建筑工地現場防雷工作的探究

徐 浩，商科斌，朱麗君

（嵊州市防雷設施檢測所，浙江嵊州 312400）

0 引言

打雷時，直接遭受雷擊是非常嚴重的情況，特別是擊中金屬物、架空輸電線。如果上述物體被雷擊，那么其電壓會瞬間增加至幾十萬伏，從而引起絕緣閃絡的結果。另外，雷擊點周圍的電流最高可達百安以上，這無疑會給建筑物、人員以及設備的安全造成極大的威脅。隨著我國快速發展與城市化進程的推進，高層建筑已越來越多，建筑施工也基本上實現機械化和自動化。正是由于高層建筑較接近云層，無論是施工還是使用過程，都極易遭受雷擊。另外，施工人員常處于室外和高處工作，考慮到工人的人身安全，也必須做好建筑工地的防雷工作。

1 是否安裝避雷裝置的評估

對于建筑物和設備而言，哪些需要安裝防雷裝置，在《建筑物防雷設計規范》《施工現場臨時用電安全技術規范》中有明確說明：“如果施工場地的塔吊、起重機、井字架及龍門架等機械設備超出了周圍的建筑物、構筑物的防雷裝置保護范圍，就需要根據年均雷暴日數及機械設備高度來確定是否安裝防雷裝置。需要安裝的情況有：（1）年均雷暴日數不大于15天且機械設備高度不小于50米；（2）15～40天以內且高度不小于32米；（3）40～90天以內且高度不小于20米；（4）至少在90天以上及雷害重災區，且高度也不小于12米。”

1.1 保護范圍

結合雷云對地放電的特征和施工場地的相關情況，將場地中裝有防雷裝置的塔吊或周邊高層建筑物作為獨立針來計算其保護范圍。在該范圍內的建筑物和機械設備就無須安裝避雷裝置；超過該范圍的建筑物和機械設備就必須安裝避雷裝置。

1.2 雷暴日數

雷暴日數是判斷雷電活動頻繁程度的基礎，也是構筑物及設備是否需要安裝避雷裝置的關鍵因素。同時，通過預估雷擊次數最終確定防雷類別。由此可見，確定施工場地所在地區的年均雷暴日數，是決定在該場地何處安裝防雷裝置的前提。

《施工現場臨時用電安全技術規范》附錄中分別給出了全國年平均雷暴日數分布圖和全國年平均雷暴日數區劃圖。氣象資料中也有各地雷暴日數的統計數據，雖然并非同一年統計所得，但差異不大。另外，還可參考《民用建筑電氣設計規范》附錄中列出的全國各主要城市、區縣的年雷暴日數。附錄中的數據是具體城市和區縣的雷暴日數，極大地簡化了該地區的防雷工作。

除此之外，施工場地位于野外空曠區域時，會更容易遭受雷擊，此時就要科學計算并做好防雷工作。

2 防雷裝置的組成

建筑工地的防雷裝置由接閃器（包括避雷針、帶、網、線等）、引下線、接地裝置組成。

2.1 接閃器

接閃器的作用是吸引雷電，其材質往往是導電功能較好的鋼材。使用時需要安裝在較容易受到雷擊的建筑物、機械設備的最高處。避雷針的材質一般是鍍鋅圓鋼或者鋼管，長度在1～2米左右，截面積在100平方毫米以上，其鋼管壁厚在3毫米以上，頂部呈尖形。另外，需要注意防雷裝置的銹蝕，應提前做好防銹蝕處理工作。

2.2 引下線

引下線是接閃器與接地裝置的連接導線，其主要作用則是將雷電流引導入地。而引下線本身作為引導通道，要確保在這個過程中不被熔化。引下線導體的材質一般使用半徑在4毫米以上的圓鋼或者截面積48平方毫米以上且管壁厚度4毫米以上的扁鋼。

2.3 接地裝置

接地裝置需埋于地下，深度至少在半米以上，遠離高溫區域，同時與引下線接地端連接。接地裝置的地下部分由水平接地體和垂直接地體組成。

3 建筑工地防雷裝置常見的問題

目前，大多數企業都依照《建筑物防雷設計規范》中的標準來安裝防雷裝置。同時也按照規定及時檢測接地電阻值，待驗收合格后填寫備案單，從而確保裝置能夠處于良好的技術狀態。這樣，企業就有效避免了雷擊對人身、建筑物和設備造成的損害。但是，部分施工企業在安裝防雷裝置時也存在一些問題。這些問題集中在使用防雷裝置的材料不合格、安裝防雷裝置的技術隱患、安裝后的驗收工作不認真等方面。

3.1 使用的材料不合格

（1）導電材料截面積偏小。導電材料截面積小于相關規范的最低標準，一旦遭受雷擊，就無法滿足安全導電的技術要求。

（2）導電材料銹蝕嚴重。材料銹蝕嚴重，尤其是起到連接作用的部分，這樣會直接影響導電效果。

（3）接地體問題。避雷裝置接地體與大地的接觸面積會影響導電效果。因而，不能像有些企業使用螺紋鋼作為接地體，這樣會降低導電效果。

3.2 安裝防雷裝置的技術隱患

（1）焊接接頭長度不適宜，出現過短的情況，而且存在焊接漏焊、夾渣等技術問題。

（2）連接部分直接使用螺栓，沒有使用墊圈，或者螺孔和螺栓不匹配、螺栓壓線過松等。

（3）接地導線使用銅絲電線，與鋼筋導體直接扎在一起，經常出現接線連接問題，導致導電效果差。

3.3 安裝后的驗收工作不認真

（1）未按照規定及時進行驗收工作，有的企業甚至不經過驗收就開始使用裝置，也有企業沒有填寫驗收表備案。

（2）驗收時缺少相應的技術檢測，主要針對使用的材料和連接部位。

（3）填寫接地電阻值時，沒有以實際檢測數據為標準，而是依據經驗填寫。這樣就會出現部分設備接地電阻值超過規范規定數值。

（4）驗收后，并未對不達標項進行改善和處理。

4 施工現場防雷裝置的安裝方法

（1）施工前，要嚴格遵循防雷施工圖的要求，做好全部接地裝置。為了使接地電阻和跨步電壓都較小，其安裝接地裝置的地方需滿足：土壤電阻率較低、人員稀少、到建筑物施工的出入口和人行道的距離大于3米。采用環形接地網，做好標記，還要認真做好檢測工作。

（2）架設結構主架時，嚴格按照安裝圖紙要求焊接混凝土柱的主筋與接地裝置，避免施工期間遭受雷擊。所有防雷裝置引線、接地線等連接處須用焊接。而對焊接長度也有相應的要求，即使用扁鋼時，需采用3面焊接，其焊接長度須是扁鋼寬度的2倍；使用圓鋼時，可采用單面焊或雙面焊：單面焊的情況其焊接長度須是圓鋼直徑的12倍；雙面焊的情況，焊接長度使其直徑的6倍。另外，需要做好防銹工作。

（3）對于建筑物來說，其邊角處凸顯的金屬排柵在雷雨天氣中也十分危險，因而要把其與施工現場結合起來，做好相關等電位面的焊接工作。另外，在建筑物的入口部位，要做好金屬通道和接地體的連接工作，與此同時，也不容忽視現場中的電氣連接。

（4）為了確保能對所有施工面積起到保護作用，沿建筑物四角與四邊的腳手架，需要安裝多根防雷裝置，并且要跟接地裝置焊接聯通。同時，防雷裝置的高度隨著腳手架的高度變化而變化。

（5）必須安裝防雷設施的設備決不能出現沒有安裝的情況。例如，起重設備最頂部就必須裝備避雷針，其下邊鋼架部分要連接在接地裝置上；對于水平方向移動的起重機，連接到接地裝置上的則是供其移動的一對滑行鋼軌。

（6）施工企業要嚴抓施工現場中防雷裝置的驗收和日常檢測工作，尤其要對高架體、塔吊等高空機械的驗收和日常檢測工作要十分注意。如發現存在安全隱患，要及時整改，從而保證遭受雷擊時人身、架體和設備的安全。其中，較容易出現問題的地方有接閃器、引下線的連接情況、跨接線和接線柱的穩固及連線情況等。另外還要留意材質是否已經銹蝕等細節。

5 防雷裝置的接地電阻

對于在施工現場臨時用電的技術要求，《施工現場臨時用電安全技術規范》中有非常明確的條款。該條款要求其場內一切防雷裝置的沖擊接地電阻值都必須在30歐姆以下。

根據雷擊時沖擊電流流經途徑不同，可以將接地電阻分為沖擊接地電阻和工頻接地電阻2種。前者是電流流經接地體所得的電阻；后者也是流經接地體工頻電流時產生的電阻。一般防雷檢測常用的接地電阻測試儀測得的接地電阻是工頻接地電阻。由于土壤電阻因地而異，所以，工頻接地電阻會比沖擊接地電阻大2倍左右。具體換算公式：Ri=R～/A。待裝置安裝好以后，通過換算公式得出沖擊接地電阻值，該值在規定范圍內即可。

6 結語

綜上所述，對建筑工地而言，其防雷工作的重要性不言而喻，這就要求在加強施工人員防雷安全意識的同時，還要提高安裝質量的管理工作。此外，為了將雷擊造成的損失降到最小，建議建筑施工企業在雷暴來臨之前，停止天臺或者室外施工，讓施工人員迅速撤離易受雷擊的危險區域。

［1］蔡啟春，鄧華君，林世祺.建筑工地的防雷方法［J］.城市建設理論研究，2012（3）.

［2］敖國天.建筑工地臨時設施及其防雷安全檢測［J］.貴州氣象，2013（5）.