高层建筑防雷的措施

中图分类号：TU文献标识码：A文章编号：1007-0745（2013）08-0295-01

摘 要：高层建筑防雷是设计和施工中的一项重要内容.本文主要从接闪器、引下线、接地等多方面阐述了高层建筑防雷的措施与应用.

关 键 词：接闪器引下线接地

一、接闪器的设置

在国内,目前除少数高层建筑采用放射性避雷系统的放射电极外,大多数高层建筑所采用的接闪器常为避雷带或避雷网,较少用避雷针.有些高层建筑总建筑面积高达数万、数十万m2,但高宽比一般也较大,建筑天面面积相对较小,常常只要在天面四周及水池顶部四周明设避雷带局部再加些避雷网即可满足要求.

按设计规范要求,接闪器可采用直径不小于φ8mm圆钢,或截面不小于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φ8mm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.因此有的大厦采用φ25mm厚壁钢管作成栏杆或用φ16mm圆钢来作避雷带,外刷银粉,不但美观、实用,避雷效果也很好.对于百年大计的大厦,花这点代价也是值得的.

避雷带一般沿女儿墙及电梯机房或水池顶部的四周敷设,不同平面的避雷带应至少有两处互相连接.连接应采用焊接,搭焊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18m,对于二类防雷高层建筑物,这一间距可放宽至24m,但至少不能少于2根.

有些大厦在女儿墙的拐角处增设有长约1.5m的短针,并将之与女儿墙上的避雷带相结合作为接闪器.

当天面面积较大,或底部裙楼较高较宽,或因建筑物的高宽比不大等,都可能出现单靠敷设上述的避雷带也无法保护整座建筑物的情况,这时应根据建筑物的造型增设避雷针或避雷网.

屋面上的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它原因难以装设独立避雷针、架空避雷线、避雷网时,可将避雷针或网格不大于5m×5m或6m×4m的避雷网或由其混合组成的接闪器直接装在建筑物上且需做到所有避雷针应采用避雷带互相连接、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.建筑物应装设均压环,环间垂直距离不应大于12m,所有引下线、建筑物的金属结构和金属设备均应连到环上等.

对第一类防雷建筑物防侧击雷措施

（1）从30m起每隔不大于6m沿建筑物四周设水平避雷带并与引下线相连；

（2）30m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接；

（3）在电源引入的总配电箱处宜装设过电压保护器.

对高度超过45m的钢筋混凝土结构、钢结构第二类防雷建筑物,应采取以下防侧击和等电位的保护措施：

（1）钢构架和混凝土的钢筋应互相连接,钢筋的连接应符合规范要求；

（2）应利用钢柱或柱子钢筋作为防雷装置引下线；

（3）应将45m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接.

（4）竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置连接.

对第三类防雷建筑物中高度超过60m的高层建筑物,其防侧击雷和等电位的保护措施依第二类防雷建筑物中高度超过45m的高层建筑物保护措施的（1）（2）（4）条的规定,并应将60m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接.

二、引下线的设置与应用

在高层建筑中,利用柱或剪力墙中的钢筋作为防雷引下线是我国常用的方法.这种方法已写入国标《建筑物防雷设计规范》.按规范要求,作为引下线的一根或多根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钢筋的截面积,这一要求在高层建筑中是不难达到的.高层建筑中柱中主筋在20mm以上的很常见.为安全起见,应选用钢筋直径不小于φ16mm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,保证每层上下串焊正确.如果结构钢筋因钢种含碳量或含锰量高,如经焊接易使钢筋变脆或强度降低时,可改用不少于φ16mm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接续连接方法,在高层建筑中应坚持通长焊接,搭焊长度应不小于100mm.

高层建筑防侧击雷具体施工时,就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,一般高层建筑的铝门窗是采用射钉把门窗压条固定在砖墙或混凝土墙上的,与预埋连接件尚有一段距离,而且铝门窗如何与避雷装置牢固连接,在工艺上也存在一定困难.因此,如何解决铝窗的接地,是防雷设计中一个值得探讨的问题.如果大厦采用玻璃幕墙,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.

三、防止雷电反击

高层建筑中,大厦的结构钢筋实际上都已或紧或松地跟避雷接地装置连成一体.为了防止雷电反击,还应将建筑物内部的配电金属套管、水管、暖气管、空调通风管道等金属管道和金属构件及支架均与防雷接地装置作等电位连接；垂直敷设的电气线路,可在适当部位装设带电部分与金属支架的击穿保护装置.各种接地装置（除另有特殊要求外）都宜连接成一体.由于等电位原理,上述措施可使电位均匀.从而可以避免大厦产生雷电反击的危害.

四、防止高电位引入

对于因雷电波入侵造成室内高电位引入的问题,可采用如下措施：

（1）尽量采用全电缆进线.当实在有困难时,架空线路应在大厦入户前50m外换接电缆进线,换接处装设避雷器,同时电缆外皮、避雷器及架空线绝缘子铁脚均应接地,接地冲击电阻不大于10Ω.

（2）进入建筑物的架空金属管道应在入户处与接地装置相连.

（3）低压直埋电缆线路或进入建筑物的金属管道,应在入户处将电缆金属外皮、电缆金属进户导管等与接地装置相连接.