淺析建筑物防雷裝置設計審核

陳秋　曾漢溪　鄭偉民

[摘要]防雷裝置是新建建筑物的重要內容，其設計審核質量直接關系到建筑物防雷防護效果的發揮。為此，本文結合筆者多年的實踐經驗，重點就建筑物防雷裝置設計審核工作進行探討，并針對性提出了工程設計審核過程中的注意事項，以供類似工程研究參考。

[關鍵詞]建筑物；防雷裝置；設計審核；注意事項

[中圖分類號]F407.9 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0017-02

隨著我國城市化進程的不斷加快，城市建筑建設方向逐漸向多功能化、高度化、大型化和綜合化的趨勢發展，建筑內部設計結構及服務設施變得越來越復雜，伴隨著這些發展，建筑物防雷裝置設計也變得愈加復雜化。防雷裝置是建筑物的重要組成部分，其設計審核工作是工程項目建設前的最后一道技術關，若設計審核的質量不過關，不僅會影響到防雷工程投入使用后雷電防護效果的發揮，而且也會給建筑物的帶來一定的安全隱患，嚴重情況下還可能造成人員的傷亡和財產的損失。因此，建設單位必須重視建筑物防雷裝置設計審核環節的工作，確保防雷工程的施工質量，從而充分發揮出建筑物雷電防護的效果。

1 總平面圖

總平面圖往往最容易被忽略。作為整套施工圖紙中不可或缺的一部分，總平面圖包含與防雷有關的重要信息。

1.1 地理位置

各地的年平均雷暴日數差異很大，且各種版本的技術規范所提供的數據也不盡相同。應以當地氣象主管部門公布的該地年平均雷暴日數Td作為計算雷擊大地年平均密度Ng的依據。

如果有雷電監測系統，通過輸入經、緯度數據，可得到該建筑物所處位置一定半徑范圍內在監測歷史時間內的雷閃資料，得出精確的雷閃密度、雷電流幅值、閃電月變化及日變化規律等雷電活動規律與數據。這些數據也可作為設計的參考依據。

1.2 周邊環境

該建筑物是否為孤立建筑物，周邊有無其他建筑物或樹木，各自高度如何，是否處于曠野或山頭，是否處于水陸交界處，地質條件和土壤電阻率如何？根據上述信息，確定在計算建筑物年預計雷擊次數N時校正系數K的取值。

2 施工設計說明

電氣施工設計說明（有時也稱為強電施工設計說明等），其主要內容是表述各專業的概況和基本要求。

2.1 工程概況

建筑物使用性質是住宅、辦公、廠房、文物還是其他，是否為人員密集場所，建筑物內是否有爆炸物質，是否具有火災或爆炸危險環境，屬于哪類防火類別，是否有重要的信息機房？結合年預計雷擊次數N確定建筑物防雷分類，同時也與等電位接地的設計要求有關。建筑物高度則關系到防側擊雷措施的設計。

2.2 設計依據

2.2.1 國標

設計依據的國標有：GB 50057-2010《建筑物防雷設計規范》、GB50343-2012《建筑物電子信息系統防雷技術規范》、GB16895，222004《建筑物電氣裝置第5-53部分：電器設備的選擇和安裝隔離、開關和控制設備第534節：過電壓保護電器》。

2.2.2 圖集

設計依據的圖集有：99（03）D501-1或99D501-1《建筑物防雷設施安裝》、02D501-2《等電位聯結安裝》、03D501-3《利用建筑物金屬體做防雷及接地裝置安裝》、03D501-4《接地裝置安裝》。當圖紙中的某項參照標準化圖集時，應同時注明圖集名稱、圖集號、頁次。

2.3 防雷、接地及安全

2.3.1 防雷分類及分級

根據總平圖中確定的雷擊大地年平均密度Ng、校正系數K、屋面防雷平面圖中的長、寬、高尺寸，計算該建筑物年預計雷擊次數N，結合施工設計說明中的工程概況信息。依據GB50057-2010的條款確定該建筑物的防雷分類。此外，根據工程概況信息，可依據GB50343-2012中的表4.3.1確定該建筑物電子信息系統雷電防護等級。

高度超過100m的民用建筑，依據JGJ16-2008《民用建筑物電氣設計規范》第11.2.3條第1款規定，應劃為第二類防雷建筑物。

2.3.2 直擊雷防護

一般地，現多采用接閃帶作為直擊雷防護措施。審核時應注意以下幾點問題：

（1）接閃網尺寸應符合對應防雷分類的要求。

（2）接閃帶所選用材料的材質及其規格尺寸應符合GB50057-2010等國標的規定，非標尺寸可能造成施工階段材料購買和施工的困難，應避免出現此類問題。

（3）接閃帶沿女兒墻敷設時，應結合女兒墻的寬度來綜合考慮避雷帶的支持卡高度、間距及轉角距離。對于過寬的女兒墻，按常規做法將避雷帶設置在女兒墻正中，將無法起到有效保護作用。此時，應盡量靠近女兒墻外沿，當建筑物高度大于其相應防雷類別滾球半徑高度時，首先應沿屋頂周邊敷設接閃帶，接閃帶應設在外墻外表面或屋檐邊垂直面上，也可設在外墻外表面或屋檐邊垂直面外。結合實際情況，宜在轉角、有高度差的部位增設避雷短針以增強防護效果。

（4）如果采用金屬屋面或彩鋼板作為直擊雷防護措施，應符合GB50057-2010等國標的規定，注意厚度的不同要求。

（5）對于是否可采取暗敷接閃帶，不能一概而論。一般的建筑物，特別是人員較密集場的高層建筑不能暗敷；別墅等建筑體量較小的低層建筑物，當其N值達不到第三類防雷建筑物的規定值時，應當允許暗敷。但接閃帶暗敷可能造成在接受雷閃時，其上面的混凝土或瓦片等碎裂、墜落而傷人、毀物。采取暗敷方式的，建議結合接閃桿增強防護效果，進一步降低風險。

2.3.3 引下線

新建建筑物一般利用結構柱內的主鋼筋作為引下線，利用結構柱內對角線的兩根主鋼筋作為引下線，鋼筋直徑不應小于16mm，利用四角的四根主鋼筋作為引下線，則鋼筋直徑不應小于12mm。

2.3.4 防側擊雷

超過建筑物對應滾球半徑高度的部分均應按GB50057-2010規范的要求采取防側擊雷措施，每隔不大于6m的位置設置均壓帶并與引下線相連，外墻上的欄桿、門窗等較大的金屬物也應與防雷裝置連接。

2.3.5 等電位及接地

審核時應注意如下幾個問題：

（1）該建筑物采用何種接地系統，是共用接地系統還是單獨接地系統（有些特殊用途的設備對接地系統有特別要求）。共用接地系統的接地電阻值應不高于接人各系統、設備要求接地電阻的最小值。

（2）強弱電豎井內應在每層預留與樓層主鋼筋電氣連接的局部等電位接地端子，并與接地干線焊接連通，其他部位局部等電位接地端子也應與樓層主鋼筋電氣連接。

2.4 供配電系統

根據建筑物防雷中的防雷分類及電子信息系統雷電防護等級判斷SPD的設置分級及各級參數是否符合要求。

2.5 弱電系統

施工圖審核是在工程開工前進行，一般在此階段弱電設計尚未作深化設計（通常由弱電承包商完成），所以在施工圖中很少注重弱電系統線路和設備的防雷設計，審核時應注意以下幾點：

（1）弱電機房的位置設置應遵從“盡可能遠離屋頂和立柱”的原則，即遠離可能流經大的雷電流的區域。

（2）進出建筑物的信號線路應穿金屬管埋地敷設入戶，進戶處應做好等電位接地，包括金屬管道、弱電線纜的金屬屏蔽層、光纜加強筋等。

（3）機房內應在防靜電地板下設置s型或M型等電位聯結網絡（一般做法為鋪設銅排），將機房內所有正常時不帶電的金屬物體采取等電位聯結。

3 屋面防雷平面圖

屋面防雷平面圖審核時應注意一下幾點：

（1）各類防雷建筑物的接閃網尺寸有兩種（如第三類防雷建筑物的接閃網要求是20m×20m或24m×16m），滿足任一種皆可。

（2）對于外立面或屋面形狀比較特殊、復雜的建筑物，要特別留意是否所有易遭受雷擊的部位均敷設了接閃帶。對伸出屋檐的部分要結合其尺寸及與女兒墻的高度差判斷是否處于接閃器保護范圍內。

（3）設于屋面的屋頂花園、網球場、或咖啡吧等人員公共活動場所，應采取相應的直擊雷防護措施（如設置合適高度的接閃桿褓護人員和設施安全。

（4）采光天窗應采取相應的防直擊雷措施。

（5）當非金屬屋面有玻璃采光頂時，應向相關設計人員核實采光頂是明框還是隱框，如支撐玻璃的金屬構架在玻璃下方（隱框），則除金屬支架可靠接地外，應對玻璃增設避雷裝置加保護。

（6）衛星天線應處于接閃器的保護范圍之內，若架設接閃桿保護時，接閃桿與天線的水平距離不應小于3m，天線底座應可靠接地。

（7）引下線應沿建筑四周均勻或對稱設置，條件限制時，局部的引下線間距可稍超出規范規定的間距值，但應確保建筑物整體的引下線平均間距不大于對應防雷分類的間距要求。

4 基礎接地平面圖

基礎接地平面圖審核時應注意以下幾點：

（1）利用建筑物基礎中的自然接地體時，應將樁基、承臺、地樑、底板內的結構主筋可靠連接以構成共用接地裝置。

（2）地梁內的結構主筋應與所經過的結構柱內主筋可靠連接以構成環型接地體。

（3）引下線位置應逐一對應屋頂防雷平面圖中標志的引下線位置。

（4）結構柱內的鋼筋作為雷電流的主要對地釋放通道，對附近的設備與人有一定程度影響，故弱電設備應盡可能遠離結構柱和引下線。重要的設備機房應避免設置在建筑物的頂層和底層。

（5）各接地干線一般均為從大地板引出至各個部位，注意文字標注是否有誤。

（6）如有特別注明設備機房等電位接地措施的，應檢查是否設置等電位聯結網絡，等電位聯結網絡與大地板之間的連接方式、連接材料及規格型號，網絡是否能為機房將來可能存放的機柜、機架、線槽提供足夠的等電位聯結點，網絡的材質是否達標。

5 配電系統圖

配電系統圖審核時應注意以下幾點：

（1）在電氣接地裝置與防雷接地裝置共用或相連的情況下，應在低壓電源線路引入的總配電箱、配電柜處裝設I級試驗的SPD。SPD的電壓保護水平值應小于或等于2.5kV，每一保護模式的沖擊電流值，當無法確定時應取等于或大于12.5kV。

（2）不同部位的配電箱在SPD配置方面的要求也不盡相同，并不是所有的配電箱都安裝In或Iimp值相同的SPD就能解決問題，應按照配電箱所處的不同位置進行分級，相應確定合適的Inl或Iimp值。

（3）應結合低壓配電系統的不同接地制式來確定安裝何種類型SPD。

（4）圖紙中設置的SPD應標明標稱放電電流In（見表1）、電壓保護水平Up、持續工作電壓Uc等基本參數。

6結束語

綜上所述，建筑物防雷裝置設計審核是一項復雜的工作，這就要求審核人員提高對建筑物雷電裝置設計的認識，在熟練掌握相關規范及標準的基礎上，結合防雷工程的實際情況，做到綜合分析、客觀判斷、靈活處理，同時工程各參與方應積極參與施工現場管理與指導，為項目建設單位把好技術關，從而確保防雷工程的施工質量。

參考文獻

[1]羅麗紅，高層建筑物工程防雷設計的審核[J]城市建設理論研究，2012年第07期

[2]王立民；楊慧志；聶燕紅，淺談新建建筑物防雷裝置檢測與審核驗收[J]，科技風，2011年第17期