способ соединения прутов арматуры
- Вязка. Заключается в связывании прутов гибкой проволокой. Наиболее экономичный вариант, широко применяемый в индивидуальном домостроении. Но он подходит только для относительно тонкой арматуры. Применение вязки для прутов толще 16 мм разрешается только в исключительных случаях, когда другие способы неприменимы.
- Муфты. Соединение осуществляется путем запрессовки прутов в соединительную муфту, либо с помощью нанесения резьбовой насечки на прутья и применения резьбовых муфт. Соединять прутья таким образом можно только в одном направлении (как правило, вертикально). В перпендикулярном направлении соединение осуществляется вязкой. Данный способ довольно дорогой в реализации, но зато позволяет обеспечить высокую точность создания внутреннего каркаса без перекосов.
При панельном домостроении некоторые прутья выступают за периметр панели. Эти прутья используются для соединения панелей между собой при помощи сварки.
В блочном домостроении отдельные блоки могут иметь внутреннюю арматуру, но далеко не всегда блоки соединяются посредством сварки, обычно достаточно того, что они положены друг на друга и сцеплены цементным раствором.
Что написано в нормативных документах?
Согласно РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» п. 2.12 рекомендуется использовать в качестве токоотвода арматуру здания «при условии обеспечения непрерывной электрической связи в соединениях конструкций и арматуры с молниеприёмниками и заземлителями, выполняемых, как правило, сваркой».
Самым надёжным способом соединения прутов с точки зрения электрического контакта является сварка
В более позднем документе СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» п. 3.2.2.5 разрешается использовать железобетонную арматуру для токоотвода при соблюдении условия электрической непрерывности. В свою очередь, электрическая непрерывность в п. 3.2.2.5 указанного документа определяется как выполнение следующих условий:
- примерно 50 % соединений вертикальных и горизонтальных стержней выполнены сваркой или имеют жесткую связь (болтовое крепление, вязка проволокой);
- электрическая непрерывность обеспечена между стальной арматурой различных заранее заготовленных бетонных блоков и арматурой бетонных блоков, подготовленных на месте.
Расширение допустимых пределов возможности использования арматуры в качестве токоотвода отражает постсоветскую реальность, когда значительная часть домостроения из железобетона выполняется небольшими фирмами, а не крупными домостроительными комбинатами, ориентирующимися в основном на сварку. Кроме этого, разработчики Инструкции от 2003 г. явно имели в виду возможность использования инновационного по тем временам способа соединения прутьев с помощью муфт.
В то же время, применение СО 153-34.21.122-2003 для случая, когда прутья арматуры соединялись способом, отличным от сварки, потребует от специалистов по молниезащите выяснения подробностей строительства зданий. Для того, чтобы подстраховаться на случай разбирательств в будущем, вам потребуется получить от организации, строившей здание, справку об электрической непрерывности арматуры. Даже для новых зданий получение такого документа — сложная задача. А если молниезащита устанавливается на старое здание, которое подверглось реконструкции, получить официальную информацию по данному вопросу вообще невозможно. Остается только аппелировать к нормам РД 34.21.122-87, действующим до сих пор, и соглашаться на использование арматуры в качестве токопровода только в том случае, если прутья в арматуре соединялись только сваркой.
Электромагнитные воздействия
Для металлических токоотводов, устанавливаемых на здание, как РД 34.21.122-87, так и СО 153-34.21.122-2003 устанавливают правило: токоотводы должны располагаться на внешней стороне строения. Это правило обусловлено в том числе и необходимостью защиты установленной в доме электронной аппаратуры от электромагнитных влияний при попадании молнии. В том случае, если токоотвод проходит внутри здания, создаваемые им электромагнитные волны могут повредить аппаратуру.
Применительно к арматуре в нормативных документах требования обеспечить прохождения тока по стенам нет. Дело в том, что инструкции, в том числе и от 2003 г., создавались исходя из тенденций в архитектуре того времени, когда в здании с железобетонными несущими конструкциями, как правило, и стены делались железобетонными. Теперь же большое распространение получили здания, в которых несущие конструкции выполнены из железобетона, а вот стены сделаны из кирпича, легких пенобетонных блоков или стекол большого размера. При этом несущие конструкции установлены внутри и есть рабочие комнаты, находящиеся между ними и стенами здания. В таких строениях при использовании арматуры ток пойдет внутри здания и создаст описанные выше проблемы.
Таким образом, во избежание электромагнитных влияний при ударе молнии, использовать железобетонную арматуру в качестве токоотвода можно только в том случае, если из железобетона выполнены в том числе и стены здания, либо есть железобетонные несущие конструкции по периметру. Данное требование, к сожалению, не прописано напрямую в нормативных документах и вам придется найти способ обосновать его заказчику.
Можно ли использовать железобетонный фундамент в качестве заземления молниезащиты?
Современные здания, как правило, имеют в своем составе железобетонные конструкции и стоят на железобетонном фундаменте. Это обстоятельство значительно упрощает создание систем заземления. Действующие нормативные документы рекомендуют использовать в первую очередь естественные заземлители.
Применительно к заземлению электрооборудования до сих пор действует ГОСТ 12.1.030-81 «Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление». Применительно к системам молниезащиты сложилась гораздо более сложная ситуация, поскольку в них заземление должно пропускать через себя большой электрический заряд за короткий промежуток времени.
Особенности заземления для систем молниезащиты
Основным документом, регламентирующим устройство молниезащиты, является СО 153-34.21.122-2003 "Инструкция по молниезащите зданий, сооружений и промышленных коммуникаций". Но данный нормативный документ касается вопросов использования железобетонного фундамента в качестве естественного заземлителя очень кратко. В п. 3.2.3.3 говорится, что арматура должна отвечать требованиям п. 3.2.2.5, т.е. обеспечивать электрическую непрерывность соединения между элементами. Кроме этого, для предварительно напряженного бетона необходимо оценить воздействие протекающего электрического ток на предмет возможных механических воздействий. Остальные факторы (марка бетона, свойства почвы, защитное покрытие железобетонных конструкций) в Инструкции не рассматриваются, хотя они важны для оценки возможности использования фундамента в качестве заземления. Поэтому на практике приходится обращаться к документу РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений».
Согласно РД 34.21.122-87, п. 1.8, рекомендуется использовать естественные заземлители, кроме случаев, когда с целью защиты от агрессивных грунтов металлические элементы фундамента имеют эпоксидное или полимерное покрытие. Также запрещается использование фундамента для заземления системы молниезащиты при влажности грунта менее 3%. П. 1.8 Инструкции требует наличия непрерывного электрического соединения железобетонного фундамента с токоотводом по арматуре, причем соединение арматуры с закладными деталями должно быть выполнено сваркой.
Современный подход к заземлению для систем молниезащиты предусматривает нормирование не значения сопротивления растеканию, а типовых конструкций заземления. РД 34.21.122-87 рассматривает железобетонный фундамент в качестве одной из таких типовых конструкций. Согласно п. 2.2 Инструкции сказано, что для использования в качестве естественного заземления молниезащиты пригодны железобетонные фундаменты произвольной формы, имеющие площадь контакта с грунтом не менее 10 кв. м. Еще одно важное ограничение — фундамент не должны разрушаться при попадании молнии.
В то же время, агрессивные грунты в большинстве случаев представляют собой естественное природное явление, которое встречается даже в самых экологически чистых местностях. Соответственно, наличие у фундамента защитного покрытия - весьма распространенное явление. Применение при этом отдельного заземления зачастую нецелесообразно ни с технической, ни с экономической точек зрения. Другой вопрос, что такой фундамент должен обеспечить необходимый уровень электробезопасности при ударе молнии.
Агрессивные грунты и защита железобетона от их действия
В настоящее время вопросы защиты железобетонных конструкций от агрессивного воздействия грунтов регулируются в России межгосударственным стандартом ГОСТ 31384-2008 «Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Общие требования». Согласно этому ГОСТ, агрессивность грунта определяется по глубине, на которую бетон разрушается, либо теряет защитные свойства относительно стальной арматуры, за 50 лет. Слабая степень агрессивности — менее 10 см, средняя — от 10 см до 20 см, высокая — более 20 см.
К первичным методам защиты относят изменения состава бетона, а также комплекс проектно-конструкторских решений, снижающих уровень коррозии. Бетон должен быть более плотным, обеспечивать более надежную защиту стальной арматуры, чем обычно. К вторичным мерам относят нанесение на железобетонные конструкции защитных покрытий, а также обработка антисептиком, если причиной коррозии является действие бактерий.
Вторичная защита железобетона подразумевает нанесение специального покрытия
Для слабоагрессивных грунтов применяют в основном первичные методы защиты, а вторичные — по мере необходимости. В среднеагрессивных грунтах обязательно применение как первичной, так и вторичной защиты, причем последняя ограничивает доступ веществ, вызывающих коррозию, к железобетону. Наконец, в грунтах с высокой степенью агрессивности применяются в обязательном порядке и первичные, и вторичные методы защиты, причем вторичные методы должны полностью изолировать железобетон от действия агрессивной среды.
Влияние типа бетона и свойств почвы на параметры заземления
Удельное электрическое сопротивление водоупорного бетона, используемого для первичной защиты от агрессивных грунтов, значительно выше, чем у обычного. Это связано с более плотной структурой, содержащий минимальное количество пор. Для водоупорного бетона удельное объемное электрическое сопротивления может быть вычислено на основании данных о коэффициенте водопоглощения и марке по водонепроницаемости. Также встречаются сорта бетона, устойчивые к действию агрессивных сред за счет введения в их состав специальных присадок. Объемное удельное сопротивление таких сортов бетона определяется путем проведения измерений на конкретных образцах.
Возможность использования железобетонного фундамента в качестве заземления системы молниезащиты в значительной степени зависит от свойств грунта. Как правило, если грунт обладает высокой степенью агрессивности, использование фундамента в качестве заземления также невозможно, поскольку ГОСТ требует обеспечить полную изоляцию железобетона от агрессивной среды.
А вот с грунтами малой и средней степенями агрессивности вполне можно работать. Тем не менее, они накладывают свои ограничения не только в связи с тем, что мероприятия по защите увеличивают сопротивление растеканию. Агрессивные грунты обычно богаты сульфатами и хлоридами. В результате электролиза выделяются хлор и сера, которые вносят дополнительный вклад в разрушение железобетона. Поэтому для грунтов слабой и средней агрессивности для оценки способности фундамента «работать» заземлением в качестве критерия берется плотность тока, стекающего с арматуры (о том, где взять предельно допустимые значения этого параметра, будет сказано далее).
Методики оценки
В России до сих пор действует ГОСТ 12.1.030-81. “Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление.” У него есть справочное приложение “Оценка возможности использования железобетонных фундаментов промышленных зданий в качестве заземлителей”. Казалось бы, вот он, официальный нормативный документ, но… В качестве критерия пригодности взято сопротивление растекания. Этот критерий пригоден для расчета заземлений электроустановок, но в молниезащите он сейчас не применяется.
Выводы
Основные работы по созданию методик оценки применимости фундамента в качестве заземления были выполнены в нашей стране в 80-х — начале 90-х годов. С тех пор дальнейшее развитие данное научное направление получило лишь в РЖД для решения частных проблем по замене одного типа опор контактной сети на другой.
Можно ли делать заземление из арматуры
Как такового запрета на использование ребристой арматуры в качестве заземлителей нет. Главное чтобы заземлители не были окрашены, а их диаметр составлял не менее 16 мм. Материалами изготовления заземлителей может служить черная или оцинкованная сталь, а также медь.
Единственным ограничением на использование ребристой арматуры в качестве заземлителей является её быстрая коррозия в земле. Строительная арматура корродирует, что ухудшает свойства заземлительного контура в целом.
Также, при изготовлении, арматурные прутья закаляют, что приводит к ухудшению распределения тока по поверхности. Однако использовать арматуру для устройства заземлительного контура не запрещено правилами ПУЭ. Более того, раньше именно из арматуры и делали заземление в частных домах.
Что лучше всего использовать для заземлителей
В качестве заземлителей, наилучшим образом себя зарекомендовали стальные и медные штыри, диаметр которых составляет 16 и более мм. Такие штыри забиваются в грунт на определённом расстоянии друг от друга, но не менее чем их длина.
Штырей может быть несколько, здесь все во многом зависит от схемы заземления. Если это «треугольник», одна из самых эффективных систем заземления, то нужны будут три заземлителя, которые забиваются в землю по форме треугольника. Как правило, штыри заглубляют в землю не менее чем на глубину промерзания грунта.
Также для обустройства систем заземления применяют:
- Металлический уголок;
- Стальной прут;
- Трубы.
Плохо подходит для изготовления заземления чугунный металлопрокат. Лучше отказаться от идеи использовать в качестве заземлителей чугунные водопроводные трубы.
Основные компоненты заземления
Итак, вы определились с тем, что в качестве заземлителей будете использовать металлический уголок, прутья или арматуру. Если применяется уголок, то его размеры должны быть не менее чем 50 на 50 мм, а толщина стен составлять минимум 5 мм.
Для соединения трех уголков, которые забиваются в землю по форме треугольника, лучше всего использовать сварку и металлическую полосу шириной 40 мм. Важно соблюсти и определённые правила при монтаже заземлительного контура.
Правила монтажа заземления
Так, от стен дома, заземление должно быть расположено не менее чем на 1 метр. Вообще, заземлительный контур лучше всего располагать в таком месте, где никто не ходит. В случае утечки тока, данное место будет опасным, как для людей, так и животных.
При обустройстве заземления главное выдержать глубину, на которую будут забиваться штыри, и правильное расстояние между ними. Не допускается соединять заземлители друг с другом при помощи болтов.
Резьбовое соединение не способно обеспечить надежного контакта. Уже через год или два, в результате коррозии, контакт может отсутствовать и вовсе, а заземление не выполнять в результате этого своей основной функции.
Читайте также: