淺談做好一般廠房屋面放散管、排風管防雷措施的重要性

廖云和 吳月惠 吳珍

摘 要：通過日常對一般廠房防雷措施的檢測中，發現現有屋面放散管、排風管的接閃器選擇布設上的一些問題，提出做好其防雷措施的建議。

關鍵詞：防雷；放散管；排風管；接閃器

引言

雷電災害是一種目前人類還無法抗拒的嚴重自然災害之一，全球每年因雷擊造成人員傷亡及設備損壞的事件屢有發生，雷電導致的火災、爆炸、建筑物損毀等事故頻繁發生。隨著現代科學技術的不斷發展，城市中新建高大建筑物導致雷電活動的影響不斷加劇；建筑物內各種網絡、通信、自動控制、樓宇智能系統等抗干擾能力較弱的現代電子設備使用越來越普及，易燃易爆場所、電力供電設備的迅速增加等客觀因素使雷電災害造成的損失也呈現出越來越嚴重的趨勢。自然界每年都有幾百萬次閃電。雷電災害是“聯合國國際減災十年”公布的最嚴重的十種自然災害之一。

對于雷電災害越來越重的情況，雷電防護的形式也越來越嚴峻，人們對雷電災害的防范意思仍然十分薄弱，存在僥幸心理和麻痹思想，國家的技術規范甚至是強制性的技術規范不能有效地貫徹執行。

防雷工程不按規范建設，不少建筑物甚至標志性建筑物防雷措施不完善，私人住宅大多沒有防雷裝置，使得建筑物防雷能力先天不足，導致嚴重雷擊事故發生；忽視了危害性越來越大的雷電電磁波脈沖的防護。雷擊后采取補救措施不僅耗費大量人力、物力，而且很容易造成社會治安問題。

施工隊伍素質參差不齊，嚴重影響施工質量；未設計先開工的情況普遍存在，造成無法補救的隱患；即使安裝了防雷裝置，也沒有定期檢測或者防雷裝置經檢測發現隱患提出整改建議后，出現拒不整改等問題。

在日常檢測工作中，經常碰到屋面上一些突出物，如電視天線、旗桿、屋頂金屬柱桿、放散管、排風管、天窗和工廠排出導電塵埃的煙囪及廢氣管，沒有防雷裝置，也不和建筑物防雷裝置相連。這些地方極易遭受雷擊，卻被忽視了。特別是一些涂裝行業，例如游艇、汽車、家具、皮革行業等等，根據現行的國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-2010我們一般把這些建筑物劃分為第二類防雷建筑物，而這些行業中廠房、生產車間的屋面總是布設許多的放散管、排風管。這些放散管、排風管組成材料有的是采用鋼管（壁厚≥4mm）、有的是采用一般金屬鐵皮、有的是采用高阻燃的PVC管等等各種型材的，對于這些作為放散、排風的屋面突出管，在我們的日常防雷檢測工作中，個人認為應該“善待”它們的防雷措施。

1 屋面放散管、排風管的防直擊雷措施應該引起檢測工作的注

意。主要是接閃器選擇和布設問題上應引起我們的重視。

根據我國現行國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-2010 第4.3.2條 對于突出屋面的風管，放散管等突出物體，應用如下方式進行保護，

1.1 排放具有爆炸性的危險氣體、蒸氣或粉塵的放散管、呼吸閥、排風管等管道應符合本規范第4.2.1條二款的要求。

1.2 排放沒有爆炸性的危險氣體、蒸氣或粉塵的放散管、煙囪，1區、21區、2區和22區爆炸危險環境的自然通風管，0區和20區爆炸危險場所的裝有阻火器的排放爆炸危險氣體、蒸氣或粉塵的放散管、呼吸閥、排風管，本規范第4.2.1條三款所規定的管、閥及煤氣放散管等，其防雷保護應符合下列要求：

1.2.1 金屬物體可以不裝接閃器，但一定要和屋面防雷裝置相連；

1.2.2 在屋面接閃器保護范圍之外的非金屬物體應裝接閃器，并和屋面防雷裝置相連。

根據以上的條款，不難看出這些放散管、排風管的防雷問題不能不引起我們的注意，在實際的工作中，也目睹了由于沒有重視這個問題而引發的雷擊災害，2006年08月03日晚，臺風“派比安”登陸前后，廈門某皮革廠生產大樓遭雷擊引起火災，火勢猛烈、即便是當時的大雨也沒能抑制火勢，消防部門緊急出動了十多輛消防車，持續奮戰5個多小時，才將大火熄滅，損失相當嚴重。分析其事故的原因，竟是因為雷擊屋面的放散管而引起的。

在防直擊雷措施上，排放爆炸性的危險氣體、蒸氣或粉塵的放散管、排風管應布設避雷針保護，避雷針保護范圍至少為管口上方半徑5m的半球體。排放沒有爆炸性的危險氣體、蒸氣或粉塵的放散管、排風管如果是金屬的，可以直接利用其本身作為接閃器，并與屋面避雷帶相連；如果是非金屬的，可在其旁邊布設一根避雷短針，使避雷針能夠保護到放散管、排風管管口，并把避雷針與屋面避雷帶相連。

（1） 有條件架設獨立防雷裝置

（1-1）避雷針高度

排放具有爆炸性的危險氣體、蒸氣或粉塵的放散管、呼吸閥、排風管等的管口外的以下空間應處于接閃器的保護范圍：

無管帽時，應確保管口上方半徑5m的半球體處于接閃器的保護范圍（圖1）。

根據圖1可以得出：

經推導得出保護排放爆炸危險氣體放散管的針高為

式中：hx-被保護物或計算點的高度（m）；rx-避雷針與被保護物間間距（m）；hr-滾球半徑（m）。

有管帽時，應按表1確定接閃器的保護范圍：

表1 有管帽的管口外處于接閃器保護范圍內的空間

在這一過程中，必須要注意，計算垂直高度時，要從管帽的頂部開始算起，而水平距離從管口算起即可，要嚴格按照表1的規定，保證在同一分類下，垂直高度和水平的距離處在接閃器的保護范圍內，在沒有特殊說明的情況下，一個標準大氣壓=1.01325×105pa=1.01325X105kpa。

對于排放危險氣體，有爆炸性質的粉塵或蒸氣這一類的排風管，放散管、呼吸閥等等，需要對所排氣體進行處理，確保排放物不能達到爆炸濃度，在爆炸極限范圍外，如果不能長期點火燃燒，接閃器的保護范圍可僅保護到管帽，無管帽時可僅保護到管口。

（1-2）避雷針與被保護物的間距

獨立避雷針和架空避雷線（網）的支柱及其接地裝置至被保護建筑物及其有聯系的管道、電纜等金屬物之間的距離（圖2），應符合下列表達式的要求，但不得小于3m。

地上部分：當hx<5Ri時

Ri-獨立避雷針或架空避雷線（網）支柱處接地裝置的沖擊接地電阻（？贅）

hx-被保護物或計算點的高度（m）。

獨立避雷針、架空避雷線或架空避雷網應有獨立的接地裝置。獨立避雷針的桿塔、架空避雷線的端部和架空避雷網的各支柱處應至少設一根引下線；對用金屬制成或有焊接、綁扎連接鋼筋網的桿塔、支柱，宜利用其作為引下線。每一引下線的沖擊接地電阻不宜大于10？贅.在土壤電阻率高的地區，可適當增大沖擊接地電阻。

（2）無條件架設獨立避雷設施

根據規范所述，第一類防雷建筑物的防直擊雷措施，首先應采取獨立避雷針、架空避雷線或架空避雷網。但很多情況下，我們無法架設獨立避雷設施進行雷電防護。

對式1.1 h=hr-進行推導：為達到一類防雷要求，取滾球半徑hr=30m，假設避雷針針高h=hr=30m

（2-1）令避雷針與被保護物間間距rx≈0，可得hx≈11.97m。

其物理意義是：在一類防雷要求下，對于排放爆炸危險氣體的無管帽放散管，單只避雷針可保護距地面最高約11.97m的放散管。

（2-2）令被保護物或計算點的高度hx≈0，可得r≈11.97m。

其物理意義是：在一類防雷要求下，對于排放爆炸危險氣體的無管帽放散管，單只避雷針可保護距地面最遠約11.97 的放散管。

所以當無管帽放散管管口高于地面11.97m，設置獨立避雷針已無法滿足一類防雷的要求，此時可利用放散管所在的建（構）筑物自身的高度，在建（構）筑物上架設避雷針。由于雷電保護裝置直接安裝在建筑上，保持在防雷裝置與金屬物體之間的安全距離不再是可能的，為了有效地防止反擊發生：所有避雷針應與避雷帶互聯；引線應不少于兩個，應在建設統一，或對稱布置，其間距不應超過12米；建筑，內還應設置均壓環，環間距應不超過12米，所有引下線，建筑物的金屬結構和金屬設備均應連到環上，均壓環可以使用電氣設備接地裝置；防止直接雷擊的接地裝置應圍繞，鋪設環形接地系統的接地電阻，每一引下線的沖擊不應超過10？贅，和所有電氣設備接地裝置及進入大樓，金屬管的內容，接地裝置可兼作防雷電感應。

對于第一類防雷建筑物其滾球半徑hr=30m，所以當放散管所在建（構）筑物高于30m時，還應考慮防側擊雷的措施：從30m起每隔不大于6m沿建（構）筑物四周設水平避雷帶并與引下線相連；30m及以上外墻上的標桿、門窗等較大的金屬物與防雷裝置相連。

2 在做好屋面及屋頂的突出設施的防直接雷電傷害的同時，一些特殊環境，還要求我們考慮防雷電感應和防靜電的措施，有一些還要防止電磁感應現象的干擾。因為有些雷電并不直接作用在建筑物或者設備上，當雷電通過建筑外部的線纜，電流通過時，因為電流的變化產生感應磁場，或者帶電粒子在光速下延電纜線路或散，通過相應的導體進入到室內，室內的電子設備以及自動化控制系統，進行侵害和損壞。在這種情況下，往往閃電發生后，聽到雷聲之前，相關設備有可能已經被損壞了。

3結束語

屋面放散管、排風管是屋面以上最先接觸雷電的地方，放散管、排風管、天窗和工廠排出導電塵埃的煙囪及廢氣管，由于煙氣的導電性，煙囪特別易遭雷擊，因此做好屋面放散管、排風管的防雷是非常有必要的。

參考文獻

[1]（建筑物防雷設計規范）GB50057-2010

[2]（建筑物防雷裝置檢測技術規范）GB/T21431-2008.

[3]（爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范）GB5008-92.