民用建筑防雷接地保護的有效措施及工程實踐

張桂清

（福州建工集團有限公司，福建 福州 350004）

0 引言

電氣施工是民用建筑工程中的重要環節，而防雷接地保護則是電氣系統中必須解決的問題。做好防雷接地保護工作，可在建筑遭遇雷擊的第一時間內將雷電產生的龐大電流引入地下，從而保護建筑內各種電氣設備以及居民人身安全[1-2]。當前，我國一些民用建筑電氣工程防雷接地保護在電氣線管處理尚存不足，必須引起重視，可在施工工藝上采取科學方法，以完善防雷接地系統。本文在論述民用建筑電氣施工中防雷接地保護常見問題及應對措施的基礎上，結合實際案例，介紹了相應保護措施的實施效果。

1 民用建筑電氣施工中防雷接地保護常見問題

電氣工程中大多數施工人員上崗前未經過專業培訓，缺乏完善的監管體系，導致民用建筑電氣施工環節常出現以下問題：

（1）工程預制板的光線保護層厚度不達標，且分布過于密集；

（2）防雷接地工程使用的直通未達到國際標準，常在澆筑階段發生脫落；

（3）當線管彎曲部分產生凹陷時仍未停止施工，致使管徑縮小，穿線無法進行；

（4）在施工全過程中，施工人員為追求施工進度忽視工程質量，利用切割機將線路分段切割，直接影響敷線質量，且切割后的線路在后期施工中極易遭受磨損[3]。

2 民用建筑電氣施工中防雷接地保護措施

2.1 科學選擇接地材料

在選擇防雷接地材料時，應考慮多種因素，如機械性能、運行穩定性及采購成本等，最后選擇性能良好且性價比高的材料。

（1）針對移動式電氣設備，可選擇金屬材料作接地線，避免出現線路接觸不良、斷線、漏電等問題；

（2）通過電流強度科學控制接地線的電阻大小，保證電壓處在安全范圍內，降低觸電風險；

（3）根據電線橫截面積選擇接電材料，通常，橫截面積較大的材料熱穩定性較高，不易產生電路故障。最后，可采用以下途徑降低土壤電阻率，以便于接地材料充分發揮作用：將接電體附近15cm范圍內的土壤換為黑土或黏土；向土壤中加入MgSO4等化學物質或化學降阻劑，通過化學反應達到降低電阻的目的[4]。

2.2 安裝防雷引下線

防雷引下線是接閃器和防雷接地裝置間的連接導體，由金屬材料組成，具有優良的導電性。當遭遇電擊時，該導體將瞬間通過巨大的電流，由電流產生的電磁感應引發“旁側閃擊效應”，對周圍配電設備及其他電氣裝置造成不同程度的損耗，因此，應合理設計引下線安裝位置。當前，絕大多數民用建筑在防雷接地施工中將引下線配套設備構建為“法拉第籠”，該裝置處于等電位狀態，可迅速消散雷電產生的能量，避免臨近電氣設備發生“旁側閃擊效應”。常用的構建方法是將建筑柱筋作為引下線，與樓板、混凝土等絕緣物體連接，形成較為完善的接地網絡，從而避免雷擊損害[5]。

2.3 安裝避雷針

避雷針是民用建筑中較為常見的防雷裝置，其作用原理為：通過針尖體將雷電產生的巨大電流引入接地線，進而消散電流，達到保護建筑物的目的。近年來，多處民用建筑使用年限較久，由于避雷針的不規范安裝或接地線路故障致使建筑物安全性大大降低，產生安全隱患。因此，在安裝避雷針裝置時應嚴格按照施工標準規范操作，保證該裝置正常發揮效用。另外，為確保接地線路正常運行，應加強日常養護，如定期檢查線路狀態等。

2.4 安裝避雷支架

在防雷接地裝置中，多采取側位打點的方式安裝避雷支架。首先，施工人員根據工程情況和圖紙設計要求確定打眼位置，使用涌電錘于建筑外墻表面10cm處垂直打眼，將避雷支架沿孔位安裝，注入砂漿，施工過程結束后，將安裝期間產生的粉末、建筑垃圾等清理干凈，保證避雷支架高質量安裝。

2.5 安裝避雷網

一般而言，施工人員在避雷支架安裝結束后，需繼續安裝避雷網配套裝置，常規操作流程如下：

（1）調節鍍鋅圓鋼，在此基礎上敷設牢固的避雷支架；

（2）將民用建筑表面突出的金屬物體與避雷裝置緊密焊接，焊接過程需保證避雷裝置可順暢連接建筑頂層所有突出的金屬物體；

（3）根據施工圖紙設計要求，上述焊接部位的寬度需高于金屬突出物寬度2.5倍以上；

（4）清理焊接產生的碎渣等垃圾，并遵循相關規定涂抹防銹油漆。

2.6 安裝電涌保護裝置

雷擊發生時常伴有電涌現象，含有微處理器的電器可迅速感知電涌，極易遭受損害。民用建筑中大多數電氣設備均含有微處理器，包括建筑總控體系中的中繼器、計算機網絡以及家用電器中的微波爐、電視等。研究證實，在電涌的影響下，此類電氣設備的使用壽命不斷縮短。近幾年，建筑行業中常用的電涌保護設備為SPD（電涌保護器）。發展至今，SPD已成為民用建筑中有效的防電涌設備。電涌現象發生時，SPD可發揮鉗壓和泄流功能，維持電壓處于相對穩定的狀態，進而避免電涌導致的電壓浮動，保護民用建筑中的一系列電氣設備平穩運行。

3 防雷接地保護的應用實例

柘榮鴛鴦草場游客服務中心酒店項目建設地點位于福建省寧德市柘榮縣東源鄉鴛鴦頭村，該項目總投資13000萬元，總建筑面積為15223.56m2。項目施工內容包括建筑、結構、強電、弱電等工程，防雷接地保護為該工程的重要環節之一，必須符合建筑設計標準。

3.1 樁基接地極的焊接條件

該工程利用鋼筋混凝土樁內主筋做垂直接地體，電氣施工人員首先需完成土建工程中的砍樁工作，并打出樁基的兩根對角拋頭鋼筋，隨后用Ф12鍍鋅圓鋼焊接，并根據樁基與柱子之間的距離，甩出一定長度后再確定合理的焊接位置。

3.2 水平接地體的焊接

該工程水平接地體材料為土建地梁面外側兩根主筋周圈焊通，利用焊通完成水平接地體、防雷引下線和樁基主筋間的接地跨接，將土建地梁面外側兩根主筋捆綁緊實即可開始焊接主筋搭接處。值得注意的是，主筋搭接處雙面均需焊接，要求沿主筋焊接構成完整的電氣通路，在拐角處用Ф12 圓鋼跨接焊通主鋼筋。選取兩根大于Ф12的對角主筋作為防雷引下線，按照圖紙標注位置，利用Ф12圓鋼將其與水平接地體跨接焊通。

3.3 防雷引下線的應用

（1）該工程防雷引下線材料為結構柱內兩對角柱筋。

（2）將柱內兩對角柱筋焊接成電氣通路。根據現行技術操作規程，若土建鋼筋通過電渣壓力焊或螺紋連接時則無需接地跨接。若采用搭接連接，在柱子變截面處則必須用Ф12圓鋼跨接焊通。

（3）防雷引下線柱內對角主筋必須通過Ф12圓鋼與樁臺板外圈環形接地連接線聯為一體。將該圓鋼一端與柱內作引下線的兩根主筋焊接，另一端跨接焊通承臺樁基主筋及樁臺板外圈環形接地連接線。

（4）選用Ф12圓鋼將防雷引下線的柱內二根主筋與水平接地體的基礎地梁底兩根主筋跨接焊通。

（5）建筑物每隔1層即使用Ф12圓鋼對地下室地板及出屋面的引下線柱內兩對角柱筋跨接焊通。

（6）該工程防雷引下線材料選用左下、右上兩對角柱筋，以黃色油漆標記位置。根據圖紙設計要求，使用鍍鋅螺栓在建筑物一層0.5m高度處焊接接地測試端子，并用膠布包扎。接地電阻測試點做法如圖1所示。

圖1 接地電阻測試點

（7）用Ф12圓鋼跨接焊通從屋面引出至女兒墻的防雷引下線，準備與避雷帶連接。

3.4 衛生間局部等電位施工的應用

（1）該工程有淋浴功能的衛生間局部設有等電位聯結。

（2)對衛生間底板面筋進行綁扎，焊接規格小于0.6m×0.6m的多個鋼筋交叉點，選取12mm圓鋼跨接連通衛生間四周圈梁（見圖2所示）。

圖2 衛生間底板焊接示意圖

（3）根據圈梁環路在LEB箱基部焊接12mm圓鋼，預留出從引出圓鋼至有等電位聯結需求的位置。

（4）配合磚墻施工：將上述施工環節中預留的12mm圓鋼用25×4扁鋼焊接至LEB箱，與端子排聯結。另外，用DN20塑料管聯結衛生間內插座盒至LEB箱，根據工程具體裝修要求決定是否需預留接線盒。

（5）衛生間內的插座盒用BV4銅芯線，利用DN16塑料管將其與等電位聯結端子箱聯通，其余預留接通點均用BVR線與金屬物體相聯結。

3.5 避雷帶的應用

屋面板施工環節應按照設計圖紙用Ф12mm圓鋼將板底鋼筋網中的網格交叉及拐角處焊接為小于20m×20m的避雷網格。優先選取女兒墻壓頂梁內主筋通長焊接連通做避雷帶，并在屋面設置相應規格的網格，將突出屋頂的全部金屬物體均與避雷網相連。將其暗敷設的避雷帶與自屋面引出的引下線焊接牢靠，其中，引下線方向應隨雷電流引下方向作適當彎曲，使雷電流可順應其彎曲方向流向防雷引下線。

如有垂直筋將女兒墻下面圈梁與壓頂圈梁相連，可將垂直筋上端與壓頂圈梁焊接連通，下端與女兒墻下面圈梁的主筋焊通，引下線和引出線材料均采用10mm圓鋼。按照施工設計要求，若女兒墻垂直筋頂端均能與壓頂鋼筋網綁扎連接，下端均能與圈梁的鋼筋網順暢連接，則不必為女兒墻設置專用的防雷引下線。通常，避雷帶應同接地體相焊接，且跨接焊接長度為8cm，另外，在防雷引下線處需標明接地符號（圖3）。

圖3 接地符號

4 結束語

綜上所述，防雷接地系統在民用建筑電氣工程中發揮著不可替代的重要作用，應科學做好防雷接地措施。首先，應選取性能優良的接地材料；其次，可根據項目實際需要安裝引下線、避雷針、避雷支架、避雷網等防雷裝置，必要時亦可安裝電涌保護裝置。本文以柘榮鴛鴦草場游客服務中心酒店項目為例，對防雷接地系統中各施工環節涉及的安裝工藝、技術要點等進進了詳盡闡述，以期通過各項防雷接地保護措施的應用，有效減少甚至避免該項目電氣設備因雷擊而發生的安全事故，從而保證居民的人身安全。