转的《建筑物防雷设计规范》及工程实践的体会

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学习国际《建筑物防雷设计规范》及工程实践的体会

杨元亮　　张　钢

　　 济南市建筑设计研究院　250001　

　　

　　 【摘　要】：通过学习、理解规范，认为特殊情况下对建筑物防雷分类的确定有必要进行相应的计算；综述了防雷电感应、雷电波侵入、雷电流产生的高电位对金属设备或电气线路反击的具体措施及在工程实践中对接闪器、接地体做法的体会。

　　 【关键词】：防雷、分类、雷电感应、雷电波侵入、高电位、接闪器、接地体做好防雷设计是防止和减少雷击建筑物而造成人员伤亡和财产、设备受损的有效措施。要做到安全可靠、技术先进、经济合理的防雷设计，认真学习、应用国际《建筑物防雷设计规范》是非常必要的。

　　 一、建筑物的防雷分类

　　 对规范中明确指出的防雷建筑物类别，可直接套用。规范中对有些建筑物仅指出大于预计雷击次数XX次/每年，而归属二类或三类防雷建筑物。对于这些规定，在设计中仅凭直观感觉和经验，就不能明确确定其建筑物所属防雷类别，使应做二类防雷误做成三类，应做三类防雷而没做，结果是对建成的建筑物造成一定的隐患。这就有必要据当地的年平均雷暴日及建筑物所在地的地理、地质土壤、气象环境等进行详细的研究并做出相应的计算，来确定防雷等级。

　　 例如：在济南地区Td=26.3　　K=2的环境下

　　 据公式：N=0.024k·Td1．3·Ae

　　 式中：N—建筑物预计雷击次数(次/年)

　　 K—校正系数(据新建建筑物所在地的地理、环境而定)

　　 Td—年平均雷暴日

　　 Ae—与建筑物截收相同雷击次数的等效面积(km2)

　　 计算出长100米、宽25米，两层以上(H≥9米)的省级办公建筑物就要做二类防雷。如果不通过计算，这类建筑物实际中做成三类防雷或不做都是有可能的。由此看出，对一些特殊情况下的建筑物进行综合考虑并做出相应的计算是非常必要的。

　　 二、防雷电感应和雷电波侵入

　　 防直击雷的措施，一般设计人员都很明确。但是，随着科技的发展，电子设备的普及，防雷电感应和雷电波侵入在设计中也必须明确，并逐步完善形成一个防雷网络。

　　 1.雷电感应—雷电放电时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花。

　　 因此被保护建筑物内的金属物接地，是防雷电感应的主要措施。

　　 首先，是做好等电位联结。对一、二类防雷建筑物内平行或交叉敷设的金属管道，其净距小于100mm时，应采用金属线跨接，是防止电磁感应所造成的电位差能将小空隙击穿，而产生电火花，每隔≤30m做好接地。

　　 2.雷电波侵入—由于雷电对架空线或金属管道的作用，雷电波可能沿着这些管线侵入屋内，危及人身安全或损坏设备。

　　 因此，做好进线端的防雷保护，做好均压环及防侧击雷是防雷电波侵入的主要措施。

　　 一、二类防雷建筑低压进线全线采用直埋地引入，将线路架空引入户内时不少于15m的一段应换电缆(金属铠装电缆直埋地，护套电缆穿钢管)进户，并在架空与电缆换接处做好避雷保护。二类防雷建筑当架空线直接引入时，除在入户处加装避雷器，并将进户装置铁件做好接地外，靠近建筑物的两根电杆上的铁件也应做好接地，且冲击接地电阻≤30Ω，所有弱电进线的保护应同强电进线。

　　 防雷建筑要做好均压环及防侧击雷保护。均压环从三层开始，环间垂直距离≤12m，所有引下线、建筑物的金属结构和金属设备均与环可靠连接，均压环可利用结构圈梁内的钢筋(钢筋必须贯通成环路)。一类防雷建筑30m以上，二类防雷建筑45m以上，三类防雷建筑60m以上，要做好防侧击雷保护，沿建筑物外墙做一周水平避雷带，带与带间垂直距离≤6m，外墙上所有金属栏杆，门窗均与避雷带可靠连接，避雷带再与引下线可靠连接。

　　 竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置可靠连接，目的是在于等电位，并且由于两端连接使其与引下线形成并联线路，使雷电流更讯速的入地。

　　 三、防雷电流经引下线和接地装置时产生高电位对金属设备或电气线路反击的措施

　　 做好防直击雷、雷电波侵入和雷电感应，还不是一个完整的防雷设计。因为，目前建筑物内大多采用共同接地装置，当雷直击于本建筑物防雷装置时，假设流经靠近低压电气装置处接地装置的雷电流为20KA，当冲击接地电阻=1Ω时，接地装置上电位升高为20KV，而一般室内低压装置的耐冲击电压最高为8KV。其结果就使低压电气装置绝缘较弱处可能被击穿而造成短路，发生火灾、损坏设备，这是非常危险的。因此，在设计中给予足够的重视，对防雷建筑物实现全方位、多层次的防雷网络，使雷电对建筑物的影响减至最小。

　　 建筑物为高压进线时，高、低压侧各相上均设避雷器，用以防护由高压进线的雷电和操作(断路器动作，投切大电动机和电容器组等)过电压。电子设备较多且重要的建筑，在低压配电支线上再装设过电压保护，做为后备保护，主要用于进一步抑制经前置保护限制后的剩余过电压和电源线上由感应或耦合产生的过电压。

　　 建筑物为低压进线时，在电源总进线处装设过电压保护器。

　　 四、关于接闪器

　　 接闪器—直接截受雷击的避雷针、避雷带(线)、避雷网，以及用作接闪的金属屋面和金属构件等。

　　 在许多建筑物中，屋面为上人屋面，对美观要求较高，按常规做法，用园钢明敷避雷网做接闪器就影响美观，本规范对二类防雷建筑物中二、三、八、九款中的建筑物指出宜用钢筋混凝土屋面、梁、柱内的钢筋作为接闪器，实际应用中，可采用屋面女儿墙内的压顶钢筋做接闪器，高出屋面的各种铁件要与压顶钢筋可靠焊接(施工时要注意配合)，压顶钢筋与做引下线的柱内四角柱筋做好可靠的电气连接。这种做法要定期对雷击有可能造成的混凝土碎片或脱开进行维修。

　　 五、关于接地体

　　 接地体—埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体。

　　 实际应用中，一般较大工程都利用基础内钢筋做接地体，并采用联合接地体、接地电阻值要求小≤1Ω。但在一些带有地下室、半地下室的建筑中，土建上都采用防水材料对建筑底板做防水处理。目前，所采用的防水材料都具有很好的绝缘性，因此，对这类建筑直接利用基础钢筋做接地极，就有可能满足不了工程对接地电阻的要求，要从柱筋引下线处外引，沿建筑物护坡外一周做闭合人工接地体与基础内钢筋并用，这样能达到较满意的接地电阻值。

　　 以上是自己在学习规范和实际应用中的一点体会，不妥之处请同行给予批评指正，以利于更好地学习、理解、应用规范，做好现代建筑物的防雷设计。