贛榆縣國稅局辦公大樓外部防雷裝置設計概述

摘要：國稅局辦公大樓是一個業務比較集中的建筑，隨著辦證大廳的自動化管理以及計算機等先進電子信息設備的廣泛應用，作為弱電設備，許多日常事務很大程度上都要依賴于計算機系統，稍有不慎，雷擊災害將導致整個系統的癱瘓，對其進行雷電防護是十分必要的。本文根據該樓的性質和雷電可能對其危害的形式，闡述了建筑物外部防雷相應措施。

關鍵詞：大樓 防雷 避雷帶 接地

1 某局大樓現場勘測情況

國稅局大樓地處贛榆縣縣城黃海東路大道邊上， 屬亞熱帶濕潤季風氣候區，贛榆縣平均年雷暴日數為26天。屬多雷區，在雷雨季節，常常易遭雷擊。

建筑物六層，鋼筋混凝土結構，坐北朝南。長（L）60m，寬（W）18m，高（H）23m

配電柜在一樓，采用TN-S系統。

建筑物所處土壤為一般性砂壤土，土壤電阻率為200歐姆.米（Ω.m）。

在一樓有辦證大廳，各層均有計算機終端。

2 某局大樓設計方案雷擊風險評估

2.1 贛榆縣年平均雷暴日Td=26d/a

2.2 地面落雷密度

2.3 年預計雷擊次數

K—校正系數，K取1

Ng—地面落雷密度

Ae—與建筑物截收相同雷擊次數的等效面積（Km2）

A′e—建筑物入戶設施（電源線、信號線）的截收面積（Km2）

L—建筑物長度（60m）

W—建筑物寬度（18m）

H—建筑物高度（23m）

根據GB50057-2010防雷分類的規定：國稅局大樓預計雷擊次數計算為0.043次/年，且為一般性辦公建筑物，故本建筑的設計方案按第三類防雷建筑物設計。

2.4 大樓雷擊風險評估的計算

直接雷擊和雷電電磁脈沖引起計算機網絡系統可接受的最大年平均雷擊次數。

①計算機網絡系統所在建筑物材料結構因子，建筑物為鋼筋混凝土結構，C1取1.0。

②C2為計算機網絡系統程度因子。因系統集成化程度較高，屬工作電壓低微電流設備，C2取3.0。

③計算機網絡系統設備抗沖擊過電壓能力因子C3，微電子設備抗沖擊能力相當弱，C3取3.0。

④計算機網絡系統設備所在雷電防護區（LPZs）因子C4，設備在LPZ2區時，C4取0.5。

⑤計算機網絡系統發生雷擊事故的后果因子C5，網絡系統業務不允許中斷，中斷后會產生嚴重后果時，C5取2.0。

⑥表示區域雷暴等級因子C6，本區域屬多雷區時，C6取1.2。

根據上述所確定出的各類因子，可按下式確定出LEMP的防護等級：

根據規范要求，當0.90

3 外部防雷裝置工程設計

外部防雷主要防直擊雷、側擊雷、地電位反擊。

建筑物外部防雷系統由三個基本部分組成：安裝于屋面或女兒墻和其它突出部位上的接閃裝置（避雷帶、避雷網、避雷針）；埋入水平面下的接地裝置系統；連接建筑物頂部接閃裝置和地下接地裝置的導體（扁鋼或螺紋鋼）系統。

3.1 防雷基礎接地裝置

防雷基礎接地裝置的實施必須與建筑物的土建部分同時進行施工，利用建筑物本身柱內、地梁內等的鋼筋牢固連接（采用多面焊接等）成一良好的電氣通路系統，但應預留一外接扁鋼，以防止測試時阻值過高好連接外接地。（見下圖）

建筑物本身的鋼筋焊接成電氣通路

①在建筑物底層的板面鋼筋中，選用大于φ10的螺紋鋼牢固焊接成小于或等于20m×20m網格，網格四周的鋼筋與樁內鋼筋應牢固焊接、與間距不大于25m的建筑物柱內選作引下線的鋼筋焊接成一完整的大地網。

②在打入地下的水泥樁頭用不小于φ12的圓鋼與樁筋焊接連通成環狀，使各樁內鋼筋的電阻阻值一致，同時利用每樁內兩條對稱主筋（φ16以上鋼筋為兩根，φ10以上鋼筋為4條）與底層防雷網格牢固焊接。

③建筑物各柱內選作防雷引下線的鋼筋，下端與底板鋼筋焊接連通，上端與梁板鋼筋焊接，向上伸出與避雷帶焊接。

④通進建筑物內的金屬管道必須就近與接地裝置相連接，相連接的地方過渡電阻要求小于或等于0.03Ω，反之，就用不小于6m2多股金屬導線跨接。

另外，基礎接地體的工頻電阻不應大于1Ω。

3.2 防雷引下線的設計

①按照規范要求，第三類防雷建筑物的引下線間距不應大于25m，某大樓周長為156m，選用8條柱內主筋用作防雷引下線，分布在建筑物四周均勻對稱布置。

②柱內應選用對角兩條主鋼筋作為連接導體，其下端與地梁及樁內鋼筋牢固焊接，在建筑物四周（東西南北）選4條柱距地0.5m處留出四個接地電阻測試點。

③柱內被選用作防雷導體的兩條鋼筋用φ10鋼筋軋成的箍筋焊接聯在一起，上下亦搭接焊在一起，以提高導體的可靠性，以確保兩條主筋電阻測試值一致。

④有防雷引下裝置的各抗震柱，根據規范要求在相應層預埋一塊鋼板，鋼板與選作導體的兩條主鋼筋焊接在一起，用于阻值測試以及接地連接之用。

3.3 防直擊雷的接閃器（天面避雷網、帶）的設計

①在屋頂邊緣及女兒墻用φ12的鍍鋅園鋼架設一周作為接閃器。高度距屋面的距離約為0.25m左右。在屋面上制作或安裝支座時，應在直線段兩端點（即彎曲處的起點）拉通線，確定好中間支座位置，中間支座的間距1—1.5m，相互間距離應均勻分布，在轉彎處支座的間距為0.5m，避雷帶在轉角處應隨建筑造型彎曲，但不能小于90°。

②在整個屋面樓板面筋用φ10的圓鋼焊接成20m×20m的避雷網格，網格外端與引下線牢固焊接。利用架設在屋面上及女兒墻上的圓鋼和屋面板筋內避雷網格混合組成作為大樓防雷接閃器。

③屋面上架設的管道、太陽能支架、天線、旗桿、廣告牌都必須與避雷帶相互連接；屋面所有現澆樓板內的縱橫鋼筋也應相連接，以形成屋頂屏蔽層，作為后備接閃器，防止有比所規定的雷電流小的電流穿越接閃器而繞擊至屋頂。

4 結束語

綜上所述，大樓的防雷是一個綜合系統工程，要充分考慮到每個方面，必須應用防直擊雷和防感應雷相結合的方法，從建筑物使用性質及建筑物內設備的需要整體出發采取防雷措施，才能起到減少雷電對建筑物內設備和人身的危害的作用。

參考文獻：

[1]《建筑物防雷設計規范》GB 50057-2010.

[2]《建筑物電子信息系統防雷技術規范》.GB 50343-2004.

[3]《雷電與避雷工程》.中山大學出版社.

[4]《計算機場地通用規范》——GB/T2887-2011.

[5]《電子信息系統機房設計規范》——GB 50174-2008.

[6]《SPD電源及通訊網絡防雷器》——IEC 61643.