關于屋面避雷帶與金屬凸起物連接的探討

李騰飛

（中色科技股份有限公司，洛陽 471003）

0 引言

雷電是一種極為宏偉壯觀的自然現象，是一門古老而富有神秘色彩的可學，雷電孕育了地球生命，又促成了地球文明，但是，雷電的巨大破壞力又給人類社會帶來慘重的災難。而人類與自然斗爭從未停息過，與雷電的斗爭是卓有成效的。隨著社會的發展和科技進步，對雷電的防護技術取得了日新月異的進展。

雷電造成的危害

地球上每天約發生800萬次云地閃電，平均每秒100次。雷電流總是選擇距離最近，最易導電的路徑向大地泄放，凡事空氣中導電微粒較多、地面上高聳的物體、地面與地下的電阻率較小的地段容易落雷。雷電危害的嚴重性表現在它具有巨大的破壞性上，其特點是雷電放電電壓高，閃電電流幅值大，變化快，放電時間短，閃電電流波形陡度大。雷電的破壞作用在于強大的電流，熾熱的高溫、猛烈的沖擊波、劇變的電磁場以及強烈的電磁輻射等物理效應，給人類社會帶來極大的危害，造成人員傷亡、巨大破壞、起火爆炸、嚴重損失。雷電災害波及面廣，人類社會活動、農業、林業、、牧業、建筑、電力、通信、航天航空、交通運輸、石油化工。等各行各業，幾乎無所不及。隨著高科技的發展，雷電災害顯得越來越嚴重。雷電的危害形式如圖所示。

1 雷電的防治

隨著科技的進步，人們對雷電發生的機理、危害途徑和形式的認識，打破了過去一直以來認為雷電是不可抗拒的自然災害的觀念。雷電防護的關鍵是提高自我防護雷電意識，做足防護措施。防雷設施是建筑物質量的重要組成部分，不僅應具備直擊雷防護措施，還應具備雷電電磁脈沖的防護措施。那么，怎樣才能夠起到保護建筑物和建筑物內人員和設備的安全，首先我們先了解一下建筑物一套完善的防雷設施是什么樣子的。建筑物防雷設施應包括對直擊雷、側擊雷和感應雷的防護三大部分。相對于一座建筑物來說，直擊雷電擊中建筑物的天面部分；側擊雷擊中天面以下、地面以上部分；直擊雷、側擊雷防護設施主要是保護建筑物本身不受雷電損害，以及減弱雷擊時巨大的雷電流沿著建筑物泄入大地時對建筑物內部空間產生的各種影響；感應雷是指當雷云發生自閃、云際閃、云地閃時，在進入建筑物的各類金屬管、線上產生的雷電電磁脈沖和在建筑物內部空間產生的雷電電磁脈沖，感應雷的防護措施是對這種雷電電磁脈沖起限制作用從而保護建筑物內各類電器設施的安全。具體來說，防雷設施包括：接地體、引下線、避雷網格、避雷帶、避雷針、均壓環、等電位、避雷器等8個技術環節。國家強制性標準<建筑物防雷設計規范>gb50057-94中做了明確規定.顯然，建筑物防雷設施的建設是整個社會防雷減災的基礎性工作.

《中華人民共和國安全生產法》明確規定：為確保防雷設施的建設質量，必須做到防雷設計與建筑設計同步進行；防雷施工與建筑施工同步進行；同時投入生產和使用的”三同時”.防雷設施的設計，應充分調查建筑物所在地理、地質、土壤、氣象、環境和雷電活動規律，以及建筑物的使用性質等基礎資料，施工部門必須嚴格按圖施工。

2 避雷帶對雷電的防護及安裝

避雷帶和避雷針一樣都屬于是接閃器的一種類型。區別在于，避雷針一般是豎直向上的，只在其根部和引下線相連接，一般是明設的；避雷帶一般是水平或傾斜敷設的（根據屋面的傾斜度而定），至少有兩個地方（首尾兩端）和引下線相連接，一般是明設，但也可以暗敷在屋頂的混凝土或瓦片的下面。

避雷帶是以前的叫法，在最新版本的GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》中，已經放棄了這種稱呼，而稱之為接閃帶。如果接閃帶是懸空假設的，則稱之為接閃線；如果接閃帶以網狀敷設，則稱其為接閃網。總之，萬變不離其宗，都是接閃器的一種類型，其對建筑物的保護范圍的計算，都要根據滾球法的原理進行。

根據《建筑電氣工程施工質量驗收規范》 （GB50303-2002），避雷帶安裝應符合以下規定：

1）避雷線應平直，牢固，不應有高低起伏和彎曲現象，距離建筑物應一致；平直度每2m檢查段允許偏差3/1000，但全長不得超過10mm。

2）避雷線彎曲處不得小于90o，彎曲半徑不得小于圓鋼直徑的10倍。

3）避雷線如用扁鋼，截面不得小于100mm2且厚度不小于4mm；如為圓鋼直徑不得小于8mm。

4）遇變形縫處應作“Ω”型煨彎補償。

5）避雷帶位置正確，平正順直，焊接長度不得小于圓鋼直徑的6倍，且雙面施焊，符合規范要求，焊縫飽滿無遺漏，鍍鋅層破壞處補刷防腐漆完整，并補刷銀粉漆，支持件間距均勻、固定可靠、防松零件齊全，每個支持件應能承受大于5Kg的垂直拉力，并作記錄。

6）建筑物頂部外露的其它金屬物體必須與避雷帶及避雷引下線可靠連接。

3 避雷帶連接的探討

在《建筑電氣工程施工質量驗收規范》 （GB50303-2002）第六條中規定建筑物頂部外露的其它金屬物體必須與避雷帶及避雷引下線可靠連接，但本條規定的內容比較籠統，從字面上解釋為不論是什么金屬物體，只要符合在建筑物頂部且為外露部分，均應按照本規定來執行。但在具體情況中，又存在各類情況，比如高出屋面的燃氣放散管，顯然直接與避雷帶相連是不安全的，又如在屋面的電氣設備，即使安裝高度低于避雷帶高度，一旦與避雷帶相連，當避雷帶遭到雷擊時，雷電流不止從與避雷帶直接相連的引下線流入大地，還有一部分會從電氣設備接地外殼流入大地，并且但室外設備與室內設備相連接時，同樣會通過聯結導體對室內設備造成損害。又如當屋面水、氣等管路，其標準圖（99D501）中規定較明確，要求外露管路要與避雷帶可靠連接，但是仔細研究可以發現，其室內電氣設備全部要求可靠與大地相連，那么在屋面再與避雷帶連接，當避雷帶遭到雷擊時，其后果是可想而知的。

因此，屋面外露金屬物件與避雷帶可靠連接要根據實際情況來決定，不能一概而論，如屋面一些獨立突出金屬部件，其外延部分僅與建筑物本身相連，可根據規范規定，與避雷帶可靠連接。但當外露金屬部件為設備的外延部分，與設備是不可分割的一部分，那么其不應與避雷帶直接相連，可采用避雷帶在金屬部件上部跨接的方式，這樣可以保護金屬部件免受雷擊，又不至于將雷電流導入設備造成危害。當避雷帶與周邊接地體不足以作為金屬部件的聯合保護時，可以考慮增加避雷針的方式來作為防雷保護。

在丹江口鋁業公司年產5萬噸雙零鋁箔坯料項目鑄軋車間偏跨屋面，放置了3組箱式水塔，其管道全部在女兒墻上側安裝，直通下部水泵房，如果根據99D501要求，將屋頂上所有凸起的金屬構筑物或管道等，均與避雷帶連接，那么一旦避雷帶遭受雷擊，那么就極有可能造成雷電流順著管道而下，直接損壞水泵及各種電氣設備。因此根據實際情況，專門將避雷帶從管路上方跨接，同時水箱不與避雷帶連接，專門在其上部安裝避雷針，以此來作為屋外金屬構筑物和管道的防雷措施。

4 結論

避雷帶的連接無論是規范規定還是標準要求，均應根據實際情況來區別對待，不能一概而論，如上節所述，這只是其中一種情況而已，還有諸如伸出屋面的輸送可燃、易燃介質的管道等，都要根據具體情況來具體分析，建筑物的屋面造型日趨藝術化，防雷問題也隨之復雜，這就更需要尋求出最佳的方式、方法，給建筑物及其附屬設備建立起一道安全的屏障。

[1]GB50303-2002.建筑電氣工程施工質量驗收規范

[2]99D501.建筑物防雷設施安裝.中國建筑標準設計研究院出版

[3]韋丹，李建東，李虹。關于天面直擊雷防護的分析方法。安防科技。2010.10.41～42

[4]陳紅兵，李京校，楊金果，徐文。淺析避雷帶設置安裝與檢測.現代建筑電氣.2011.第一期

[5]丁偉杰；防雷規范化管理信息系統的設計與實現[D]；電子科技大學；2010年