高層建筑防雷設計圖紙審查的要點分析

張黎黎 李承昊 聶 楊 楊曉娜

高層建筑防雷設計圖紙審查的要點分析

張黎黎 李承昊 聶 楊 楊曉娜

隨著高層建筑結構設計方法不斷創(chuàng)新，我國高層建筑進入飛躍發(fā)展的階段，高層建筑成為主要的發(fā)展趨勢。根據(jù)建筑物年預計雷擊次數(shù)公式，高層建筑比一般的建筑遭遇雷擊的概率要大得多，做好高層建筑防雷設計圖紙審查工作有利于大大降低雷電造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失。

高層建筑；防雷圖紙審查；設計要點

新建高層建筑防雷應綜合考慮整個防雷系統(tǒng)接閃功能、分流影響、等電位連接環(huán)、等電位和接地等因素，從防直擊雷、防側擊雷和防雷電波侵入等方面，進行防雷設計。做到高層建筑內(nèi)部防雷、外部防雷和接地等功能整體上防護，達到高層建筑設施和人員安全的防雷目的。

圖紙審查應提供的主要材料包括總建筑平面圖、建筑設計說明、電氣設計說明、建筑平面圖、天面防雷平面圖、接地平面圖、配電圖等，審圖人員應依據(jù)相關規(guī)范，對圖紙進行科學的審查，并出具防雷技術評價。

1　防雷類別的審查

依據(jù)《建筑物防雷設計規(guī)范》和總平面圖，計算出建筑物的防雷類別，審核設計圖紙中的防雷類別劃分是否正確，在圖紙審查中的工作最為重要，只有正確地劃分防雷類別，才能進行正確的防雷設計。

2　直擊雷防護措施

2.1避雷針保護范圍問題

工程設計中常用的方法是滾球法。依據(jù)現(xiàn)有公式對其設計圖紙進行審核。需要注意的是，有些避雷針，大都以“預放電”或者“提前放電”作為其賣點，多數(shù)是從國外進口來的所謂“特殊避雷針”，其所提供的保護范圍遠遠超過按照滾球法的原理所計算的保護范圍，但這些避雷針的所謂科學原理，在中國到目前為止尚未得到認可，其防雷效果也沒有得到實踐的認可。在建筑物上即使安裝了這樣的避雷針，還是要按照滾球法的原理進行計算。

2.2避雷帶敷設采用的形式——明敷和暗敷

避雷帶（網(wǎng)）要嚴格按照《建筑物防雷設計規(guī)范》要求來設計。但高層建筑物避雷帶的敷設，提倡采用明敷形式。與其暗敷避雷帶相比，在發(fā)生雷擊時，屋面受雷擊概率降低。即使發(fā)生雷擊，屋面和屋角被破壞的幾率小。必要時，應在屋面增設避雷網(wǎng)格，防雷網(wǎng)格的尺寸因防雷類別不同：三類防雷建筑物網(wǎng)格尺寸不應大于20 m×20 m或24 m×16 m；二類防雷建筑物網(wǎng)格尺寸應不大于10 m×10 m 或12 m×8 m；一類防雷建筑物網(wǎng)格尺寸不應大于 5m×5 m 或6 m×4 m。

3　引下線的審核

新建高層建筑物引下線一般采用暗敷方式。應盡量利用建筑物自身柱內(nèi)主筋由下而上通長焊接作為引下線。高層建筑核心筒的防雷設計是將核心筒基礎不少于50%的樁作為垂直接地裝置，將每條樁不少于兩條主鋼筋與承臺底板鋼筋焊接。核心筒的四個角設計引下線，每條引下線應采用兩條不小于φ16的圓鋼從承臺底部引至建筑物屋面的防雷網(wǎng)格鋼筋。核心筒的每層設計為均壓環(huán)，均壓環(huán)與核心筒的所有引下線焊接。同時核心筒內(nèi)的強電井、弱電井和電梯井應預留電氣接地端子箱。

4　高層建筑物側擊雷審核

4.1等電位連接環(huán)設計的審核

等電位連接環(huán)是高層建筑物為防側擊雷而設計的環(huán)繞建筑物周邊的水平避雷帶。在設計上等電位連接環(huán)應形成閉合圈，此閉合圈必須與所有的引下線連接。在審核設計圖紙時，依據(jù)相關規(guī)范，①《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057—2010中綜合第4.2.4條第4款及第7款，第一類防雷建筑物從30米以內(nèi)起每六米設一道；而對第二類和第三類防雷建筑物沒有作出要求。②《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ16—2008中，11.3.3條第2款以及11.4.3條對第二類和第三類防雷建筑物作出要求，分別是超過45米、60米結構圈梁中的鋼筋應每三層連成閉合回路，并應同防雷裝置引下線連接。

4.2幕墻設計的審核

近些年，由于建筑材料及加工工藝的迅速發(fā)展，幕墻逐漸成為外墻建筑裝飾新潮流。為了達到藝術美觀的效果，很多高層采用了幕墻，幕墻的防雷設計應充分利用建筑物的防雷裝置。其對側擊雷的防御措施，關鍵是幕墻上的金屬構架。金屬構架應與主體結構的防雷體系可靠連接，主體結構有水平等電位連接環(huán)的樓層，應將導電通路的立柱預埋件或固定件與等電位連接環(huán)焊接相連，形成防雷通路，并與本層的全部引下線焊接，達到分流、泄流的作用。金屬構架與預埋件連接時，必須對接觸面進行絕緣層處理，用螺栓固定時，必須有金屬墊片，保證防雷通路。在審核設計圖紙中，高層建筑如采用的是玻璃幕墻，玻璃幕墻的構架必須有外露于玻璃的部分，作為玻璃幕墻防側擊雷的接閃器之用。

5　采取措施防止防雷電波侵入

5.1浪涌保護器安裝的審核

參照配電系統(tǒng)圖等，審核高層建筑物的配電系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)等安裝相應的SPD設計是否合理，安裝位置為保證浪涌保護器依次由前到后順序泄放。在一般情況下，電壓開關型浪涌保護器與限壓型浪涌保護器之間的線路長度不宜小于10米，限壓型浪涌保護器之間的線路長度不宜小于5米。

5.2等電位的審核

結合防雷平面圖和電氣設計說明，高層建筑中的等電位聯(lián)結，是將建筑物中所有電氣裝置和其它裝置外露的導電部分與接地系統(tǒng)用導體連接起來，減少電位差。等電位聯(lián)結包括總等電位、局部等電位、和輔助等電位聯(lián)結。高層建筑做總等電位聯(lián)結后，可防止TN系統(tǒng)電源線路中的PE和PEN線傳導引入故障電壓導致的電擊事故。高層建筑局部等電位聯(lián)結包括衛(wèi)生間的金屬浴盆、金屬水管和金屬采暖管等。

6　接地裝置設計圖紙的審核

對于高層建筑物的接地基本上采用共用接地方式，在審查接地防雷平面圖紙的同時。新建高層建筑物普遍利用建筑物基礎內(nèi)的鋼筋作為接地裝置。當接地電阻達不到要求時，需在建筑物周圍布設人工接地裝置，并考慮防跨步電壓的要求。

將設計圖紙要點分析的成果運用到高層建筑物防雷裝置設計評價實際工作中，正確指導審圖人員在防雷裝置設計施工圖技術評價工作方面為用戶提供更加合理、科學的技術評價報告；另外，在高層建筑防雷施工質(zhì)量監(jiān)督工作中，便于防雷檢測技術人員進行施工質(zhì)量監(jiān)督和檢測，最大限度地解決了高層建筑頻遭雷擊的技術難題，以期最大限度的減少高層建筑遭受雷擊事故的概率。

［1］ 潘雨順. 簡論高層建筑節(jié)能設計的主要途徑［J］. 節(jié)能，1995 （10）：30-33.

遼寧省防雷技術服務中心 遼寧沈陽 110000

Review of design drawings for lightning protection of high-rise buildings

Zhang Lili，Li Chenghao，Nie Yang，Yang Xiaona

With the development of design method，the high-rise building in our country has entered the stage of rapid development，and it has become the main trend. According to the formula for the expected number of lightning strikes（see GB50057-2010），higher the probability of lightning exists in the high-rise building. Review of lightning-protection design drawings for high-rise building is conducive to greatly reduce the casualties and property damage caused by lightning.

high-rise building；review of lightning protection drawing；key points of design

TU976

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