浅谈建筑物防雷施工图设计文件审查

浅谈建筑物防雷施工图设计文件审查

周雪君

(台州市防雷中心,浙江台州318000)

摘要:回顾2001年开展建筑物防雷施工图设计文件审查以来所取得的一些经验和体会,既有较好的指导作用,又具实用性。希望对今后开展类似工作,特别是对提高防雷施工图设计文件审查质量,提供借鉴和帮助。

关键词:防雷装置;电涌保护器;设计施工图;审查;问题;注意事项

引　言

雷电灾害是最严重的10种自然灾害之一。随着社会经济的迅速发展,高楼大厦不断崛起,以及高速公路、水库等星罗棋布,下垫面的变化使大气层结构趋于不稳定,雷暴云更容易产生。计算机、通讯设备及自动控制系统等电子产品的广泛应用,雷电造成的灾害呈不断增加的趋势。

台州市是雷暴多发区,群众防雷意识淡薄。以前未经审查就交付施工的防雷设计,在竣工验收时,存在的隐患颇多。为减少雷灾所造成的损失,我们按照国家有关防雷技术规范,对报建的建(构)筑物的防雷系统设计,进行认真审查,严把防雷设计质量关,从源头上消除雷灾隐患。

1　建筑物遭受雷击的途径及防雷的措施

雷电的破坏作用主要是雷电流引起的,它的危害基本上可分为3种类型:一是直击雷,即是雷电直接击在建筑物或设备上。由于雷击时,雷电压高达几百万至几千万伏,雷电流高达几万到几十万安,强大的雷电流所经物体上的水分受热汽化膨胀,而产生强大的热效应和机械效应,从而使建筑物遭受破坏,同时可能会引起火灾。二是间接雷,即雷电流产生的静电感应和电磁感应,当雷云来临时地面上的某些物体,尤其是导体,由于静电感应,都聚集起大量的与雷电极性相反的束缚电荷,在雷云对地或对另一雷云闪击放电后,物体上的束缚电荷却不能在同样短的时间内消失就变成了自由电荷,从而产生出很高的静电电压(感应电压)其过电压幅值可达到几万到几十万伏,这种过电压往往会造成建筑物内的导线,接地不良的金属物导体和大型的金属设备放电而引起电火花,从而引起火灾、爆炸、危及人身安全或对供电系统造成危害。另外,因为雷电流是一种脉冲波,在雷电闪击时,由于雷电流的变化率di/dt 很大,根据电磁感应原理,在雷电流的通道附近产生了一个很强的感应电磁场,对建筑物内的电子设备造成干扰、破坏,或使周围的金属构件产生很强的感应电流,从而产生大量的热而引起火灾。三是雷电波沿天线、或架空电力线、金属管道等引入室内,形成高电位,造成弱电设备损坏或触电伤亡事故。

现代钢筋混凝土的建筑物内有纵横交错的钢筋,在没有浇灌混凝土之前就象一个大铁笼,可以从屋面的钢筋引到女儿墙以上明装避雷带,利用多根垂直钢筋作为引下线,再利用基础结构钢筋为接地装置,从而使直击在屋顶上的雷电流很快地泄放到大地。而纵横交错的钢筋对雷电空间磁场起到初级屏蔽保护作用。建筑物被垂直与水平的金属导体包围住,形成一个法拉第笼,这在一定程度上阻止了雷电对内部的袭击,但建筑物内部与外界是有通道的,如建筑物上有大框架的窗、门、洞,还有很多的电气线路和金属管道,有转角和突出部位,不可能做

收稿日期:2006-09-26

到天衣无缝。现代防雷技术根据建筑物遭受雷击的途径,采取了相应的防雷措施,提出对建筑物防雷分外部防雷保护系统和内部防雷保护系统两部分,两者缺一不可。外部防雷系统包括接闪器(避雷针、带、线、网)、引下线、接地体(人工或自然基础)等防止建筑物遭受直击雷、侧击雷、雷电反击,保护建筑物免受雷击引起的火灾事故、保护人身安全。内部防雷系统包括等电位连接系统、共用接地系统、屏蔽系统、合理布线、电涌保护器等防止雷电感应、雷击电磁脉冲等间接雷和雷电波侵入,保护电气设备不遭雷电损坏。

2　建筑物防雷设计的审查

根据设计单位提供的电气设计施工图,可以从以下几方面对防雷设计进行审查:

2.1　防雷设计分类的审查

根据《建筑物防雷设计规范》G B50057-94 (2000年版)第2.0.1条规定,建筑物应根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果,进行分类。因此,必须对受审的建筑物的使用情况进行初步了解,如果是易燃易爆场所或重要建筑物,可直接根据它的危险性和重要性进行划分。如果是一般使用的建筑物,则应根据年预计雷击次数以及被保护对象的特点、雷电活动规律、防护需求和用户的经济条件等实际情况,综合考虑。

2.2　屋面防雷平面图的审查

屋面防雷平面图中要审查的要素有:避雷带、引下线、避雷网格等。对屋面防雷平面图的审查要结合立面、剖面图进行审查,屋面上的女儿墙、构架、屋檐、屋脊、水箱、航空障碍灯、电梯机房顶等建筑物的分布情况、高度进行详细了解。

2.2.1　接闪器的审查

避雷针、避雷线、避雷带、网均属于接闪器,其功能是截获雷电,使建筑物免受直击雷的袭击。

对于易燃易爆场所等一类防雷标准的建筑物,应设置独立的防雷装置,此类建筑物的接闪器一般使用独立避雷针、线或网。主要审查:第一、所保护的建筑物是否在避雷针、线、网的保护范围之内。第二、地下部分的安全距离、空中的安全距离是否达到规范要求。第三、独立避雷装置的接地电阻值。

对于二、三类防雷标准的建筑物,一般把接闪器直接装在建筑物上,通常采用避雷带、避雷短针、避雷网组合的方式作为接闪器。

避雷网一般敷设在屋面上,主要是防止屋面遭受雷击。对于此类建筑物避雷网格的审查,第一,查看防雷网格尺寸是否与防雷类别相符。第二,查看防雷网格的敷设方式,是明敷还是暗敷,暗敷时履盖层的厚度。第三,查看屋面避雷网格是否有供竣工验收检测或屋面设备接地用的预留接地点。在审查过程中,有的设计单位利用屋面板钢筋作为避雷网格,这是不对的。因为第一,屋面板上还有防水层、找平层、隔热层等其履盖层厚度远大于20mm,对雷电起不到接闪作用。第二,屋面板钢筋的用材规格是否达到规范要求。

避雷带、避雷短针一般敷设在女儿墙、屋檐、屋脊等易受雷击部位。目的是为了防止这些部位免遭雷击,因此,避雷带、避雷短针的高度与女儿墙的宽度有关,不能按照建筑物防雷设施安装图集中的避雷带高度,一成不变地进行设计。避雷带、避雷短针的高度应结合女儿墙的宽度、女儿墙顶至屋面的高度来确定,当屋面敷设有避雷网格时,可以把屋面近似等效为地面,然后,根据《建筑物防雷设计规范》G B50057-94附录4中的公式(附4.1)计算出r x,r x应至少大于女儿墙宽度的一半,而避雷短针的间距D应根据G B50057-94附录四中的公式(附4.4)h x=h r-[(h r-h)2+(D/2)2-x2]1/2来确定,当x=0时,h x≥0则避雷小针的间距D 符合要求,否则应缩小避雷小针的间距D。在审查过程中,大部分设计院只套用安装图集,没有从实际出发去考虑。另外,高出屋面的水箱、机房、构架、通风管等也应在其四周或顶面设置避雷针或避雷网。有的设计单位往往忽略了通风管、构架上的避雷设施。

当建筑物的高度超过对应类别滚球半径的高度时,建筑物的侧面须考虑雷电侧击,因此建筑物还应进行防侧击雷防护。通常从30m开始向上,每隔一层(层高≤3m时)或每层(层高