Громоотвод Франклина | Институт Франклина

Что бы вы подумали, если бы увидели человека, который верхом на лошади гонится за громом и грозой? Вы, наверное, задаетесь вопросом, что же он пытался сделать. Что ж, если вы жили в 1700-х годах и знали Бенджамина Франклина, это как раз то, что вы могли увидеть во время ужасного шторма. Бен был очарован бурями; он любил их изучать. Если бы он был жив сегодня, мы, вероятно, могли бы добавить «охотник за штормом» к его длинному списку титулов.

Именно в Бостоне, штат Массачусетс, в 1746 году Франклин впервые наткнулся на электрические эксперименты других ученых. Он быстро превратил свой дом в небольшую лабораторию, используя машины, сделанные из предметов, которые он нашел в доме. Во время одного эксперимента Бен случайно ударил себя током. В одном из своих писем он описал шок как

“. универсальный удар по всему моему телу с головы до ног, как внутри, так и снаружи; после чего первое, что я заметил, была сильная быстрая дрожь моего тела. (У него также было чувство онемения в руках и задней части шеи, которое постепенно проходило.)

Франклин провел лето 1747 года, проводя серию новаторских экспериментов с электричеством. Он записал все свои результаты и идеи для будущих экспериментов в письмах Питеру Коллинсону, коллеге-ученому и другу в Лондоне, который был заинтересован в публикации его работы. К июлю Бен использовал термины «положительный» и «отрицательный» (плюс и минус) для описания электричества вместо использовавшихся ранее слов «стекловидный» и «смолистый». Франклин описал концепцию электрической батареи в письме Коллинсону весной 1749 года, но не был уверен, как она может быть полезна. Позже в том же году он объяснил то, что, по его мнению, было сходством между электричеством и молнией, например, цвет света, его кривое направление, потрескивающий шум и другие вещи. Были и другие ученые, верившие, что молния — это электричество, но Франклин был полон решимости найти способ доказать это.

К 1750 году, помимо желания доказать, что молния — это электричество, Франклин начал думать о защите людей, зданий и других сооружений от молнии. Это переросло в его идею громоотвода. Франклин описал железный стержень длиной около 8 или 10 футов, заостренный на конце. Он писал: «Я думаю, что электрический огонь бесшумно вырывается из облака, прежде чем он сможет подойти достаточно близко, чтобы нанести удар. Через два года Франклин решил провести собственный эксперимент с молнией. Удивительно, но он никогда не писал писем о легендарном эксперименте с воздушным змеем; кто-то другой написал единственный отчет через 15 лет после того, как это произошло.

В июне 1752 года Франклин был в Филадельфии, ожидая завершения шпиля на вершине Крайст-Черч для своего эксперимента (шпиль должен был действовать как «громоотвод»). Он потерял терпение и решил, что воздушный змей точно так же сможет приблизиться к грозовым облакам. Бену нужно было выяснить, что он будет использовать для привлечения электрического заряда; он выбрал металлический ключ и прикрепил его к воздушному змею. Затем он привязал веревку воздушного змея к изолирующей шелковой ленте на костяшках пальцев. Несмотря на то, что это был очень опасный эксперимент (вы можете увидеть, как выглядит наш громоотвод в верхней части страницы после удара), некоторые люди считают, что Бен не пострадал, потому что он не проводил свой тест в худшее время. часть бури. При первых признаках того, что ключ получает электрический заряд из воздуха, Франклин понял, что молния — это форма электричества. Его 21-летний сын Уильям был единственным свидетелем этого события.

За два года до эксперимента с воздушным змеем и ключом Бен заметил, что острая железная игла отводит электричество от заряженной металлической сферы. Сначала он предположил, что молнию можно предотвратить, используя приподнятый железный стержень, соединенный с землей, чтобы снять статическое электричество с облака. Франклин сформулировал эти мысли, размышляя о пользе громоотвода:

«Не может ли знание об этой силе точек быть полезным человечеству для защиты домов, церквей, кораблей и т. д. от удара молнии, направляя нас закреплять на самых высоких частях этих зданий вертикальные стержни из железо острое как игла. Не могли бы эти заостренные стержни бесшумно вытянуть электрический огонь из облака, прежде чем оно приблизится достаточно близко, чтобы нанести удар, и тем самым уберечь нас от этого самого внезапного и ужасного бедствия!»

Франклин начал выступать за громоотводы с острыми концами. Его английские коллеги предпочитали громоотводы с тупыми наконечниками, полагая, что острые притягивают молнии и повышают риск ударов; они думали, что тупые стержни менее подвержены ударам. Король Георг III снабдил свой дворец тупым громоотводом. Когда пришло время оснастить здания колоний громоотводами, это решение стало политическим заявлением. Излюбленный заостренный громоотвод выражал поддержку теорий Франклина о защите общественных зданий и неприятие теорий, поддерживаемых королем. Англичане думали, что это еще один способ неповиновения процветающих колоний.

Вскоре можно было найти громоотводы Франклина, защищающие многие здания и дома. Громоотвод, установленный на куполе Государственного дома в Мэриленде, был самым большим громоотводом Франклина, когда-либо прикрепленным к общественному или частному зданию при жизни Бена. Он был построен в соответствии с его рекомендациями и имел только один зарегистрированный случай повреждения молнией. Остроконечный громоотвод, размещенный на Государственном доме и других зданиях, стал символом изобретательности и независимости молодой, процветающей нации, а также ума и изобретательности Бенджамина Франклина.

Приключения Бенджамина Франклина

Сыграйте в собственную 8-битную видеоигру Института Франклина, Приключения Бенджамина Франклина.

Громоотвод в частном доме: как организовать молниезащиту дома и участка

В советское время наличие в доме громоотвода (по-научному — молнии) было обязательным. Схемы молниезащиты дома публиковались в учебниках по экономике, энциклопедиях домоводства и даже в школьных учебниках. Собрать простейшее устройство сможет даже ребенок. Теперь устройство громоотвода в частном доме не требуется. Считается, что если инфраструктурных объектов будет так много, то они обязательно примут на себя основной удар. Довольно смелое предположение.

АБ Контур | Ксения Литвинова Г.

Зачем нужна молниезащита
По статистике подавляющее большинство ударов молнии в стихию, особенно вблизи городов, приходится на промышленные объекты — громоотводы на высоких зданиях, мачты, линии электропередач и т. д. Поэтому вопросы устройства молниезащиты в частном доме в списке забот домовладельца отошла на второй план. Требование даже выведенное из нормы в старых советских «Инструкциях по устройству молниезащиты зданий и сооружений» (РД 34.21.122-87 образца 1987 г.) содержало строку об объектах, требующих III класса молниезащиты. В более поздней редакции Наставления (т. 153-34.21.122-2003) частных домов и дач мест так и не нашлось.

Но расслабляться домовладельцам, увы, рано.

Фото с сайта stroikairemont.com

1. Молнии бьют все чаще
Пожары от молнии возникают относительно редко (десятки случаев в год), но из года в год не приходится. Например, летом 2019 года синоптики в новостях постоянно сообщали об аномальной штормовой активности и частых пожарах в разных регионах мира. Метеорологи связывают это явление с глобальным потеплением. По прогнозам, штормовая активность будет только усиливаться.

Архитектурное бюро «ИГЛЫ»

2. Пострадать проводка и электроника
Не все удары молнии вызывают пожары. Но слишком часто грозовое электричество выводит из строя домашнюю электронику и электрооборудование, прожигает крышу и ломает дымоход. И это не десятки, а тысячи случаев в год в регионе. Практически в любом случае ремонт и реставрация имущества обходятся дороже, чем обычно производимая молниезащита частных домов под ключ.

3. Нестраховой случай
Отсутствие молниезащиты загородного дома может дать повод страховым компаниям отказать вам в компенсации, если во время грозы пострадало ваше имущество. Это элемент форс-мажора.

Кто находится в группе риска

Жители районов с грозовой активностью более 10 часов в год. Если верить картам советского времени, в России все регионы, кроме Крайнего Севера и Дальнего Востока. И чем южнее — тем чаще бушует буря. Например, по данным многолетних наблюдений в разных зонах средней полосы грозовая активность составляет 40-80 часов в год. Он постоянно растет и, как мы понимаем, будет продолжать расти.
Владельцы домов, стоящих в поле или на высоком холме. Будьте готовы к тому, что вашему дому придется взять на себя все сбросы грозового электричества. Да, они могут получить высокое дерево или электрический столб, но на это лучше не рассчитывать.

Владельцы самых высоких домов в районе. Под «самым высоким» подразумевается не только этажность, но и наличие высот: дымоходов, антенных мачт, возвышающихся над коньком, навершников, флюгеров и т. д.
Домовладельцы с токопроводящей кровлей. Например, железная или медная крыша. Риск удара молнии в таких домах намного выше. Практически без разницы, заземлен на крышу или нет.
Владельцам одноэтажек, ищущим укрытия от близлежащих строений, тоже не стоит расслабляться. Не факт, что соседство является хорошим громоотводом.

Получается, что молниезащита необходима всем или почти всем домовладельцам.

Фото с сайта stellait.ru

Как защитить дом от молнии
На данный момент существует два вида молниезащиты — активная и пассивная.

Активная молниезащита частного дома, появился относительно недавно. В его основе молния (на фото), оснащенная специальным ионизатором, который своими импульсами «притягивает» молнию и «провоцирует» ее попадание в меня. Установить молниезащиту могут только сертифицированные специалисты.

Пассивная молния — классический вариант молниезащиты, широко применяемый. Оборудование можно купить в магазине и установить самостоятельно (или даже сделать самому).

Устройство молниезащиты: три основные части
Самая простая молниезащита для частного дома состоит из трех частей: разрядников и заземляющих устройств.

Схема сайта stellait.ru

молниеносный берет молнию, и бывает трех типов.

1. Приемник стержня (на фото выше) представляет собой обычный металлический штырь, который фиксируется так, чтобы стать самой высокой точкой пространства. Такие приемники обычно используются для защиты небольших зданий простой архитектуры.

2. Тросовый приемник — трос, закрепленный на деревянных столбах и натянутый по всей длине конька крыши. Используются реже, чем стержневые приемники, в основном для защиты малоэтажных зданий.

Схема сайта оренбургэлектро.ру

3. Металлическую сетку из стали, алюминия и др. Ее натягивают на всю площадь крыши и закрепляют на деревянных или специальных токопроводящих опорах. Для охраны частных домов практически применяется.

Электроды из заряд от молнии на землю. Представляет собой такую же стальную проволоку или металлическую полосу, одним концом приваренную к молнии, а другим к заземлителю.

Земля — заглубленные проводники, «спускающие» электрический заряд в землю.

На схеме ниже: проект молниезащиты жилого домой.

Молниезащита обычно предусмотрена проектом дома или коттеджа и устанавливается непосредственно в конструкции здания. Но если система молниезащиты отсутствует или неисправна (после удара молнии) — ее можно приобрести в магазине или даже изготовить самостоятельно.

Производители электрооборудования предлагают готовые решения молниезащиты и заземления. Комплект (на фото — пример с сайта tdm-elektro.ru) включает молнию, заземление из коррозионно-стойких материалов (нержавеющая сталь и оцинкованная) и сопутствующие элементы: арматуру и контактную группу.

Основными преимуществами готовых решений является отсутствие «тонких мест» и повышенная надежность соединений. Стоимость комплектов молниезащиты под ключ — от 8 тысяч рублей.

Фото с сайта ocenin.ru

Как сделать молнию в домашних условиях
В моем детстве дедушка сделал громоотвод для загородного дома своими руками. И пожаров во время грозы в его СНТ, где все дома были оборудованы молниезащитой, не было. В отличие от соседнего массива: дом есть не часто, но сгорел. Самодельный громоотвод в частном доме деда, представлял собой молниеотвод из стальной проволоки сечением 5 мм (горизонтально на мачте и над коньком крыши, чтобы не касаться поверхности крыши) и заземлитель в виде кольев вбивается в землю кусок арматуры.

Фото с сайта m-strana.ru

Можно сделать еще проще, используя молниеотвод (например, кусок арматуры) диаметром 10-18 мм и длиной от 250 мм.

Факт: Громоотвод (точнее его молнию) можно разместить не только на крыше дома, но и рядом с домом — на любом высоком предмете: мачте антенны, столбе, высоком дереве. В последнем случае дерево также будет защищено, но металлический прут должен быть приподнят над кроной не менее чем на 1.5 м.

Кеннет М Винер Фотограф Инк

На фото: в этом проекте молнией установлено дерево, растущее в доме. Если присмотреться, то можно увидеть спускающийся по стволу коллектор

Для коллектора лучше взять стальную проволоку диаметром не менее 6 мм (или стальную ленту толщиной 2 мм и шириной 30 мм). Один конец следует приварить к молнии, другой к земле. Если дом построен из негорючих материалов (кирпич, камень и т. п.), то токоприемник можно монтировать снаружи здания, вдали от окон и дверей.

Факт: Количество электродов зависит от типа молнии. Сердечника достаточно коллектора, веревки или двух сеток.

Фото с сайта amperof.ru

В старых советских книгах говорилось о контуре заземления в виде нескольких соединенных проводников. Расчет характеристик освещения и контура (длины, сечения, глубины) для крупных объектов производят по сложным формулам, учитывающим конфигурацию здания, тип фундамента, характеристики грунта. В загородном доме все проще: закладывают определенный запас прочности, чтобы не было осечек.

Фото с сайта elnes.ru

Например, использование в земле вкопанных или вбитых в землю проводников из: стальной арматуры, уголка и др. Подходят два металлических стержня, соединенных перемычкой, заглубленных в землю на 2-3 м на расстоянии не менее трех метров. друг от друга. При этом перемычка должна располагаться чуть более чем на полметра под землей. Эта перемычка и подключает токосъемник.

важно: Заземления должны располагаться на расстоянии более 5 м от входа в дом, дорожек и дорожек и более 1.5 м от фундаментов. В грозу приближаться к ним опасно.

Архитектурное бюро «Алекминский и партнеры»

Во избежание осечек
К сожалению, молнии — не тот случай, когда «похоронили и забыли». Хотя в подавляющем большинстве случаев вы просто не узнаете, что ударила молния. Специалистам, производящим установку молниезащиты в частном доме, настоятельно рекомендуется регулярно (не реже, чем раз в три года) проверять все электрические соединения. И раз в пять лет вскрывать, проверять и по мере необходимости (в случае коррозии) менять заглубленные заземления. Если все в порядке — вы под защитой.

Железная крыша: заземлять или нет
Иногда «умельцы» предлагают сделать землю на железной крыше, объясняя это тем, что это молния. Увы, это не так. И эффект может быть обратным. Без наружного освещения вы действительно начнете собирать все грозовые разряды с окрестностей, а в результате рискуете получить дыру в крыше и сгоревшую проводку. Проблема в том, что правила читаются, но не читаются.

Согласно «Инструкции по устройству молниезащиты зданий…» (т. 153-34.21.122-2003 п. 3.2.1.2), защищаемые металлической кровлей объекты действительно могут рассматриваться как естественные молнии. Но железная крыша должна быть толщиной 4 мм, медная — 5 мм. Вряд ли у вас на крыше есть броня. Поэтому молниезащита и заземление кровли различны. Молниезащита частного дома с крышей из металлочерепицы должна выполняться точно так же, как и любая другая.

Внутренняя молниезащита: что это?
Молния может не только попасть в сам дом, но и «прийти» по проводам в виде импульса высокого напряжения, убивающего проводку и любые подключенные устройства. Для внутренней молниезащиты в частном доме используются автоматы защиты от перенапряжений (устройства защиты от импульсных перенапряжений), которые монтируются в распределительном щите на фасаде дома. Достаточно.

ВАША ОЧЕРЕДЬ…
А в вашем загородном доме есть молниеотвод и внутренняя молниезащита? Расскажите, почему вы решили их сделать и были ли случаи, когда молниезащита спасала