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核心提示：
隨著社會(huì)的發(fā)展,現(xiàn)代化智能小區(qū)越來(lái)越多,防雷已引起國(guó)家的高度重視,對(duì)防雷、防電磁脈沖等保護(hù)措施的要求也越來(lái)越高,基于以上這些,本文就雷電產(chǎn)生的危害從幾方面談?wù)劷ㄖ姎馐┕ぶ袘?yīng)注意的防雷問(wèn)題。
雷電是大氣中自然放電現(xiàn)象,它對(duì)人類(lèi)所產(chǎn)生的危害之大已有目共睹,雷擊在建筑物上時(shí),雷電壓高達(dá)幾萬(wàn)伏～幾千萬(wàn)伏,雷電流高達(dá)幾萬(wàn)安～幾十萬(wàn)安。這種過(guò)電壓往往會(huì)造成建筑物內(nèi)導(dǎo)線(xiàn)接地不良的金屬導(dǎo)體和大型的金屬設(shè)備放電而引起電火花,從而引起火災(zāi)、爆炸,危及人身安全或?qū)﹄娮恿髟斐晌：�。�?qiáng)大的雷電流形成強(qiáng)大的感應(yīng)電磁場(chǎng),對(duì)建筑物內(nèi)的電子設(shè)備造成干擾、破壞或者使周?chē)慕饘贅?gòu)件產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而產(chǎn)生大量的熱而引起火災(zāi)。因此要使建筑物內(nèi)部設(shè)備不受雷電損害的根本辦法就是使建筑物具有一套完善的防雷措施,為了實(shí)現(xiàn)其對(duì)不同雷電的防護(hù)目的,必須采用接閃、分流、屏蔽、均壓、接地等技術(shù)措施,因此建筑物的防雷設(shè)施應(yīng)包括接地體、引下線(xiàn)、避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷針、均壓環(huán)、等電位、避雷器等幾個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié),有效利用建筑物架結(jié)構(gòu)相互焊接成網(wǎng),使整座建筑物形成一個(gè)“法拉第籠”屏蔽網(wǎng),形成統(tǒng)一的等電位系統(tǒng),保持均壓作用。
1 利用基礎(chǔ)地梁作為接地裝置
建筑物地基的形式可分為無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ),擴(kuò)展基礎(chǔ),柱下條形基礎(chǔ),筏形,箱形基礎(chǔ),樁基礎(chǔ)以及復(fù)合基礎(chǔ)。按GB 50057294第3. 2. 4 條、第3. 3. 5 條、第3. 4. 3 條、第4. 4. 3 條規(guī)定,接地裝置應(yīng)在地面50 cm 以下,第4. 3. 5 條還規(guī)定:防直擊雷的人工接地體距建筑物出入口或人行道不應(yīng)小于3 m ,當(dāng)小于3 m 時(shí)水平接地體局部埋深不應(yīng)小于1 m或采取絕緣保護(hù)措施。建筑物基礎(chǔ)埋深通常由基礎(chǔ)自身高度、地面下預(yù)埋管線(xiàn)高度及防凍腐蝕深度等因素決定,一般均大于0. 5 m。但是在砌體結(jié)構(gòu)中,墻下條形基礎(chǔ)由于建筑防水要求,基礎(chǔ)圈梁通常設(shè)置于標(biāo)高- 0. 060 m 處,以代替防潮層,因此不能作為接地體。而柱下條形基礎(chǔ)及筏形、箱形基礎(chǔ)在基礎(chǔ)底面設(shè)有肋梁,柱下獨(dú)立基礎(chǔ)及各種類(lèi)型的樁基礎(chǔ)均設(shè)有基礎(chǔ)拉梁或承臺(tái)梁,以上都可滿(mǎn)足作為基礎(chǔ)接地體裝置的要求。
2 利用混凝土柱、墻主筋作為防雷引下線(xiàn)
不同結(jié)構(gòu)形式的各類(lèi)建筑中均設(shè)有一定數(shù)量的鋼筋混凝土柱,如在砌體結(jié)構(gòu)中設(shè)置的構(gòu)造柱,在混凝土結(jié)構(gòu)中設(shè)置的框架柱、剪力墻等,柱中鋼筋直徑按GB 5001122001 建筑物抗震設(shè)計(jì)
規(guī)范第7. 3. 2 條規(guī)定磚混結(jié)構(gòu)中構(gòu)造柱縱向鋼筋最小為4<12 ,框架柱配筋通常采用<14 以上螺紋鋼筋均可滿(mǎn)足GB 50057294 中第3. 3. 5 及4. 2. 1 條要求。柱中鋼筋的連接形式通常采用綁扎連接、焊接和機(jī)械連接,按照GB 50169292 電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定,避雷引下線(xiàn)的焊接為搭接焊接,搭接長(zhǎng)度為圓鋼直徑的6 倍,因此,不允許用螺紋鋼替代圓鋼做搭接鋼筋。另外,作為引下線(xiàn)的主鋼筋在土建中如果是采用對(duì)頭碰焊的(在工程中常用的焊接形式有閃光焊和電渣壓力焊,均屬于對(duì)頭碰焊) ,應(yīng)在碰焊處按規(guī)范補(bǔ)焊搭接圓鋼。
3 屋面接閃器(避雷網(wǎng)、避雷帶)
現(xiàn)代建筑藝術(shù)除了追求立面上豐富多彩的線(xiàn)條外,對(duì)建筑物頂部造型也力求變化。由于新穎的薄殼、雙曲面網(wǎng)架等的大量運(yùn)用,屋面已經(jīng)不能再簡(jiǎn)單的分為平屋面和坡屋面,這給防雷帶來(lái)一定的難度。在設(shè)計(jì)中除了應(yīng)按GB 50057294 建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范中附錄二要求的在屋頂外緣和凸出部位等易受雷擊處設(shè)置避雷帶外,直接將屋面結(jié)構(gòu)鋼筋作為避雷網(wǎng)的一部分也非常有必要。
出于防水抗裂考慮,屋面結(jié)構(gòu)一般采用現(xiàn)澆混凝土板,其鋼筋由上部鋼筋和下部鋼筋組成,配筋較密,連接點(diǎn)較多,并且板鋼筋均與梁鋼筋綁扎連接形成通路。凸出屋面的塔樓、樓梯間等也均通過(guò)鋼筋混凝土柱或構(gòu)造柱與下層結(jié)構(gòu)相連。因此,當(dāng)利用建筑本身的鋼筋作為接閃器時(shí),在結(jié)構(gòu)鋼筋連接的關(guān)鍵部位如柱內(nèi)鋼筋與梁鋼筋綁扎點(diǎn)處進(jìn)行焊接,即可滿(mǎn)足形成電氣通路的要求,也就是GB 50057294 第3. 3. 5 條條文說(shuō)明中指出的:“在雷電流流過(guò)的路徑上,有一些并聯(lián)的綁扎點(diǎn)時(shí),就會(huì)是安全的”。該條文說(shuō)明同時(shí)指出:“利用屋頂鋼筋作為接閃器其前提是允許屋頂遭雷擊時(shí)混凝土?xí)幸恍┧槠撻_(kāi)及一小塊防水、保溫層的破壞”。這對(duì)屋面結(jié)構(gòu)損害不大,不會(huì)影響到建筑物安全。
還有一些值得注意的是,凸出屋面的金屬物如金屬架、廣告牌、旗桿、太陽(yáng)能熱水器、冷水塔、航空障礙燈等,除了其尺寸符合GB 50057294 第4. 4. 1 條及4. 1. 2 條規(guī)定外,由于上述金屬物通常用膨脹螺栓固定在面板上,或固定于素混凝土基礎(chǔ)上,故需通過(guò)可靠的電氣連接使其形成電氣通路。凸出屋面的非金屬物,按GB 50057 第3. 3. 2 條規(guī)定應(yīng)安裝接閃器并與屋面防雷裝置連接。
4 等電位
GB 50057294 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范(局部修訂條文) 明確規(guī)定,各防雷的交接處必須進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié);尤其是建筑物內(nèi)的計(jì)算機(jī)機(jī)房等弱電機(jī)房,遭受直擊雷的可能性比較小,所以在此處除采用電涌保護(hù)器進(jìn)行感應(yīng)雷防護(hù)外,還應(yīng)采用等電位聯(lián)結(jié)方式進(jìn)行防雷保護(hù)。
在實(shí)際施工中,按照GB 97SD567“等電位聯(lián)結(jié)安裝”第7 頁(yè)做法,固然很好,但對(duì)于大工程,從等電位端子箱(MEB) 預(yù)埋鍍鋅扁鐵到各聯(lián)結(jié)對(duì)象,實(shí)際施工很難準(zhǔn)確的一次到位(因相關(guān)的設(shè)備位置不一定很確定) 。本人認(rèn)為可在大工程的變電所或建筑物的電源進(jìn)線(xiàn)箱處設(shè)“MEB”。為可靠起見(jiàn)“, MEB”必須有兩點(diǎn)與接地網(wǎng)連接,可利用與“MEB”連通的地梁中主筋(一般> <16) ,互相可靠焊通引至各接地預(yù)埋塊或鋼筋抽頭,其效果可視同國(guó)際圖集做法,這樣可省工省料,且鋼筋暗敷于混凝土基礎(chǔ)梁內(nèi)不易銹蝕,保證可靠。MEB 預(yù)留的端子可供鄰近聯(lián)結(jié)點(diǎn)引接或作備用。
5 均壓環(huán)
接閃裝置在接閃雷電時(shí),引下線(xiàn)立即產(chǎn)生高電壓,會(huì)對(duì)防雷系統(tǒng)周?chē)纳刑幱诘碗娢坏膶?dǎo)體產(chǎn)生旁側(cè)閃絡(luò),并使其電位升高,進(jìn)而對(duì)人員和設(shè)備構(gòu)成危害。為了減少這種閃絡(luò)危險(xiǎn),最簡(jiǎn)單的辦法是采用均壓環(huán),將處于低電壓的導(dǎo)體等電位聯(lián)結(jié)起來(lái),一直到接地裝置。室內(nèi)的金屬設(shè)施、電氣裝置和電子設(shè)備,如果其與防雷系統(tǒng)的導(dǎo)體,特別是接閃器裝置的距離達(dá)不到規(guī)定的安全要求時(shí),應(yīng)該用較粗的導(dǎo)線(xiàn)把它們與防雷系統(tǒng)進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)。這樣在閃電電流通過(guò)時(shí),室內(nèi)的所有設(shè)施立即形成一個(gè)“等電位島”,保證導(dǎo)電部位之間不產(chǎn)生有害的電位差,不發(fā)生旁側(cè)閃絡(luò)放電。完善的等電位聯(lián)結(jié)還可以防止閃電電流入地造成的低電位升高所產(chǎn)生的反擊。
為了徹底消除雷電引起的毀壞性的電位差,就特別需要實(shí)行等電位聯(lián)結(jié),電源線(xiàn)、信號(hào)線(xiàn)、金屬管道等都需要過(guò)電壓保護(hù)器進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié),各個(gè)內(nèi)層保護(hù)區(qū)的界面處同樣要依此進(jìn)行局部等電位聯(lián)結(jié),最后與等電位聯(lián)結(jié)母排相連。
6 結(jié)語(yǔ)
以上是我
雷電是大氣中自然放電現(xiàn)象,它對(duì)人類(lèi)所產(chǎn)生的危害之大已有目共睹,雷擊在建筑物上時(shí),雷電壓高達(dá)幾萬(wàn)伏～幾千萬(wàn)伏,雷電流高達(dá)幾萬(wàn)安～幾十萬(wàn)安。這種過(guò)電壓往往會(huì)造成建筑物內(nèi)導(dǎo)線(xiàn)接地不良的金屬導(dǎo)體和大型的金屬設(shè)備放電而引起電火花,從而引起火災(zāi)、爆炸,危及人身安全或?qū)﹄娮恿髟斐晌：�。�?qiáng)大的雷電流形成強(qiáng)大的感應(yīng)電磁場(chǎng),對(duì)建筑物內(nèi)的電子設(shè)備造成干擾、破壞或者使周?chē)慕饘贅?gòu)件產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而產(chǎn)生大量的熱而引起火災(zāi)。因此要使建筑物內(nèi)部設(shè)備不受雷電損害的根本辦法就是使建筑物具有一套完善的防雷措施,為了實(shí)現(xiàn)其對(duì)不同雷電的防護(hù)目的,必須采用接閃、分流、屏蔽、均壓、接地等技術(shù)措施,因此建筑物的防雷設(shè)施應(yīng)包括接地體、引下線(xiàn)、避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷針、均壓環(huán)、等電位、避雷器等幾個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié),有效利用建筑物架結(jié)構(gòu)相互焊接成網(wǎng),使整座建筑物形成一個(gè)“法拉第籠”屏蔽網(wǎng),形成統(tǒng)一的等電位系統(tǒng),保持均壓作用。
1 利用基礎(chǔ)地梁作為接地裝置
建筑物地基的形式可分為無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ),擴(kuò)展基礎(chǔ),柱下條形基礎(chǔ),筏形,箱形基礎(chǔ),樁基礎(chǔ)以及復(fù)合基礎(chǔ)。按GB 50057294第3. 2. 4 條、第3. 3. 5 條、第3. 4. 3 條、第4. 4. 3 條規(guī)定,接地裝置應(yīng)在地面50 cm 以下,第4. 3. 5 條還規(guī)定:防直擊雷的人工接地體距建筑物出入口或人行道不應(yīng)小于3 m ,當(dāng)小于3 m 時(shí)水平接地體局部埋深不應(yīng)小于1 m或采取絕緣保護(hù)措施。建筑物基礎(chǔ)埋深通常由基礎(chǔ)自身高度、地面下預(yù)埋管線(xiàn)高度及防凍腐蝕深度等因素決定,一般均大于0. 5 m。但是在砌體結(jié)構(gòu)中,墻下條形基礎(chǔ)由于建筑防水要求,基礎(chǔ)圈梁通常設(shè)置于標(biāo)高- 0. 060 m 處,以代替防潮層,因此不能作為接地體。而柱下條形基礎(chǔ)及筏形、箱形基礎(chǔ)在基礎(chǔ)底面設(shè)有肋梁,柱下獨(dú)立基礎(chǔ)及各種類(lèi)型的樁基礎(chǔ)均設(shè)有基礎(chǔ)拉梁或承臺(tái)梁,以上都可滿(mǎn)足作為基礎(chǔ)接地體裝置的要求。
2 利用混凝土柱、墻主筋作為防雷引下線(xiàn)
不同結(jié)構(gòu)形式的各類(lèi)建筑中均設(shè)有一定數(shù)量的鋼筋混凝土柱,如在砌體結(jié)構(gòu)中設(shè)置的構(gòu)造柱,在混凝土結(jié)構(gòu)中設(shè)置的框架柱、剪力墻等,柱中鋼筋直徑按GB 5001122001 建筑物抗震設(shè)計(jì)
規(guī)范第7. 3. 2 條規(guī)定磚混結(jié)構(gòu)中構(gòu)造柱縱向鋼筋最小為4<12 ,框架柱配筋通常采用<14 以上螺紋鋼筋均可滿(mǎn)足GB 50057294 中第3. 3. 5 及4. 2. 1 條要求。柱中鋼筋的連接形式通常采用綁扎連接、焊接和機(jī)械連接,按照GB 50169292 電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定,避雷引下線(xiàn)的焊接為搭接焊接,搭接長(zhǎng)度為圓鋼直徑的6 倍,因此,不允許用螺紋鋼替代圓鋼做搭接鋼筋。另外,作為引下線(xiàn)的主鋼筋在土建中如果是采用對(duì)頭碰焊的(在工程中常用的焊接形式有閃光焊和電渣壓力焊,均屬于對(duì)頭碰焊) ,應(yīng)在碰焊處按規(guī)范補(bǔ)焊搭接圓鋼。
3 屋面接閃器(避雷網(wǎng)、避雷帶)
現(xiàn)代建筑藝術(shù)除了追求立面上豐富多彩的線(xiàn)條外,對(duì)建筑物頂部造型也力求變化。由于新穎的薄殼、雙曲面網(wǎng)架等的大量運(yùn)用,屋面已經(jīng)不能再簡(jiǎn)單的分為平屋面和坡屋面,這給防雷帶來(lái)一定的難度。在設(shè)計(jì)中除了應(yīng)按GB 50057294 建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范中附錄二要求的在屋頂外緣和凸出部位等易受雷擊處設(shè)置避雷帶外,直接將屋面結(jié)構(gòu)鋼筋作為避雷網(wǎng)的一部分也非常有必要。
出于防水抗裂考慮,屋面結(jié)構(gòu)一般采用現(xiàn)澆混凝土板,其鋼筋由上部鋼筋和下部鋼筋組成,配筋較密,連接點(diǎn)較多,并且板鋼筋均與梁鋼筋綁扎連接形成通路。凸出屋面的塔樓、樓梯間等也均通過(guò)鋼筋混凝土柱或構(gòu)造柱與下層結(jié)構(gòu)相連。因此,當(dāng)利用建筑本身的鋼筋作為接閃器時(shí),在結(jié)構(gòu)鋼筋連接的關(guān)鍵部位如柱內(nèi)鋼筋與梁鋼筋綁扎點(diǎn)處進(jìn)行焊接,即可滿(mǎn)足形成電氣通路的要求,也就是GB 50057294 第3. 3. 5 條條文說(shuō)明中指出的:“在雷電流流過(guò)的路徑上,有一些并聯(lián)的綁扎點(diǎn)時(shí),就會(huì)是安全的”。該條文說(shuō)明同時(shí)指出:“利用屋頂鋼筋作為接閃器其前提是允許屋頂遭雷擊時(shí)混凝土?xí)幸恍┧槠撻_(kāi)及一小塊防水、保溫層的破壞”。這對(duì)屋面結(jié)構(gòu)損害不大,不會(huì)影響到建筑物安全。
還有一些值得注意的是,凸出屋面的金屬物如金屬架、廣告牌、旗桿、太陽(yáng)能熱水器、冷水塔、航空障礙燈等,除了其尺寸符合GB 50057294 第4. 4. 1 條及4. 1. 2 條規(guī)定外,由于上述金屬物通常用膨脹螺栓固定在面板上,或固定于素混凝土基礎(chǔ)上,故需通過(guò)可靠的電氣連接使其形成電氣通路。凸出屋面的非金屬物,按GB 50057 第3. 3. 2 條規(guī)定應(yīng)安裝接閃器并與屋面防雷裝置連接。
4 等電位
GB 50057294 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范(局部修訂條文) 明確規(guī)定,各防雷的交接處必須進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié);尤其是建筑物內(nèi)的計(jì)算機(jī)機(jī)房等弱電機(jī)房,遭受直擊雷的可能性比較小,所以在此處除采用電涌保護(hù)器進(jìn)行感應(yīng)雷防護(hù)外,還應(yīng)采用等電位聯(lián)結(jié)方式進(jìn)行防雷保護(hù)。
在實(shí)際施工中,按照GB 97SD567“等電位聯(lián)結(jié)安裝”第7 頁(yè)做法,固然很好,但對(duì)于大工程,從等電位端子箱(MEB) 預(yù)埋鍍鋅扁鐵到各聯(lián)結(jié)對(duì)象,實(shí)際施工很難準(zhǔn)確的一次到位(因相關(guān)的設(shè)備位置不一定很確定) 。本人認(rèn)為可在大工程的變電所或建筑物的電源進(jìn)線(xiàn)箱處設(shè)“MEB”。為可靠起見(jiàn)“, MEB”必須有兩點(diǎn)與接地網(wǎng)連接,可利用與“MEB”連通的地梁中主筋(一般> <16) ,互相可靠焊通引至各接地預(yù)埋塊或鋼筋抽頭,其效果可視同國(guó)際圖集做法,這樣可省工省料,且鋼筋暗敷于混凝土基礎(chǔ)梁內(nèi)不易銹蝕,保證可靠。MEB 預(yù)留的端子可供鄰近聯(lián)結(jié)點(diǎn)引接或作備用。
5 均壓環(huán)
接閃裝置在接閃雷電時(shí),引下線(xiàn)立即產(chǎn)生高電壓,會(huì)對(duì)防雷系統(tǒng)周?chē)纳刑幱诘碗娢坏膶?dǎo)體產(chǎn)生旁側(cè)閃絡(luò),并使其電位升高,進(jìn)而對(duì)人員和設(shè)備構(gòu)成危害。為了減少這種閃絡(luò)危險(xiǎn),最簡(jiǎn)單的辦法是采用均壓環(huán),將處于低電壓的導(dǎo)體等電位聯(lián)結(jié)起來(lái),一直到接地裝置。室內(nèi)的金屬設(shè)施、電氣裝置和電子設(shè)備,如果其與防雷系統(tǒng)的導(dǎo)體,特別是接閃器裝置的距離達(dá)不到規(guī)定的安全要求時(shí),應(yīng)該用較粗的導(dǎo)線(xiàn)把它們與防雷系統(tǒng)進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)。這樣在閃電電流通過(guò)時(shí),室內(nèi)的所有設(shè)施立即形成一個(gè)“等電位島”,保證導(dǎo)電部位之間不產(chǎn)生有害的電位差,不發(fā)生旁側(cè)閃絡(luò)放電。完善的等電位聯(lián)結(jié)還可以防止閃電電流入地造成的低電位升高所產(chǎn)生的反擊。
為了徹底消除雷電引起的毀壞性的電位差,就特別需要實(shí)行等電位聯(lián)結(jié),電源線(xiàn)、信號(hào)線(xiàn)、金屬管道等都需要過(guò)電壓保護(hù)器進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié),各個(gè)內(nèi)層保護(hù)區(qū)的界面處同樣要依此進(jìn)行局部等電位聯(lián)結(jié),最后與等電位聯(lián)結(jié)母排相連。
6 結(jié)語(yǔ)
以上是我
