Можно ли использовать винтовые сваи как заземление – требования к устройству. Заземление фундамента

Безопасность здания - одна из главных характеристик, определяющих степень готовности объекта к сдаче в эксплуатацию. Одни из ключевых параметров электробезопасности при строительстве дома на сваях - правильно организованное заземление на свайный фундамент. Большинство специалистов рекомендуют при создании заземления применять в качестве проводника винтовые сваи.

Винтовое свайное основание и его заземление

Многие люди задаются вопросом: подходит ли свайный фундамент на винтовых сваях для организации надежного заземления? С одной стороны, глубокое расположение свайного фундамента - обстоятельство, указывающее в пользу создания надежной заземлительной системы.

Однако следует иметь в виду, что сваи до установки их в грунт зачастую обрабатывают лакокрасочными материалами, содержащими полиуретановые смолы. Особенность этих красок в том, что они - отличные диэлектрики. Хотя такие поверхности отличаются повышенной устойчивостью к коррозии (что продлевает срок эксплуатации металла), их нельзя использовать в заземлительном контуре.

Таким образом, заземление свайного фундамента на винтовых сваях - допустимый вариант только при отсутствии диэлектрических покрытий. Для защиты свай от коррозии нужны специальные токопроводящие краски или оцинкованное покрытие.

Обратите внимание! Некоторые строительные компании, желая сэкономить, используют для покраски свай дешевые виды лакокрасочных материалов. В результате покрытие обсыпается уже на этапе ввинчивания опоры в грунт.

Преимущества и недостатки винтовых опор

Винтовые сваи характеризуется целым рядом очевидных преимуществ:

1. Нет нужды в масштабных земляных работах, так как сваи устанавливаются путем ввинчивания в грунт.
2. Уменьшаются финансовые затраты на возведение объекта.
3. Основание обладает достаточной прочностью.
4. Продлеваются сроки эксплуатации свай, что обусловлено достаточной толщиной их стенок.
5. Упрощается монтаж заземлительного контура.
6. Качественное заземление обеспечивается благодаря обширным металлическим поверхностям.

В то же время имеются у винтовых опор и недостатки:

1. Сварные швы - не лучшее решение для создания соединений при обустройстве заземления. Такие участки коррозируют прежде всего.
2. Срок службы винтовых свай существенно сокращается, если поблизости присутствуют источники утечки тока в грунт - заземленная электроподстанция, железная дорога или сотовые передатчики.

Оцинкованные винтовые опоры

Для создания заземления на свайном фундаменте многие специалисты рекомендуют применять оцинкованные опоры. Производство защитных покрытий предполагает обработку базового металла по одной из двух возможных технологий:

1. Холодная оцинковка поверхности. Антикоррозионный слой создается за счет нанесения цинкосодержащих лакокрасочных материалов.
2. Горячая оцинковка. Метод состоит в нанесении на основу расплавленного цинка. Технология доступна к применению только в заводских условиях.

Винтовые опоры с покрытием, выполненным холодным способом, подходят по показателям электропроводимости, но совершенно неустойчивы к износу. Антикоррозионное покрытие быстро разрушается, часто еще при установке свай, так как происходит сильное трение поверхности опоры о грунт. Это обстоятельство делает такие покрытия нежелательным выбором для создания заземлительной системы.

У винтовых свай, обработанных по горячей технологии, недостаток, связанный с низкой износостойкостью, отсутствует. Антикоррозионный слой на таких опорах имеется как на внешних сторонах конструкции, так и на внутренних. Особенность горячей оцинковки такова, что покрытие обладает способностью к самовосстановлению на молекулярном уровне при небольших повреждениях. Единственный существенный недостаток горячей оцинковки - высокая стоимость работ, что резко сокращает круг возможных потребителей, особенно в частном строительстве.

Установка свайного основания с заземлением

Заземлительный контур для здания выполняется в виде замкнутой системы, по форме чаще всего как равносторонний треугольник. По вершинам углов располагают винтовые опоры, задействованные в качестве электродов (заземлительных устройств). Сваи вкручивают так, чтобы они находились ниже уровня промерзания грунта. Точная величина заглубления устанавливается, исходя из нормативов, принятых для того или иного региона. До начала работ производится проба грунта.

Промышленность выпускает определенные типоразмеры винтовых опор. Для заземления частного дома в наибольшей степени подходят сваи диаметром 57 миллиметров и длиной от 2 до 2,5 метра. Такие опоры применимы к условиям большей части регионов с умеренным климатом.

Работы выполняются в таком порядке:

1. Для создания системы заземления подбирают площадку, удаленную от фундамента здания по крайней мере на 1 метр.
2. Проводят разметку участка под дальнейшую установку винтовых свай. Дистанция между отмеченными точками должна быть равна длине опоры или превышать этот показатель.
3. Намеченные точки на вершинах треугольника объединяют траншеей, выкопанной по периметру геометрической фигуры. Рекомендуемая глубина траншеи - не менее 50 сантиметров.
4. По вершинам углов завинчивают опоры.
5. После выполнения соединений (сваркой или, что более предпочтительно, болтами) конструкция превращается в замкнутый контур. В качестве соединителей используют какие-либо металлические изделия (лента, трубы и т. п.). Толщина металлической ленты не должна быть меньше 4 миллиметров. Соединения обрабатывают антикоррозийным составом.
6. От одного из углов контура заземления копают еще одну траншею, направленную к распредщиту. В траншею кладут соединительный проводник.
7. Проводник скрепляют гайкой с заранее приваренным к обвязочному контуру болтом. Оставшийся конец проводника стыкуют с главной шиной заземления распредщита.

Для уменьшения сопротивления заземлителя рекомендуется соединить его с естественными заземляющими предметами.

К числу таковых относят:

• находящиеся в земле водопроводы и другие металлические трубные коммуникации (за исключением труб с горючими составами);
• железобетонные и металлические конструкции зданий, находящиеся в прямом контакте с почвой;
• обсадные трубы скважин.

Важно! До начала работ по установке заземления необходимо изучить ПУЭ (правила устройства электроустановок).

Проверка системы заземления

Когда монтаж закончен, нужно протестировать сопротивление контура заземления. В соответствии с правилами устройства электроустановок показатель сопротивления для электросети с напряжением 220 Вольт не должен превышать 30 Ом.

Замеры осуществляют в сухую погоду (в такие периоды наблюдается наибольшее сопротивление грунта). Если результаты измерений в пределах нормы, траншею с заземлительным контуром засыпают землей, после чего заземление готово к эксплуатации.

Прежде чем приступать к заземлению свайного фундамента, необходимо провести консультацию со специалистами по энергоснабжению, обслуживающими участок, на котором расположен фундамент. Мастера дадут рекомендации относительно правильного составления расчетов и подбора материалов, предоставят технические регламенты.

Ответ: Для заземления электроустановок следует использовать в первую очередь естественные заземлители. К ним относят: металлические части (арматуру) железобетонных конструкций, например фундаментов опор линий электропередачи и подстанций, фундаментов зданий; металлические подземные коммуникации (трубопроводы, броня и оболочки кабелей); некоторые наземные коммуникации (рельсовые пути) и др. Если естественные заземлители обеспечивают выполнение требований, предъявляемых к параметрам заземляющих устройств, то искусственные заземлители нужно применять, лишь когда необходимо уменьшить токи, протекающие по естественным заземлителям или стекающие с них в землю. Таким образом, в ряде случаев можно ограничиваться только использованием естественных заземлителей и отказаться от искусственных, что дает обоснованное снижение затрат материалов, труда, капиталовложений при монтаже и облегчает эксплуатацию заземляющих устройств. Уже накоплен опыт и известны результаты внедрения решений об отказе при определенных условиях от искусственных заземлителей и использовании конструкций промышленных зданий в качестве естественных заземлителей на некоторых предприятиях страны. При выполнении этих решений руководствуются документами Главэлектромонтажа Минмонтажспецстроя, согласованными с Госстроем (Технический циркуляр № 9-6-186/78 «Об использовании железобетонных фундаментов промышленных зданий в качестве заземлителей». Унифицированное задание строительным, проектным организациям по использованию металлических и железобетонных конструкций зданий в качестве заземляющих устройств). Технические требования, содержащиеся в унифицированном задании, являются временными, так как ведутся дальнейшие лабораторные и натурные исследования для их уточнения и возможного расширения применения естественных заземлителей. В настоящее время использование железобетонных фундаментов зданий в качестве заземлителей считается возможным лишь в грунтах влажностью не менее 3 % (из-за высокого электрического сопротивления бетона при меньшей влажности) и только при воздействии на фундаменты неагрессивных или слабоагрессивных грунтовых вод при отсутствии гидроизоляции или при защите поверхности фундаментов битумным (либо битумно-латексным) покрытием в соответствии с требованием СНиП 11-28-73. Железобетонные конструкции, находящиеся в средне- или сильноагрессивных средах, нельзя использовать в заземляющих устройствах, так как это может усилить коррозию конструкций. Не допускается также (до принятия решений по окончании исследований) использовать в заземляющих устройствах железобетонные конструкции (плиты, балки, фермы, колонны) с напрягаемой арматурой, а также металлические и железобетонные конструкции зданий, относимых к первой категории по молниезащите, для защиты этих зданий от прямых ударов молний. Однако и с учетом приведенных ограничений использование конструкций зданий в качестве заземляющих устройств дало на ряде объектов возможность полностью отказаться от выполнения искусственных заземлителей в грунте, резко сократить протяженность заземляющих проводников внутри зданий и получить существенный экономический эффект. Для использования в заземляющих устройствах все элементы металлических и железобетонных конструкций (фундаментов; колонн; ферм; стропильных, подстропильных и подкрановых балок) соединяют так, чтобы имелась непрерывная электрическая цепь по металлу. В железобетонных колоннах, кроме того, предусматривают закладные детали на каждом этаже здания для подсоединения заземляемого электрического и технологического оборудования. Имеющиеся в зданиях сварные, а также болтовые или заклепочные соединения металлических колонн, ферм и балок достаточны для непрерывности электрической цепи. В местах, где отдельные элементы металлоконструкций не имеют таких соединений, предусматривают приварку гибких перемычек сечением не менее 100 мм 2 . Сборные железобетонные фундаменты рекомендовано использовать в качестве заземлителей в тех случаях, когда имеется возможность металлического соединения арматуры отдельных блоков между собой. В свайных фундаментах соединяют вертикальную арматуру свай с арматурой ростверка или с арматурой фундаментных блоков электродуговой сваркой. Пространственные металлические каркасы колонн и стаканов фундаментов, а также арматурные сетки их подошв сваривают точечной сваркой на контактных машинах в соответствии с требованиями СН 393-78. При ручной электродуговой сварке закладных деталей и перемычек руководствуются также требованиями СН 102-76. Рекомендованы закладные детали (изделия) в виде отрезков из угловой стали 63X63X5 длиной 60 мм, привариваемые к арматуре и выступающие на поверхность бетона; металлические перемычки - в виде металлических стержней диаметром не менее 12 мм, привариваемых к закладным деталям. Указания приведенного выше циркуляра 9-6-186/78 согласованы с Главгосэнергонадзором. Институтом Сельэнергопроект они рекомендованы к применению и в сельскохозяйственном производстве. В циркуляре изложена методика расчета сопротивления фундаментов, используемых в качестве заземлителей и выравнивающих проводников. Аналогичные расчеты проведены институтом Энергосетьпроект для фундаментов опор ВЛ. Если на здании сооружается молниеприемная (молниезащитная) сетка, то ее соединяют перемычками в непрерывную электрическую сеть с колоннами, используемыми в качестве токоотводов, и с фундаментами, используемыми в качестве заземлителей. К сетке присоединяют все выступающие над кровлей металлические устройства - вентиляционные шахты и др. При использовании в качестве естественных заземлителей труб водопровода нужно устанавливать на водомерах и задвижках металлические перемычки. При ремонте, когда необходимо снять перемычку, заранее должна быть установлена другая перемычка. Присоединять заземляющие проводники от электрооборудования к линии водопровода нужно за водомером, определяя направление от потребителя воды. Использовать трубопровод канализации не разрешается, так как канализационные трубы не имеют надежного электрического контакта в стыках. На подстанциях естественными заземлителями могут являться железобетонные стойки под оборудование, закрепленные в грунте, и другие конструкции. Малое электрическое сопротивление имеют стойки, изготовленные из бетэла (бетон электротехнический). На линиях электропередачи в качестве естественных заземлителей на протяжении ряда лет используются железобетонные подножники и сваи в наиболее распространенных грунтах с удельным сопротивлением до 300 Ом-м, т. е. глинах, супесях и т. п. Систематические наблюдения и исследования показали, что не только в таких грунтах, но и в песчаных и скальных грунтах наблюдается постоянное увлажнение бетона за счет капиллярного подсоса влаги из прилегающих слоев земли, вследствие чего железобетонные фундаменты через несколько месяцев после их установки становятся естественными заземлителями с мало меняющимися в течение года значениями сопротивлений. Это дало основание рекомендовать их использование в грунтах с сопротивлением не только 300, но и до 1000 Ом-м, что дает экономию металла и затрат (табл. 1). Кроме описанных выше естественных заземлителей, ими могут служить и различные другие, например металлические трубопроводы для негорючих жидкостей, обсадные трубы артезианских колодцев. Таблица 1. Сокращение длины протяженных заземлителей при учете проводимости фундаментов опор, используемых в качестве естественных заземлителей в грунтах с эквивалентным удельным сопротивлением р от 500 до 1000 Ом-м

Напряжение воздушной линии кВ	Тип опор	р. Ом м	Длина одного протяженного заземлителя. м
без учета фундамента	с учетом фундамента
110-220	Одностоечные* на оттяжках	600-600 600-700 700-800 800-1000	20 25 30 35	10 15 20 30
110-330	Портальные железобетонные	500-700 700-800 800-1000	25 30 40	20 25 35
110-220	Одностоечные металлические	500-600 600-700 700-800 800-1000	20, 25 30 35	10 15 20 30
330-500	Одностоечные металлические	500-600 600-700 700-800 800-100	20 25 30 35	5 10 15 20
500-750	Анкерно-угловые трех- стоечные	500-650 650-800 800-1000	15 20 25	-2 _2 -2
500-750	Портальные на оттяжках	500-700 700-800 800-1000	20 25 30	10 15 20

*Одностоечные железобетонные опоры не включены, так как учет проводимости их подземной части в грунтах с Р=500-11000 Ом-м практически не влияет на значение сопротивления растекания.
**Прокладываются лишь перемычки между стойками опоры. Во всех случаях применения естественных заземлителей их конструкция должна отвечать условию, чтобы протекающие при коротком замыкании токи не превышали допустимых для каждого элемента заземлители. Это требование должно обеспечиваться в течение всего заданного числа лет эксплуатации электроустановки, т. е. и тогда, когда стальные элементы заземлители могут уменьшить свои размеры и сечение вследствие коррозии.

Организация электробезопасности является одним из основных требований при вводе в эксплуатацию жилых помещений, частных домов или отдельно стоящих хозяйственных построек. Удар молнии или короткое замыкание может привести не только к материальным потерям, но и повлечь за собой более трагические последствия. Предотвратить подобные случаи позволяет сооружение надежного заземляющего контура. Среди многочисленных вариантов его устройства некоторые профессиональные строители рекомендуют использовать в качестве электродов заземления винтовые сваи. Однако специалисты, работающие в электротехнической отрасли, ставят под сомнение целесообразность такого применения изделий, поэтому единого мнения на этот счет не существует.

Винтовойсвайный фундамент и заземление

Среди объективных преимуществ применения винтовых свай в малоэтажном строительстве стоит выделить, прежде всего, отсутствие большого объема земляных работ, сравнительно низкую стоимость возведения и достаточную степень прочности основания будущей постройки. При этом многие частные застройщики задаются вопросом – можно ли использовать в качестве заземления сам фундамент возводимой свайно-винтовой конструкции и как это может отразиться на ее эксплуатационных характеристиках.

Казалось бы, значительное заглубление опор основания постройки предоставляет исключительную возможность качественного заземления домашней электрической сети. Однако стоит помнить, что винтовые сваи для повышения ресурса эксплуатации фундамента обрабатываются различными антикоррозионными лакокрасочными составами. Изготовленные, как правило, на основе полиуретановых смол, такие покрытия делают опору непригодной для использования в качестве заземления, так как являются хорошим диэлектриком.

Винтовые сваи, которые можно использовать для заземления, не должны иметь нанесенных диэлектрических покрытий.

Некоторые частные застройщики в целях максимальной экономии средств применяют для возведения свайного фундамента винтовые опоры, изготовленные кустарным способом. Их антикоррозийное покрытие, чаще всего, представляет собой нанесенный тонкий слой дешевой масляной краски, который разрушается уже при ввинчивании опоры в грунт. Из-за электролитической коррозии посредством блуждающих подземных токов, такое фундаментное основание быстро приходит в негодность, а создание заземляющего контура из свайного поля возводимого фундамента лишь ускорит процесс его разрушения.

Для заземления дома наиболее оправданным является применение оцинкованных винтовых свай. Существуют разные технологии нанесения подобного антикоррозийного покрытия:

• холодный метод оцинкования, при котором нанесение защитного слоя производится цинкосодержащими красками;
• горячая оцинковка, предусматривающая покрытие изделия горячим цинком в условиях промышленного производства.

Винтовые сваи холодной оцинковки не рекомендуется применять для заземления в силу нестойкости покрытия к истиранию. Нанесенный защитный слой легко счищается с обработанной поверхности при прохождении сваями пластов песчаника или известняка еще на этапе их вкручивания в грунт. Со временем, изделия с таким покрытием начнут неминуемо коррозировать и придут в негодность.

Подобного недостатка лишены винтовые опоры, антикоррозийная обработка которых производилась горячим цинком. Более того, сплошное защитное покрытие, присутствующее как на наружных, так и на внутренних поверхностях полой сваи, при незначительных повреждениях имеет способность к самовосстановлению на молекулярном уровне. Однако стоимость таких изделий сравнительно высока, что является ограничением их применения в индивидуальном строительстве.

Решая проблему заземления фундамента, необходимо руководствоваться требованиями Правил устройства электроустановок (ПУЭ).

Нормативы предписывают сооружение заземляющего контура зданий только в виде отдельной конструкции! Таким образом, категорически не рекомендуется производить какие-либо подключения непосредственно к самому свайному полю или ленте винтового фундамента.

Оцинкованные винтовые сваи, антикоррозийное покрытие которых нанесено по горячей технологии, более всего подходят для заземления. От правильности его устройства во многом зависит электробезопасность домовой сети и надежность в исполнении возложенных на нее защитных функций.

Устройство защитного заземления винтовыми сваями

Сооружаемая конструкция для заземления дома обычно представляет собой металлический замкнутый контур в форме равностороннего треугольника. В вершинах его углов располагают винтовые сваи, использующиеся в качестве заземляющих электродов. Их заглубление производится ниже отметки уровня промерзания грунта, величина, которой принимается на основе усредненных значений для конкретного региона за последние несколько лет.

Исходя из производимого промышленностью стандартного ряда типоразмеров, для устройства заземляющего контура вполне подойдет использование винтовых опор диаметром 57 мм. При стандартной длине, составляющей 2-2,5 метра, изделия можно применять в большинстве регионов с умеренным климатом. Выполнение работ производится в следующей последовательности.

1. Под сооружение заземляющего контура выбирается подходящая площадка на удалении не менее 1 метра от фундамента дома и производится разметка под расположение вкручиваемых винтовых свай. При этом необходимо учитывать, что расстояние между намечаемыми точками не должно быть меньше длины самой опоры.
2. Намеченные точки вершин треугольника соединяют между собой прорываемой по его периметру траншеей, глубина которой должна составлять не менее полуметра.
3. В вершинах углов вкручивают винтовые сваи.
4. Элементы конструкции соединяют между собой в замкнутый контур при помощи сварки. При этом можно использовать различный металлопрокат, толщина сечения которого составляет не менее 4 мм. Проваренные места обрабатывают антикоррозийными составами.
5. Со стороны одного из углов сооружаемой конструкции прорывают еще одну траншею в направлении к распределительному электрощиту. В нее укладывают соединительный проводник.
6. Крепление проводника производят обычным гаечным соединением на предварительно приваренный к обвязочному контуру болт. Второй конец подсоединяют к главной заземляющей шине силового распределительного щитка.

После окончания монтажа необходимо проверить сопротивление заземляющего контура. Согласно ПУЭ, его значение для электрической сети напряжением 220 В не должно быть более 30 Ом. Измерения производят в сухую погоду (при максимальном сопротивлении самого грунта). Если проведенные измерения удовлетворяют техническим нормам эксплуатации, можно приступать к обратной засыпке траншеи.

Преимущества и недостатки устройства заземления винтовыми сваями

Преимущества использования винтовых свай обусловлены, прежде всего, удобством монтажа сооружаемой заземляющей конструкции. Ввинчивание опоры освобождает от значительного объема земляных работ. Толщина стенки сваи, составляющая от 3 до 5 мм, гарантирует длительные сроки эксплуатации, а большая площадь поверхности – надежность заземления.

Тем не менее, некоторые специалисты указывают на то, что наличие сварных швов является недопустимым для элементов конструкций, применяемых для заземления объектов. Места сварки в первую очередь подвергаются электролитической коррозии. Присутствие вблизи заземленной постройки электроподстанции, железнодорожных путей или вышек сотовой связи, где высока вероятность утечек электричества в грунт, приводит к существенному сокращению сроков эксплуатации и разрушению винтовой сваи.

До проведения работ по устройству заземляющей конструкции частного дома рекомендуется обратиться за консультацией к сотрудникам из обслуживающей данный район сетевой организации энергоснабжения. Они помогут произвести расчеты для качественного заземления, посоветовать, какие материалы лучше использовать, а также, при необходимости, составят проектную документацию.

4.9. Молниезащита

4.9.1. Устройство молниезащиты должно соответствовать требованиям «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений», а также настоящей Инструкции.

4.9.2. Устройства молниезащиты (молниеотводы) должны включить в себя молниеприемники, непосредственно воспринимающие на себя удар молнии, токоотводы и заземлители.

4.9.3. Стержневые молниеприемники должны быть изготовлены из стали (круглой, полосовой, угловой, трубчатой) любой марки сечением не менее 100 мм 2 , длиной не менее 200 мм и укреплены на опоре или непосредственно на самом защищаемом здании или сооружении.

Тросовые молниеприемники должны быть изготовлены из стальных многопроволочных канатов сечением не менее 35 мм 2 .

4.9.4. Токоотводы, соединяющие молниеприемники всех видов с заземлителями, следует выполнять из стали. Их размеры должны соответствовать приведенным ниже:

1 Применяются только для выравнивания потенциала внутри зданий и для прокладки наружных контуров на дне котлована по периметру здания.

4.9.5. Молниеприемная сетка должна быть выполнена из стальной проволоки диаметром не менее 6 мм, уложена на неметаллическую кровлю здания сверху или под несгораемые или трудносгораемые утеплитель или гидроизоляцию. Размер ячеек сетки должен быть не более 6х6 м. Сетка в узлах должна быть соединена сваркой.

В зданиях с покрытиями по металлическим фермам или балкам молниеприемную сетку на кровле не укладывают. В этом случае несущие конструкции покрытия должны быть связаны токоотводами из стальных стержней марки А1 диаметром 12 мм. Все металлические детали, расположенные на кровле (трубы, вентиляционные устройства, водосточные воронки и т.п.) должны быть соединены с молниеприемной сеткой молниеотводами. На неметаллических возвышающихся частях зданий следует дополнительно уложить металлическую сетку и соединить ее при помощи сварки с молниеприемной сеткой на кровле.

4.9.6. При прокладке молниеприемной сетки и установке молниеотводов следует использовать на защищаемом объекте всюду, где это возможно, в качестве токоотводов металлические конструкции зданий и сооружений (колонны, фермы, рамы, пожарные лестницы и т.п., а также арматуру железобетонных конструкций) при условии обеспечения непрерывной электрической связи в соединениях конструкций и арматуры с молниеприемниками и заземлителями, выполняемых, как правило, сваркой.

4.9.7. Если строительные конструкции здания используются для молниезащиты, то устройство молниезащиты здания с использованием строительных конструкций включает в себя молниеприемную сетку (или стержневые молниеотводы), соединенную с помощью металлических перемычек с арматурой колонн (или металлическими колоннами, см. рис. 1) и железобетонных фундаментов-заземлителей.

Для соединения с арматурой колонн, используемой в качестве токоотводов, молниеприемная сетка приваривается к специальным соединительным изделиям, заложенным в швы между плитами перекрытия. Примеры узлов, обеспечивающих непрерывность электрической цепи в системе молниезащиты в зданиях со сборным железобетонным каркасом, даны на рис. 23, 24.

4.9.8. Железобетонные фундаменты зданий и сооружений, наружных установок, опор молниеотводов следует, как правило, использовать в качестве заземлителей молниезащиты при условии обеспечения непрерывной электрической связи по их арматуре и присоединения ее к закладным деталям с помощью сварки.

Битумные и битумно-латексные покрытия не являются препятствием для использования фундаментов. В средне- и сильноагрессивных грунтах, где защита железобетона от коррозии выполняется полимерными покрытиями, а также при влажности грунта менее 3% использование железобетонных фундаментов в качестве заземлителей не допускается.

4.9.9. Металлические конструкции и корпуса всего электротехнического оборудования и аппаратов, находящихся в защищаемом здании, должны быть присоединены к заземляющему устройству электроустановок, о чем должны быть даны указания в электротехнической части проекта.

Примеры строительных заданий, разрабатываемых электриками, схем устройства молниезащиты, а также примеры решений конструктивных узлов приведены в альбоме «Заземление и молниезащита одноэтажных и многоэтажных зданий промышленных предприятий с использованием типовых строительных конструкций в качестве заземляющих устройств и токоотводов» (ТПД 5.407-134.В.О.).

ОБО БЕТТЕРМАНН: ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА ФУНДАМЕНТНЫХ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ

Сергей Соловьев , технический специалист ООО «ОБО Беттерманн»

Заземление является неотъемлимым элементом внешней системы молниезащиты строения. Заземлитель отводит ток молнии в грунт, что позволяет снизить перенапряжения в сети. Заземлитель, установленный в бетонном фундаменте здания, – один из возможных видов такого устройства.

Требования к фундаментным заземлителям, их конфигурации и исполнению изложены в Инструкции по молниезащите зданий и сооружений РД 34.21.122-87.

Эти устройства должны соответствовать отраслевым нормам, действующим в российской электроэнергетике, и требованиям ПУЭ.

При этом необходимо учитывать, что фундаменты полностью тепло- и/или гидроизолированные не могут служить заземлителями. Если фундаменты изолированы по принципу «черной ванны» (многослойной конструкции с применением битума) или с помощью других подобных технологий, то необходимо устраивать дополнительное заземление в грунте.

ОБО Беттерманн – признанный лидер в производстве компонентов для систем заземления с повышенной стойкостью к коррозии. Выпускаемая компанией гамма элементов и конструкций позволяет создать эффективный заземлитель для строений с различными типами фундаментов.

УСТРОЙСТВО ФУНДАМЕНТНЫХ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ

Фундаментный заземлитель должен быть выполнен как замкнутый контур и проложен в фундаментах наружных стен под самым нижним изоляционным слоем (под гидрозамком). Это же относится и к сооружениям, которые строятся с использованием фундаментных плит.
В фундаментах из армированного бетона заземлитель должен быть проложен по самому нижнему ряду арматуры (рис. 1).
В крупногабаритных зданиях нужно выполнять поперечные связи, чтобы внутри контура заземления были ячейки размером 20 - 20 м (уменьшение размера ячеек увеличивает эффективность заземляющего устройства).
Для защиты от коррозии и механического воздействия фундаментный заземлитель необходимо со всех сторон плотно обмуровать слоем бетона толщиной не менее 5 см. Его можно также укладывать непосредственно в траншею, зафиксировав перед бетонированием на дистанционных опорах.
Заземлитель выполняется из оцинкованной полосовой стали сечением минимум 30 . 3,5 мм (толщина цинкового покрытия – 70 мк) или из оцинкованной круглой стали диаметром минимум 10 мм (толщина покрытия – 50 мк). Особую важность имеет цинковое покрытие выпусков из бетона, например лепестковых контактов для уравнивания потенциалов.
Соединение фрагментов полосовой стали между собой или с фрагментами круглой стали допускается только в теле бетона. Но даже здесь, как показывает практика, нужна особая тщательность, иначе еще до бетонирования стыки начинают расходиться. Если требуются дополнительные соединения в грунте вне фундамента, то они должны быть не только качественно выполнены вручную с помощью клемм, винтовых связей или сварки, но и надежно изолированы. Проектирование фундаментного заземлителя, который будет одновременно служить как заземлитель молниеотвода, должно начинаться на ранней стадии работы над проектом, чтобы учесть все необходимые детали – стыки и точки заземления – и спланировать их выполнение при организации работ (рис. 2).
В сооружениях из сборных элементов устройство фундаментного заземлителя, соединения и возможные изменения в процессе работ также должны быть предусмотрены заранее.
Точками заземления являются прочно заделанные в бетон или в кладку точки подключения, которые связаны фундаментным заземлением (рис. 3) и могут быть задействованы в нужный момент. В промышленных зданиях целесообразно оборудовать точкой заземления каждую колонну на всех этажах.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ В ФУНДАМЕНТАХ С ИЗОЛИРОВАННЫМ ПЕРИМЕТРОМ

Теплообмен здания с внешней средой ограничивается благодаря изоляции периметра, т.е. изоляции стен и фундаментов, соприкасающихся с грунтом. Удельное сопротивление изоляционных плит периметра значительно выше, чем бетона, поэтому теплоизоляция функционирует одновременно как электроизоляция.
Если заземлитель проложен в ленточном фундаменте, внешняя поверхность которого обмурована теплоизоляцией, то следует рассчитывать на высокое сопротивление растекания.
Если, кроме того, изолирована и фундаментная плита, то нужно прояснить, требуются ли дополнительные мероприятия, например устройство глубинного заземлителя. Если изолирован весь фундамент, то, как и в случае с гидроизоляцией фундамента по технологии «черной ванны», он не может служить заземлителем. В такой ситуации возникает необходимость устройства заземления под изоляцией. Этот заземлитель должен иметь ту же ширину ячеек, что и фундаментный заземлитель. В самом фундаменте постройки нужно тоже проложить заземлитель, который будет служить для уравнивания потенциалов. Заземлители молниезащиты также должны быть включены в систему уравнивания потенциалов. Такое решение автоматически делает систему заземления молниезащиты частью функционального заземления электрооборудования здания.
Функциональная пригодность заземляющих проводников и заземлителей, размещаемых в грунте, в значительной мере зависит от выбора материала и соединительных клемм. Обычно для реализации таких систем применяется нержавеющая сталь или сталь горячей оцинковки.