民用建筑物的防雷措施

【摘 要】文章主要阐述建筑物防雷等级的分类以及直击雷、侧击雷、雷电波侵入的防雷措施.

【关 键 词】防雷；防直击雷；防侧击雷；雷电波侵入

人类为了避免雷电对社会造成的危害,人们通过长期的观测研究,对雷电现象及其特性、发生和发展的规律已经取得了一定的成果,并在此基础上形成了雷电防护的理论和措施.

建筑物根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果,按防雷要求分为三类.根据现行国家标准《建筑物防雷设计规范》的规定,民用建筑物应划分为第二类和第三类防雷建筑物.划为第二类防雷建筑物的为：1.高度超过100米的建筑物；2.国家级重点文物保护建筑物；3.国家级的会堂、办公建筑物、档案馆、大型博展建筑物；特大型、大型铁路的旅客站；国际性的航空港、通信枢纽；国宾馆、大型旅游建筑物；国际港口客运站；4.国家级计算中心、国家级通信枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电子设备的建筑物；5.年预计雷击次数大于0.06的部、省级办公建筑物及其他重要或人员密集的公共建筑物；6.年预计雷击次数大于0.3的住宅、办公楼等一般民用建筑物.划为第三类防雷建筑物：1.省级重点文物保护建筑物及省级档案馆；2.省级大型计算中心和装有重要电子设备的建筑物；3.19层及以上的住宅建筑和高度超过50米的其他民用建筑物；4.年预计雷击次数大于或等于0.012且小于或等于0.06的部、省级办公建筑物及其他重要或人员密集的公共建筑物；5.年预计雷击次数大于或等于0.06且小于或等于0.3的住宅、办公楼等一般民用建筑物；6.建筑群中最高的建筑物或位于建筑群边缘高度超过20米的建筑物；7.通过调查确认当地遭受过雷击灾害的类似建筑物；历史上雷害事故严重地区或雷害事故较多地区的较重要建筑物；8.在平均雷暴日大于15d/a的地区,高度大于或等于15米的烟囱、水塔等孤立的高耸构筑物；在平均雷暴日小于或等于15d/a的地区,高度大于或等于20m的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物.

第二类和第三类防雷建筑物均应采取防直击雷、防侧击和防雷电波侵入的措施.

一、民用建筑物防直击雷的措施：

民用建筑防直击雷一般采用接闪器,引下线,接地装置等措施.接闪器采用避雷针、避雷带（网）或两者混合的方式,还宜利用建筑物的金属屋面作为接闪器.建筑物采用避雷针是将雷电引向其尖端并泄入大地.从而避免了避雷针保护范围各物体遭受雷击.一定高度的避雷针下面有一个安全域,此区域内的物体基本上不受雷击,单支避雷针在地面上的保护半径一般为1.5倍的避雷针高度.如果单支避雷针的保护范围不够时,可采用两支或多支避雷针,将欲保护的建筑物置于各避雷针的保护范围内.接闪器一般敷设在屋脊、屋檐以及突出的水塔和烟囱等处.试验表明,建筑物得雷击部位,与屋顶的坡度有关.平顶建筑物与各种不同坡度的建筑物其雷击部位不同.平顶建筑物,雷击部位为屋顶四周,其中四个角的雷击率最高；坡度为15°的建筑物,雷击部位多为山墙屋檐,其中也是四个角雷击率最高；坡度为30°的建筑物,雷击部位多为屋脊,其中屋脊两端雷击率最高；坡度45°及以上的建筑物,雷击部位基本上在屋脊,其中屋脊两端雷击率最高.所以在设计时应按照建筑物屋顶的坡度,确定最容易遭受雷击部位装设避雷针或避雷网.引下线应优先利用建筑物钢筋混凝土柱或剪力墙中的主钢筋,还宜利用建筑物的金属爬梯,钢柱、金属烟囱等作为引下线.接地装置应优先利用建筑物钢筋混凝土基础内的钢筋.有钢筋混凝土地梁时,应将地梁内钢筋连成环形接地装置,没有钢筋混凝土地梁时,可在建筑物周边内无钢筋的闭合条形混凝土基础内,用40mm*4mm镀锌扁钢直接敷设在槽坑外沿,形成环形接地.

二、民用建筑物防侧击雷的措施：

在高层建筑的设计施工中,除了防止雷电的直击外,还应防止侧向雷击.当民用建筑物高度超过45米（三类建筑物超过60米）,应采取下列防侧击雷措施：1.建筑物内钢构架和钢筋混凝土的钢筋应相互连接.2.应利用钢柱或钢筋混凝土柱子内钢筋作为防雷装置引下线.结构圈梁中的钢筋应每三层连成闭合回路,并应同防雷装置引下线连接.3.应将45米（三类建筑物60米）及以上外墙上的栏杆、门窗等较大金属物直接或通过预埋件与防雷装置相连.4.当整个建筑物全部为钢筋混凝土结构或为砖混结构但有钢筋混凝土组合柱和圈梁时,应利用钢筋混凝土结构内的钢筋设置局部等电位联结端子板,并应将建筑物内的各种竖向金属管道每三层与局部等电位联结端子板连接一次.

三、民用建筑物防雷电波侵入的措施：

由于雷电对架空线路或金属管道的作用,雷电波可能沿着这些管线侵入屋内,危机人身安全或损坏设备,称为雷电波侵入.

雷电波侵入途径有三种,一是直击雷击中室外的金属导线,高压脉冲电压沿导线侵入室内；二是间接雷的电磁脉冲波沿导线传播而侵入室内；三是闪电直接击在建筑物或建筑物附近时,雷电流通过引下线流入接地体,雷电高电位通过电路中的零线、保护接地线和综合布线中的接地线侵入室内,并沿着导线传播,殃及更大范围.

民用建筑物防雷电波侵入采用以下措施：1.低压线路宜全线采用电缆直接地敷设,在入户端应将电缆的金属外皮、钢管接到防雷电感应的接地装置婚丧.当全线采用电缆有困难时,可采用钢筋混凝土杆和铁横杆的架空线,并应使用一段金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入,其埋地长度不应小于15米,在电缆与架空线连接处,应装设避雷器.避雷器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地,其冲击接地电阻不应大于10Ω.2.架空金属管道,在进出建筑物处,应与防雷电感应的接地装置相连.距离建筑物100米内的管道,应每隔25米左右接地一次,其冲击接地电不应大于20Ω,并宜利用金支架或钢筋混凝土支架的焊接、绑扎钢筋网作为引下线,其钢筋混凝土基础宜作为接地装置.埋地或地沟内的金属管道,在进出建筑物处亦应与防雷电感应的接地装置相连.

另外,固定在建筑物上的节日彩灯、航空障碍标志灯及其他用电设备的线路,如果无金属外壳或保护网罩的用电设备、应处在接闪器的保护范围内；如果有金属外壳或保护网罩的用电设备,应将金属外壳或保护网罩就近与屋顶防雷装置相连.