民用建筑物防雷接地設(shè)計的探討

1、<p>　　民用建筑物防雷接地設(shè)計的探討</p><p>　　摘要：雷電災(zāi)害作為最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一,對人們的生命和財產(chǎn)安全產(chǎn)生巨大的威脅。若防雷措施不完善，就會致使計算機系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等設(shè)施的損壞，甚至?xí)p害人員的安全，因此，民用建筑物防雷接地設(shè)計非常重要。本文主要對民用建筑物防雷接地設(shè)計進(jìn)行了探討，分析了其具體的防雷措施。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：民用建筑；防雷接地；設(shè)

2、計 </p><p>　　中圖分類號： S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　防雷是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程,而防雷接地設(shè)計則是防雷工程中最重要的一個環(huán)節(jié),若沒有合理的防雷接地設(shè)計,就不能有效地進(jìn)行防雷。因此，我們要了解雷電防護(hù)主要設(shè)計依據(jù)以及雷電破壞的種類，并根據(jù)雷電破壞的種類進(jìn)行具體的防

3、護(hù)設(shè)計，從而保證建筑物的使用功能。 </p><p>　　1、雷電防護(hù)主要設(shè)計依據(jù) </p><p>　　目前國內(nèi)防雷設(shè)計主要參照的標(biāo)準(zhǔn)是:GB50057一2010 《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》；GB50343一2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》；JGJ16一2008《民用建筑物電氣設(shè)計規(guī)范》；GB18802.1一2002《低壓配電系統(tǒng)的電涌保護(hù)器。SPD、第一部分；《性能要求和試驗方法

4、》等。建筑物在防雷設(shè)計時應(yīng)先仔細(xì)研讀上述標(biāo)準(zhǔn)，才能做到有的放矢。對于設(shè)計中碰到的特殊類型的防雷設(shè)計，如大型體育場館、超高層建筑、大型橋梁、珍貴古樹木等還應(yīng)參考國外標(biāo)準(zhǔn)。必要時還應(yīng)對設(shè)計方案召開專家評審會，力求所設(shè)計的方案可靠有效。 </p><p>　　2、雷電破壞的種類 </p><p><b>　　2.1、直擊雷 </b></p><p>

5、　　雷云中的電荷不斷累積，當(dāng)其對建筑物頂部的電場強度達(dá)到空氣的擊穿強度時，產(chǎn)生劇烈的放電現(xiàn)象稱為直擊雷。在放電過程中，電壓峰值可達(dá)100Kv/m以上，具有極大的破壞力。如建筑物直接被雷電擊中，雷電流就會在極短時間內(nèi)流入地下，使地電位迅速抬高，造成反擊事故，危害人員和設(shè)備安全。同時產(chǎn)生的強大電磁波，可在導(dǎo)線上感應(yīng)出危險的高電壓。在通過建筑物時會有明顯的熱效應(yīng)和機械效應(yīng)，繼而對建筑物本身造成破壞。 </p><p>

6、　　2.2、雷電侵入波 </p><p>　　建筑物以外的電源線路或通訊線路受雷云影響，感應(yīng)出高電壓或線路直接被雷電擊中后，雷電波沿線路侵入建筑物內(nèi)，對設(shè)備造成破壞。 </p><p><b>　　2.3、雷電感應(yīng) </b></p><p>　　雷云的頻繁放電會產(chǎn)生強大的電磁場，它可在電源線路和通訊線路上感應(yīng)出極高的脈沖電壓，其峰值可高達(dá)50K

7、V。 </p><p>　　3、民用建筑的防雷接地設(shè)計分析 </p><p>　　3.1、對于直擊雷的防護(hù)設(shè)計 </p><p>　　3.1.1、接閃器 </p><p>　　現(xiàn)行的接閃器主要有接閃線、接閃網(wǎng)、接閃桿、金屬屋面（在屋面上使用金屬欄桿所做的接閃網(wǎng)）等。不同建筑物對于接閃器的設(shè)計要求也不同。根據(jù)規(guī)定，第一類防雷建筑物應(yīng)設(shè)立單獨的接

8、閃桿，若設(shè)立的避雷措施為接閃網(wǎng)（線）還需對其進(jìn)行架空，保證被保護(hù)區(qū)與放風(fēng)管等高出屋面的物體均在接閃器的保護(hù)范圍內(nèi)；第二類建筑物接閃帶的設(shè)置應(yīng)綜合考慮屋角、屋脊、屋檐、女兒墻等易受雷擊的部位，并在屋面設(shè)置大小為10m×10m或12m×8m的網(wǎng)格；第三類建筑物建議采用設(shè)置在建筑物上的接閃網(wǎng)、接閃器或由二者組合而成的接閃器，接閃器應(yīng)置于20m×20m或24m×16m的網(wǎng)格內(nèi)。 </p>&

9、lt;p>　　3.2.2、引下線設(shè)計 </p><p>　　引下線可利用建筑物四周結(jié)構(gòu)柱內(nèi)的主鋼筋，可按建筑物跨度設(shè)計，但平均間距需滿足規(guī)范要求。在實際設(shè)計時有幾個地方需要注意: </p><p>　?。?）引下線的設(shè)置需盡量避開主出入口等人員密集的場所； </p><p>　?。?）由于引下線還起到電磁屏蔽的作用，因此在設(shè)計時若受跨度影響，應(yīng)做到易多、不易少

10、，不然距外墻近的電子設(shè)備會受到電磁干擾而損壞。 </p><p>　　2.2.3、接地裝置的設(shè)計 </p><p>　　接地裝置位于地下一定深度之處，它的作用是使雷電流順利流散到大地中去。利用建筑物的基礎(chǔ)作接地裝置，具有經(jīng)濟(jì)、美觀和有利于雷電流場流散以及不必維護(hù)和壽命長等優(yōu)點。由于現(xiàn)在建筑物大部分均是采用人工挖孔柱基礎(chǔ)，條件符合《規(guī)范》3.3.5條第二款，混凝土內(nèi)基礎(chǔ)也能滿足利用鋼筋混凝土

11、作為自然基礎(chǔ)接地體的要求，因此建議推廣使用。利用柱基礎(chǔ)作接地體時，對建筑物地梁的處理是很重要的一個環(huán)節(jié)。地梁內(nèi)的主筋要和柱基礎(chǔ)主筋連接起來，并要把各段地梁的鋼筋連成一個環(huán)路，這樣才能將各個基礎(chǔ)連成一個聯(lián)合接地體，而且地梁的鋼筋形成一個很好的水平地環(huán)，綜合成一個完整的接地系統(tǒng)，其接地電阻≤4Ω?，F(xiàn)代高層建筑對于接地電阻值有較高的要求，一般情況下＜1Ω，若建筑地區(qū)的土壤電阻率較高，需采用多根線外引接地裝置、換土、將接地體進(jìn)行更深層次埋藏的方

12、法進(jìn)行改善，在連接引下線和接地體時，接地線應(yīng)與接地體的水平界面相同K接地形式具體可以分為TN-S系統(tǒng)、TN-C系統(tǒng)、TN-C-S系統(tǒng)、IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)，在實際操作中，以TN-C-S、TN-S兩種系統(tǒng)使用最為廣泛. </p><p>　　3.2、側(cè)擊雷的防護(hù)設(shè)計 </p><p>　　當(dāng)建筑物高度超過其滾球半徑hr時，建筑物超出hr及以上部分應(yīng)采取下列防側(cè)擊雷和等電位措施。例如，高90米的

13、井塔，比其滾球半徑60米要高，所以需做防側(cè)擊雷保護(hù)，實踐中采取以下措施防側(cè)擊雷： </p><p>　　（1）將建筑物內(nèi)梁、柱、墻，基礎(chǔ)的主鋼筋互相連接； </p><p>　?。?）將60米及以上部分，墻上的欄桿，金屬門窗等比較大的金屬物直接或者通過金屬門窗埋鐵與防雷引下接地裝置相連； </p><p>　?。?）在建筑物標(biāo)高60米的外墻上，設(shè)置若干與引下線相連的

14、接地端子板，然后用扁鋼相連組成防側(cè)擊雷的均壓環(huán)。（見圖1） </p><p><b>　　圖1 </b></p><p>　　3.3、雷電波入侵防護(hù)設(shè)計 </p><p>　?。?）低壓線路可采用兩種方式引入，根據(jù)線路引入方式的不同，防范雷電波入侵的方式也不同。如果低壓線是從地下進(jìn)入到建筑物內(nèi)的，可以采取直接在電纜入戶時做防雷處理，具體的辦法就

15、是在電纜的入戶端直接將其接到該建筑物的防雷裝置上；當(dāng)然，電纜還可以從空中引入打建筑物內(nèi)，這樣的方式處理起來就麻煩一些，需要做換接電纜的處理，將電纜換接為五十兆的電纜入戶。當(dāng)然，在兩個電纜處理的地方需要做防雷處理，同樣電纜上的金屬物體應(yīng)該與防雷裝置連接在一起。 </p><p>　?。?）如果建筑物有架空或者埋地的金屬管道引入，在引入處需要做必要的防雷處理。建筑屋內(nèi)的用電設(shè)備都應(yīng)該在接閃器的保護(hù)范圍內(nèi)。 </

16、p><p>　　3.4、雷電感應(yīng)防護(hù)設(shè)計 </p><p>　?、俚谝环N辦法，也是最有效辦法，就是將被保護(hù)的建筑物內(nèi)所有的金屬設(shè)備及金屬裝置都進(jìn)行接地處理。這個時候就需要將建筑內(nèi)所有和金屬有關(guān)的設(shè)備接到設(shè)計師設(shè)計的防雷裝置的保護(hù)接地裝置上。 </p><p>　?、诘诙褪且獜慕ㄖ飪?nèi)的管道考慮，建筑物內(nèi)相鄰的兩個長金屬物如果間距小于一百毫米時，就需要進(jìn)行防雷電感應(yīng)處理

17、，使用金屬線跨接。 </p><p>　　4、防雷設(shè)計和施工的配合 </p><p>　　防雷設(shè)計有其特殊性，很多時候設(shè)計做得較合理，但效果卻不好。這是因為防雷措施在很多方面都是和土建施工緊密結(jié)合在一起的，尤其是引下線和接地體部分。如果施工過程不到位，是很難達(dá)到設(shè)計效果的。 </p><p>　　在施工中常見的問題有: </p><p>　　

18、(1)現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，常存在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。施工中沒有注意到，造成上部主筋和下部主筋錯接； </p><p>　　(2)引下線在跨越伸縮縫時沒有補償，可能會造成斷裂； </p><p>　　(3)認(rèn)為屋面避雷帶影響美觀，擅自移位或不滿足設(shè)計要求的，可用其它材料代替； </p><p>　　(4)沒有從接地體中做出引出線，造成后期進(jìn)戶管線無法接地； </p>

19、<p>　　(5)幕墻與建筑主體防雷系統(tǒng)的連接點不滿足要求。 </p><p>　　這就需要設(shè)計人員經(jīng)常到現(xiàn)場指導(dǎo)施工，把設(shè)計和現(xiàn)場施工緊密結(jié)合起來，使防雷效果最終達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。 </p><p><b>　　結(jié)語 </b></p><p>　　總而言之，為了在最大程度減輕雷擊所帶來的損失，相關(guān)的防雷設(shè)計與施工的人員必須依據(jù)規(guī)章

20、制度進(jìn)行設(shè)計施工，確保每個環(huán)節(jié)的質(zhì)量，同時積極借鑒新技術(shù)，使建筑物的防雷接地設(shè)計能最有效的發(fā)揮對建筑物的保護(hù)作用。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]王文君. 關(guān)于幾個民用建筑物防雷接地問題的探討[J]. 晉城職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2011,03:53-54. </p><p>　　[2]林經(jīng)春,曲宏輝.