Блискавкозахист церков та храмів

Реальний приклад розрахунку блискавкозахисту для церкви дивіться на окремій сторінці.

практично всі культові споруди вважаються найбільш складними з архітектурно-будівельної точки зору об'єктами;
у таких будівлях, як правило, є куполи, хрести, півмісяці, флюгери, статуї та інші геральдичні композиції, вони є важливими елементами для організації систем блискавкозахисту;
як правило, дані споруди визнані предметами історико-художньої цінності та охороняються церквою та державою;
є культовими об'єктами з певними сакральними очікуваннями адептів тих чи інших релігійних конфесій.

Таким чином, з урахуванням перерахованих вище архітектурних особливостей цих культових споруд визначимо такі відмінні характеристики даних об'єктів:

будівлі церков, костелів, мечетей та ін. зводилися і зводяться зараз здебільшого з цегли або каменю. В окремих випадках застосовується метод монолітного будівництва із використанням збірного залізобетону. Тому дана характеристика є великим плюсом щодо пожежонебезпечності;
Ключовими архітектурними елементами при організації блискавкозахисту є металеві хрести або інші геральдичні знаки, а також бані (шпилі, мінарети та ін.), що мають металевий (рідше дерев'яний, просочений вогнезахисним складом) каркас і покриття з листової сталі або міді іноді з позолотою. Всі ці елементи можуть бути використані для прямого удару блискавки, але тільки якщо вони відповідають нормативним вимогам, які вказуються нижче. Якщо нормативів не дотримуються, необхідно використовувати окремі блискавки;
окремо, у плані архітектури, варто розглядати так зване «дерев'яне церковнезодчество», причому, як старовинне, і сучасне. У цих будівлях вся культова споруда, включаючи хрести та бані, споруджується з дерева, навіть металеві цвяхи не використовуються. Єдиний метал, який є – це дзвони. Прикладом цього підходу може бути історико-художній заповідник – Кіжі. Звісно, такі споруди є найбільш пожежонебезпечними, що має враховуватися під час організації систем блискавкозахисту. Єдиний варіант захисту - це встановлення блискавкоприймачів, наприклад, стрижнів, що височіють над хрестами, що дозволить захистити повністю всю споруду, разом з дерев'яними хрестами.

Останнім часом все частіше стали з'являтися «модерністські» рішення щодо виготовлення хрестів та куполів, а саме зі склопластику чи інших композиційних матеріалів на основі армованого вуглецю з подальшим напилюванням нітриду титану («під золото»). Такі конструкції вважаються непровідними, і організація блискавкоприймаючої частини блискавкозахисту вирішується або на етапі виготовлення конструкційних елементів, або будівництвом зовнішньої (у тому числі й окремо стоїть) системи блискавкоприймача, як і у випадку з дерев'яними конструкціями.

Як робити блискавкозахист церков та храмів

Рішення щодо блискавкоприймача

Використання хреста, півмісяця та символів інших конфесій на шпилі храму в ролі блискавкоприймача можливе якщо:

культовий предмет є провідним або виготовлений з металу;
відповідає (ГОСТ Р МЕК 62561.2-2014) наступним умовам, а саме: застосовується сталь (товщина стінки сталі від 2,5 мм, а загальне переріз від 50 мм2). При застосуванні виробів із нержавіючої сталі – товщина стінки 2 мм, перетин 50 мм2.

Щоб грамотно спроектувати систему зовнішньоїблискавкозахисту, фахівці виконують струмовідведення від хрестів (або від металоконструкцій, що їх підтримують) до заземлюючого пристрою. Крім того, відповідно до стандартів СО і РД, необхідно визначити зони захисту від можливих ударів блискавки, щоб перевірити, чи об'єм споруди повністю захищений таким природним блискавкоприймачем. У разі недостатності захисної зони вирішується питання додаткової установки блискавичних щоглів, або, можливо, використання блискавкоприймальних сіток на куполі храму. Захисні зони визначаються методом «захисного кута»(див.п.3.3.2 СО). Якщо храм є багатокупольним, то в кожному куполу визначається свій блискавкоприймач. На рівні струмовідводів поперечними провідниками, починаючи від нульового рівня, через кожні 15-20 м блискавкоприймачі об'єднуються в єдину систему блискавкозахисту. В якості природних блискавкоприймачів можуть використовуватися й інші частини культової будови (див.п.3.2.1.2 СО), наприклад, покрівля куполів і дахи храму, виконані, як правило, з металу. При цьому необхідне дотримання таких факторів:

виконання довготривалої електричної безперервності (контакту) між елементами покрівлі;
забезпечення нормативів по товщині металу покрівлі, що не пропалюється ударом блискавки (для заліза не менше 4-х мм, для інших матеріалів ще більше);
допустима мінімальна товщина покрівлі 0,5 мм, якщо немає прямої загрози займання простору під покрівлею та пропалювання даху;
відсутність ізоляції покрівлі, але при цьому допустиме антикорозійне покриття (товщина трохи більше 0,5 мм).

Для дерев'яних храмів, які мають токонепровідні хрести та куполи, блискавкоприймачі виконуються у вигляді штирьової конструкції, закріпленої на хресті за допомогою ізолюючих кріплень або скоб, рідше у вигляді окремомачтових блискавкозахисних систем, що стоять.

Рішення щодо струмовідводів

Від кожного блискавкоприймача до заземлювача повинно йти як мінімум два струмовідводи. Для найбільш рівномірного розтікання струму блискавки рекомендується робити рівномірно розташовану по периметру, як правило, по кутах будівель, струмовідвідну систему. Для храмів, що мають вогнетривкі кістяки, струмовідводи кріпляться прямо по стінах знань (можна під штукатурку), а також використовуються природні у вигляді кістяків металоконструкцій будівель із збірного або монолітного залізобетону. Мінімальні перерізи для організації блискавкозахисної системи – від 16 мм2 (мідь) до 50 мм2 (сталь). Для спалахуваних конструкцій храмів струмовідводи кріпляться на ізоляторах, або на металевих скобах, що забиваються в остов будівлі на відстані від поверхні стіни не менше 0,1 м (див. П.3.2.2.4.СО). У межах доступності по висоті дотику людини струмовідводи слід ізолювати.

Рішення щодо заземлення

Заземлення для культових споруд виконується, як правило, за схемами, призначеними і для звичайних цивільних споруд: у вигляді замкнутого контуру на глибині не менше 0,5 м і на відстані не менше 1 м від периметра будівлі, опір заземлення при цьому не повинен перевищувати 10 Ом. Проте розрахунки показують, що заземлення, виконане за нормами РД, дає «напруга кроку», при питомому опорі грунту від 500 до 1000 Ом*м, що перевищує 50 кВ, при силі струму блискавки 30 кА. Для місць великого скупчення людей, якими є церкви та храми, це викликає небезпеку ураження струмом, у тому числі і від дотику до не ізольованих частин струмовідводів. Тому, на відстані 3 м від стін будівлі, по периметру, в зоні розміщення заземлювального контуру рекомендується виконувати захисне покриття з асфальту, гравіючи іншого діелектричного матеріалу. Для найбільш надійного заземлення можна використовувати глибинні заземлювачі на основі збірних модульних систем із ізольованими струмовідводами. Захисне заземлення, як правило, виконується суміщеним із захисним (робітником). Для забезпечення безпеки парафіян та служителів культу від діючих електроустановок використовується захисне заземлення та система вирівнювання потенціалів. Крім організації систем зовнішнього блискавкозахисту храму не варто забувати і про забезпечення внутрішніх блискавкозахисних систем: УЗІП, ПЗВ, АЗС та ін, т.к. вихід з ладу системи електропостачання призводить до зупинки систем життєзабезпечення, таких як системи пожежогасіння та сигналізації, вентиляції та кондиціювання тощо.

Висновок

Проблема блискавкозахисту храмів не є суто сучасним явищем і має свою історичну ретроспективу. З літописів відомо, що перша така система була застосована при будівництві Єрусалимського храму в Х столітті до н. Пізніше застосування штирьових блискавкозахисних систем, зокрема і захисту культових споруд, належить Бенджамину Франклину (1752 р., США). В Україні першу систему блискавкозахисту застосували для забезпечення безпеки Петропавлівського собору в Петербурзі в 1756 р. З найважливіших об'єктів, обладнаних системами блискавкозахисту і побудованих за вищеописаними технологіями, відомий храм Василя Блаженного (м. Москва). У цій культовій споруді блискавкоприймачами служать хрести. У Михайло-Архангельському кафедральному соборі (місто Архангельськ) – щогла блискавкоприймача розташовується на 3 м. вище за найвищу точку храму і забезпечуєзахисну зону радіусом щонайменше 36 м., архітектурно – історичний заповідник Кіжі – типовий захист «дерев'яного церковного зодчества». Сподіваємося, що наші методичні матеріали допоможуть вам при проектуванні блискавкозахисту навіть для таких складних об'єктів, як храми та інші культові споруди.