關于建筑電氣施工中防雷與電氣管線預埋若干問題的探討

隨著經濟建設的高速發展，電子信息設備的應用已深入至國民經濟、國防建設和人民生活的各個領域。而伴隨著建筑電氣設計中所涉及的各類管線越來越多，對防雷、防電磁脈沖等保護措施的要求也越來越高。為此，筆者結合實際對建筑電氣施工中防雷與電氣管線預埋等若干問題進行了探討。

一、利用建筑中的結構鋼筋進行防雷與接地

在安全可靠的前提下，利用建筑物本身的結構鋼筋，作為防雷裝置的一部分，可有效降低防雷成本。

1.利用屋頂鋼筋作為接閃器

由于現代建筑大量采用新穎的薄殼、雙曲面網架等造型，屋面已不能再簡單地分為平屋面和坡屋面，這給防雷設計帶來了一定的難度。在設計中除了應按《建筑防雷設計規范》（GB50057-94）中附錄二要求的在屋頂外沿和突出部位等易受雷擊處設置避雷帶外，直接將屋面結構鋼筋作為避雷網的一部分也是個不錯的方法。

出于防水抗裂考慮，屋面結構一般采用現澆混凝土板。其鋼筋由上部鋼筋和下部鋼筋組成，配筋較密，連接點較多，并且板鋼筋均與梁鋼筋綁扎連接形成通路。突出屋面的塔樓、樓梯間等也均通過鋼筋混凝土柱或構造柱與下層結構相連。因此，當利用建筑本身的鋼筋作為接閃器時，在結構鋼筋連接的關鍵部位如柱內鋼筋與梁鋼筋綁扎點處進行焊接，即可滿足形成電氣通路的要求。也就是GB50057-94第3.3.5條說明中指出的：“在雷電流流過的路徑上，有一些并聯的綁扎點時，就會是安全的。”該條文說明同時指出：“利用屋頂鋼筋作為接閃器，其前提是允許屋頂遭雷擊時混凝土會有一些碎片脫開及一小塊防水、保溫層破壞。”這對屋面結構損害不大，不會影響到建筑物安全，但是在人流密集區或高層建筑則不宜采用這種方法。

另外，考慮建筑物經濟性的要求，對突出屋面的金屬物如金屬架、廣告牌、旗桿、太陽能熱水器、冷水塔、航空障礙燈等，如果其截面大小符合防雷設計規范中接閃器的尺寸要求且無潛在的風險，也可作為接閃器考慮。防直擊雷宜采用裝設在建筑物上的避雷針、避雷帶或其混和組成的接閃器，沿建筑物的屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設，所有的避雷針避雷帶應與引下線相連。在防雷設計中接閃器的保護范圍是以滾球法為基礎。不管建筑物的高度如何，都可采用滾球法來確定保護范圍。如對第二、三類防雷建筑物，只要在建筑物屋頂，可采用滾球法任意組合避雷針、避雷線。

2.利用混凝土柱、墻主筋作為防雷引下線

建筑物宜利用鋼筋混凝土屋面，梁柱內的鋼筋作為引下線不僅可以節約鋼材，更重要的是比較安全。因為框架結構的本身，就是將粱和柱內的鋼筋連成一體形成一個法拉第籠，這對平衡室內電位和防止側擊雷都起到了良好的作用。在利用建筑物鋼筋作為引下線時，其上部應與接閃器焊接，下部在室外地平下0.8～1m處焊接出一根直徑為l2mm或40mm×40mm的鍍鋅鋼導體，作為接地電阻測試用。作為引下線的鋼筋必須符合下列要求：一是當鋼筋直徑大于或等于16mm時，應將兩根鋼筋綁軋或焊接在一起，作為一組引下線；二是當鋼筋直徑大于或等于1Omm且小于16mm時，應利用4根鋼筋綁軋或焊接作為一組引下線。

3.利用基礎鋼筋作為接地裝置

民用建筑宜優先利用鋼筋混凝土的鋼筋作為防雷接地網。當不具備條件時，宜采用圓鋼鋼管、角鋼或扁鋼等金屬體作為人工接地極。這類接地極壽命較短，接地電阻上升快，地網改造頻繁，維護費用比較高。從傳統金屬接地極中派生出的特殊結構的接地極，使用效果比較好，一般稱為離子接地系統。該系統是由傳統的金屬接地改進的，從工作原理到材料選用都有脫胎換骨的變化，形成各種形狀的結構。這些接地系統的共同點是結構部分采用防腐性更好的金屬，內填充電解物質及其載體組成的內填料，外包裹導電性能良好的不定性導電復合材料。接地系統常用的金屬材料有不銹鋼、銅包鋼和純銅材。不銹鋼的防腐較鋼材好，但是不宜在腐蝕性嚴重的環境中使用。銅包鋼是銅-鋼復合材料，表面銅層越厚防腐效果越好，純銅材料防腐性能最好。

二、電氣管線的預埋與結構布置

電氣管線的敷設方式主要取決于建筑物的構造和環境特征。環境特征包括環境溫度，外部熱源的熱效應，灰塵積聚對散熱和絕緣的不良影響，振動和其他應力作用，以及建筑物的變形等。以上這些都可能對線路敷設和使用安全產生極為不利的影響和危害。因此，必須多方比較選擇最佳線路敷設方式。目前線路的敷設方式主要分為明敷設和暗敷設。明敷設比較簡單，暗敷設一般都是在墻體和現澆結構中敷設水平和垂直管線。這些管線都會對工程結構造成一定的影響，下面從兩個方面作簡單的論述。

1.垂直預埋管線在結構墻體中的敷設

當垂直預埋管線埋設于鋼筋混凝土柱或者鋼筋混凝土剪力墻中時，敷設方法相對簡單，僅需將電線管與結構鋼筋綁扎固定，防止在澆筑振搗混凝土時偏位。由于電氣管線直徑較小，對混凝土墻、柱影響不大，可根據需要靈活布置。但是，當管線垂直埋設于砌體墻體中時，埋設方式相對復雜，這也是電氣安裝工程與土建工程矛盾較多的地方。結構墻體的形式主要有砌體結構中的承重墻及混凝土結構中的非承重填充墻。下面就這兩種情況分開討論。

（1）在砌體結構中的埋設。砌體結構是由塊體和砂漿砌筑而成的墻柱，是建筑物的主要受力構件的結構。在砌體結構承重墻上留槽或埋設管線時，應遵守下列要求：不應在截面長邊小于500mm的承重墻體或獨立柱內埋設管線；不宜在墻中穿行暗線或預留開鑿溝槽。當無法避免時，應采取必要的措施或按消弱后的截面驗算墻體的承載力。對受力較小或未灌孔的切塊砌體，允許在墻體的豎向孔洞中設置管線。暗配管在墻上埋設時要有一定的深度，剔槽太深影響建筑物的墻體，影響主體結構；太淺不利于管盒的連接，還會使建筑物的內墻出現順管裂紋。所以埋設深度一定要適宜，做到既保護了線管又不能影響建筑物的結構質量。當管線剔槽埋設時應采用強度等級不低于Ml0的水泥砂漿抹面做線管的保護層，且抹灰厚度不小于15mm。

（2）線管在填充墻上的預埋。混凝土結構中的填充墻僅承擔墻體本身的自重，常用的有加氣混凝土砌塊、粉煤灰混凝土空心砌塊等。此類材料的特點是強度低，自重輕，即使發生破壞對主體結構也無影響。因此，在填充墻上的預埋僅僅需要考慮抗裂、隔聲等因素。在填充墻上開槽不宜超過墻體厚度的二分之一。

2.水平預埋管線在現澆混凝土樓板中的埋設

電氣管線在混凝土中的敷設施工比較簡單方便。在混凝土結構設計中應充分考慮管線敷設對混凝土結構的影響。線路敷設一般都會削弱混凝土的截面尺寸。線管暗設處理不當不僅會影響結構安全，還會引起混凝土墻開裂。解決線管部位混凝土開裂的措施：一是從設計角度考慮其可靠性，最好使用鋼管作為電線管；二是線管宜布置在現澆板的中下部，并在雙層鋼筋網的中間穿越。當采用PVC線管時，宜在線管的上部和下部敷設鋼筋網。

三、結束語

以上只是筆者對建筑電氣施工中防雷與電氣管線預埋問題的一些見解。在實際施工中應具體問題具體分析，各專業人員間相互協作才能在兼顧經濟性的同時提高建筑工程質量。

（作者單位：海南省高級技工學校）