民用建筑物防雷設(shè)計(jì)施工中相關(guān)問(wèn)題的探討

摘要：在建筑行業(yè)中，民用建筑物在防雷工程中常常會(huì)在設(shè)計(jì)施工中遇到許多的問(wèn)題。文章介紹了民用建筑物防雷分類，指出了民用建筑物防雷設(shè)計(jì)施工中遇到的問(wèn)題，探討了一些應(yīng)對(duì)問(wèn)題的方案。

關(guān)鍵詞：防雷；接地；設(shè)計(jì)；施工

1.引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，越來(lái)越多的建筑物在飛速地建起，民用建筑物的防雷與接地在建筑行業(yè)工程中使用的范圍越來(lái)越廣泛，但民用建筑物在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到一些問(wèn)題，這些問(wèn)題被指出而進(jìn)行探討。

2.建筑物防雷的分類

建筑物防雷是按照它的利用價(jià)值、遇到雷電后產(chǎn)生的結(jié)果是否嚴(yán)重、地位高低來(lái)分類。根據(jù)以上三條要求把建筑物防雷分為三種，而民用建筑是屬于第二類和第三類防雷。確定建筑物的防雷分類的一個(gè)重要因素是建筑物的性質(zhì)是不是人口聚集的地點(diǎn)，確定建筑物分類的還有一個(gè)因素是建筑物每年的估計(jì)雷擊次數(shù)。如果估計(jì)的雷擊次數(shù)是比0.3 次/a 的住房、辦公樓這些普通性民用建筑物大的話，就是第二類防雷建筑物；如果估計(jì)被雷擊次數(shù)比0.06 次/a大于或等于，而且比0.3 次/a小于或等于 的住房、辦公樓這些普通性民用建筑物，就是第三類防雷建筑物。每年估計(jì)雷擊次數(shù)計(jì)算結(jié)果常常被是因?yàn)楫?dāng)?shù)氐奶鞖鉅顩r，建筑物的建造地點(diǎn)，建筑物周圍的環(huán)境，還有建筑物本身的高度。在這些因素里，建筑物本身的高度的取值是依據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定：如果建筑物每個(gè)部位的高不一樣的話，就要根據(jù)建筑物周邊逐點(diǎn)計(jì)算。不過(guò)在實(shí)際設(shè)計(jì)施工中，普通的建筑物因?yàn)榇嬖谟兴溟g、電梯的設(shè)備用房，導(dǎo)致每個(gè)部位高度不一樣，計(jì)算難度會(huì)大大加大，很多設(shè)計(jì)師都會(huì)選擇估算。估算后就會(huì)得出一個(gè)大約值，大約值是根據(jù)建從地面到建筑物最頂端的建筑高度，要把水箱間、電梯、排煙機(jī)房和安全出口等的高度一起計(jì)算，如果按照建筑專業(yè)說(shuō)明規(guī)定的“建筑高度”，這個(gè)建筑高度通常是不含有水箱間、電梯、排煙機(jī)房和安全出口等的高度在內(nèi)，當(dāng)按照專業(yè)說(shuō)明的“建筑高度”進(jìn)行計(jì)算會(huì)造成計(jì)算結(jié)果值較小。

3.建筑物防側(cè)擊雷措施

在建筑物防側(cè)擊雷時(shí)，《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》要求如果建筑物高度大于或等于45m 或60m 的話，就要采用以下兩種防側(cè)擊雷措施。首先防雷裝置的引下線要選擇鋼柱或鋼筋混凝土柱子內(nèi)鋼筋，結(jié)構(gòu)圈梁中的鋼筋要各三層連成閉合回路，然后將防雷裝置引下線連接；再者把大于或等于45m 或60m的欄桿、門(mén)窗等金屬物利用預(yù)埋件和防雷裝置連接。結(jié)構(gòu)圈梁中的鋼筋也要各三層連成閉合回路。這兩種措施都是為了防護(hù)建筑物側(cè)擊雷，側(cè)擊雷如果是發(fā)生在一定高度范圍內(nèi)，這樣發(fā)生的幾率會(huì)比較大，因此小于45m或60m 的結(jié)構(gòu)圈梁不用閉合回路，也不用與防雷裝置引下線連接。至于大于45m 或60m 的塑鋼門(mén)窗是否需要與防雷裝置相連，還需要進(jìn)行進(jìn)一步探討。

4.防雷引下線的間距

防雷引下線的間距也被稱作電氣間距。由于雷電流經(jīng)過(guò)建筑頂端避雷帶和防雷引下線時(shí)，經(jīng)過(guò)的路程叫做電氣路程。建筑物上蜿蜒曲折的避雷帶，必須拉直后才可以而計(jì)算出電氣的長(zhǎng)度，然后才可以算出防雷引下線的間距。防雷引下線的間距的作用是能夠平均電壓和分離電流。至于引下線與人體之間的安全距離，是由于雷擊電流經(jīng)過(guò)引下線和接地體所產(chǎn)生的電壓，它的電阻在雷電波的時(shí)間數(shù)能持續(xù)十μs，但電感分量在波頭時(shí)間只持續(xù)5μs，所以電阻和電感分量對(duì)空氣絕緣的功能不一樣，但能通過(guò)空氣擊穿強(qiáng)度：電感UL=700kV/m，電阻ER=500kV/m。混凝土墻的擊穿強(qiáng)度與空氣擊穿強(qiáng)度一樣，空氣擊穿強(qiáng)度是磚墻的擊穿強(qiáng)度的一倍。如果引下線數(shù)量上升兩倍，安全間距就會(huì)減少一倍。所以在安裝防雷設(shè)備后，就要按照規(guī)范嚴(yán)格設(shè)置引下線的數(shù)量和間距。防雷的最佳方法是減少規(guī)定的引下線間距，設(shè)置一定數(shù)量多的引下線，這樣可以盡量避免雷電壓反擊法發(fā)生。

5.結(jié)構(gòu)主筋的連接

建筑物結(jié)構(gòu)鋼筋的連接方法通常有以下三種種：綁接、絲接和焊接。在綁接、絲接兩種方法上，大家指出不同的問(wèn)題，特別是連接時(shí)是否要作跨接線，大多數(shù)認(rèn)為鋼筋絲在連接時(shí)，特別是和引下線連接時(shí)時(shí)，需要作跨接線。在利用結(jié)構(gòu)主筋來(lái)替代防雷引下線還有接地裝置時(shí)，一些規(guī)范要求結(jié)構(gòu)主筋要符合規(guī)定里：如果建筑物、構(gòu)筑物鋼筋混凝土內(nèi)的鋼筋本身有著連接貫通性的功能，豎向鋼筋就能替代引下線。用建筑物的鋼筋代替防雷裝置時(shí)，要符合規(guī)定里的：構(gòu)件里具有箍筋連接的鋼筋，箍筋與鋼筋的連接、鋼筋與鋼筋的連接要使用建筑施工的捆扎連接。調(diào)查規(guī)范及相關(guān)省份出版的技術(shù)資料顯示，由于機(jī)械螺紋連接本身具有電氣連通，鋼筋絲接就不用做跨接線。要注意的是，在絲扣周圍不能焊接，否則會(huì)造成對(duì)鋼筋的連接強(qiáng)度的不良狀況。所以，規(guī)定要求進(jìn)行導(dǎo)通性試驗(yàn)來(lái)保證連接安全。

6.非金屬管道是否要設(shè)置聯(lián)結(jié)線

非金屬管道本身不是一個(gè)導(dǎo)體，因此不需要進(jìn)行等電位的聯(lián)結(jié)，但在建筑物進(jìn)出時(shí)必須要有金屬套管的保護(hù)下才能安全進(jìn)出，所以針對(duì)金屬套管是否需要設(shè)置聯(lián)結(jié)線的問(wèn)題進(jìn)行探討。依據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定“在兩個(gè)防雷區(qū)的界面上要把經(jīng)過(guò)界面的全部金屬物進(jìn)行等電位連接，并做好屏蔽措施”。建筑物的邊墻為兩個(gè)防雷界面，金屬套管是必然會(huì)經(jīng)過(guò)界面的金屬物，特別是直接進(jìn)入管線較多的泵房時(shí)，必須要進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)。

7.金屬橋架的接地問(wèn)題

在民用建筑物行業(yè)里規(guī)定“金屬電纜橋架和其他支架在引入和引出電纜時(shí)都要安全接地，全部長(zhǎng)度當(dāng)中不能低于兩處與接地保護(hù)導(dǎo)體相連”。根據(jù)電纜橋架接地規(guī)定：電纜橋架長(zhǎng)度沒(méi)有超過(guò)30m 時(shí)，不能低于兩處與接地干線連接；當(dāng)長(zhǎng)度超過(guò)30m 時(shí)，在每隔20m～30m的地方進(jìn)行增加與接地干線的連接點(diǎn)；電纜橋架的起點(diǎn)端和末端都要和接地網(wǎng)安全連接。建筑物內(nèi)的橋架長(zhǎng)度大于30m是很經(jīng)常出現(xiàn)的，所以必須要在橋架內(nèi)設(shè)置接地干線，有規(guī)范規(guī)定“豎井內(nèi)要敷有接地干線和接地端子”，所以在豎井內(nèi)，特別是高層建筑物的電氣豎井內(nèi)，必須要符合敷設(shè)接地干線的要求。由于金屬管道通常在靠墻大約100厘米處安裝引下線與室內(nèi)金屬管道、金屬物體的距離，在施工過(guò)程中，都很難保證他們計(jì)算的距離，因此最適合的方法就是將防雷接地裝置與金屬管道的埋地部分連接起來(lái)。另外，建筑樓里面內(nèi)也要把引下線與金屬管道物體連接起來(lái)，以此避免雷電反擊的發(fā)生。在設(shè)計(jì)施工中，首先在防雷及電氣接地裝置保證引下線接地裝置跟地下很多金屬管道和別的接地裝置的距離，施工完后，距離很難保證維持在大于或等于3.96m，也很難保證大于2m的規(guī)定，所以把防雷接地裝置和各種接地裝置共用，共用的意思是一棟建筑一個(gè)接地體。把接地裝置與各種地下進(jìn)出建筑物的金屬管道連接，設(shè)置總等電位聯(lián)結(jié)。

8.工頻、沖擊接地電阻

工頻接地電阻是經(jīng)過(guò)接地體流入地中工頻電流的電阻。把工頻當(dāng)作是接地體是小于或等于20m土壤的流散電阻，在離接地體20m外的距離的大地即電氣上的零電位點(diǎn)。工頻接地電阻是使用接地電阻測(cè)量?jī)x測(cè)量的電阻。如果接地體是圍繞建筑物和敷設(shè)于陶粘土、沼澤地、黑土、砂質(zhì)粘土等電阻率小于或等于100Ω的土壤里的接地體，那么工頻接地電阻和沖擊電阻一樣。如果敷設(shè)于砂、砂礫、礫石、碎石、多巖山地的土質(zhì)時(shí)，那么工頻接地電阻是沖擊接地電阻的2倍或3倍。根據(jù)以上所述，地面內(nèi)敷設(shè)接地體時(shí)，使用接地電阻測(cè)量?jī)x測(cè)出的工頻接地電阻，如果是根據(jù)設(shè)計(jì)要求的沖擊接地電阻值的2倍或3倍，那么就是符合要求的，就不用實(shí)施其它措施。但如果沒(méi)有從接地裝置敷設(shè)地點(diǎn)的土質(zhì)、接地環(huán)境條件分析，接地電阻儀搖測(cè)值出現(xiàn)大于設(shè)計(jì)要求值的現(xiàn)象，一味地增加人工接地體或使用其它措施來(lái)符合達(dá)到設(shè)計(jì)值，會(huì)導(dǎo)致從人力、物力上都浪費(fèi)了資源。

9.結(jié)束語(yǔ)

建筑物防雷不是一個(gè)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)工程。它始終扮演著不可取代的角色，在建筑物的安全施工、電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和人民生命財(cái)產(chǎn)安全。建筑人員在設(shè)計(jì)中對(duì)細(xì)節(jié)方面要特別注重，嚴(yán)格按照規(guī)范條例執(zhí)行，盡早完善規(guī)范不夠合理的地方，確保建筑物的防雷設(shè)計(jì)做到安全可靠、保證技術(shù)質(zhì)量、費(fèi)用合理，有效率的預(yù)防雷害的沖擊，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

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