建筑幕墙防雷设计探讨

建筑幕墙防雷设计探讨

发表时间：2019-03-25T16:42:04.567Z 来源：《防护工程》2018年第34期作者：孙超

[导读] 且施工图必须经审图机构审查批准方可实施，同时应与建筑主体结构施工紧密结合，预埋件与均压环连接应可靠，消除安全隐患。浙江中南建设集团有限公司浙江省杭州市 310000

摘要：当今时代，建筑装饰行业发展势头良好，人们对装饰要求越来越高。建筑幕墙作为建筑的外墙围护结构和建筑外立面的主要装饰手段，得到了广泛的应用。然而，幕墙的金属龙骨架等金属材质由于雷电的效应会产生静电感应，在雷云瞬间放电后，若接地不良，幕墙的金属材质感应电荷不能相应地快速散流，将产生对地高电位，造成室内电位差，带来极大危害，因此，如何保证建筑物幕墙防雷的安全性已是当今一个重要问题。

关键词：建筑幕墙；防雷；设计

引言

建筑幕墙是建筑立面组成的一部分，在现代建筑外墙中的应用十分广泛。实际使用中，建筑幕墙易遭受雷击事故，这就要求做好建筑幕墙工程的防雷设计工作，本文对此进行了研究。

1建筑幕墙防雷的重要性

众所周知，雷电作为一种极具破坏力的自然现象，然而这种自然现象的发生却具有不确定性。其电压最高可以达到几百万伏特，瞬间电流更是远超十万安培，其危害主要表现如下:(1)雷电所蕴含的巨大能量直接作用于建筑物幕墙，造成幕墙损甚至火灾、爆炸，甚至人员伤亡;(2)由于雷电自身电压极高的缘故，能将电气系统中的绝缘设备击穿，造成破坏巨大的相间短路;(3)由于现代电子产品大多都是高密度、低电压和低功耗的产品。其对于雷电产品的静电作用和电磁感应效果十分敏感，从而造成设备数据误差甚至瘫痪。而幕墙作为建筑装饰的特性，以及其金属骨架都是成为雷击的主要诱因，从而造成巨大的财产损失和人身伤害。因此建筑幕墙防雷有理由引起人们的重视。2建筑幕墙防雷的设计原理

由于雷电对建筑物幕墙的破坏形式大致上可以分为直击雷、侧击雷和雷击感应损害。所以其对应的防雷设计原理也就存在以下三种。

2.1防直击雷

对于直击雷的防护工程一般从外部构建:处于幕墙顶部吸引雷电的接闪器，布置在地底一定深度用于传导雷电电流的接地装置和位于建筑四周的连接两者的引下线，这样就是一个完整的防直击雷系统。

2.2防侧击雷

在建筑幕墙30M以上的位置，以每三层楼为一个单位，每个单位构建一圈均压环，并连接建筑物和幕墙的防雷系统。以此来形成一个等电位的连接，通过降低雷电电流带来的电位差，从而避免造成跨步电压来达到防侧击雷的作用。

2.3防雷击感应损害

雷击所带来的电磁感应作为一种干扰源来影响电子设备和网络系统的运行，为了防止这一损害就必须形成一个屏蔽效应，在幕墙之内构建一个防雷的金属六面体网笼状格局来进行屏蔽。然而，以地板、天花板和墙板三者以内的钢筋构建的系统，不但起到了屏蔽的良好效果，也是解决等电位和分流分体的重要措施。

3建筑幕墙防雷设计要点

3.1明框式玻璃幕墙防雷设计要点

a.铝合金最小截面为50mm2，厚度2.5mm（一般情况，需对幕墙厂家提要求）。

b.建筑高度超过30m时，建筑物装设均压环，环间距离不大于12m。

c.幕墙的金属立柱作为引下线与均压环连接，间距不大于10m。

d.幕墙均压环与主体结构引下线连接点须可靠连接，通过直径为12mm圆钢进行焊接，其焊接长度不小于100mm，焊缝表面二道防锈漆处理。

e.幕墙立柱通过4mm厚不锈钢板和直径为12mm圆钢与幕墙均压环相连，其焊接长度不小于100mm，焊缝表面二道防锈漆处理，镀锌钢板与幕墙立柱接触部位须将接触面上的锈蚀和氧化膜去除。

f.幕墙上、下立柱之间采用400mm长铜编织带连通，铜编织带截面不小于25mm2。

g.在易受雷击的女儿墙顶部、檐口处、挑檐等处均应设置均压环，并将雨棚、悬挑金属构件与均压环可靠连接。

h.要求在主体结构施工时，埋入的每个预埋件的直锚筋应与圈梁中的钢筋用绑扎法连接或焊接。

3.2石材幕墙防雷设计要点

石材幕墙防雷横向剖节点及纵向剖节点分别如图1及图2所示。石材幕墙防雷设计要点：

图2 石材幕墙防雷纵向剖节点图

a.龙骨最小截面为50mm2，厚度2.5mm。

b.建筑高度超过30m时，建筑物装设均压环，环间距离不大于12m。

c.幕墙的主龙骨作为引下线与均压环连接，间距不大于10m。

d.幕墙均压环与主体结构引下线连接点须可靠连接，通过直径为12mm圆钢进行焊接，其焊接长度不小于100mm，焊缝表面二道防锈漆处理。

e.幕墙主龙骨通过4mm厚不锈钢板和直径为12mm圆钢与幕墙均压环相连，其焊接长度不小于100mm，焊缝表面二道防锈漆处理，镀锌钢板与幕墙主龙骨接触部位须将接触面上的锈蚀和氧化膜去除。

f.幕墙上、下龙骨之间采用400mm长铜编织带连通，铜编织带截面不小于25mm2。

g.在易受雷击的女儿墙顶部、檐口处、挑檐等处均应设置均压环，并将雨棚、悬挑金属构件与均压环可靠连接。

h.要求在主体结构施工时，埋入的每个预埋件的直锚筋应与圈梁中的钢筋用绑扎法连接或焊接。

i.铝板幕墙在选材上注意宜选用单层铝板而不选用铝塑复合板，因为复合板中间夹的聚乙烯塑料是不能导电的，致使复合板幕墙无法接地，无法预防雷电对建筑物幕墙的危害。

4建筑幕墙防雷施工

建筑幕墙防雷施工严格执行国家的相关规定，根据幕墙防雷设计要求和图纸进行具体施工，规范每一个施工环节。为了保证建筑幕墙防雷效果，幕墙防雷施工中要注意以下要点：

第一，建筑主体结构施工时，每个预埋件直锚件与楼板中的钢筋通过焊接连接起来，不能采用电焊，要采用双面焊或三面焊。焊接后，锚板之间形成良好的电气通路，使建筑幕墙防雷有了基础。第二，避雷带沿着屋顶周边布置在建筑幕墙的女儿墙外侧。与此同时，在建筑屋顶安装金属物作为接闪器，事先金属物要接地。金属物应当比较厚的金属板，其厚度不应小于0.5mm。防雷处的接地电阻必须大于10Ω。第三，现代建筑物内有很多的电子计算机、通信设备、电子控制系统等，幕墙防雷施工应从地面首层开始。从首层开始，以上建筑幕墙上的金属物件都要与防雷装置连接在一起，增强屏蔽效果，提高建筑幕墙防雷能力。第四，幕墙防雷导线与铝合金材料之间的连接要满足等电位要求。如，铜质材料表面热镀锌处理。同时，连接部位也要紧靠、牢固，不能出现松动问题。第五，幕墙金属框架通过焊接与防雷装置连接，连接点水平间的距离要小于防雷引下线的距离。而且，垂直间距不能大于均压环的间距。第六，安装施工时，幕墙、金属表面的保护膜拆除掉以后再进行导线连接。

结语

综上所述，随着我国建筑行业的快速发展，采取一定的措施可以使建筑幕墙防雷技术与建筑本身防雷设施形成整体防雷系统，不论是侧击雷直接击中幕墙产生的雷电流还是静电感应聚集的大量电荷，都能够快速有效地散流，对预防雷击起着非常重要的作用，而且能够最大限度地降低雷电给人们带来的危害。因此，建筑幕墙的防雷应从设计、施工各个方面不断规范，施工时应具有完整的幕墙防雷施工图，

且施工图必须经审图机构审查批准方可实施，同时应与建筑主体结构施工紧密结合，预埋件与均压环连接应可靠，消除安全隐患。