建筑防雷论文范文

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建筑防雷论文

建筑防雷论文范文第1篇

关键词:建筑防雷防雷装置安全隔离距离等电位连接

前言

在人类生存的环境中有许多自然灾害,如地震、暴雨、冰雹、水灾、旱灾、火灾、雷击等等。对此,人们总是想方设法进行防御,或减轻它们所造成的损失。雷击就是严重的自然灾害之一。但就我国而言,过去防雷设计在整个建筑设计中所占的比重很小。电气设计人员不重视,其他专业的设计人员更不重视,但雷击所造成的损失却无法轻视。如1989年山东黄岛油库遭受雷击并引起大火,损失惨重。

就防雷历史而言,我国建国初期大多是按照日本的45°~60°保护角确定避雷针的保护范围,用三叉小针铜避雷针、铜引下线和1m×1m铜板作为接地装置。50年代初期,引进苏联技术,采用抛物线或折线计算法,用铁管或镀锌元钢做避雷针,用镀锌元钢做引下线,地下打入3~5m长的镀锌铁管或钢材作接地极,以致现在的避雷带和避雷网均采用镀锌钢筋或扁钢。

80年代以前,我国没有建筑物防雷规范,建筑电气设计人员只能凭自己的认识设计避雷针。自1957年北京市两大雷击事故发生以后,我国大量的古建筑物和群众集中的公共场所才开始安装避雷装置。1957年7月6日明十三陵长陵棱恩殿遭受雷击,劈掉西部吻兽,劈裂两根直径1.17m,高14.3m的大楠木柱子,死一人,伤三人;1957年7月8日中山公园内的一棵大树落雷,雷电流感应至附近的配电线路,然后传到中山公园音乐堂,烧毁了配电室、舞台和观众厅大顶棚。为此,北京市领导召开了紧急会议,决定对北京市重要古建筑物和人员众多的影剧院安装避雷针并指定由笔者负责设计。此后,从天安门开始,到劳动人民文化宫三大殿、景山万春亭、北海公园白塔,以至鼓楼、天坛祈年殿、颐和园排云殿、智慧海、十三陵长陵棱恩殿、明楼、戒台寺等30多处古建筑物和中山公园音乐堂等重要影剧院都相继安装了避雷装置。

1957年,笔者将过去积累的雷击事故调查和设计经验进行了总结,写出了“民用建筑物防雷保护”研究报告并且于1958年9月在建工部设计局于武汉召开的“全国电气设计人员交流大会”上,作了报告,发表了防雷观点和设计方法。报告中提出的雷击规律、防雷标准、保护方式、设计要点、屋顶板内钢筋作接闪装置的理论以及详细的设计实例和数十种做法大样得到了与会代表的一致赞同,以后被广泛采用。

1958年底,北京市建筑设计院研究室、中国科学院电工研究所和清华大学高压教研室共同成立了“北京建筑物防雷研究小组”。1962年5月出版的《民用建筑物防雷保护》和1980年9月出版的《建筑物防雷设计》就是在笔者1957年研究报告和小组研究成果的基础上写出来的。书中突出的观点是建筑物防雷设计的六项重要因素,即接闪功能、分流影响、屏蔽作用、均衡电位、接地效果和合理布线。现在看来,国内外的标准和规范都离不开这六要素,有的单位还把它们作为设计原则。笼式避雷网和等电位连接早在1958年就在人民大会堂的设计和工作实践中采用了,而国际上戈尔德(G.H.Golde)于1997年才在《雷电》一书(国际名著)中谈到等电位连接的做法,所以我国的防雷研究和实践并不落后。

笔者主审的我国第一部《建筑物防雷设计规范》(GBJ57-83)于1983年11月7日公布。第二部《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)(机械工业部设计研究院林维勇先生主笔)于1994年4月18日公布。该部规范吸收了许多国外先进的东西,将接闪器保护范围的计算方法改为滚球法并结合我国防雷设计的实际经验增加了许多新条款。这两部规范对指导我国建筑物防雷设计起了很大的作用。

70年代以前,人们听到的雷击事故多是击中建筑物或大树,严重的造成了建筑物烧毁或人员伤亡。那时被雷击的建筑物绝大多数是没有安装防雷装置(避雷针、避雷带或避雷网)。现在听到的雷击事故相对少了,其原因是,六层以上的多层建筑物和高层建筑物都安装了防雷装置。有时,接闪器接闪后,即使是微电子设备因雷电电磁脉冲感应受损,局外人也不知道,本单位做些局部修理也就完事了。其实,现在的雷击事故并不算少。雷击建筑物对某一栋楼而言可能是百年不遇的事,但防雷装置接闪则是较常见的,这也是正常的。

接闪装置接闪后,建筑物引下线附近的设备会受到雷电流的感应,这就是雷电电磁脉冲干扰。90年代以前,国际和国内的规范都没有关于雷电电磁脉冲的规定。1992年国际电工委员会建筑物防雷专委会(IEC-TC/81)才开始讨论这个问题。1995年2月,该机构了国际标准《雷电电磁脉冲的防护》(IEC1312-1.2.3)。目前我国尚没有类似的规定,这是近年来的问题。

随着电子技术的飞速发展,电子计算机早已步入社会的各行各业。建筑物内几乎无不设有复杂程度不同的微电子设备和计算机系统,民用建筑也不例外。雷电电磁脉冲干扰日益成为频发事故。面对这种挑战,设计人必须转变观念,把雷电电磁脉冲防护当作防雷设计的重点。这不只是电气一个专业的事,因为它涉及到电子设备的位置和管线的布置等问题。各个专业应充分协商,从整体上解决防雷设计上的问题。否则,建筑物设计得再好,也无法正常使用。

研究建筑物防雷应从雷击事故调查入手,找出雷击规律,然后,利用雷击模拟实验,对所总结的规律和所提出的解决方案予以验证。研究人员应根据科技的发展,不断吸收新东西对满足不断变化的社会需要,如计算机的发展导致的对雷电电磁脉冲防扩的需要。

下面将对防雷设计的基本原则、雷击规律、近年来国际上提出的新概念以及随着科技发展出现的新问题分别予以论述。

1.雷电电磁脉冲

雷电电磁脉冲(LightningElectromagneticPulse),简称LEMP,是天空打雷时产生的作为干扰源的强大闪电流及其电磁场。它的感应范围很大,对建筑物、人身和各种电气设备及管线都会有不同程度的危害。这种危害就是雷电电磁脉冲所产生的干扰。

建筑物内的雷电电磁脉冲干扰指以下三种情况:

(1)天空中雷电波的电磁辐射对建筑物内电力线路和电子设备的电磁干扰;

(2)建筑物的防雷装置接闪时,强大的瞬间雷电流对建筑物内电力线路和电子设备的干扰;

(3)由外部各种强、弱电架空线路或电缆线路传来的电磁波对建筑物内电子设备的干扰。

现代电子技术日益向高精度、高灵敏度、高频率和高可靠性方向发展。这些电子设备非常灵敏,但耐压很低,一般电子设备都承受不了正负5伏的电压波动。以各种微机为例,当雷电电磁脉冲的磁场强度超过0.07高斯时,就会引起微机的误动作,当磁场强度超过2.4高斯时,就会造成微机的永久性损坏。因此,我们必须对雷电电磁脉冲采取必要的防护措施,以便在先进的建筑物内实现良好的电磁兼容性(ElectromagneticCompatibility)。

防御雷电电磁脉冲干扰的理想防雷设计方案是笼式避雷网,它利用的是法拉第笼原理。建筑物的金属结构物遍及各处,不用很多钢材就可很容易连接起来形成法拉第笼,从而建筑物内的电子设备得到很好的屏蔽。屏蔽做得好,不仅能防御空间电磁波的辐射,而且还可使建筑物内部的分流和均压达到最佳效果。这里要说明,屏蔽的做法应根据建筑物内电子设备的要求决定。由于设备的性质不同,因此,有的要求仅对设备本身做屏蔽,有的要求在设备与设备之间做屏蔽,还有的要求在机房做屏蔽。正因为这个问题的重要,所以1995年国际电工委员会建筑物防雷分委会(IEC/TC-81)在《雷电电磁脉冲的防护》的标准中提出了防雷保护区(LPZ)的概念,国际上刚开始实行这种规定,而我们国家还没有提出。笔者认为,设计人员可以按照微电子设备的多少、繁简、重要程度、摆放位置及进出管线的具体情况自行划分防雷区以取得良好的屏蔽、等电位和接地效果。

因此,防御雷电电磁脉冲对室内布线的要求非常严格。由于用作引下线的钢筋混凝土柱内的钢筋和整个建筑物的屏蔽网都在外墙处,雷电流需经此处的钢筋分流到接地装置上,所以外墙处的电流密度大,电磁场强。因此,建筑物中的电源和通信等线路的主干线不应靠近外墙,最好设置在建筑物的中心部位,如电梯井在中心部位,可设置在电梯井的近旁。建筑物内的各种电气馈线都要穿金属管保护或采用双层屏蔽电缆(或同轴电缆)。在一些有特殊要求的线路电源侧,还应加装电涌保护器、隔离变压器、稳频、稳压以及滤波等装置。

防御雷电电磁脉冲对接地的要求也很严格。电子系统的低频信号工作接地应采用单点接地系统,在整个建筑物内应为树干式结线布置。各层或各段的低频信号工作接地均应直接接到单点接地板上,不得形成环路。单点接地系统不应与用作防雷引下线的柱子平行,以防强磁场干扰。由于是利用建筑物结构钢筋作屏蔽,因此必须采用综合共同接地方式,即将防雷接地、电源的工作接地、各种装置的外壳、铁管外皮和高频电子设备的信号接地都统一接到建筑物的基础上或室外接地装置上。为避免杂散电流,单点接地系统必须采用绝缘线,其主接地板必须置于建筑物的最底层且直接与基础或室外接地装置连接。各层单点接地系统的区域接地板或终端接地板如需要与综合共用接地系统的装置接地板连接,应在它们之间加装不大于直流300V的放电管或压敏电阻。综合共用接地的电阻一般应在1欧姆以下,对于特殊的电子设备,可在0.5欧姆以下。确定接地电阻时,应考虑各种设备对接地电阻值的要求,在所要求的各种阻值下,应取最低值。

在低压220/380V供电系统中,应采用三相五线(TN-S)系统,以便于装置接地(PE)线和中性(N)线分开,PE线应接到各层或各段装置接地的终端地板上。为了防御雷电电磁脉冲,建筑物的电源、电话、广播等线路最好采用埋地电缆引入,所用电缆应为铠装电缆或同轴电缆且外皮两端均要接地。

2外部防雷装置与内部防雷装置

国际电工委员会编制的标准(IEC1024-1)将建筑物的防雷装置分为两大部分:外部防雷装置和内部防雷装置。笔者认为,这样划分很有必要,建筑物的防雷设计必须将外部防雷装置和内部防雷装置作为整体统一考虑。

外部防雷装置(即传统的常规避雷装置)由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。接闪器(也叫接闪装置)有三种形式:避雷针、避雷带和避雷网,它位于建筑物的顶部,其作用是引雷或叫截获闪电,即把雷电流引下。引下线,上与接闪器连接,下与接地装置连接,它的作用是把接闪器截获的雷电流引至接地装置。接地装置位于地下一定深度之处,它的作用是使雷电流顺利流散到大地中去。

内部防雷装置的作用是减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁效应以及防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害。除外部防雷装置外,所有为达到此目的所采用的设施、手段和措施均为内部防雷装置,它包括等电位连接设施(物)、屏蔽设施、加装的避雷器以及合理布线和良好接地等措施。

随着电子设备的广泛使用,雷电电磁脉冲的危害也相对严重起来。1992年6月22日国家气象局中心大楼发生雷击事故,北京-东京的同步线路的调制解调器被击坏,致使线路中断46小时,另一主机的一块异步板被击坏,导致8条线路中断,影响了国际通讯。其他地点因雷电电磁脉冲干扰而导致电子设备损坏的例子还有不少。这类例子说明,只设计外部防雷装置而不配之内部防雷手段,接闪器再好,也无法获得好的防雷效果。

防雷工程是一种系统工程。笔者早在1960年作人民大会堂工程总结及写作《建筑物防雷设计》一书时就提出了建筑物防雷设计的六项重要因素,目的是提醒人们要整体地、全面地考虑建筑物防雷设计。这六项要素是:

(1)接闪功能:指实现接闪功能所应具备的条件,包括接闪器的形式(避雷针、避雷带和避雷网)、耐流耐压能力、连续接闪效果、造价以及接闪器与建筑物的美学统一性等。

(2)分流影响:指引下线对分流效果的影响。引下线的粗细和数量直接影响分流效果,引下线多,每根引下线通过的雷电流就小,其感应范围就小。引下线相互之间的距离不应小于规范中的规定。当建筑物很高,引下线很长时,应在建筑物的中间部位增加均压环,以减小引下线的电感电压降。这不仅可以分流,而且还可以降低反击电压。

(3)均衡电位:指使建筑物内的各个部位都形成一个相等的电位,即等电位。若建筑物内的结构钢筋与各种金属设置及金属管线都能连接成统一的导电体,建筑物内当然就不会产生不同的电位,这样就可保证建筑物内不会产生反击和危及人身安全的接触电压或跨步电压,对防止雷电电磁脉冲干扰微电子设备也有很大的好处。钢筋混凝土结构的建筑物最具备实现等电位的条件,因为其内部结构钢筋的大部分都是自然而然地焊接或绑扎在一起的。为满足防雷装置的要求,应有目的地把接闪装置与梁、板、柱和基础可靠地焊接、绑扎或搭接在一起,同时再把各种金属设备和金属管线与之焊接或卡接在一起,这就使整个建筑物成为良好的等电位体。

(4)屏蔽作用:屏蔽的主要目的是使建筑物内的通信设备、电子计算机、精密仪器以及自动控制系统免遭雷电电磁脉冲的危害。建筑物内的这些设施,不仅在防雷装置接闪时会受到电磁干扰,而且由于它们本身灵敏性高且耐压水平低,有时附近打雷或接闪时,也会受到雷电波的电磁辐射的影响,甚至在其他建筑物接闪时,还会受到从该处传来的电磁波的影响。因此,我们应尽量利用钢筋混凝土结构内的钢筋,即建筑物内地板、顶板、墙面、及梁、柱内的钢筋,使其构成一个六面体的网笼,即笼式避雷网,从而实现屏蔽。由于结构构造的不同,墙内和楼板内的钢筋有疏有密,钢筋密度不够时,设计人应按各种设备的不同需要增加网格的密度。良好的屏蔽不仅使等电位和分流这两个问题迎刃而解,而且对防御雷电电磁脉冲也是最有效的措施。此外,建筑物的整体屏蔽还能防球雷、侧击和绕击雷的袭击。

(5)接地效果:指接地效果的好坏。良好的接地效果也是防雷成功的重要保证之一。每个建筑物都要考虑哪种接地方式的效果最好和最经济。笔者认为,当钢筋混凝土结构的建筑物符合规范条件时,应利用基础内的钢筋作为接地装置。当达不到规范中规定的条件或基础包在防水卷材层内时,可做周圈式接地装置,但应将周圈式接地装置预先埋在基础槽的最外边(不必离开建筑物3m以外)。接地体靠近基础内的钢筋有利于均衡电位,同时还可节省为挖深沟所花费的人力和物力。在基础完工后再挖深沟则易影响基础的稳定性。

对木结构和砖混结构建筑物,必须做独立引下线并采用独立接地方式。当土壤电阻率大,使用接地极较多时,也可做周围式接地装置。因为周圈式接地装置的冲击阻抗小于独立接地装置的冲击阻抗,而且有利于改善建筑物内的地电位分布,减小跨步电压。采用独立式接地方式时,以钻孔深埋接地极(约4~12m)的效果为最好,深孔接地极容易达到地下水位,且能减少接地极的用钢量。

(6)合理布线:指如何布线才能获得最好的综合效果。现代化的建筑物都离不开照明、动力、电话、电视和计算机等设备的管线,在防雷设计中,必须考虑防雷系统与这些管线的关系。为了保证在防雷装置接闪时这些管线不受影响,首先,应该将这些电线穿于金属管内,以实现可靠的屏蔽;其次,应该把这些线路的主干线的垂直部分设置在高层建筑物的中心部位,且避免靠近用作引下线的柱筋,以尽量缩小被感应的范围。在管线较长或桥架等设施较长的路线上,还需要两端接地;第三,应该注意电源线、天线和屋顶高处的彩灯及航空障碍灯等线路的引入做法,防止雷电波侵入。除考虑布线的部位和屏蔽外,还应在需要的线路上加装避雷器、压敏电阻等浪涌保护器。因此,设计室内各种管线时,必须与防雷系统统一考虑。

3安全隔离距离与等电位连接

在建筑物内部,就总体来说,防雷措施可分为安全隔离距离和等电位连接两大类。安全隔离距离指在需要防雷的空间内,两导电物体之间不会发生危险的火花放电的最小距离,即不会发生反击的最小距离。等电位连接的目的是减小或消除内部防雷装置各个部位上所产生的电位差,包括靠近进户点的外来导体上的电位差。

笔者主张,若采用安全距离法就应严格按照《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)规定的各类防雷措施去计算;若采用等电位连接法,就应彻底实现等电位。木结构和砖混结构结构应采用安全距离措施,钢筋混凝土结构和钢结构应采用等电位连接措施。

1957年首次为天安门(木结构建筑物)补做防雷装置时,在其上部设置了明装避雷带和避雷网;在其内部采用了安全距离措施。由于是补装,难度相当大,对内部达不到安全距离的管线都做了改装或加强了绝缘并把进户处的各种架空电源线、电话线和广播线一律拆除,改为地下电缆。为确保木结构建筑物的安全,工程人员每年都在结构上稍有变形的部位加固,到1986年,在天安门大顶内加固总共用了60吨钢材。此时,再也不能给建筑物增加荷重了,因此中央决定将天安门城楼上的建筑物全部拆掉,彻底翻建。这给我们的防雷设计带来了有利条件。所以,1969年第二次设计天安门防雷装置时,就采用了等电位连接措施(外部防雷装置仍用原方案),在城台上的地面(包括屋内地面)下的“金砖”下面铺设了一层钢筋网(即等电位面)并将各种金属管线(包括屋顶彩灯管线)、斗拱上的防鸟铁丝网、检阅台前的铁栏杆和铁旗杆等物体统一连接到等电位面上,此外,又增加了引下线的根数,使之达到等电位的条件。

1958年,人民大会堂工程采用了彻底的等电位防雷设计,这是我国首次将等电位避雷网应用于工程。人民大会堂是钢筋混凝土框架结构和钢结构相结合的建筑物,又是现浇施工做法,对防雷装置的设计十分有利。其防雷方案是:在各建筑段的屋顶上分别采用明装避雷网、暗装避雷网和四周避雷带相结合的方式,接闪装置均与楼板内的钢筋连接成一体;柱子内的钢筋用作引下线;基础内的钢筋用作接地装置。从基础到梁、板、柱到屋顶的避雷带和避雷网的全部连接点(包括各种管线的连接点)都是焊接的,从而构成一个笼式避雷网,所以我们说它是最彻底的等电位连接工程。1963年,瑞士的波哥(K.Berger)提出,利用建筑物内的结构钢筋作防雷系统时,钢筋之间如有多点绑扎,则不必焊接就可以构成电气导通系统,他还做了试验。所以,我们以后就不全部焊接了,但作为引下线的柱内钢筋,仍必须焊接两根主筋。1974年审查《建筑物防雷设计规范》时,规定为:可以绑扎或焊接。人民大会堂工程是全国最重要的工程,当时是不敢不焊接的。

就防火而言,等电位连接和安全隔离距离至关重要。火灾多属不易预防的事故,对多数建筑物,能采取等电位连接措施的,应做彻底的等电位连接;不能采取等电位连接措施的,应尽量保证安全隔离距离,以防发生火灾。

4常规防雷装置与非常规防雷装置

常规防雷装置即传统上所使用的防雷装置,包括避雷针、避雷带、避雷线和避雷网。它是继1759富兰克林发明避雷针后各国防雷专家经200多年研究和实践的成果,有充分的理论根据、实验数据和长期的实际运行经验。

非常规防雷装置指某些厂商近年推出的所谓的新式防雷装置。本文所指的所谓新式防雷装置是半导体消雷器、导体消雷器、优化避雷针和流注提前发射接闪器等(本文这里不指激光引雷装置、火箭引雷装置和水柱引雷装置等)。各种消雷器的设计思想是企图中和雷云电荷,把雷电荷消灭掉或限制放电电流;各种提前发射接闪器的设计思想是企图把避雷针的接闪效果提高,即扩大保护范围。这几种防雷产品到目前为止都没有被国际防雷组织所承认。

其实,从1996年起到现在,北京的学术界和工程技术界围绕消雷器进行过多次讨论并发表了许多文章。许多专家都认为消雷器的“中和”理论和“限流”理论站不住脚。1997年9月18~23日中国电机工程学会高电压专委会过电压与绝缘配合分专委会在合肥举行了学术讨论会。论题之一就是半导体消雷器,与会者进行了热烈的讨论。特别值得一提的是一位高工为验证半导体消雷器的通流能力而做的一次实验。该实验充分表明,半导体消雷器的通流能力极低。会议《纪要》曰:“与会代表认为,迄今为止,理论和实践未能证明此类非常规防直击雷产品具有产品说明书所表述的性能,实践也未显示出此类产品具有比常规防防直击雷装置更优越的性能,还有许多问题尚待研究和解决,因此此类非常规防直击雷产品不再在工程中采用。还有少数代表对此尚有不同意见。”

实际上,消雷器厂商所卖的只不过是接闪器。其引下线、接地装置及内部防雷装置还得靠设计人按常规方法去设计,而这些都是建筑设计中的环节,卖接闪器的厂商也参与不了设计。另外,非常规防雷装置的价格极高,以半导体消雷器为例,其价格比常规避雷针高几十倍至几百倍(见表1)

由表1可以看出非常规防雷装置比常规防雷装置贵得多,而且非常规防雷装置还有很多问题有待解决。因此防雷设计人员和使用单位应认清这种情况,必须选择优质而经济的产品。

5球雷

在国际建筑物防雷标准(IEC/TC-81)和我国的《建筑物防雷设计规范》中,均没有对球雷的防护作出规定。在笔者的调查中,北京地区的球雷事故还是不少的,球状闪电约占闪电统计总数的13.7%。尽管国内外科技人员对球状闪电的形成机理尚无一致的观点,但对其性质、状态和危害还是比较清楚的。

球雷(即球状闪电)是一种橙色或红色的类似火焰的发光球体,偶尔也有黄色、蓝色或绿色的。大多数火球的直径在10~100cm左右。球雷多在强雷暴时空中普通闪电最频繁的时候出现。球雷通常沿水平方向以1~2m/s的速度上下滚动,有时距地面0.5~1m,有时升起2~3m。它在空中漂游的时间可由几秒到几分钟。球雷常由建筑物的孔洞、烟囱或开着的门窗进入室内,有时也通过不接地的门窗铁丝网进入室内。最常见的是沿大树滚下进入建筑物并伴有嘶嘶声。球雷有时自然爆炸,有时遇到金属管线而爆炸。球雷遇到易燃物质(如木材、纸张、衣物、被褥等)则造成燃烧,遇到可爆炸的气体或液体则造成更大的爆炸。有的球雷会不留痕迹地无声消失,但大多数均伴有爆炸声且响声震耳。爆炸后偶尔有硫磺、臭氧或二氧化碳气味。球雷火球可辐射出大量的热能,因此它的烧伤力比破坏力要大。

下面是一个典型的球雷实例:1982年8月16日,钓鱼台迎宾馆两处同时落球雷,均为沿大树滚下的球雷。一处在迎宾馆的东墙边,一名警卫战士当即被击倒,该战士站在2.5m高的警卫室前,距落雷的大树约3m,树高20多米。球雷落下的瞬间,他只感到一个火球距身体很近,随后眼前一黑就倒了。醒来后,除耳聋外并无其他损伤。但该警卫室的混凝土顶板外檐和砖墙墙面被击出几个小洞,室内电灯被打掉,电灯的拉线开关被打坏,电话线被打断,估计均为电磁感应的电动力所致。另一处在迎宾馆院内的东南区,距警卫室约100m,也是沿大树滚下。距树2m处有个木板房(仓库),该房在三棵14~16m高大槐树包围之中,球雷沿东侧的大树滚下后钻窗进屋,窗玻璃外有较密的铁丝网,但没有接地,铁丝网被击穿8个小洞,窗玻璃被击穿两个小洞。球雷烧焦了东侧木板墙和东南房角,烧毁了室内墙上挂的两条自行车内胎,烧坏了该室的胶盖闸,室内的电灯线也被烧断。落雷大树下放有十多盘钢筋、8辆铁推车和6个空汽油桶。这此金属物都是招引雷电的条件。

防护球雷并不困难,应该在规范或标准中规定相应的措施。就防护球雷措施而言,最好是笼式避雷网,如果达不到笼式避雷网条件,就在建筑物的门窗上安装金属纱网并接地;堵好建筑物墙面上不必要的孔洞;烟囱与出气管上口均要加装铁丝网并接地;储存或损伤易燃易爆物体的仓库和厂房的烟囱和放气管应加装阻火器并接地。对高大树木下的重要建筑物尤其要采取防护球雷的措施。

6雷击规律

认识雷击事故的规律非常重要,只有掌握了规律,防雷设计才能取得良好的效果。在雷雨天,天空的雷云与地面上的物体各带不同的电荷,当电荷积累到一定的程度,就会产生电场畸变而发生落地雷击。但如果地上某处没有足够强大的上行先导,则雷电是不会打到该处的。

北京紫禁城内的建筑物落较多,其原因在于:紫禁城周围是护城河,河内现在仍有水;通往护城河的古河道有4条:一条是玉河,它流入护城河的西北角;一条是潮白河的支流,它流入护河的东北角;一条是大通河,它流入护城河的正东部;另一条是潞河的支流,它流入护城河的东南角。故宫内各栋建筑物下的基础均潮湿,过去东南部的水位较高,地下不到2m就能见水,可见故宫院内地下的土壤电阻率相对较低;另外院内又有高大的古树。这些即为易发生雷击的内因,这些内因决定着该地区电场易产生电场畸变,瞬间发生的上行先导容易与雷云的下行阶段先导会合,从而形成落地雷。这就是紫禁城范围内的明显雷击规律。

笔者自1954年到1988年在北京地区调查过的建筑物雷击事故共有170多处,其中,因雷击引起火灾的占37.7%,导致人员死亡的占6.9%,致伤的占15.4%,球雷雷击事故占13.7%。现将分析总结得出的北京地区总的雷击规律归纳如下:

(1)河、湖、池、沼旁边的建筑物易受雷击。如1961年6月21日颐和园昆明湖东边的文昌阁被雷击掉西房角及坡顶瓦,内部电线被感应烧断;1988年8月6日通县永乐店草厂乡黄厂村北部湖力的茅草房落球雷,击死一人。

(2)古河道上的建筑物和河流桥上的构筑物易受雷击。如紫禁城内自1954年至1992年共落雷16次(据文献记载,明、清两代共发生过25次火灾,其中写明为雷击所致的5次,未说明原因的也可能是雷击所致);1988年8月30日卢沟桥中部北侧石狮子的头被击掉。

(3)在潮湿地区以及过去是苇塘或坑洼地带的区域上建造的建筑物易受雷击。如1957年7月31日陶然亭地区建工局一公司工棚(该处过去是苇塘)的收音机天线落雷,墙内铁丝被熔化;1965年7月22日北郊土冷库(即几十栋内装冰块以贮藏食物的平房)的老虎窗被雷电击中起火。

(4)在四周大片土壤电阻率高,中间局部土壤电阻率低的环境中或在高、低电阻率分界之处建造的建筑物易受雷击。如1981年8月2日八里庄善家坟公安局仓库西墙外大树落雷,雷电入室打碎5个电警棍盒,盒内33根电警棍被感应烧坏(该仓库的西南两面为稻田)。

(5)局部漏雨或局部房角新修缮且十分潮湿的建筑物易受雷击。如十三陵长陵棱恩殿落雷(当时该殿西部房角刚刚修缮且很潮湿)。

(6)突出高或孤立的建筑物易受雷击。如1957年7月29日原朝阳门北部的吻兽被雷击掉;据十三陵当地老农说,十三陵大多数的明楼或正殿均被雷击过(明楼和正殿都属高而孤立的建筑物)。

(7)曾经遭受过雷击的地区和建筑物容易再落雷。如1956年×月×日、1957年7月8日和1957年8月16日北京鼓楼东部吻兽曾三次被雷击。

(8)金属屋顶易受雷击。如1957年7月8日原民航局礼堂的铁皮屋顶被雷击裂3处,顶内明配线被感应烧成3段,1988年8月6日北京火车站东北角出租汽车站的铝合金房顶落雷。

(9)收音机天线、电视共用天线易受雷击。如1986年10月13日左家庄柳芳东里的居民楼电视共用天线遭受雷击,1992年8月3日和平里民旺胡同的居民楼电视共用天线也遭受雷击。

(10)地下管线多或管线交叉处易落雷。如1963年8月4日天安门广场大旗杆西侧(现人行过街地道的西南出口)一位卖冰棍的老太太被雷击倒(该处地下敷设的管线较多且是转角处)。

(11)铁路沿线和终端易受雷击。如1965年7月22日东郊百子湾棉花仓库室外堆场靠近铁道终端的一个棉花垛被雷击中燃烧;1984年8月6日东郊百子湾物资局储运公司水泥库铁路西侧站台上的水泥袋落雷,烧焦约20个水泥袋的纸边。

(12)山区泉眼、风口或地下有金属矿床的地方易受雷击。如1985年6月18日西山下马岭水电站室外变电构架进出线的主线落雷,烧焦母线2处,每处约长1~3m。

(13)高大的烟囱和工厂的排气管最易接闪。如1957年8月16日朝外门诊部的烟囱被雷击裂;1979年4月8日东郊宋家庄化工三厂南北两厂的室外化工设备构架上的两个排气管同时接闪并点燃。

(14)高大的树木和屋顶旗杆容易落雷。如1967年6月11日前门劝业场屋顶木旗杆被雷击坏;1993年8月19日日坛公园西北角一棵大树被雷劈掉树叉,树干也被劈裂。

北京地区总的落雷走向是:西山八里庄紫村城朝阳门宋家庄百子湾通县。这些地方多数是古河道或地下水线,其建筑物下的土壤电阻率小,潮湿或水位高。

笔者认为,以上这些雷击规律虽是北京地区的,但颇具普遍性,因而对防雷、防火很有价值(因篇幅有限,以上各种规律只各举2个例子)。

7.建筑物防雷设计的整体观念

所谓整体观念是指设计和安装防雷装置时,对建筑物的内外都要有整体观念。这里的建筑内外不单是指内部防雷装置和外部防雷装置。建筑物内的整体观念是指设计和安装时,要对内部防雷装置和外部防雷装置做整体的统一的考虑;建筑物外的整体观念是指对一个院落、一个小区以及附近的环境要做全面的防雷规划,同时还不能违反小区规划的要求例如:所安装的避雷针杆塔是否影响小区的美观,所用的避雷针、避雷带或避雷网是否与建筑物的立面相配以及低矮建筑物能否由高大建筑物或高大烟囱上的避雷装置所保护等等。对接地装置也要综合统一考虑,例如,相距较近的建筑物能否共用接地体,地下管网能否用接地体的一部分,以及能否在一个大院或小区内为将来综合共用接地创造等电位连接的条件等等。

值得指出,利用建筑物附近的大树作为避雷针杆塔是一个较好的做法。大树最易接闪且越长越高,有时比建筑物还高。因此,避雷针应安装在树顶,引下线应沿树干设置而且应与建筑物的防雷装置相结合。这样既节约又美观,同时还保护了名贵的树木。利用大树安装避雷针不仅能防直击雷,而且能防球雷、绕击雷和侧击雷。例如,北京北海公园团城内在大树上安装的避雷针已运行了20多年,效果很好,但必须采取保护树干生长的措施。

现在各个城市的绿化越搞越好,高大的树木也越来越多。有的建筑物虽然安装了避雷针,但大树距建筑物很近并且比建筑物还高,在这种情况下,建筑物上的避雷装置实际上等于虚设。因为大树接闪的机会多,易引来直击雷和球雷,对邻近的建筑物威胁更大。所以说建筑物的防雷设计和安装应将外部防雷装置、内部防雷装置、建筑物外的环境及至全小区的防雷装置进行整体统一的考虑。不仅电气专业的设计者要有整体观念,建筑专业的设计者对防雷也要有整体观念。这是现代防雷设计观念转变的重要问题之一。

参考文献

1.王时煦等.建筑物防雷设计.中国建筑工业出版社1980年9月第一版,1985年11月第二版

2.R.H.Golde.雷电.水利电力出版社,1983年12月

3.林维勇.介绍IEC/TC81澳大利亚霍巴特92年会议和防闪电电磁脉冲标准的编制.1993年机械部设计研究院印

4.金磊、王时煦等主编.最新现代建筑防雷与电气安全设计资料选集.电杂志社出版,1996年

5.广东省防雷中心等编译.雷电电磁脉冲的防护.1997年8月

建筑防雷论文范文第2篇

在高层建筑随工检测过程中,需要根据工程进度随时查阅相关图纸。电气施工图电气施工图中,记录均压环设置的起始层数、高度、均压环间距、利用主筋数量、主筋截面积、引下线数量、引下线与均压环交汇位置、各层金属门窗与均压环连接方式等。结构配筋图结构配筋图中,记录均压环中钢筋的数量、主筋尺寸、均压环通长连接的方式、均压环与引下线主筋的连接方式和位置、各类接地预留位置等。

2现场检测及检查

均压环的检测工作,应分为首层均压环检测和标准层(高层建筑中空间位置布置相同的层)均压环检测。根据查阅图纸环节记录的相关内容,严格对照现场实际施工情况检查和测量。均压环起始层设置应符合GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》中的要求,即第一类防雷建筑物不高于30m,第二类防雷建筑物不高于45m,第三类防雷建筑物不高于60m。鉴于防雷工程中的均压环实际上与土建工程中的建筑外圈梁为同一项工程,所以起始层均压环建议从建筑物的首层做起。实际检测判定结果应以符合规范及设计要求为准。标准层均压环应利用建筑物外圈梁中两根主筋通长连接,再与本层的所有引下线分别可靠连接,路径设置应符合雷电流泄放的最短路径原则,且应形成有效的闭合回路。均压环中的主筋数量及尺寸应满足规范及设计要求,要求使用不小于48mm钢筋或截面积不小于48mm2的镀锌扁钢焊接成闭合环路。利用建筑物圈梁内主筋作为均压环时,现场应主要检查主筋的焊接质量,不应有漏焊、夹渣、咬肉、焊渣未清理现象,搭接长度及转角处的跨接钢筋曲率应满足规范要求。钢筋焊接部分应做好防腐处理。实际检测判定结果应以符合规范及设计要求为准。现场还应检查均压环与金属门窗及外墙大型金属物连接的预留接地,每层设均压环的建筑物,应在上下两层均压环各自引出接地预留。隔层设均压环的,应在每个门窗洞口设置不少于2点的接地预留。本层卫生间等电位预留,应就近从本层或最近层的均压环引出,满足雷电流泄放的最短路径原则,且应根据图纸中等电位箱的实际高度,留出足够长度的预留钢筋或扁铁。均压环接地电阻应在按照规范要求的前提下满足设计要求。随工检测时应在均压环钢筋绑扎、焊接工作完成后,混凝土浇筑施工前进行。测点选择应均匀分布在均压环各个方向。均压环转角处及均压环与引下线连接处也应进行测试,并测试过渡电阻。套管连接的主钢筋,在套管两侧也应测试过渡电阻。过渡电阻的阻值应满足规范要求。

3小结

均压环是高层建筑防雷工程的重要组成部分。均压环的施工质量,直接决定着高层建筑防雷的整体效果。均压环的随工检测应及时与建设方施工方沟通,紧密配合土建、安装等施工步骤进行,及时查阅施工方隐蔽工程记录,检测原始记录真实、规范。

建筑防雷论文范文第3篇

(1)古建筑为体现福祥,大多都会在建筑的大殿正脊中部埋设有金属宝盒。有些建筑的房顶内部还设有锡背,极大地增加遭受雷击的概率。另一方面来说,我国的古建筑风格本身就存在着雷击的危险,像是飞檐、翘角、梁柱、屋脊、吻兽、塔刹等构架都是突出建筑轮廓的,这就会造成安全隐患。

(2)古建筑分布在比较空旷的风景区、江河湖泊的附近等区域,极易遭受雷击。

(3)从古建筑选址的地理环境可知,其修建的场地一般地势都是比较高的,为了显示其高贵壮观,位置还比较突出,这都会加大遭受雷击的可能性。还有些古建筑比较讲究风水,其四周一般都会有高大的树木,而且都是成片的分布,这些高大的树木会增大遭受雷击的可能性。

(4)为了保护古建筑,国家也相继出台了一系列的规定,但毕竟是有限的,再加上古建筑本身的结构构架不能够被二次改造,所以有些建筑还是存在着很大的问题,其防雷设施的安装及使用均未达到应有的标准。

2关于古建筑防雷类别的分类与确定

我国建筑防雷标准是按照《建筑物防雷设计规范》(GB50057-1994(2000版))来作为建筑的建设与后期维修中的防止雷击标准来执行的。另外在GB50165-1992第3、4、5条做了以下大致的规范:对于不同的建筑的防雷要求不同,它是根据防雷的装置与构造的不同来变换的。对于国家一类的古建筑要进行专门的研究,分析并制定出有效的防雷保护措施;关于二类古建筑的保护,要求是按照一类民用建筑的标准来进行保护;对于三类的古建筑,要严格的执行第二类民用建筑物来考虑,尽量做到很好的保护古建筑与建筑内的文物。另外,我国的古建筑的防雷分类也是有特定的标准的,要求是必须要根据其重要性与使用性质来确定,并且规定部级的文物保护单位的古建筑大小至少要分为二类以上的防雷建筑物,尽量避免稀有文物的损失与破坏。

3古建筑设计的防雷措施

在具体的古建筑物防雷设施中,要根据条件的不同来分别进行不同的防雷设施的安装。我们可以大体的将防雷措施分为内、外部防雷,就是可以按照建筑物对雷电的感应程度不同分为若干个不同的防雷区,这些防雷区有专门的功能要求,并做了不同的规定:直接接受雷击不采取任何的防护措施非保护区,没有任何的保护方法,这些区域会直接遭受雷击,天空中的雷电周围的电磁场没有任何的衰减;直接接受雷击但受保护的防护区,这个区域内的特点就是电磁场没有减弱,但是这个区域内的大部分物体都很少遭受雷击,并且所有的建筑物都是暴露在空旷的空间内。第一防雷击的保护区,这一保护区简称LPZ1,它的特点就是从空中流来的电磁场得到了一定的减弱,其结果与作用就是这个区域内的所有物体都能够有效的避免直接遭受雷击;第二防止雷击保护区,这一区域可以减少所导引的雷电流或电磁场而引起的后续防护区;防雷击后续防护区,这个防护区的具体要求就是进一步减少雷电电磁脉冲,以此来达到保护水平高的标准。

3.1直击雷的防护措施

我们大致的了解一下过去的外部防雷设施,从以前的防雷经验上总结来看,传统的避雷装置一般是由接闪器、引下线和接地装置来组成的。接闪器通常有避雷针、避雷带和避雷网这样的三种部件。接闪器都是安装在建筑物的顶部,其功能与作用就是要把高空中的雷电引下来。然后接闪器的下部会和引下线的上部紧密的相连,接闪器的下部件就会和接地的装置相连,它的作用类似有一条通路的导线,把接闪器引下来的雷电顺利的流到接地装置,这样接地装置会埋于地面很深的地方,就可以把大电流疏散到大地中去。另外除了以上的要求外还有一些特殊的要求:

(1)在避雷装置的安装时,要尽量采用长度比较短的避雷针。

古建筑的宝贵之处是由于其保存着其原始原貌,所以在安装避雷装置的时候,要在满足要求的前提下尽量保存其原始面貌,这样的话就能够尽最大可能的满足建筑物的旅游价值和观赏价值。另外我们要合理科学的铺设避雷设施,一般的情况下,我们会在建筑物屋面的正脊、斜脊等地方安装。同时要尽量避免直、锐角弯曲,采用圆弧状的弯曲,并且其引下线的弯曲弦长应该大于对应弧长的1/10。

(2)避雷装置中的引下线应该环绕古建筑的四周、墙面铺设,两条引下线的平均距离为18m。

为了保证古建筑正面的足够美观,原则上是不能铺设引下线的,但是为了安全,所以在铺设引下线的过程中,要尽量隐蔽铺设安装。另外,在一些面阔较大的钱物避雷带要尽量的选用直径较大的材料来进行铺设,在两端的引线也要加大材料的直径。同时要增加引线的数目,这样能够做到有效的分流。在铺设的时候要严格按照操作规范来进行。

(3)在古建筑的的不同地域要根据游客的分布和集中程度来采取不同的均压措施。

如:在宽度较为狭窄的古建筑周围可以采用水平圈式的接地装置,这样的话,要特别注意保持接地装置与地下管线的安全距离,避免引下来的雷电击穿地下管线。

3.2关于侧面雷击的应对措施

在古建筑的防雷措施方面,我们可以根据古建筑物的地理位置来确定防侧击雷的方法。如在山区地带亦或是在空旷的古建筑物周围,要确定需要进行防雷的均压带,并且使均压带和建筑物四周的金属物体进行接地。最基础的安全要求就是窗上的玻璃没有空洞,因为在山野地带雷电可能会以雷球的状态钻进室内。还要特别注意一下树木与建筑物的安全距离。

3.3做好建筑物内部的防雷措施

古建筑的内部防雷就是指的减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁感应以及防止反击、接触电压、跨步电压等二次危害。在加强建筑物的外部防护措施的同时,也不能够放松对于内部防雷的建设安装,它大致可以分为地位连接、加装避雷器和合理布线等一系列措施。在我国重点保护文物的古建筑内,一般都设有消防、报警和监控设备等,然而这些弱电系统的雷电感应的危害很大,因此加强内部防雷显得尤为重要。

4在古建筑防雷工程中需要注意的问题

我们发现,很多古建筑的建筑地理位置都不是很好,大都处于高山、险峻的地带,这样地理不佳的问题就会在一定程度上增加防雷工程施工的难度。另外,考虑到为了使古建筑保持良好的艺术价值和观赏价值,防雷工程施工时就要小心,隐蔽。除此之外还有一些技术指标不能够达标:

(1)我国对于古代建筑的统一避雷施工标准,会使得文物保护人员难以保持一个合理的尺度,可能会存在着想要很好的保护古建筑,加大防雷措施,但会减弱古建筑的魅力。否则就会使得古建筑风韵犹存,但处于极易破坏的状态下。

(2)我国的古建筑大都是以木材为主,但是现代的避雷装置都是一些沉重的金属,这样就很容对古建筑造成伤害。

(3)在古建筑地面四周的引下线的间距很难达到技术规范的要求,加上古建筑的墙体形状不一,也极大地增加了施工的难度。

5结论

伴随社会的不断进步,人们的保护意识不断增强,对于古建筑物防雷保护的要求也越来越高,这就要求各级工作人员转变防雷观念,不断改善、提高原有的技术水平,从设计、施工、管理、维护等方面入手,完善各方面的不足之处,构建一套更为合理、规范的古建筑物防雷保护体系,为我国的古建筑防雷保护作出突出贡献。

建筑防雷论文范文第4篇

关键词:建筑物防雷保护

随着现代社会的发展,建筑物的规模不断扩大,其内各种电气设备的使用日趋增多,尤其是计算机网络信息技术的普及,建筑物越来越多采用各种信息化的电气设备。我国每年因雷击破坏建筑物内电气设备的事件时有发生,所造成的损失非常巨大。因此建筑物的防雷设计就显得尤为重要。

直击雷和感应雷是雷电入侵建筑物内电气设备的两种形式。直击雷是雷电直接击中线路并经过电气设备入地的雷击过电流;感应雷是由雷闪电流产生的强大电磁场变化与导体感应出的过电压,过电流形成的雷击。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)规定,建筑物的防雷区划分为LPZOA,LPZOB,LPZ1,LPZn+1等区(各区的具体含义本文不再赘述)。将需要保护的空间划分为不同的防雷分区,是为了规定各部分空间不同的雷击电磁脉冲的严重程度和等电位联结点的位置,从而决定位于该区域的电子设备采用何种电涌保护器在何处以何种方式实现与共同接地体等电位联结。

建筑物直击雷的保护区域为LPZOA区,其保护设计已为电气设计人员所熟知,根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版),设计由避雷网(带),避雷针或混合组成的接闪器,立柱基础的钢筋网与钢屋架,屋面板钢筋等构成一个整体,避雷网通过全部立柱基础的钢筋作为接地体,将强大的雷电流入大地。建筑物感应雷的保护区域为LPZOB,LPZ1,LPZn+1区,即不可能直接遭受雷击区域;感应雷是由遭受雷击电磁脉冲感应或静电感应而产生的,形成感应雷电压的机率很高,对建筑物内的电气设备,尤其低压电子设备威胁巨大,所以说对建筑物内部设备的防雷保护的重点是防止感应雷入侵。由感应雷产生的雷电过电压过电流主要有以下三个途径:(1)由供电电源线路入侵;高压电力线路遭直击雷袭击后,经过变压器耦合到各低压0.38KV/0.22KV线路传送到建筑物内各低压电气设备;另外低压线路也可能被直击雷击中或感应雷过电压。据测,低压线路上感应的雷电过电压平均可达10KV,完全可以击坏各种电气设备,尤其是电子信息设备。(2)由建筑物内计算机通信等信息线路入侵;可分为三种情况:①当地面突出物遭直击雷打击时,强雷电压将邻近土壤击穿,雷电流直接入侵到电缆外皮,进而击穿外皮,使高压入侵线路。②雷云对地面放电时,在线路上感应出上千伏的过电压,击坏与线路相连的电器设备,通过设备连线侵入通信线路。这种入侵沿通信线路传播,涉及面广,危害范围大。③若通过一条多芯电缆连接不同来源的导线或者多条电缆平行铺设时,当某一导线被雷电击中时,会在相邻的导线感应出过电压,击坏低压电子设备。(3)地电位反击电压通过接地体入侵;雷击时强大的雷电流经过引下线和接地体泄入大地,在接地体附近放射型的电位分布,若有连接电子设备的其他接地体靠近时,即产生高压地电位反击,入侵电压可高达数万伏。建筑物防直击雷的避雷引入了强大的雷电流通过引下线入地,在附近空间产生强大的电磁场变化,会在相邻的导线(包括电源线和信号线)上感应出雷电过电压,因此建筑物避雷系统不但不能保护计算机,反而可能引入了雷电。计算机网络系统等设备的集成电路芯片耐压能力很弱,通常在100伏以下,因此必须建立多层次的计算机防雷系统,层层防护,确保计算机特别是计算机网络系统的安全。

由此可见,对建筑物内各电气设备进行防感应雷保护设计是必不可少的一项内容;设计的合理与否,对电气设备的安全使用与运行有着至关重要的作用。

目前,在感应雷的防护当中,电涌保护器的使用已日趋频繁;它能根据各种线路中出现的过电压,过电流及时作出反应,泄放线路的过电流,从而达到保护电气设备的目的。

根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.4条规定:电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流,并应符合以下两个附加要求:通过电涌时的最大钳压,有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。即电涌保护器的最大钳压加上其两端的感应电压应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的最大电涌电压协调一致。

现在,我们根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定的各类防雷建筑物的雷击电流值进行电涌保护器的最大放电电流的选择。

一、一类防雷建筑物

1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定,其首次雷击电流幅值为200KA,波头10us;二次雷击电流幅值为50KA,波头0.25us;根据图1,全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计);首次雷击:总配电间第根供电线缆雷电流分流值为200*50%/3/3=11.11KA;后续雷击;总配电间每根供电线缆雷电流分流值为50*50%/3/3=2.78KA;如果进线电缆已经进行屏蔽处理,其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即11.11KA*30%=3.3KA及2.78KA*30%=0.8KA,而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为11.11*8=88.9KA;即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为100KA,以法国SOULE公司产品为例,选用PU100型。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7条规定,该级电涌保护器应在总配电间处安装,即在LPZOA,LPZOB与LPZ1区的交界处安装。

2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9条规定,在分配电箱处,即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器,其额定放电电流不宜小于5KA(8/20us),故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,额定放电电流为10KA;以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型。

二、二类防雷建筑物

1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定,其首次雷击电流幅值为150KA,波头10us;二次雷击电流幅值为37.5KA,波头0.25us;根据图1,全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计;首次雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为150*50%/3/3=8.33KA;后续雷击:总配电间每根供电线缆雷电流的分流值为37.5*50%/3/3=2.08KA;如果进线电缆已经进行屏蔽处理,其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即8.33KA*30%=2.5KA及2.08KA*30%=0.6KA,而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为8.33*8=66.6KA;即设计应选用

电涌保护器SPD的最大放电电流为65KA,以法国SOULE公司产品为例,选用PU65型。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7条规定,该级电涌保护器应在总配电间处安装,即在LPZOA,LPZOB与LPZ1区的交界处安装。

2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9条规定,在分配电箱处,即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器,其额定放电电流不宜小于5KA(8/20us),故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,额定放电电流为10KA;以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型。

三、三类防雷建筑物

1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定,其首次雷击电流幅值为100KA,波头10us;二次雷击电流幅值为25KA,波头0.25us;根据附图1,全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计;首次雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为100*50%/3/3=5.55KA;后续雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为25*50%/3/3=1.39KA;如果进线电缆已经进行屏蔽处理,其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即5.55KA*30%=1.7KA及1.39KA*30%=0.4KA,而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为5.55*8=44.4KA;即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型,根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7条规定,该级电涌保护器应在总配电间处安装,即在LPZOA,LPZOB与LPZ1区的交界处安装。

2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9条规定,在分配电箱处,即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器,其额定放电电流不宜小于5KA(8/20us),故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,额定放电电流为10KA;以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型。

在供电线路中,电涌保护器的具体安装以较常用的TN-S系统,TN-C-S系统,TT系统为例,示意如下:

1)TN-S系统过电压保护方式

2)TN-C-S系统过电压保护方式

3)TT系统过电压保护方式

综上所述可见,在防雷保护设计中,总的防雷原则是采用三级保护:1、将绝大部分雷电流直接引入地下基础接地装置泄散;2、阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压;3、限制被保护设备上浪涌过电压幅值(过电压保护)。这三道防线,缺一不可,相互配合,各行其责。目前通常作法是以下三点:

1)建立联合共用接地系统,形成等电位防雷体系

将建筑物的基础钢筋(包括桩基、承台、底板、地梁等),梁柱钢筋,金属框架,建筑物防雷引下线等连接起来,形成闭合良好的法拉第笼式接地,将建筑物各部分的接地(包括交流工作地,安全保护地,直流工作地,防雷接地)与建筑物法拉第笼良好连接,从而避免各接地线之间存在电位差,以消除感应过电压产生。

2)电源系统防雷

以建筑物为一个供电单元,应在供电线路的各部位(防雷区交接处)逐级安装电涌保护器,以消除雷击过电压。

3)等电位联结系统

国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(局部修订条文)明确规定,各防雷区交接处,必须进行等电位联结;尤其建筑物内的计算机房等弱电机房,遭受直击雷的可能性比较小,所以在此处除采取电涌保护器进行感应雷防护外,还应采用等电位联结方式来进行防雷保护,本文不再叙述。

作为电气设计人员都非常清楚,建筑物的防雷保护设计是一项既简单又繁琐的内容,但对建筑物的安全使用,电气设备的正常运行有着至关重要的作用,所以还有待于各位电气设计人员作进一步的研究与探讨;同时必须严格按照国家规范,善为谋划,精心设计。本文仅此设计作了一点粗浅的探讨,所以文中不足之处,望同行不吝赐教。

参考文献

1、国家标准建筑物防雷设计规范GB50057-94(2000年版)北京中国计划出版社2001

2、中南建筑设计院主编建筑物防雷设计安装99D562北京中国建筑标准设计研究所出版1999.12

建筑防雷论文范文第5篇

关键词:建筑物防雷保护

随着现代社会的发展,建筑物的规模不断扩大,其内各种电气设备的使用日趋增多,尤其是计算机网络信息技术的普及,建筑物越来越多采用各种信息化的电气设备。我国每年因雷击破坏建筑物内电气设备的事件时有发生,所造成的损失非常巨大。因此建筑物的防雷设计就显得尤为重要。

直击雷和感应雷是雷电入侵建筑物内电气设备的两种形式。直击雷是雷电直接击中线路并经过电气设备入地的雷击过电流;感应雷是由雷闪电流产生的强大电磁场变化与导体感应出的过电压,过电流形成的雷击。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)规定,建筑物的防雷区划分为LPZOA,LPZOB,LPZ1,LPZn+1等区(各区的具体含义本文不再赘述)。将需要保护的空间划分为不同的防雷分区,是为了规定各部分空间不同的雷击电磁脉冲的严重程度和等电位联结点的位置,从而决定位于该区域的电子设备采用何种电涌保护器在何处以何种方式实现与共同接地体等电位联结。

建筑物直击雷的保护区域为LPZOA区,其保护设计已为电气设计人员所熟知,根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版),设计由避雷网(带),避雷针或混合组成的接闪器,立柱基础的钢筋网与钢屋架,屋面板钢筋等构成一个整体,避雷网通过全部立柱基础的钢筋作为接地体,将强大的雷电流入大地。建筑物感应雷的保护区域为LPZOB,LPZ1,LPZn+1区,即不可能直接遭受雷击区域;感应雷是由遭受雷击电磁脉冲感应或静电感应而产生的,形成感应雷电压的机率很高,对建筑物内的电气设备,尤其低压电子设备威胁巨大,所以说对建筑物内部设备的防雷保护的重点是防止感应雷入侵。由感应雷产生的雷电过电压过电流主要有以下三个途径:(1)由供电电源线路入侵;高压电力线路遭直击雷袭击后,经过变压器耦合到各低压0.38KV/0.22KV线路传送到建筑物内各低压电气设备;另外低压线路也可能被直击雷击中或感应雷过电压。据测,低压线路上感应的雷电过电压平均可达10KV,完全可以击坏各种电气设备,尤其是电子信息设备。(2)由建筑物内计算机通信等信息线路入侵;可分为三种情况:①当地面突出物遭直击雷打击时,强雷电压将邻近土壤击穿,雷电流直接入侵到电缆外皮,进而击穿外皮,使高压入侵线路。②雷云对地面放电时,在线路上感应出上千伏的过电压,击坏与线路相连的电器设备,通过设备连线侵入通信线路。这种入侵沿通信线路传播,涉及面广,危害范围大。③若通过一条多芯电缆连接不同来源的导线或者多条电缆平行铺设时,当某一导线被雷电击中时,会在相邻的导线感应出过电压,击坏低压电子设备。(3)地电位反击电压通过接地体入侵;雷击时强大的雷电流经过引下线和接地体泄入大地,在接地体附近放射型的电位分布,若有连接电子设备的其他接地体靠近时,即产生高压地电位反击,入侵电压可高达数万伏。建筑物防直击雷的避雷引入了强大的雷电流通过引下线入地,在附近空间产生强大的电磁场变化,会在相邻的导线(包括电源线和信号线)上感应出雷电过电压,因此建筑物避雷系统不但不能保护计算机,反而可能引入了雷电。计算机网络系统等设备的集成电路芯片耐压能力很弱,通常在100伏以下,因此必须建立多层次的计算机防雷系统,层层防护,确保计算机特别是计算机网络系统的安全。

由此可见,对建筑物内各电气设备进行防感应雷保护设计是必不可少的一项内容;设计的合理与否,对电气设备的安全使用与运行有着至关重要的作用。

目前,在感应雷的防护当中,电涌保护器的使用已日趋频繁;它能根据各种线路中出现的过电压,过电流及时作出反应,泄放线路的过电流,从而达到保护电气设备的目的。

根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.4条规定:电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流,并应符合以下两个附加要求:通过电涌时的最大钳压,有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。即电涌保护器的最大钳压加上其两端的感应电压应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的最大电涌电压协调一致。

现在,我们根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定的各类防雷建筑物的雷击电流值进行电涌保护器的最大放电电流的选择。

一、一类防雷建筑物

1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定,其首次雷击电流幅值为200KA,波头10us;二次雷击电流幅值为50KA,波头0.25us;根据图1,全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计);首次雷击:总配电间第根供电线缆雷电流分流值为200*50%/3/3=11.11KA;后续雷击;总配电间每根供电线缆雷电流分流值为50*50%/3/3=2.78KA;如果进线电缆已经进行屏蔽处理,其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即11.11KA*30%=3.3KA及2.78KA*30%=0.8KA,而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为11.11*8=88.9KA;即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为100KA,以法国SOULE公司产品为例,选用PU100型。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7条规定,该级电涌保护器应在总配电间处安装,即在LPZOA,LPZOB与LPZ1区的交界处安装。

2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9条规定,在分配电箱处,即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器,其额定放电电流不宜小于5KA(8/20us),故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,额定放电电流为10KA;以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型。

二、二类防雷建筑物

1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定,其首次雷击电流幅值为150KA,波头10us;二次雷击电流幅值为37.5KA,波头0.25us;根据图1,全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计;首次雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为150*50%/3/3=8.33KA;后续雷击:总配电间每根供电线缆雷电流的分流值为37.5*50%/3/3=2.08KA;如果进线电缆已经进行屏蔽处理,其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即8.33KA*30%=2.5KA及2.08KA*30%=0.6KA,而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为8.33*8=66.6KA;即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为65KA,以法国SOULE公司产品为例,选用PU65型。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7条规定,该级电涌保护器应在总配电间处安装,即在LPZOA,LPZOB与LPZ1区的交界处安装。

2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9条规定,在分配电箱处,即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器,其额定放电电流不宜小于5KA(8/20us),故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,额定放电电流为10KA;以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型。

三、三类防雷建筑物

1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定,其首次雷击电流幅值为100KA,波头10us;二次雷击电流幅值为25KA,波头0.25us;根据附图1,全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计;首次雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为100*50%/3/3=5.55KA;后续雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为25*50%/3/3=1.39KA;如果进线电缆已经进行屏蔽处理,其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即5.55KA*30%=1.7KA及1.39KA*30%=0.4KA,而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为5.55*8=44.4KA;即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型,根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7条规定,该级电涌保护器应在总配电间处安装,即在LPZOA,LPZOB与LPZ1区的交界处安装。

2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9条规定,在分配电箱处,即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器,其额定放电电流不宜小于5KA(8/20us),故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,额定放电电流为10KA;以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型。

在供电线路中,电涌保护器的具体安装以较常用的TN-S系统,TN-C-S系统,TT系统为例,示意如下:

1)TN-S系统过电压保护方式

2)TN-C-S系统过电压保护方式

3)TT系统过电压保护方式

综上所述可见,在防雷保护设计中,总的防雷原则是采用三级保护:1、将绝大部分雷电流直接引入地下基础接地装置泄散;2、阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压;3、限制被保护设备上浪涌过电压幅值(过电压保护)。这三道防线,缺一不可,相互配合,各行其责。目前通常作法是以下三点:

1)建立联合共用接地系统,形成等电位防雷体系

将建筑物的基础钢筋(包括桩基、承台、底板、地梁等),梁柱钢筋,金属框架,建筑物防雷引下线等连接起来,形成闭合良好的法拉第笼式接地,将建筑物各部分的接地(包括交流工作地,安全保护地,直流工作地,防雷接地)与建筑物法拉第笼良好连接,从而避免各接地线之间存在电位差,以消除感应过电压产生。

2)电源系统防雷

以建筑物为一个供电单元,应在供电线路的各部位(防雷区交接处)逐级安装电涌保护器,以消除雷击过电压。

3)等电位联结系统

国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(局部修订条文)明确规定,各防雷区交接处,必须进行等电位联结;尤其建筑物内的计算机房等弱电机房,遭受直击雷的可能性比较小,所以在此处除采取电涌保护器进行感应雷防护外,还应采用等电位联结方式来进行防雷保护,本文不再叙述。

作为电气设计人员都非常清楚,建筑物的防雷保护设计是一项既简单又繁琐的内容,但对建筑物的安全使用,电气设备的正常运行有着至关重要的作用,所以还有待于各位电气设计人员作进一步的研究与探讨;同时必须严格按照国家规范,善为谋划,精心设计。本文仅此设计作了一点粗浅的探讨,所以文中不足之处,望同行不吝赐教。

参考文献

1、国家标准建筑物防雷设计规范GB50057-94(2000年版)北京中国计划出版社2001

2、中南建筑设计院主编建筑物防雷设计安装99D562北京中国建筑标准设计研究所出版1999.12

建筑防雷论文范文第6篇

1.1内部防雷系统内部防雷主要分为防雷电波侵入,防反击以及防雷电感应。优秀的内部防雷系统能更好的减少建筑物内部的雷电流和其产生的电磁效应所造成的危害,并且及时防止造成不必要的损失。内部防雷主要采取等电位连接、屏蔽等手段。在智能楼宇内也需要电磁兼容的措施,为了使智能楼宇内的设备不会出现功能障碍以及设备损坏的问题,应当建立构成布线系统来防止在设备内部自身传导干扰和外来干扰。其主要原因都是由于超高电压,大功率辐射电磁场,自然雷击放电。这些现象都将会影响测试结果严重可能会导致设备损坏。因此对智能楼宇建筑内部的设备的保护措施是我们需要注意的。

1.2外部防雷系统智能建筑的外部防雷主要是指防直击雷和防侧击雷,我们通过共用接地系统和泄流通路来保护建筑物自身不遭受雷击。①智能建筑需要建立综合的共用接地系统。因为在智能楼宇内存在着许多交流、直流设备,其中线路纵横交错,因此应该将智能楼宇建筑里的直流工作地、安全保护地、交流工作地与建筑施工过程中为防雷所用作的钢筋紧密连接,形成一个完整的共用接地体。这样就大大减少了在接地线之间存在着电位差的可能性,也消除了感应过电位的反击现象,从而保证了高科技设备的正常工作。②足够的泄流通路和均压措施通过在建筑物钢筋混凝土的钢筋来制作防雷引下线,并且从屋顶的部位就开始增多分路,用来分散各个导体上的雷电流的数量。而由于智能楼宇大多数为高层,还应该采取防侧击雷措施,在智能楼宇中间的部位将建筑的外圈梁钢筋焊接连通形成均压环,同时与防雷引下线相连。通过充分利用建筑物自身的柱钢筋、桩基钢筋、屋顶楼面钢筋、各圈梁钢筋等,将它们细致的焊接,形成良好的雷电流泄流通路以阻止侧击雷造成危害。

2.智能防雷新技术

一种新的技术的要求,必然催生出相应的处理技术,随着我国智能建筑物各项电气设备的日益复杂化,以及智能建筑物中电气设备的种类的繁杂化,大量的科研技术人员投入到了智能防雷技术的研发中去,目前已经研发出一种应用效果比较合理的新型防雷技术。该技术彻底克服了传统避雷技术中被动接闪、二次雷击效应严重的缺点,因此,受到广大建筑施工单位和群众的喜爱,发展前景非常好。它的基本原理是,发生闪电前的地面和云层之间有一个电势差可以作为避雷针的能源,在雷击即将发生的时候提前产生一个向上先导,形成一个雷电优先通路,克服了传统避雷针被动的迎接闪电的不足,从而大幅度的提高了防雷保护的范围。在智能建筑中的电子设备大部分采用了超大规模的集成电路,因此其本身很容易在高电压、高电流的情况下被烧毁。因此以前的避雷针防雷、电源防雷等方法已经不能适应当前社会建筑领域智能楼宇防雷的需求。当雷击发生的时候将会产生较大的电场,进而导致这个区域内的电位快速升高,大大高于其它区域,而作为电的良导体,很容易在电位不相等时对雷电产生影响形成感应,从而遭遇雷害。

3.结束语

综合上面的分析和介绍,我们可以将智能建筑的电气防雷技术进行如下几个方面的汇总:首先,需要在现有的管理模式下,将已经完善的管理措施进行简化处理,以提高防雷技术的反映速度,将危害降到最低,同时还要进行材料的节约,符合可持续发展战略的要求;其次,严格规范电气设备的操作和管理技术,通过技术的提高来改善现有的智能建筑电气设备防雷质量;最后,要在夏季雷雨天气频发的时期提高监管力度,并制定好不同等级的雷击灾害的治理预案。总之,智能建筑的电气防雷工作是一项技术活动,需要广大的科研人员不断的投入其中,并做好长期钻研的准备。

建筑防雷论文范文第7篇

关键词建筑物;防雷工程;施工;常见问题;质量控制;措施

在建筑物施工过程中,防雷工程项目包括桩基础的焊接、柱筋引下线通长焊接及均压环、避雷网、避雷针、避雷器安装等,一直伴随着建设施工全过程。保证防雷工程项目施工质量的因素很多,如设计、材料、机械、地形、地质、水文、气象、施工工艺、操作方法、技术措施、管理制度等,环节很多,要对这些环节严格控制,才能保证最后的工程质量。

建筑物防雷包括防直击雷和防感应雷。防直击雷就是引导雷云与避雷装置之间放电,使雷电流迅速流散到大地中去,从而保护建筑物免受雷击。防雷电感应则通过建筑物内部的设备、管道、构架、钢窗等金属物的接地装置与大地作可靠的连接,将雷云放电后在建筑上残留的电荷迅速引入大地。目前建筑工程常用的防雷措施有接闪器、引下线、接地装置、避雷器、均压环及金属导体等电位连接等的施工和安装。

1防雷工程施工常见问题

通过实际检测测验和经验,施工过程防直击雷和防感应雷措施中常出现以下问题:一是避雷带、引下线、接地体、均压环搭接的连接长度不够,焊接不饱满,焊接处有夹渣、焊瘤、虚焊、咬肉和气孔,没有敲掉焊渣等缺陷。二是地钢筋网的连接点的错焊、漏焊;作为外引接地联结点或检测点预埋件的漏设。尤其是建筑结构转换层,因构造柱(墙)内主钢筋调整、防雷引下线钢筋错接错焊的情况发生。三是用结构钢材代替避雷针(网)及其引下线时,焊接破坏镀锌层不刷防锈漆;或螺栓连接的连接片未经处理,片与片接触不严密等。四是引下点间距偏大,引下线跨越变形缝处未加设补偿器,穿墙体时未加保护管。接地体安装埋设深度不够或引出线未作防腐处理。五是屋面金属物,如管道、梯子、旗杆和设备外壳等,未与屋顶防雷系统相连,或等电位联结跨接地线线径不足。六是电气设备接地(接零)的分支线未与接地干线连接,实行串联连接。多层住宅采用TN-S系统时,进线在总电表箱处没有重复接地,没有按要求在配电间作MEB。七是低压配电接地形式、电涌保护器(SPD)的设置及安装工艺状况、管线布设和屏蔽措施等与防雷设计要求不符。

2防雷工程项目施工质量控制的主要措施

加强对防雷工程关键部位和工序的质量控制,针对施工中易出现质量通病的几个环节,制定现场检测预控措施,做到预防为主,动态跟踪,保证防雷工程的施工质量。

2.1严格审查设计图纸

一是不仅要熟悉电气图,对建筑设计中的结构、设备的布置也要有初步认识,领会设计中有关说明,对有些特殊的建筑工程项目系统,如弱电系统中的智能化工程、信息通讯、计算机、监控等,因为这些地点和设置在设计平面图纸中一般都没有明确标注,是以规范要求为施工标准进行预留预埋的,要注意对照强制性标准、施工验收规范进行施工。如发现不符合现行施工规范要求或做法不妥,选用的防雷接地材料不当时,应及时与设计单位洽商确定,形成设计文件,以便依照执行及备案。二是一个建设项目,相关专业设计图纸较多,审核防雷图纸时,要对照建筑图、结构图、基础图。各项目衔接复杂,极易导致施工错误。若施工单位经验不足,易因工种(序)配合不当而造成施工错漏。对于施工中容易忽视和特别重要的问题应起草书面意见,以提醒施工单位执行。

2.2严格材料质量控制关,保证焊接质量

一是验材料三证;二是看材料规格;三是查在施工中是否使用设计和规范规定的镀锌材料。在施工监检过程中,作业人员往往随手拿普通结构用钢筋作帮条焊接,或用普通钢材代替镀锌材料,或以冷镀锌材质代替热镀锌材质,应及时纠正。防雷工程施工主要是焊接,焊接质量决定着工程质量。由焊接技术不过关的人员进行防雷接地,造成防雷工程不合格的情况时有发生,应严格审核专业防雷施工队伍的资质等级和施工人员资格证。

2.3查验地基接地焊接

地基接地焊接是接地施工中的第一环节。对于基础圈梁焊接或桩基钢筋与基础钢筋的焊接、基础钢筋与柱筋的焊接,都要严格按基础图和接地点逐一进行检查,尤其要对伸缩缝处基础钢筋是否跨接连通进行确认。当整个接地网焊接完成后,马上进行接地电阻值测试,确认是否符合设计要求。当电阻值不满足设计要求时,再次检验焊接质量或按设计要求补做人工接地装置。

2.4检查引上点和跨钢筋焊接质量

对以柱筋为引上线的接地网,要求施工人员采用每层按轴线标清每根柱子的位置及钢筋焊接根数进行施工,防止漏焊或错焊位置和焊接长度及质量不满足设计及规范要求等[1-2]。要对引上点和跨钢筋焊接质量仔细检查,并要求对焊接引上线进行定位标识,以防向上层焊错主筋造成接地中断错误。特别是对于结构的转换层,由于柱筋的调整,防雷引下线利用柱内主筋焊接引下容易错焊、漏焊,要进行反复核实。超级秘书网

2.5核实等电位焊接及其他接地部位

对于要进行等电位焊接、重复接地的部位,如设备间、变配电室、消防机房、空调机房、电梯机房、给水管、冷却塔、风机等部位的接地焊接要在施工日记上注明备查、核实。高层建筑45m高度以上,每向上3层在结构圈梁内敷设1条25mm×4mm的扁钢与引下线焊成一环形水平避雷带或用不少于2根圈梁主筋焊成均压环。楼内水平敷设的金属管道及金属物应与防雷接地焊接,垂直敷设的竖向金属管道,在其底部和顶部均应与防雷接地焊接。玻璃幕墙防雷等电位接地的施工,在对采用预埋铁做法时,注意在柱主筋上作可靠的焊接,如果是后增加的玻璃幕墙,要根据建筑面积、建筑物的各种特点,出具详细的防雷施工方案。屋顶上装设的防雷网和建筑物顶部的避雷针及金属物体应焊接成一个整体。

2.6按规范进行质量验收

防雷工程应按工程进度及时做好隐蔽验收。无论自然接地体还是人工接地体以及玻璃幕墙、避雷网格、避雷针等,在施工完后都要及时进行接地电阻值的测试。尤其是接地体或接地网施工完成后,应及时认定接地电阻值是否符合设计规定值。低压配电接地形式、电涌保护器(SPD)的设置及安装工艺状况、管线布设和屏蔽措施等应与防雷设计要求相符;查看设计、施工资料,检查SPD安装的位置、数量、型号规格、技术参数应与设计相符合[3-4]。

参考文献

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑物防雷设计规范GB50057-94[S].北京:中国计划出版社,2010.

[2]瞿义勇.民用建筑电气设计规范[M].北京:机械工业出版社,2010.

[3]中华人民共和国建设部.电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50169-92[S].北京:中国计划出版社,2006.

建筑防雷论文范文第8篇

关键词:玻璃幕墙;防雷设计;措施

一、前言

上世纪80年代,玻璃幕墙进入我国建筑行业,很快就以其亮丽的外观和非常好的光线透射性,受到建筑师的热烈欢迎和喜爱。作为一种美观新颖的建筑墙体,玻璃幕墙在建筑设计中得到了飞速发展,在工程建筑尤其是高层建筑中得到广泛采用。各色绚丽的玻璃幕墙建筑,成为了现代建筑派的主要表现特征,为城市文化注入了新的活力,更给城市增添了一道道亮丽的风景线,是现代高层建筑时代的显著特征。然而玻璃幕墙存在的问题也不容忽视,包括防火、光污染和防雷击等,其中防雷问题的影响最严重。

二、雷电对玻璃幕墙的危害性

玻璃幕墙通常都是大面积采用,作为脆性材料,一旦遭遇雷击破裂成碎片,势必成为极大的安全威胁。高层建筑玻璃幕墙,通常离放电云层比较近,导致地表的电场分布产生畸变,其电场强度远大于一般建筑物,容易导致雷电发展条件的发生,加之高层建筑距云层较近,所以易遭受雷击。同时,高层建筑玻璃幕墙在对高层建筑物进行围护后,建筑物的防雷装置被玻璃幕墙所屏蔽,导致很难防止直接的雷击,容易造成对玻璃幕墙的直接雷击。玻璃幕墙其自身金属材质因为雷电效应,导致静电感应作用的发生,当电场形成时,幕墙的金属体很容易积聚和雷云极性相反的感应电荷,数量很大,雷云瞬间发生放电之后,电场突然消失,而幕墙的金属体感应电荷,却无法以相应的速度流散,这就会造成高达万伏以上的对地电位产生,形成静电感应电压,造成危害。

高层建筑玻璃幕墙的防雷应与一般的建筑物的防雷有异曲同工之处,普通建筑物的防雷装置有三部分,分别为:接闪器,引下线和接地装置。接闪器:根据被保护物体的不同,接闪器形状不同,主要有避雷针、避雷网、避雷带,其主要作用是直击雷起到接闪功能。在60年代,英国人提出雷击距离理论--滚球法,依据雷电闪击距离为基础用来确定接闪器的保护作用,当雷击被导达到接闪器放电距离以前,其闪击点有一定的范围要求,被保护的建筑物的接闪器有若干个上行先导,最后在容易放电击穿的路径上形成主放电,接闪器正好设置在被保护的闪电击点概率较高的点。引下线对接闪器的接闪的雷电起导流作用。接地装置主要的作用是消耗雷电产生的能量。

三、玻璃幕墙防雷设计方案

本文中以某建筑玻璃幕墙建设工程为例,具体分析其防雷设计。此工程中该建筑所处的地理位置属于雷电多发地,建筑楼内摆放有大量电子仪器设备,建筑楼长为105.6米,宽为21米,建筑面积大约1.6万平米,建筑结构采用钢筋混凝土框架――剪力墙的结构。三个主要立面都将使用玻璃幕墙,而幕墙总面积有6500平方米。玻璃幕墙在最高檐口处的高度是36.5米。

1.雷电防护的基本措施

一般情况下,建筑物防雷系统,就是由避雷针、避雷网或避雷带组成的接闪器,主体结构的柱、板钢筋或者外接引下线所组成的引下装置,和利用承台、底板钢筋等基础自然接地体或者人工接地体,形成一个接地装置合成,整个建筑呈现出法拉第笼状态,把雷电流引入到地面。

此大楼处于雷电的多发地区,而且雷电流的强度比较大,而大楼摆放很多电子仪器设备,如遭破坏,将导致无法挽回的损失,需加强防范雷电措施。

2.玻璃幕墙防雷设计的具体措施

幕墙顶部女儿墙的盖板,作用相当于引雷作用的接闪器。用镀锌圆钢沿着女儿墙的周圈进行安装,并且和防雷引下线相焊接。而在盖板内侧,则安装40ram×4ram×4ram镀锌角钢,每块铝板上都安装两段角钢,其中每段长300毫米,两段之间则用中12镀锌圆钢焊接连通,同时,用中12镀锌圆钢一端和女儿墙顶l2镀锌圆钢进行焊接,另外一端则和角钢焊接。每段角钢与铝板之间,可用四个M6×20mm不锈钢自攻螺丝压接,注意在角钢和铝板之间加垫1毫米厚不锈钢垫片,然后加上不锈钢平垫和弹簧垫。所有的竖向主龙骨的连接处,都使用40mm×4mm铝合金所制成的可伸缩的欧姆弯做压接,在连接处上下分别使用两个M8不锈钢压接穿螺栓,注意:可动的一端应避开插芯,然后加上不锈钢平垫以及弹簧垫。对于均压环的楼层,在所有竖向主龙骨与横向龙骨的连接处,通过40mm×4ram铝合金两端,分别使用两个M6不锈钢压接穿螺栓,并且加不锈钢平垫和弹簧垫。而充当防雷引下线的柱子内的对角纵向钢筋上下则采用焊接连接,使其上下相互贯通。焊接则采用双面焊接,焊缝长度大于2Od,d为钢筋直径。每三层框架梁内的两根主钢筋焊接,绕建筑物成均压环,然后将其和所有的引下线钢筋焊接。焊接使用双面焊接,焊缝长度大于2Od。

每楼层处,充当防雷引下线的柱子外皮处,应当预先埋下一根40×4镀锌扁钢,并和柱内防雷引下线钢筋焊接,焊接的长度为200mm。双面施焊,为了保持玻璃幕墙竖向铝合金主龙骨接地贯通,用40mmx4ram镀锌扁钢一端和均压环相焊接,焊接长度应当是其宽度的2倍,并且做三面施焊,另一端则用两个M8不锈钢对穿螺栓与竖向主龙骨进行压接,为了防止镀锌扁钢与铝合金的电化学腐蚀,可在其间加垫l毫米厚不锈钢垫片,并且加不锈钢平垫和弹簧垫。

用作防雷引下线的柱子内的贯通主筋与基础钢筋焊接进行连接,焊接使用双面焊接,焊缝长度大于20d,并且将与贯通主筋连接的基础钢筋与之相交的基础钢筋点焊进行连接。

四、防雷设计中应注意的事项

在玻璃幕墙的防雷过程中应注意以下三点:

一是,充分利用建筑物的接闪器、引下线、接地装置。

二是,将均压环层的幕墙横竖向龙骨联结成一个电气通路,并与建筑物防雷网联通。

三是,将首层的幕墙的横竖龙骨联结成一个电气通路,并与建筑物的防雷网联通。

通过以上,玻璃幕墙在遭受雷击的过程中,由于其玻璃幕墙的防雷与建筑物防雷联成一体,则玻璃幕墙将能获得的电能,通过建筑物的接地系统迅速地输送到地下,从而达到保护建筑物和玻璃幕墙免遭雷电的破坏。

高层玻璃幕墙的顶部为了美观,一般都采用铝板,铝板是入地较好的导体,它沿建筑物顶部分布,其电场强度很大,雷电就很容易被吸引过来,受雷击最大的部位,铝板则是很好的接闪器,可以接受雷电流,将固定铝板的主横担与建筑物避雷系统联成一体,这样就可以安全的将雷电流导入大地。高层建筑的玻璃幕墙顶部的接闪器可以有效地防雷直击,但不能防止侧雷击,在玻璃幕墙防侧雷时,其要根据建筑物防雷等级来确定其作法:一类防雷30米,二类防雷在45米,三类防雷在60米,综合建筑物的防雷等级在30米、45米或60米以上的高层玻璃部位,每层设一个均压环,并将建筑物防雷网及玻璃幕墙防雷系统联通,形成一个电气通路,为了防止球形雷,将玻璃幕墙首层的横竖龙骨联结成一个电气通路,并与建筑物的接地网联成一体。

五、结语

在玻璃幕墙设计和安装时,采取上述措施后,雷电发生时,不管是发生可能性极小的侧击雷直接击中玻璃幕墙产生的雷电流,还是因为静电感应聚集的大量电荷,两者都可以得到快速而有效的释放引导,从而对建筑物实现保护效果。

参考文献:

[1]朱贵刚 高层建筑玻璃幕墙防雷设计 [期刊论文] 《科技创新导报》 2010

[2]蒋玄 论高层建筑玻璃幕墙防雷接地技术 [期刊论文] 《江西建材》 2010

[3]王军 建筑防雷施工浅析 [期刊论文] 《浙江建筑》 2006

[4]陈桂清 浅议建筑物玻璃幕墙防雷接地的作法 [期刊论文] 《吉林气象》 2005

[5]邵志明 玻璃幕墙防护侧击雷的施工方法[期刊论文] 《内蒙古气象》 2009

建筑防雷论文范文第9篇

关键词:雷电防护,高层建筑,防护手段。

中图分类号:TU97文献标识码: A

正文

一、引言

随着经济的发展和城市人口的增多,高层建筑如雨后春笋般拔地而起,遭受雷击的案例也越来越多。据不完全统计,进入21世界以来的十几年间,全国因雷击造成直接经济损失在百万元以上的事故就有近400多起,每年因雷电灾害造成人员伤亡数千人。高层建筑在社会中起到很重要的作用,许多商业写字楼往往将银行、公司、酒店等多种功能的场所集中在一起,人员密集,电子通讯设备繁多,电力系统复杂,一旦遭受雷击将会造成巨大的经济损失。

雷电防护是一种保护建筑物及人身安全、电力系统及其他一些装置和设施免遭雷电损害的技术措施,也是近年来愈发重要的一门学科,其保护内容涉及建筑物、发射塔、输电线路、加油站、航空、军事等重要领域及工作生活场所。

一、雷击对高层建筑的常见侵袭途径

1、 直接雷击

对一般高层建筑外部来说,所属建筑物、建筑物天面设备和电力线及传输线都有可能遭受直接雷击,即使在避雷针保护范围之内的设备也有被雷电绕击的可能。直击雷的特点是能量大,电力线发生直接雷击,容易发生火花放电,引起火灾,同时,雷电流通过电力线进入机房,也可能击中电源及设备。传输线发生直接雷击,可能导致线路焦化、短路、致使传输中断。

2、侧击雷

对于高层建筑来说,不仅屋顶容易遭受直击雷的雷击,在滚球半径以上的侧面,外墙的电线、金属门窗、外挂空调机、节日彩灯和轮廓灯都容易遭受侧击雷的侵袭,损坏设备、烧毁线路甚至危害人身安全。因此高层建筑要做好相应的侧击雷防护措施。

3、电磁感应

当雷击发生时,将在雷击点附近产生电磁场。当雷电流沿着高层建筑的引下线和内部钢筋向下泄放时,由于电磁感应原理,整个建筑物会处在一个强大且变化的电磁场中,这个电磁场很容易使正在工作的电子设备产生过电压或浪涌故障,即使是一些与外界没有联系的系统,也可能在雷响过后发生瘫痪。研究建筑物内部的

雷击电磁脉冲是非常必要的。

4、雷电波侵入

架空高压输电线路和金属管道在进入高层建筑物时,线路管道附近有可能被雷电击中而产生过电压和静电感应,通过供电线路进入设备使设备造成损坏。

5、地电位反击

地电位反击是雷电流入地瞬间,由于地电位不同而产生的电位差,沿接地线到达设备的外壳、电力线的中性线以及直流地的基准电位点。

二、防雷设计原则、依据、标准及规范

设计原则 :

(1)保障高层建筑内的人身安全;

(2)保护高层建筑主体以及各处电子设备不受直击雷影响和破坏;

( 3)保护高层设备不受侧击雷的破坏;

(4)尽可能保护建筑内设备和电力系统不受雷击各项效应破坏;

设计依据:

根据高层的建筑结构、防雷等级、当地年平均雷暴日、楼高、建筑材料、土壤电阻率、以及测量的数据等资料,结合相关技术指标以及GB50057-94 《建筑物防雷设计规范》以及其他相关行业规范标准等综合考虑制定。

设计标准、规范:

GB50057-94 《建筑物防雷设计规范》 02D502-2 《等电位连接图集》

GB/T 21431-2008 《建筑物防雷装置检测技术规范》 03D501-4 《接地装置安装图集》

99D562(原99D501-1)《建筑物防雷设施安装图集》 JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》

IEC61643-12 《低压配电系统的电涌保护器选择和使用导则》

IECI312《雷电电磁脉冲的防护 》

DL/T 620―1997 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》

三、 防雷检测

对高层建筑的防雷设计比较科学的方法是首先进行雷电风险评估。雷电风险评估综合了建筑物所处的地理、土壤、气象以及建筑物使用、设备等情况,进行高层建筑防雷设计时,不能单纯的从建筑物使用性质来确定防雷类别。全面执行防雷管理办法,提高产品和工程质量。

四、防雷措施

1、 接地网

当发生雷电时,雷电流通过引下线向自然接地体周围大地泄流外散,土壤呈现的电阻称为接地电阻,接地电阻公式:Rd=p*ε/c,我们从公式可以得出一个结论:当增大接地网的面积,接地电阻将减小。接地网是指水平方向由钢筋绑扎或焊接成的网格,水平钢筋组成的接地网可以近似看成一块独立的平板,它的电容主要由它的面积决定的。在设计利用底板接地网做自然接地体时,不应认为自然接地体埋得越深,接地电阻就越小,应通过地质勘探报告了解周围的土质情况。

2、引下线

引下线的作用是将避雷带与自然接地体连接在一起,使雷电流构成通路。在高层建筑中利用其柱或剪力墙中的主筋做为引下线,随主体结构逐层串联焊接至屋顶与避雷线连接。为了安全起见每条引下线不应少于两根主筋,主筋的截面不应小于Φ16mm。 在高层建筑的设计、施工中,利用其结构主筋做引下线,这样做具有经济、实用、易于操作的特点,由于现浇混凝土内的引下线不易氧化,所以具有使用寿命长的特点。按建筑物的防雷类别适当减小引下线的间距,这样做可以迅速分流,降低反击电压。

3、避雷带

避雷带由避雷线和支持卡子组成,避雷带应设置在建筑物易受雷击的层檐、女儿墙等处,其作用是引雷效应,雷电流通过引下线向大地泄流,避免高层建筑物雷击。

4、均压环

在高层建筑的设计和施工中,除了防止雷电的直击外,还应防止侧向雷击,超过30米高的建筑物,应在30米及其以下每隔三层围绕建筑物外廓的墙内做均压环,并与引下线连接。保证建筑物接构圈梁的各点电位相同,防止出现电位差。

5、内部防雷接地装置

高层建筑除了采用外部防雷措施外,还应采用内部防雷措施。

笼式避雷网利用建筑物柱、剪力墙内的竖向钢筋迅速分流并疏导雷电流,与板内水平钢筋形成笼网状,在一定程度上屏蔽雷电流产生的电磁感应,还可以达到良好的均压环及等电位作用。现代高层建筑物内重要的强、弱电机房多采用笼式避雷网,因此建议在高层建筑的防雷接地系统的设计和施工中,将内部防雷接地装置与外部防雷接地装置结合起来,构成统一的防雷接地系统,防雷效果将是最理想、安全和可靠的。

四、总结

目前随着计算机、通讯、控制(3C)技术的发展,对防雷接地系统提出了更高的要求,以保证建筑物内的各种设备的正常工作。高层建筑的雷电灾害必须引起我们的高度重视,必须加强对防雷设计进行研究、审核、检测和验收等一系列规范化管理,从而达到高层建筑防雷的真正安全。

参考文献:

[1] GB50057―1994,建筑物防雷设计规范[S].

[2] 孙景梅.高层建筑的防雷[J].设计建筑电气,2001

[3] 夏光文.高层住宅接地与设备接地系统[J].建筑电气,2001.

[4] 期刊论文 高层建筑防雷电反击措施 - 城市建设理论研究(电子版) - 2011(34)

建筑防雷论文范文第10篇

【关键词】房屋建筑工程 施工管理 施工质量 质量措施 管理措施 房屋质量

中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:

一.引言。

随着我国城镇化建设步伐的加快,各类住宅建筑开始倾向于高层住宅发展。高层建筑建造后,提高了土地的利用率,但随着带来了建筑物遭受雷击损坏的风险。在住宅建筑中,有线电视、电话线、网线等都是容易导致雷电进入建筑物内的导火索,为了提高建筑安全,有必要在进行电气设计时,就考虑到建筑防雷功能,采取经济使用而又安全可靠的解决措施,提高建筑防雷电能力。

二.建筑物防雷等级分类。

建(构)筑物的等级分类,应符合以下要求:

1.第一类防雷建筑物

(1)凡制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、人工品等大量爆炸物质的建筑物,因电火花而引起爆炸,会造成巨大破坏和人身伤亡者。(2)具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物。(3)具有1区爆炸危险环境的建筑物,因电火花而引起爆炸,会造成巨大坡坏和人身伤亡者。

2.第二类防雷建筑物

(1)部级重点文物保护的建筑物。

(2)部级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站、国宾馆、部级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物。

(3)部级计算中心、国际通讯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。

(4)国家特级和甲级大型体育馆。

(5)制造、使用或贮存爆炸物质的建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。

(5)具有1区爆危险环境的建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。

(6)具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡。

(7)具有2区或22区爆炸危险场所的建筑物。

(8)预计雷击次数大于0.05次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。

(9)预计雷击次数大于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。

3.第三类防雷建筑物

(1)省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。

(2)预计雷击次数大于或等于0.01次/a,且小于或等于0.05次/a的部、省级办公建筑物及其重要或人员密集的公共建筑物,以及火灾危险场所。

(3)预计雷击次数大于或等于0.05次/a,且小于或等于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。

(4)在平均雷暴日大于15d/a的地区,高度在15m及以上的烟囱,水塔等孤立的高耸建筑物。在平均雷暴日小于或等于15d/a的地区,高度在20m及以上的烟囱,水塔等孤立的高耸建筑物。

在确定建筑的防雷分级时,除按上述规定外,在雷电活动频繁地区或强雷区可适当提高建筑物的防雷等级。对建筑高度超过19层的住宅建筑,适用于二级防雷等级,其他为三级防雷。

三.住宅建筑电气防雷措施。

1、安全用电技术措施。

(1)防雷及接地技术措施。

1)在施工现场专用变压器的供电的TN-S接零保护系统中,电气设备的金属外壳必须与保护零线连接。保护零线应由工作接地线、配电室(总配电箱)电源侧零线或总漏电保护器电源侧零线处引出。

2)TN-S系统中的保护零线除必须在配电室或总配电箱处做重复接地外,还必须在配电系统的中间处和末端处做重复接地。

3)在TN-S系统中,保护零线每一处重复接地装置的接地电阻值不应大于10欧姆。

4)PE线上严禁装设开关或熔断器,严禁通过工作电流,且严禁断线。 5)施工现场内的起重机、升降机等机械设备,以及钢管脚手架和正在施工的在建工程等的金属结构,当在相邻建筑物、构筑物等设施的防雷装置接闪器的保护范围外时,应按相关规定安装防雷装置。

6)做防雷接地机械上的电气设备,所连接的PE线必须同时做重复接地,同一台机械上的电气设备的重复接地和机械的防雷接地可共用同一接地体,但接地电阻应符合要求。

(2)漏电保护器的设置

1)施工现场的总配电箱和开关箱应至少设置两级漏电保护器,而且两级漏电保护器的额定漏电动作电流和额定漏电动作时间应作合理配合,使之具有分级保护的功能。

2)开关箱中必须设置漏电保护器,施工现场所有用电设备,除作保护接零外,必须在设备负荷线的首端处安装漏电保护器。

3)漏电保护器的选择应符合国标GB6829—86《漏电电流动作保护器(剩余电流动作保护器)》的要求,开关箱内的漏电保护器其额定漏电动作电流应不大于30mA,额定漏电动作时间应小于0.1s。使用于潮湿和有腐蚀介质场所的漏电保护器应采用防溅型产品。其额定漏电动作电流应不大于15mA,额定漏电动作时间应小于0.1s。

2. 室内线路及室外配线要求。

2.1室内线路:直敷布线—建筑物顶棚内严禁采用。金属管布线—建筑物顶棚内宜采用。硬质塑料管布线—适用于室内场所和有酸碱腐蚀性介质的场所。电气间布线—井壁应是耐火极限不低于1小时的非燃烧体,电气间在每层楼应设维护检修门并应开向公共走廊,其耐火极限不应低于三级,楼层间应做防火密封隔离。电气间内高压、低压和应急电源的电气线路,相互之间应保持0.3米及以上的距离或采用隔离措施。向电梯供电的电源线路,不应敷设在电梯井道内。

2.2室外配线:

(1)架空线路:由高低压线路至建筑物第一个支持点之间的一段架空线称为架空线。高压接户线受电端的对地距离不应小于4米;低压接户线受电端对地距离不应小于2.5米。向一级负荷供电的双电源线路,不应同杆架设。

(2)电缆线路:在电缆沟和电缆隧道内敷设的电缆,应采用裸铠装电缆、裸铅包电缆或塑料护套电缆。在电缆直埋敷设时,当沿同一路径敷设的室外电缆根数为8根及以下时,直埋深度不应小于0.7m。向一级负荷供电同一路径的双电源电缆不应敷设在同一沟内。电缆在电缆沟或隧道内敷设时,同一路径的电缆根数多于8根、少于或等于18根时适合采用电缆沟敷设,多于18根时可采用电缆隧道敷设。电缆隧道高度不应低于1.9米。电缆隧道长度大于7米时,两端应设出口,两个出口间的距离超过75米时,还应增加出口。电缆在排管内敷设时,一般可采用石棉水泥管或混凝土管。

3. 接地装置。

接地装置包括接地体和接地线。接地装置的优劣与接地电阻和接地方式有关。为便于与各种入户金属管道相连,降低跨步电压,建筑物防雷接地一般采用周圈式接地。防雷接地应尽量利用自然接地体作为接地装置,只要基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于基础外表面无防腐层或有沥青质的防腐层时,可利用基础内钢筋作接地装置,否则应加设人工接地装置。高层建筑通常利用桩基础、箱形基础作接地装置,这些基础连成的接地网有较大的电容,其冲击阻抗很小。施工中通常将桩基的抛头钢筋与承台板主筋焊接,并与承台上作为引下线的柱钢筋焊通,再与整个底板内钢筋或地梁中的钢筋互相连通,将桩基主筋与地梁主筋焊接成一个闭合的水平接地网,以形成均压。由于防雷装置直接装在建、构筑物上,建筑物防雷接地与电气设备接地等无法隔离。通常建筑物的防雷接地与电气设备的接地、微电子设备接地均应连接成统一的接地系统,其共用接地电阻按其中最小值选定。一般要求,接地电阻值。

四. 重视雷击电磁脉冲(LEMP)对智能系统的危害。

目前,住宅建筑中多使用了智能系统,系统提供的智能建筑系统专业公司较多,一般承担系统设计(包括施工和设计)、供应设备,并从事安装、调试等技术工作。在进行设计时,设计者侧重于系统网络、通信方式、设备选型等工作,但往往忽视了系统防雷措施的设计。有的设计者认为建筑物已设有防直击雷的避雷带,至于安装于室外的监控设备、器件以及中控室,已处于保护范围之内,不必再考虑智能系统本身的防雷措施,其实这种理解不全面,在概念上也是含糊的。

如果雷击发生在建筑物顶部,一般为直击雷,通过建筑物的接闪器(避雷针或避雷带),经由引下线,将雷击过电压、大电流绝大部分洩放到大地,而泄入建筑物内部的相对较小,只要智能电子设备不靠近引下线,则危害偏小。但如果雷击发生在建筑物附近围墙或进户线缆、管道的地面,由雷电感应和雷电波侵入的雷击电磁脉冲(LEMP)的过电压,则可能通过信号或供电线路导入建筑物内部的智能电子设备而将其击坏。

作为建筑工程设计的电气专业,通常根据《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)的规定,进行了防直接雷击、高层建筑防侧击雷及防雷电波侵入等措施的设计,主要着重于保护变配电系统的正常运行和人身安全。而对于建筑智能系统,一般由建设方交给智能系统的专业厂商(或公司)进行二次设计或直接进行设计。很清楚,智能系统的防雷设计,主要指采取防雷电波侵入和雷电感应产生的雷击电磁脉冲的技术措施,应由智能系统专业设计人员在进行设计时加以重点、周到的考虑。

五.结束语。

在建筑防雷设计和施工中,要将外部防雷接地装置和内部防雷接地装置有效结合起来,综合考虑分流、接闪、屏蔽、接地、布线和均压等要素,做好设计方案,提高建筑防雷的可靠性。

参考文献:

[1]李大生住宅建筑电气防雷措施分析 [期刊论文] 《价值工程》 ISTIC -2010年18期

[2]胡灿明 肖平 陈世文 汪文理 浅谈多层民用住宅防雷设计与施工 [期刊论文] 《中国科技博览》 -2011年22期

[3]吴卫 民用住宅的防雷及用电保护设计的探讨[期刊论文] 《四川电力技术》 -2003年3期

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