舊城改造防雷做法的探討

陳 松, 陳 剛, 周興悅

(浙江綠城建筑設(shè)計有限公司 重慶分公司, 重慶 401121)

0 引 言

“十三五”規(guī)劃明確指出:現(xiàn)有城中村、城市棚戶區(qū)和危房改造要在2020年基本完成。在棚改“退出”之后,“舊改”將接棒登場;而對于老舊房屋,將不會采取大規(guī)模拆建的方式,而是改造升級,因此對于舊改項目建筑的雷電防護安全問題也隨之產(chǎn)生。

本文主要通過舊城改造設(shè)計案例的防雷的做法,探討舊改項目建筑防雷的防護措施。

1 工程概況

舊城改造項目啟動后,需要先進行實地考察,了解建筑的實際情況,明確電專業(yè)改造的內(nèi)容。重慶市某舊改項目為“互聯(lián)網(wǎng)+文創(chuàng)”產(chǎn)業(yè)園改造項目,由1#～5#辦公樓組成。通過對重慶市某舊改項目的實地考察,原有建成的老房子未設(shè)置防雷,大多數(shù)為磚混結(jié)構(gòu),柱子鋼筋銹蝕嚴重,因此不能利用原有柱子做防雷引下線,需單獨設(shè)置引下線,屋面也需敷設(shè)防雷接閃網(wǎng),接地網(wǎng)也需在建筑外圍增設(shè)。

2 防雷專設(shè)引下線的設(shè)置及措施

對于專設(shè)引下線的做法,GB 50057—2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》[1]第5.3.4條要求,專設(shè)引下線應(yīng)沿建筑物外墻外表面敷設(shè),并應(yīng)經(jīng)最短路徑接地;建筑外觀要求較高時可暗敷,但其圓鋼直徑不應(yīng)小于10 mm,扁鋼截面不應(yīng)小于80 mm2。根據(jù)GB 50057—2010第5.3.6條、第5.3.7條的要求,采用多根專設(shè)引下線時,應(yīng)在各引下線上距地面0.3～1.8 m處裝設(shè)斷接卡,在易受機械損傷之處,地面上1.7 m至地面下0.3 m的一段接地線,應(yīng)采用暗敷或采用鍍鋅鋼管、改性塑料管或橡膠管等加以保護。而對于重慶市地方標(biāo)準DB 50/217—2006《建筑防雷設(shè)計評價技術(shù)規(guī)范》[2]第8.3.3條第4款要求:明敷引下線距建筑物出入口或人行通道不應(yīng)小于3 m,從地面到距地3 m處應(yīng)采取絕緣保護。根據(jù)GB 50057—2010第4.5.6條,在建筑物引下線附近保護人身安全需采取的防接觸電壓和跨步電壓的措施,專設(shè)引下線在地面處敷設(shè)5 cm厚瀝青層或15 cm厚礫石層。

故重慶市某舊改項目的專設(shè)引下線,采用25 mm×4 mm熱鍍鋅扁鋼,沿建筑外墻明敷,3 m及以下專設(shè)引下線穿PVC32敷設(shè),距建筑物出入口或人行通道不應(yīng)小于3 m,引下線地面處加5 cm厚瀝青層,在引下線距地面1.8 m處設(shè)置斷接卡。斷接卡安裝大樣如圖1所示。

圖1 斷接卡安裝大樣

經(jīng)計算,重慶市某舊改項目建筑預(yù)計雷擊次數(shù)防雷為0.1次/年,為人員密集場所,劃為第二類防雷建筑物,專設(shè)引下線其間距沿周長計算不應(yīng)大于18 m。

需要注意的是,第二類防雷建筑,對于設(shè)置專設(shè)引下線,GB 50057—2010第4.3.8條第1～3款有要求:防止雷電流流經(jīng)引下線和接地裝置時產(chǎn)生的高電位對附近金屬物或電氣和電子系統(tǒng)線路的反擊,應(yīng)符合下列規(guī)定:

(1) 在金屬框架的建筑物中,或在鋼筋連接在一起、電氣貫通的鋼筋混凝土框架的建筑物中,金屬物或線路與引下線之間的間隔距離可無要求;在其他情況下,金屬物或線路與引下線之間的間隔距離應(yīng)按下式計算:

Sa3≥0.06kclx

(1)

式中:Sa3——空氣中的間隔距離;

lx——引下線計算點到連接點的長度。

連接點即金屬物或電氣和電子系統(tǒng)線路與防雷裝置之間直接或通過電涌保護器相連之點。

(2) 當(dāng)金屬物或線路與引下線之間有自然或人工接地的鋼筋混凝土構(gòu)件、金屬板、金屬網(wǎng)等靜電屏蔽物隔開時,金屬物或線路與引下線之間的間隔距離可無要求。

(3) 當(dāng)金屬物或線路與引下線之間有混凝土墻、磚墻隔開時,其擊穿強度應(yīng)為空氣擊穿強度的1/2。當(dāng)間隔距離不能滿足本條第1款的規(guī)定時,金屬物應(yīng)與引下線直接相連,帶電線路應(yīng)通過電涌保護器與引下線相連。

根據(jù)GB 50057—2010附錄E,分流系數(shù)kc的近似值如表1所示。

表1 分流系數(shù)kc的近似值

以重慶市某舊改項目的2#、3#樓為例,核算線路與引下線之間的間隔距離要求,以防雷引下線C′為例,其余引下線核算類同。2#、3#樓防雷平面如圖2所示。

圖2 2#、3#樓防雷平面

圖2中,防雷引下線C′計算點到連接點的長度(線路電涌保護器,設(shè)于配電間內(nèi))lx為27.9 m,kc查表1取值為0.44,代入式(1)計算可得Sa3=0.74 m(空氣中的間隔距離)。根據(jù)GB 50057—2010第4.3.8條第3款要求:當(dāng)金屬物或線路與引下線之間有混凝土墻、磚墻隔開時,其擊穿強度應(yīng)為空氣擊穿強度的1/2。故可得線路在室內(nèi)敷設(shè)距引下線C′的距離Sa3至少應(yīng)為0.37 m。當(dāng)間隔距離不能滿足GB 50057—2010第4.3.8條第1款的規(guī)定時,可采取金屬物與引下線直接相連,帶電線路應(yīng)通過電涌保護器與引下線相連的措施。

3 屋面接閃網(wǎng)的具體做法及措施

對于屋頂接閃網(wǎng)的做法,按第二類防雷措施設(shè)防,在屋面處采用φ12 mm熱鍍鋅圓鋼作為接閃帶,沿四周女兒墻及屋脊明敷,在屋面內(nèi)暗敷(屋面防水層下敷設(shè)),暗敷采用40 mm×4 mm熱鍍鋅扁鋼,將屋面形成不大于10 m×10 m或12 m×8 m的網(wǎng)格,接閃帶出屋面高度h=150 mm,間距1 000 mm,轉(zhuǎn)彎處500 mm,焊接長度150 mm單面焊,接閃帶做法詳見國標(biāo)圖集15D501《建筑物防雷設(shè)施安裝》[3]第15～19頁;屋面上金屬支架、各種金屬物及構(gòu)件均應(yīng)與接閃網(wǎng)連通,做法詳見15D501。

該舊改項目原來接地裝置銹蝕嚴重,接地裝置不可靠,因此重新設(shè)計接地網(wǎng)。1#～5#樓的接地平面布置圖如圖3所示。

圖3 1#～5#樓的接地平面布置圖

在1#～5#樓的外圍一圈增設(shè)接地網(wǎng),采用40 mm×4 mm的水平接地扁鋼,埋深-0.7 m,距墻或基礎(chǔ)不宜小于1 m;并在1#～5#樓的院子中設(shè)置人工接地極,共6根,采用50 mm×5 mm的鍍鋅角鋼,單根長度為2.5 m,埋地深度為1 m,角鋼的水平間距為5 m。人工接地極做法大樣詳圖見14D504《接地裝置安裝》第103頁“埋地的角鋼接地極安裝”。測試接地電阻不宜超過1 Ω,若測試電阻未滿足要求,則需繼續(xù)增設(shè)人工接地極,做法見14D504《接地裝置安裝》[4]第103頁“埋地的角鋼接地極安裝”。

4 結(jié) 語

本文通過GB 50057—2010及相關(guān)防雷接地圖集,結(jié)合重慶某舊改項目的工程實例,對舊改項目中防雷做法進行了探討;對于該項目老舊情況較為嚴重,明確了需設(shè)置專設(shè)引下線的做法,繪制了專設(shè)引下線的大樣圖,這與新修建筑物的防雷引下線做法有所不同;而為了防止雷電流流經(jīng)引下線和接地裝置時產(chǎn)生的高電位對附近金屬物或電氣和電子系統(tǒng)線路的反擊,金屬物或線路與專設(shè)引下線之間的間隔距離也進行了計算,需引起注意;屋面的防雷接閃網(wǎng)為常規(guī)做法,而接地需增設(shè)建筑外圍的接地網(wǎng)及人工接地極。電氣人員設(shè)計時,對于不同地區(qū)舊改項目要根據(jù)實際情況,因地制宜,靈活應(yīng)用規(guī)范進行防雷設(shè)計,使之改造后滿足建筑的雷電防護要求。