浅谈建筑防雷保护

浅谈建筑防雷保护

发表时间：2018-05-28T16:30:32.387Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第35期作者：王旭东

[导读] 本人对建筑防雷保护进行研究，现阐述：雷击危害，建筑防雷装置，安装施工过程中应注意事项。

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摘要：防雷保护是民用建筑电气安装工程中一项关系到“人、建筑物、设备”安全的分项工程。雷电灾害对建筑物及其内部用电设备的危害极大，防雷保护是保证建筑物及用电设备安全运行的重要措施，本人对建筑防雷保护进行研究，现阐述：雷击危害，建筑防雷装置，安装施工过程中应注意事项。

关键词：建筑工程；电气安装；防雷保护

一、引言

近年来我国经济发展迅速，建设项目数量日益增多、规模高度越加增大、电气安装系统越加复杂，雷电灾害对建筑损害频率和程度随之增加，所以防雷保护的设计、安装水平直接影响建筑物使用安全程度。

二、雷击对建筑物及其电气设备的损害

雷云对大地的放电产生对建筑及其供配电系统有很大破坏作用的大气过电压。其基本形式有三种：直击雷过电压，静电感应过电压，侵入波过电压。雷电对建筑物及其电气系统危害极大，主要表现几个方面：（1）雷电的机械效应，雷电所产生的电动力可摧毁设备、塔杆和建筑，并伤害人畜。（2）雷电的热效应，强大的雷电流产生的热量，可烧毁导线和电气设备。（3）雷电的电磁效应，雷电的电磁效应将使架空线和设备上产生危害极大的感应过电压，击穿电气绝缘，引起火灾和爆炸，造成人身伤亡。（4）雷电的闪络放电，雷电的闪络放电将使电网产生过电压、烧坏绝缘子，引起停电或跳闸。

三、建筑防雷装置

建筑物的防雷装置一般由接闪器、引下线、接地装置组成，各部分可靠连接形成导通的电回路，将雷击电流通过防雷装置导入大地达到保护建筑物及用电设备的目的。

1、接闪器

高层建筑所采用的接闪器常为避雷带或是避雷网。按设计规范要求，接闪器可采用直径不小于?8mm圆钢，或截面积不小于48mm2、厚度不小于4mm的扁钢。在设计中，往往把最低要求看成是标准数据，采用?8mm圆钢作避雷带，由于机械强度不够，易受外力作用而变形或断裂，在耐腐蚀上也是不足。因此推荐高层建筑采用?25mm厚壁钢管作成栏杆或?16mm圆钢来作为避雷带，外刷银粉漆，不但美观、实用，避雷效果也很好。对于百年大计的大厦，花这点代价也很值得。避雷带一般沿女儿墙及电梯机房或水箱顶部的四周敷设，不同平面的避雷带应至少两处互相连接。连接应采用焊接，搭接长度应为圆钢直径的6倍或扁钢宽度的2倍并且不少于100mm。对于第一类防雷高层建筑物，相邻引下线间的间隔不大于18米，对于二类防雷高层建筑物，这一间距可放宽至24米，但至少不能少于2根。屋面上所有金属管道和金属构件都应与避雷装置相焊连，这一点在设计和施工中常被忽视，应予以重视。

当高层建筑物太高或其他原因难以装设独立避雷针、避雷网时，可将避雷针或不大于5m×5m或6m×6m的避雷网或由其混合组成的接闪器直接安装在建筑物上。要做到所有避雷针应与避雷带互相连接、连接的引下线不少于两根，并应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不应大于12m。建筑物如果需要装设均压环，必须保证环间垂直距离不应大于12m，且所有引下线、建筑物的金属结构和金属设备均应连到均压环上，确保可靠的电气导通。

2、引下线

建筑物中，利用柱或剪力墙中的钢筋作为防雷引下线是我国常用的做法。按规范要求，作为引下线的一根或多跟钢筋在最不利的情况下其截面积总和不应小于一根直径为10mm钢筋截面积，按经验这一要求在高层建筑中是不难达到的，因为高层建筑中柱中主筋在20mm以上的很常见。为安全起见，在施工中应选用钢筋直径不小于?16mm的主筋作为引下线。在指定的柱或剪力墙某处的引下点一般宜采用两根钢筋同时作为引下线，施工时应标明记号（刷油漆做好记号），保证每层上下串焊正确。如果结构钢筋因钢种含碳量或锰量高，如经焊接易使钢筋变脆或强度降低时，可改用不小于?16mm的付筋，或不受力的构造筋，或者单独另设钢筋。对于作为引下线的钢筋的连续连接方法，在高层建筑中必须通长焊接，搭焊长度应不小于10mm。

防止侧击雷具体施工时，是将引下线与圈梁或楼层结构大梁连接，由圈梁或结构大梁钢筋引出至预埋铁件，然后由预埋件焊一条钢筋与金属门窗相连。但是这道工序的工作量非常大，一般高层建筑物的铝门窗是采用射钉枪把门窗压条固定在砖墙或混凝土墙上的，与预埋件尚有一段距离，而且铝门窗如何与避雷装置牢靠连接，在工艺上也存在一定困难。因此，建议宜采用自攻螺丝固定铜编织带，将预埋件与金属门窗连接起来形成电气通路。如果建筑物采用玻璃幕墙，门窗的金属边框与避雷装置的连接就非常方便。因为玻璃幕墙的金属支架固定在墙中预埋铁件上，而预埋铁件又与柱子或剪力墙上的钢筋相连，这样玻璃幕墙的金属边框自然的与引下线连接不需要特殊处理。

接地装置

电气设备的任何部分与土壤间作良好的电气连接，称为接地。直接与土壤接触的金属导体称为接地体或接地极。连接电气设备接地部分与接地体间的金属导线称为接地线。接地体可分为人工接地体和自然接地体，人工接地体是指专门为接地而装设的接地体，自然接地体指兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等。接地体和接地线组成的总称为接地装置。

按设计规定，一类防雷建筑物的接地装置的冲击接地电阻不超过5Ω。由于高层建筑占地面积较小，使得高压配电装置及低压系统的接地、重复接地等较难独立设置，因此常在这些接地系统合用一个接地装置，并采取均压措施。为防止内侧形成低电位或雷电波侵入，应将引入建筑物的所有金属管道均与接地装置相连。当上述系统共用一个接地装置时，接地电阻应不大于1Ω。

高层建筑的接地装置大多以建筑物的深基础作为接地极。建筑物的基础桩基，不论是挖孔桩还是冲孔桩、钻孔桩，都是将一根根钢筋混凝土柱子深入地中，直达几十米深的岩层。桩基上面做建筑的承台，承台也是用钢筋混凝土制作的，它把桩基连成一体，承台一般有1m 多厚，承台上面是建筑的剪力墙及柱子，建筑物的地面部分就就坐落于承台之上。在施工时，一般将露出地面部分的桩基钢筋部分找出并标记号，在绑扎承台钢筋时将承台大于?16mm钢筋与标记好桩基钢筋可靠焊接作为接地装置，以后与柱和剪力墙中作为引下线的主筋靠靠