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建筑物防雷设计规范大全11篇

时间:2023-03-13 11:11:59

建筑物防雷设计规范

建筑物防雷设计规范篇(1)

Abstract: to make standard of the expression of more rigorous, more in line with the actual situation, combined with the recent research achievements of, the building lightningproof design specification of GB50057-2010 in the lightning transient invasion in many changes. In order to more comprehensive grasp of the old and new standard lightning transient into the difference between measures, by comparing the relevant provisions of the regulation of the old and new content, in view of the low voltage power distribution lines, from the basic rules, different types of lightning protection building measures taken different requirements of laying methods, this paper analyzes the low voltage distribution lines and lightning transient invasion of the modified content and measures difference, finally summarized the new standard of this overall change. Lightning protection technology staff need to grasp new standard standard requirements, right of low voltage distribution lines to the protective measures to protect more reasonable and effective.

Keywords: standard of low voltage distribution lines contrast surge protector difference

中图分类号:TM642+.2文献标识码:A文章编号:

0引言

闪电电涌侵入是指由于雷电对架空线路、电缆线路或金属管道的作用,雷电波,即闪电电涌,可能沿着这些管线侵入屋内,危及人身安全或损坏设备[3]。低压配电线路是采取防闪电电涌侵入措施的主要项目,《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010(以下简称新规范)与GB50057-94(2000年版)(以下简称旧规范)对此方面的规定有比较大的变化,笔者就此部分内容提出自己的一些理解,以供大家参考。

1基本规定

旧规范的基本规定:各类防雷建筑物应采取防直击雷和防雷电波侵入的措施。

新规范的基本规定:各类防雷建筑物应设防直击雷的外部防雷装置,并应采取防闪电电涌侵入的措施;在建筑物的地下室或地面层处,建筑物金属体、金属装置、建筑物内系统、进出建筑物的金属管线应与防雷装置做防雷等电位连接。

可见,新规范将术语名称由“防雷电波侵入”改为“防闪电电涌侵入”,新旧规范都将该措施作为基本规定,但新规范增加了对建筑物的地下室或地面层处的要求,目的是为了防止在外部防雷装置与上述部件之间(建筑物金属体、金属装置、建筑物内系统、进出建筑物的金属管线)放生危险的火花放电。具体到低压配电线路,就是要求各类建筑物入户处低压配电线路的金属外皮、钢管等均应与防雷装置做防雷等电位连接。新规范为强制性条文,必须严格执行,要求明显提高。

2第一类防雷建筑物低压配电线路的防闪电电涌侵入措施

第一类防雷建筑物分为两种情况,一是在条件允许下应装设独立接闪杆或架空接闪线或网,即防直击雷的接地装置与防闪电感应的接地装置分设;二是特殊情况下难以装设独立的外部防雷装置(如建筑物高度很高),防直击雷的接地装置与防闪电感应的接地装置合设,即采用共用接地。

2.1分设时采取措施

2.1.1首先对低压配电线路的敷设方式及类型提出要求,为防止雷击线路时高电位侵入建筑物造成危险,新规范规定室外低压配电线路应全线采用电缆直接埋地敷设,而旧规范则为宜。此时要求入户处将电缆的金属外皮、钢管等接到等电位连接带或防闪电感应接地装置上即可。

2.1.2当难以全线采用电缆时,应采用钢筋混凝土杆和铁横担的架空线,并应使用一段金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入,也就是说,不允许将架空线路直接引入建筑物内。新旧规范架空线与建筑物的距离及电缆埋地长度的要求对比如表1所示。

表1架空线与建筑物的距离及电缆埋地长度的要求对比

旧规范GB50057-94(2000年版) 新规范GB50057-2010

架空线与建筑物的距离 未做要求 不应小于15m

电缆埋地长度 且不应小于15m

从表1可以看出,新规范增加了架空线与建筑物的距离要求,对电缆埋地长度的要求也有所不同。根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92规定,架空线路与爆炸性气体环境的水平距离不应小于杆塔高度的1.5倍。一般杆高为10m,故新规范要求为15m。规定架空线路与爆炸危险环境的间距,主要是考虑一旦发生架空线断线或杆塔倒塌事故,线路短路或接地电火花(电弧)不会作用到爆炸性气体环境,不会形成电气引燃源。对电缆埋地长度的要求是考虑电缆金属外皮、铠装、钢管等起散流接地体的作用。旧规范要求电缆埋地长度不得小于15m,也是为了满足架空线和建筑物的距离要求,但是在实际操作中,因未做明确规定,会出现架空线距建筑物只有几米,埋地电缆为满足长度要求而环绕建筑物敷设的情况。可见,新规范的规定更为合理、科学。

为防止雷击线路时高电位侵入建筑物造成危险,新旧规范规定在电缆与架空线连接处,尚应装设电涌保护器,电涌保护器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地。电涌保护器的设置及接地措施,起到限压泄流的作用。其冲击接地电阻旧规范要求不应大于10Ω,新规范要求不应大于 30Ω,对接地阻值的要求有所降低。并且新规范对安装电涌保护器的条件、参数等做出了详细的规定,操作性比较强。

需要注意的是,当全线埋地或架空转换埋地引入时,入户处总配电箱没有明确要求安装SPD,主要是因为:

一、当全线埋地电缆引入时,电缆相当于处于LPZ1区,并且由于防直击雷接地装置和防闪电感应接地装置分设,在两者间隔距离满足规范要求的前提下,当防直击雷装置接闪时,流过防闪电感应接地装置的感应电流数值会很小,且在金属物已普遍等电位连接和接地的情况下,电位分布均匀,雷电流引起的电位差也会很小。

二、当架空转埋地引入时,为防止雷击线路时高电位侵入建筑物造成危险,已在转换处应装设SPD,此处装设SPD后,亦相当于形成一个防雷分区界面。

2.2合设时采取措施

除按分设时采取相应措施外,旧规范规定在电源引入的总配电箱处宜装设过电压保护器,而新规范明确规定在电源引入的总配电箱处应设置电涌保护器,主要考虑此时接闪器遭受雷击时,感应电流对建筑物有关线路上的影响比外部防雷装置独立设置时要求大得多。

新规范对此处装设的电涌保护器的实验类型、电压保护水平明确了具体要求(Ⅰ级试验;Up≤2.5kV),每一保护模式的冲击电流值,分屏蔽线路和非屏蔽线路两种情况分别按公式进行计算,当无法确定时,应取等于或大于 12.5 kA。而旧规范规定“当线路有屏蔽时,通过每个SPD的雷电流可按上述确定的雷电流的30%考虑”。相比而言,新规范更为合理。

3第二类防雷建筑物低压配电线路的防闪电电涌侵入措施

旧规范对于爆炸危险环境的第二类防雷建筑物的低压架空线,当其处于平均雷暴日小于30d/a地区时,才允许直接引入建筑物内,否则应改换一段埋地金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入,并且对埋地长度、接地及接地电阻值有相应的要求,并且转换处应装设避雷器。而对于非爆炸危险环境的第二类防雷建筑物,当架空线转换金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入时,其埋地长度应大于或等于15m,其他要求同爆炸危险环境;当架空线直接引入时,要求在入户处装设避雷器。

新规范将防闪电电涌侵入措施合并到防高电位反击中。

新规范则取消了埋地长度的要求,对低压配电线路的穿钢管等敷设方式也未做明显的要求和区分,也就是说允许架空线缆直接入户,但有强制性条文要求:低压电源线路引入的总配电箱、配电柜处以及配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙处,并在低压侧配电屏的母线上应装设电涌保护器。理论上,安装适配的SPD是可以限制瞬态过电压和分走浪涌的,能够满足防闪电电涌侵入的要求。但从工程实际应用看,采用穿钢管或铠装电缆埋地的方式更为实用、有效,因为如果只安装SPD,在工程上有很多使SPD失效或降低效用的因素,如SPD的质量问题、未明确的参数选择问题、老化问题、安装工艺问题等等,而采用穿钢管或铠装电缆埋地仅在入户处等电位接地即可,不存在SPD的这些问题。

另外,新规范取消了旧规范中对低压配电线路相关措施的接地阻值的要求,新规范强调采用共用接地,共用接地装置的接地电阻值在新规范第4.3.6条中作出了规定,因此就没有必要再做规定了。

4第三类防雷建筑物低压配电线路的防闪电电涌侵入措施

旧规范对埋地电缆及转换处与第二类相同,对低压架空线允许直接引入,但应在进出处装设避雷器。而新规范与第二类的要求基本一致,只是具体公式上选值的不同,在此不做赘述。

5 结论

综合分析新旧规范关于低压配电线路防护措施的规定,其主要变化如下:

1、明确了各类防雷建筑物(除一类接地装置分设视情况确定)总配电箱处均应装设SPD;

2、不同类别的防雷建筑物采取的敷设方式及要求有所区别,尤其是对第二、三类防雷建筑物的引入方式不做要求;

3、明确了各类防雷建筑物低压配电线路安装的第一级SPD的类型及参数要求及计算方法。

建筑物低压配电线路的防护是整个防雷措施的重要环节,新规范对其做了诸多修改,使规范的表述更加严谨,更有利于实际操作,同时也体现了安全可靠、经济合理的理念。修改后部分低压配电线路采取的措施及要求有所不同,本文所分析的关于新旧规范在此方面的区别及对新规范的理解提供给防雷技术工作人员参考,全面掌握新规范内容,正确采取相应措施,使建筑物低压配电线路采取的防护措施更加符合防雷安全的要求,进一步做好防雷减灾工作。

参考文献:

[1] 机械工业部.建筑物防雷设计规范GB50057-94(2000年版)[S].北京.中国计划出版社.2001

建筑物防雷设计规范篇(2)

1 前言

建筑物防雷设计、施工与验收的新规范《建筑物防雷设计规范》GB 50057—2010[1]和《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》GB 50601—2010[2]已经颁布实施,文献[1] 的相关条文与其旧版本《建筑物防雷设计规范》GB 50057—94(2000年版)[3] 在建筑物防雷分类、防雷措施、等电位连接等方面做了诸多修改。文献[2]是新制定的防雷工程施工验收规范,它与文献[1]一样,是与国际雷电防护新标准体系接轨的国家标准。为了全面地理解掌握新规范,在金属门窗防雷设计、施工与验收的实际工作中正确运用新规范的标准要求,有必要对金属门窗雷电防护措施的有关问题重新进行讨论。

2 金属门窗防雷设计相关技术规范

文献[1]和文献[2]是建筑物防雷设计、施工与验收上位规范的现行版本。这两本标准的修订和制订均参照和采纳了国际电工委员会IEC 62305系列标准,是与国际雷电防护新标准体系接轨、技术水平先进的标准规范。

与金属门窗防雷设计、施工与验收相关的技术规范还有《民用建筑电气设计规范》JGJ 16—2008、《铝合金门窗工程技术规范》JGJ 214—2010和《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB 50210—2001。JGJ 16—2008由于并未采纳国际雷电防护新标准体系,存在一些与文献[1]相抵触的规定。JGJ 214—2010的相关条文未与文献[1]、文献[2]协调,GB 50210—2001未列入金属门窗防雷措施验收的条文。

还有几个推荐性标准,《雷电保护》GB/T 21714—2008,共有4个部分。现行的版本等同采用IEC 62305:2006,但由于IEC 62305目前已更新至2010版,文献[1]已参照IEC 62305:2010进行修订,《雷电保护》GB/T 21714—2008已落后于IEC 62305的现行版本。《防雷装置施工质量监督与验收规范》QX/T 105—2009和《防雷装置设计技术评价规范》QX/T 106—2009,这两个标准主要参照《建筑物防雷设计规范》GB 50057—94(2000版)和IEC 62305:2006,其时效性落后于文献[1]。

因此,笔者认为金属门窗的防雷设计、施工与验收应满足文献[1]和文献[2]的规定。其他相关规范的规定若与文献[1]和文献[2]相抵触,应按文献[1]和文献[2]执行。其他相关规范的要求若高于文献[1]和文献[2]的要求,则可根据具体情况协商确定。同时,其他相关规范在作修订时,应与文献[1]和文献[2]协调一致。

3 建筑物防雷设计、施工与验收新规范的有关规定

3.1 建筑物的防雷分类要求有所提高

文献[1]根据建筑物重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性及后果,把建筑物的防雷要求分为三类:第一类防雷建筑物是指受雷击容易引起爆炸危险,会造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物;第二类防雷建筑物是指部级建筑物、有爆炸危险场所但受雷击不容易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物、预计雷击次数>0.05次/a的部省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所、预计雷击次数>0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物和一般性工业建筑物;第三类防雷建筑物是指省级重点文物保护建筑物及档案馆、预计雷击次数≥0.01次/a且≤0.05次/a的部省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所、预计雷击次数≥0.05次/a且≤0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物和一般性工业建筑物、平均雷暴日>15d/a且高度≥15m的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物、平均雷暴日≤15d/a且高度≥20m的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。

应当注意,新规范对建筑物的防雷分类要求有所提高,而且分类更加明确。对第一类防雷建筑物和第二、三类的一部分(如爆炸危险场所、部级建筑物、重点文物保护建筑物等)仍沿用以往的做法,不考虑以风险作为分类的基础。对以风险作为划分基础的建筑物,只有在以下4种情况下可不设防雷装置:

1)预计雷击次数<0.01次/a的部省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所;

2)预计雷击次数<0.05次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物和一般性工业建筑物;

3)平均雷暴日>15d/a且高度<15m的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物;

4)平均雷暴日≤15d/a且高度<20m的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。

在进行某建筑物的金属门窗防雷设计时,应查阅其建筑施工图的建筑设计总说明或建筑防雷装置设计说明,明确建筑物的防雷分类。

3.2 增加了地下室及首层金属体的接地要求

文献[1]4.1.2—1规定:在建筑物的地下室或地面层处,下列物体应与防雷装置做防雷等电位连接:a)建筑物金属体。b)金属装置。c)建筑物内系统。d)进出建筑物的金属管线。

此条为强制性条文。因此,位于建筑物的地下室或地面层处的金属门窗应与建筑物的防雷装置做等电位连接。

建筑物防雷设计规范篇(3)

中图分类号:TU856 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)06-0061-03

新建建(构)筑物防雷装置设计方案技术评价,是指根据国家法律、法规、技术标准与规范,对设计单位所作的防雷设计施工图或方案,就安全性、有效性、稳定性和强制性标准、规范执行情况等进行的技术评价。目前我们开展这项工作所依据的规范主要是:《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)、《防雷装置技术评价规范》(QX/T 106-2009)及《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2004)等。

而对公共建筑物,《防雷装置技术评价规范》(QX/T 106-2009)给出的定义是指用于公共目的的建筑物,而结合《消防法》(2009版)给出的解释能让我们更深入地理解“人员密集的公共建筑”这个概念,新《消防法》(2009版)第七十三条:(四)人员密集场所,是指公众聚集场所,医院的门诊楼、病房楼,学校的教学楼、图书馆、食堂和集体宿舍,养老院,福利院,托儿所,幼儿园,公共图书馆的阅览室,公共展览馆、博物馆的展示厅,劳动密集型企业的生产加工车间和员工集体宿舍,旅游、宗教活动场所等。

随着城市建设的高速发展,出于社会公益目的或者是纯商业目的的公共建筑建设项目越来越多,单个项目规模也越来越庞大,且其建设地址常位于城市的繁华地带,人员流动量大,建筑物内容纳的人员数量多、密度大。对此类建筑物的防雷设计评价关系到人民群众的的生命财产安全,关系到如何充分发挥防雷减灾为经济发展和人民生活保驾护航的作用。

下面就分别从几个方面就此类建筑的防雷设计方案技术评价要点进行简要阐述。

1 防雷级别分类方面

根据2011年10月启用的新规范《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010),预计雷击次数大于0.05次/a的人员密集的公共建筑物为第二类防雷建筑物,预计雷击次数大于或等于0.01次/a且小于或等于0.05次/a的人员密集的公共建筑物为第三类防雷建筑物,这与之前的旧规范在防雷类别的划分上有些许差别,在实际评价工作中应查阅设计图中的防雷平面图和立面图,取其长宽高数值,计算该建筑的等效截收面积,结合当地的年平均雷暴日,来计算该人员密集公共建筑的年预计雷击次数,以便给予其准确的防雷分类。因为建筑物的防雷类别决定了应以什么样的的标准对其设计方案进行评价,所以准确的防雷类别划分,是设计方案评价重要的第一步。

若建筑物的形状较复杂,难以直接量取其长宽高尺寸,有条件的话建议联系设计单位,获取该项目设计图纸的电子版,通过计算机CAD作图法,来计算其等效截收面积。

2 直击雷防护方面

人员密集公共建筑的直击雷防护,是此类建筑设计方案评价的重点。其评价方法,主要审阅该项目的天面防雷平面图、基础接地平面图及立面图等,评价其天面避雷网格是否符合该防雷类别标准,引下线间距是否达到该防雷类别要求。天面各类金属物是否与防雷装置良好连接,非金属物是否在防雷装置滚球法的保护范围之内,接闪带支架的高度是否达到150mm的要求等。

若该人员密集的公共建筑设计高度超过45m,依照《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)相关规定,查看其接闪带是否沿屋顶周边敷设,是否敷设在外墙外表面或屋檐边垂直面上,如若未按规范执行,则应提出意见。屋面设计有阳角的,我们出于防雷安全的考虑,建议其在阳角处设置短接

闪杆。

3 均压环及侧击雷防护方面

均压环,顾名思义,主要作用就是均压,其可将高压均匀分布在该环周围,保证在环形各部位之间没有电位差,避免因高电位差而产生的危险放电现象。一些设计单位会在设计有均压环楼层的防雷平面图上详细画出均压环的敷设方法,这比较容易让我们评价该建筑均压环的设计,而较多的设计单位则是在电气设计总说明里以文字方式表述其均压环的设计方案。《防雷装置技术评价规范》(QX/T 106-2009)里,对于人员密集的公共建筑物,明文要求其从首层起每两层设计一个均压环,并将每层的金属门、窗与均压环的预留端子作电气连接。由雷电学的相关原理可知,建筑物高度超过45m时,雷电流,特别是电流值较小的雷电流,不单只会从建筑物的天面击中建筑物,还可能会从建筑物的侧面击中建筑物,所以在设计均压环的同时,我们也要求将每层的金属门、窗与就近均压环可靠连接,做侧击雷防护使用。

而目前有许多像大型商场之类的人员密集公共建筑,在设计上为了美观都喜欢采用玻璃幕墙做外墙,对于这种设计有玻璃幕墙的建筑,我们要求其每层均应设计均压环,并将每层的玻璃幕墙与均压环进行可靠的电气连接。

对于人员密集公共建筑内常设计有的自动扶梯,其自动扶梯导轨上下两端应接地,以实现等电位连接。

4 SPD设置方面

SPD即浪涌保护器,其作用主要是为了防止雷电电磁脉冲引起的过电压和过电流产生的瞬态波对建筑管线系统的破坏。新版的《建筑物防雷设计规范》对于SPD的要求较为详细,除了对其安装的位置做了要求之外,还对SPD的具体参数做了详细要求。所以我们在评价其电气系统图时,除查看其SPD是否安装、安装位置外,还要查看其所示的参数值,即SPD的电压保护水平值和保护模式的冲击电流值是否在规范要求范围之内。对于人员密集公共建筑内常设计有的封闭式电梯和自动扶梯,由于封闭式电梯作为一种特殊场所,若电力线路遭受雷电电磁脉冲侵入,导致线路损坏,人员会被困于封闭的空间内,造成危险。而自动扶梯作为一种载人的活动装置,其电力线路若遭受雷电电磁脉冲侵入,同样由于电力中断、运转突然停止而导致人员挤压和摔倒,造成危险。所以我们要求电梯和自动扶梯各自的专用配电箱内都应加装一级适配的SPD。

对于人员密集公共建筑里常设计有的自动消防报警装置,其连接至消防报警中心的119电话外线也应加装一级SPD,以保障其与城市消防指挥中心的通信畅通,及时将火灾危险情况通知消防指挥

中心。

人员密集的公共建筑,无论是其设计方案还是建成后使用,都存在其特殊性,要做好此类建筑的技术评价,首先要了解这类建筑的特殊性,包括建设地址、建筑规模、内设装置、内部布线方式、今后大致的使用人数等等,只有了解了这些信息,才能充分地、准确地利用相关规范,对其做出一个客观的、正确的技术评价。

参考文献

[1] 建筑物防雷设计规范(GB50057-2010)[S].北京:中国标准出版社,2010.

[2] 防雷装置技术评价规范(QX/T 106-2009)[S].北京:气象出版社,2009.

[3] 建筑物电子信息系统防雷技术规范(GB50343-2004)[S].中华人民共和国建设部,2004.

建筑物防雷设计规范篇(4)

Abstract: the rapid development of the construction industry, more and more super-tall buildings appeared in major cities. Tall building because of its high floor, the function is complex, protection requirements higher characteristic, the lightning protection design plays a significant role. This paper summarizes the domestic tall building lightning protection examples, briefly discusses the key points of the design of the lightning protection.

Keywords: tall building; Lightning protection; design

中图分类号:TU97文献标识码: A 文章编号:

1 超高层建筑防雷设计概述

我国《民用建筑设计通则》(GB50352—2005)规定:当建筑高度高于100m时,不论住宅及公共建筑均为超高层建筑。信息技术的快速发展让超高层建筑物内的计算机等电子设备增多,而这些设备灵敏度高、耐压低,受雷电电磁脉冲影响大,雷击将对其产生不对程度的影响。超高层建筑的防雷设计也越来越得到人们的重视。

雷电对于建筑屋的作用主要体现在两个方面:第一是直击产生的热效应和电动力;第二则是雷电流带来的静电感应、电磁感应及雷电波侵入。这样就使建筑防雷设计分为两个方面:一是针对与前者的外部防雷;二是针对与后者的建筑内部防雷。

一般来说,《建筑物防雷设计规范》(GB 50057-2010)对于建筑物防雷设计提供了有关的依据,主要分为三类建筑物,其防雷设计规范各异,本文不再赘述。在防雷设计规范中,我们可以知道防雷设计的实现关键在于防雷装置,规范也对其防雷材料的选择做了相应的规定,一般是利用建筑物本身存在的钢材。超高层建筑往往会被划分至第二类防雷建筑物,其一般防雷如规范所示包括设置接闪器、引下线和接地设备来防直击和侧击,以及防止雷电效益两个方面。然而,超高层建筑的形式各异,防雷设计规范并未涉及全部情况,当规范未涉及时,应根据实际情况做特殊保护处理。

2 超高层建筑防雷设计要点

一般,超高层建筑防雷设计主要分为建筑外部防雷和内部防雷两个方面。

2.1外部防雷

如前文所述,针对防直击、侧击雷产生的热效应和电动力作用而进行的外部防雷设计,其主要的防雷装置为接闪器、引下线和接地装置三个方面。

(1)接闪器。接闪器主要有避雷针、避雷带和避雷网。避雷针通过将雷电引向自己,从而达到了对保护对象免遭直击的效果,宜采用短针多针保护。避雷针的局限性就在于其高度增加,雷击概率增越大。此时,可利用避雷带、避雷网来进行放雷设计。一般来说,在屋面或者易受雷击部位设置的避雷针或避雷带,网格尺寸不大于10m x 10m(或是12 x 8m)。避雷带一般用的直径不小于6mm的圆钢,或是不小于24mm×4mm的扁钢,其可直接利用结构刚接焊接,或是暗设表面抹灰层内。此外超高层建筑屋接闪器应考虑屋顶存在的特殊设备在其保护范围。

(2)引下线。引下线连接了避雷设备和接地装置,从而形成了电流通路。它一般利用柱主筋或是剪力墙钢筋。实际设计工作中,其数量和布置对分流效果有着明显的影响,一般沿建筑物四周对称设置,其间距和数量应符合规范要求,规范规定第2类防雷建筑,引下线一般不少于2根,间距不超过18m。理论上,应尽可能减小线上的电流,所以可通过增加数量,适当减小间距来达到这一效果。然而,超高层建筑引下线很长,雷电感应强烈,需要按一定距离设置均压环,并做好连接。此外,引下线应符合基本的机械强度、耐腐蚀、热稳定等要求,设计工作也应考虑施工存在的问题。

(3)接地装置。一般有接地体和接地线。按规范规定,建筑物高于45米,45米以上建筑让防雷装置与金属外墙向连,同时应将自然接地体作为接地装置.但是基础内钢筋作为接地装置有一定的条件,要求基础采用硅酸盐水泥,采用无防腐层或沥青防腐层的基础,同时其周围土壤的含水量至少达到4%。

2.2内部防雷

建筑内部为了防止雷电流带来的感应作用及雷电波的侵入而设置的防雷措施一般有等电位联结、屏蔽等措施。

(1)等电位联结。利用导线或过电压保护器,将防雷装置、金属装置、外来导体、电气装置等连接。只有保证这一通路处于相同电位,建筑物内部才不会产生危险的接触电压。因此,实际的建筑物内斗预埋了雨防雷导体相连的等电位连接板,其实际的设置要求也严格参照规范进行设计。一般来说等电位联结分为总等电位联结、局部等电位联结及辅助等电位联结三种。总电位联结作用的范围是建筑物全体,局部等电位联结则是针对于部分范围将各可导电部分连通,两种都能降低危险电压的危害。

(2)屏蔽。屏蔽能有效达到防雷电电磁干扰的效果。屏蔽措施的有效性与以下几个方面相关:仪器金属外壳;防过电压;等电位联结;接地措施等。电气线路的主干线应远离引下线柱筋,应保证穿线钢管线槽与接地母线和等电位联结板连接完好。超高层建筑物内应通过各种措施和有效的设计形成一个总体的等电位,形成一个“法拉第笼”,这样才能更好的防止电磁作用对其用超高层建筑的影响。

国内的相关工作者对于超高层建筑的防雷设计有着不少的工程实例,例如广州电视塔项目、青岛万邦中心、山东商业大厦、青岛开发区国贸中心等等,在这些工程实例中,超高层建筑防雷设计针对于超高层建筑存在的某些特殊结构例如停机坪,不仅考虑了这些特殊结构对于防雷设计工作的影响,并结合规范规定的设计要求和实际情况,设计人员也做了许多创造性的分析和尝试,为超高层建筑的防雷设计提供了宝贵的工程经验。

结语

超高层建筑物防雷设计是一项系统性设计工作,占有重要的地位。相关工作者应总结实际经验,综合考虑雷击对于超高层建筑的危害特点、途径,有针对性的设置准确的防雷措施,这样才能确保超高层建筑物的安全性。

参考文献:

[1] 韩松柏.超高层建筑的防雷设计[J].电气应用,2008,27(7).

[2] 林艳,陈潇,成明.超高层建筑物综合防雷技术应用——以广州新电视塔项目为例[J].科技与生活,2010(18).

建筑物防雷设计规范篇(5)

引言

防雷设计技术评价成为防雷技术服务中的一项基本业务,在整个防雷工程建设中起到了举足轻重的把关作用。本文就结合平时工作实际,对防雷设计技术评价中几个容易忽视的问题给予提出,并加以讨论。

1、防雷类别确定的随意性

很多工程没有根据《建筑物防雷设计规范》(GB50057-942000版)第2.0.1-2.0.4条确定建筑物的防雷类别,类别的确定比较随意性。特别是对一座防雷建筑物中兼有多种防雷类别建筑时,应认真计算其“年预计雷击次数”,依据计算结果和《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94 2000版)第3.5.3条的要求确定工程防雷类别,不应凭感觉随意地按某类防雷建筑设计,这样就很可能违反规范。

2、直击雷设计图的标注简单化,信息量不足

各单位的防雷设计图纸往往很简化,标注太简单,信息量不够,施工时难以按图施工,难以保证施工质量。应该做到:

绘制建(构)筑物屋顶平面,有主要轴线号、尺寸、标高、标示避雷针、避雷带、引下线位置。注明材料型号规格、所涉及的标准图编号、页次。

绘制接地平面图,绘制引下线、接地线、接地极、测试点、断接卡等的平面位置,应标明材料型号、规格、相对尺寸等及涉及的标准图编号、页次,当利用自然接地装置时,宜按结构条件图绘制。

3、接地电阻要求不明确

防雷设计图上往往都是标注接地电阻要达到多少以下,没有明确是冲击电阻还是工频电阻,工频、冲击接地电阻两者的区别及关系是:工频电阻=A倍的冲击电阻即R~=ARi[详见《建筑物防雷设计规范》(GB 50057-94 2000版)。在城镇土壤电阻率低(100欧/米以下)的地方,工频电阻和冲击电阻是相等的,但在土壤电阻率高的郊区和山区,工频电阻比冲击电阻大几倍。在纯防雷接地设计中一定要清楚地注明“防雷冲击接地电阻”要达到多少,以利施工技术人员理解,避免误解引起防雷装置接地工程难度增加和资金浪费。

4.2直击雷防护措施

4.2.1避雷针保护范围问题

我国现行通用的计算方法是滚球法,其中一类防雷建筑物滚球半径为30米,二类为45米,三类60米。

现在不少智能建筑为了美观都设计带有装饰性能的优化避雷针,其保护范围的计算与普通避雷针不同,要根据其产品的具体设计安装参数来做工程设计。

4.2.2避雷带、避雷网等接闪器的布局要严格按照GB50057-94要求来设计

不同类别的建筑物,屋顶防雷网格的尺寸有不同的要求:一类防雷建筑物不大于5m×5m或6m×4m;二类防雷建筑物不大于10m×10m或12m×8m;三类防雷建筑物不大于20m×20m或24m×16m。

4.4对于防雷电波侵入,应采取如下措施

在低压220/380V供电系统中,应采用三相五线(TN-S)系统,以便于装置接地(PE)线和中性(N)线分开。对有特殊要求的可采用其他接线系统。

4.5过电压保护

智能建筑中各智能化设备普遍存在的绝缘强度低,过电压和过电流耐受能力差,对雷电引起的外部侵入造成的电磁干扰敏感等弱点。如不加以有效防范,无法保证智能化系统及设备的正常运行。

4.7接地装置

对于建筑的接地问题现在基本上达成了一个共识就是采用共用的接地方式,即建筑物的防雷接地、保护接地、工作接地、防静电接地、直流工作接地等共同接至一个接地体上,这样对于接地装置的泄流能力就提出了比较高的要求,利用建筑物的桩基础作接地装置,具有经济、美观和有利于雷电流场流散以及不必维护和寿命长等优点,混凝土内基础也能满足利用钢筋混凝土作为自然基础接地体的要求,因此建议推广使用。

6、结语

通过对防雷设计图纸技术评价中几个容易忽视问题的分析,我们得到结论,即:防雷类别的确定以及SPD的安装位置及参数选取必须按照防雷设计规范的要求,认真计算相关数据,确定防雷类别,正确安装SPD,只有正确安装,才能在雷击情况发生时,起到安全泄流的作用。此外,还要注意规范中关于接地电阻及各种防护措施如屏蔽、等电位、合理布线的问题,严格控制设计图纸的质量,提高工作质量及业务服务水平。

参考文献

[1]GB50057-94(2000年版),建筑物防雷设计规范[S]

[2]GB50343-2004,建筑物电子信息系统防雷技术规范[S]

[3]02D501-2,等电位联结安装[S]

[4]99(03)D501-1,建筑物防雷设施安装[S]

建筑物防雷设计规范篇(6)

随着现代社会的发展,建筑物的规模不断扩大,其内各种电气设备的使用日趋增多,尤其是计算机网络信息技术的普及,建筑物越来越多采用各种信息化的电气设备。我国每年因雷击破坏建筑物内电气设备的事件时有发生,所造成的损失非常巨大。因此建筑物的防雷设计就显得尤为重要。

直击雷和感应雷是雷电入侵建筑物内电气设备的两种形式。直击雷是雷电直接击中线路并经过电气设备入地的雷击过电流;感应雷是由雷闪电流产生的强大电磁场变化与导体感应出的过电压,过电流形成的雷击。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)规定,建筑物的防雷区划分为LPZOA,LPZOB,LPZ1,LPZn+1等区(各区的具体含义本文不再赘述)。将需要保护的空间划分为不同的防雷分区,是为了规定各部分空间不同的雷击电磁脉冲的严重程度和等电位联结点的位置,从而决定位于该区域的电子设备采用何种电涌保护器在何处以何种方式实现与共同接地体等电位联结。

建筑物直击雷的保护区域为LPZOA区,其保护设计已为电气设计人员所熟知,根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版),设计由避雷网(带),避雷针或混合组成的接闪器,立柱基础的钢筋网与钢屋架,屋面板钢筋等构成一个整体,避雷网通过全部立柱基础的钢筋作为接地体,将强大的雷电流入大地。建筑物感应雷的保护区域为LPZOB,LPZ1,LPZn+1区,即不可能直接遭受雷击区域;感应雷是由遭受雷击电磁脉冲感应或静电感应而产生的,形成感应雷电压的机率很高,对建筑物内的电气设备,尤其低压电子设备威胁巨大,所以说对建筑物内部设备的防雷保护的重点是防止感应雷入侵。由感应雷产生的雷电过电压过电流主要有以下三个途径:(1)由供电电源线路入侵;高压电力线路遭直击雷袭击后,经过变压器耦合到各低压0.38KV/0.22KV线路传送到建筑物内各低压电气设备;另外低压线路也可能被直击雷击中或感应雷过电压。据测,低压线路上感应的雷电过电压平均可达10KV,完全可以击坏各种电气设备,尤其是电子信息设备。(2)由建筑物内计算机通信等信息线路入侵;可分为三种情况:①当地面突出物遭直击雷打击时,强雷电压将邻近土壤击穿,雷电流直接入侵到电缆外皮,进而击穿外皮,使高压入侵线路。②雷云对地面放电时,在线路上感应出上千伏的过电压,击坏与线路相连的电器设备,通过设备连线侵入通信线路。这种入侵沿通信线路传播,涉及面广,危害范围大。③若通过一条多芯电缆连接不同来源的导线或者多条电缆平行铺设时,当某一导线被雷电击中时,会在相邻的导线感应出过电压,击坏低压电子设备。(3)地电位反击电压通过接地体入侵;雷击时强大的雷电流经过引下线和接地体泄入大地,在接地体附近放射型的电位分布,若有连接电子设备的其他接地体靠近时,即产生高压地电位反击,入侵电压可高达数万伏。建筑物防直击雷的避雷引入了强大的雷电流通过引下线入地,在附近空间产生强大的电磁场变化,会在相邻的导线(包括电源线和信号线)上感应出雷电过电压,因此建筑物避雷系统不但不能保护计算机,反而可能引入了雷电。计算机网络系统等设备的集成电路芯片耐压能力很弱,通常在100伏以下,因此必须建立多层次的计算机防雷系统,层层防护,确保计算机特别是计算机网络系统的安全。

由此可见,对建筑物内各电气设备进行防感应雷保护设计是必不可少的一项内容;设计的合理与否,对电气设备的安全使用与运行有着至关重要的作用。

目前,在感应雷的防护当中,电涌保护器的使用已日趋频繁;它能根据各种线路中出现的过电压,过电流及时作出反应,泄放线路的过电流,从而达到保护电气设备的目的。

根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.4条规定:电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流,并应符合以下两个附加要求:通过电涌时的最大钳压,有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。即电涌保护器的最大钳压加上其两端的感应电压应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的最大电涌电压协调一致。

现在,我们根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定的各类防雷建筑物的雷击电流值进行电涌保护器的最大放电电流的选择。

一、一类防雷建筑物

1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定,其首次雷击电流幅值为200KA,波头10us;二次雷击电流幅值为50KA,波头0.25us;根据图1,全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计);首次雷击:总配电间第根供电线缆雷电流分流值为200*50%/3/3=11.11KA;后续雷击;总配电间每根供电线缆雷电流分流值为50*50%/3/3=2.78KA;如果进线电缆已经进行屏蔽处理,其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即11.11KA*30%=3.3KA及2.78KA*30%=0.8KA,而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为11.11*8=88.9KA;即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为100KA,以法国SOULE公司产品为例,选用PU100型。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7条规定,该级电涌保护器应在总配电间处安装,即在LPZOA,LPZOB与LPZ1区的交界处安装。

2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9条规定,在分配电箱处,即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器,其额定放电电流不宜小于5KA(8/20us),故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,额定放电电流为10KA;以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型。

二、二类防雷建筑物

1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定,其首次雷击电流幅值为150KA,波头10us;二次雷击电流幅值为37.5KA,波头0.25us;根据图1,全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计;首次雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为150*50%/3/3=8.33KA;后续雷击:总配电间每根供电线缆雷电流的分流值为37.5*50%/3/3=2.08KA;如果进线电缆已经进行屏蔽处理,其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即8.33KA*30%=2.5KA及2.08KA*30%=0.6KA,而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为8.33*8=66.6KA;即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为65KA,以法国SOULE公司产品为例,选用PU65型。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7条规定,该级电涌保护器应在总配电间处安装,即在LPZOA,LPZOB与LPZ1区的交界处安装。

2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9条规定,在分配电箱处,即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器,其额定放电电流不宜小于5KA(8/20us),故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,额定放电电流为10KA;以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型。

三、三类防雷建筑物

1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定,其首次雷击电流幅值为100KA,波头10us;二次雷击电流幅值为25KA,波头0.25us;根据附图1,全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计;首次雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为100*50%/3/3=5.55KA;后续雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为25*50%/3/3=1.39KA;如果进线电缆已经进行屏蔽处理,其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即5.55KA*30%=1.7KA及1.39KA*30%=0.4KA,而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为5.55*8=44.4KA;即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型,根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7条规定,该级电涌保护器应在总配电间处安装,即在LPZOA,LPZOB与LPZ1区的交界处安装。

2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9条规定,在分配电箱处,即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器,其额定放电电流不宜小于5KA(8/20us),故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,额定放电电流为10KA;以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型。

在供电线路中,电涌保护器的具体安装以较常用的TN-S系统,TN-C-S系统,TT系统为例,示意如下:

1)TN-S系统过电压保护方式

2)TN-C-S系统过电压保护方式

3)TT系统过电压保护方式

综上所述可见,在防雷保护设计中,总的防雷原则是采用三级保护:1、将绝大部分雷电流直接引入地下基础接地装置泄散;2、阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压;3、限制被保护设备上浪涌过电压幅值(过电压保护)。这三道防线,缺一不可,相互配合,各行其责。目前通常作法是以下三点:

1)建立联合共用接地系统,形成等电位防雷体系

将建筑物的基础钢筋(包括桩基、承台、底板、地梁等),梁柱钢筋,金属框架,建筑物防雷引下线等连接起来,形成闭合良好的法拉第笼式接地,将建筑物各部分的接地(包括交流工作地,安全保护地,直流工作地,防雷接地)与建筑物法拉第笼良好连接,从而避免各接地线之间存在电位差,以消除感应过电压产生。

2)电源系统防雷

以建筑物为一个供电单元,应在供电线路的各部位(防雷区交接处)逐级安装电涌保护器,以消除雷击过电压。

3)等电位联结系统

国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(局部修订条文)明确规定,各防雷区交接处,必须进行等电位联结;尤其建筑物内的计算机房等弱电机房,遭受直击雷的可能性比较小,所以在此处除采取电涌保护器进行感应雷防护外,还应采用等电位联结方式来进行防雷保护,本文不再叙述。

作为电气设计人员都非常清楚,建筑物的防雷保护设计是一项既简单又繁琐的内容,但对建筑物的安全使用,电气设备的正常运行有着至关重要的作用,所以还有待于各位电气设计人员作进一步的研究与探讨;同时必须严格按照国家规范,善为谋划,精心设计。本文仅此设计作了一点粗浅的探讨,所以文中不足之处,望同行不吝赐教。

参考文献

建筑物防雷设计规范篇(7)

引言:近年来高层建筑群不断增多,室内安装配置家用电子、电气产品种类齐全,增加了雷击风险,雷电是自然界中的一种放电现象,在放电过程中产生过高压、电流易对高层建筑和室内弱电气产品造成危害,一旦发生雷击事故,不仅造成经济损失,还可能危及居民生命危险,对社会造成不安定影响。我省是连接欧亚大陆的重要门户,是新中国的重工业基地,为了防御和减轻雷电灾害,促进地区经济建设和社会发展,维护国家利益和人民生命财产安全,根据《中国人民共和国气象法》、国务院《防雷减灾管理办法》等相关法律法规,制定了《辽宁省雷电灾害防御管理条例》、《辽宁省防雷装置检测资质管理办法》等相关法规赋予相关防雷部门以公众执法管理权,以保护社会公共安全,符合中国气象事业发展战略规划。由于建筑物防雷装置70%以上属于隐蔽工程,增加了对建筑物防雷装置检测分析和审核验收的难度,因此,为了确保防雷设施的科学性、安全性,必须严格按照《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》及《建筑物防雷装置设计规范》等相关法规按规定流程进行安全检测和合格验收,并要求相关单位重视防雷减灾工作,积极配合气象主管机构做好防雷装置检测及竣工验收工作。

1.防雷装置检测规定和审核验收规范性要求

根据《建筑物防雷装置设计规范》、《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》以及《辽宁省雷电灾害防御管理办法》等相关规定,新建、改建、扩建的建(构)筑物防雷装置必须办理“防雷装置设计审核和竣工验收”行政审批手续,验收并取得由气象主管机构颁发的“防雷装置竣工验收合格证”方可投入使用。根据中国气象局《防雷装置设计审核和竣工验收规定》,凡符合防雷工程专业设计单位和人员必须取得国家规定的资质、资格;申请单位提交的申请材料必须齐全且符合法定形式;需要进行雷击风险评估的项目,提交了雷击风险评估报告这几点条件的予以受理防雷装置审核申请。凡符合防雷装置设计取得当地气象主管机构核发的《防雷装置设计核准书》;防雷工程专业施工单位和人员取得国家规定的资质和资格;申请单位提交的申请材料齐全且符合法定形式予以防雷装置验收申请。

提交审核验收申请后填写相关申报资料,经审核合格的防雷装置方可施工,建设方须着手办理“防雷装置竣工验收”的行政审批。准备相关《防雷装置竣工验收申请书》、《防雷装置设计核准书》及《防雷装置施工质量监督与验收综合检验报告》等全部资料,向政务服务中心气象局窗口提交申请。窗口工作人员根据行政审批相对人提供的材料进行初审,材料齐全填写《防雷装置竣工验收申请书》,由市气象局行政审批办公室受理,并出具受理回执。根据《防雷减灾管理办法》对申报资料进行审批。

防雷装置竣工后,建设单位需提前三天向雷电防护中心提交总验收申请,验收时参加单位有建设单位、防雷检测机构、设计施工单位,且需2名以上工作人员进行现场验收。验收合格的项目则签发《防雷装置竣工验收合格证》,验收不合格的项目则出具《防雷装置整改意见书》,建设方按要求整改后重新申请验收,直到验收合格为止。验收合格后持验收资料到建设行政主管部门备案,作为工程验收依据。

2.防雷装置检测注意事项

2.1对接闪器的检测

建筑物常用的防雷装置检测有接闪器、引下线和接地装置几种,对接闪器的检测首先查看建筑物接闪器的材料、规格及防腐措施,检查是否安装垂直,焊接是否牢固,有无折痕等现象。检查接闪器和引下线的连接处是否可靠,对于多支避雷针可采用滚球法计算受保护范围,并确定建筑物是否在防雷装置有效作用范围内。建筑物接闪器对于建筑物的避雷带,其圆钢直径应大于8mm,扁钢截面积应大于48mm?,厚度大于4mm。检测时可使用铁锤对网带进行敲打,查看是否有焊接或敷设不合理的地方,并及时改善。

2.2对引下线的检测

对引下线装置的检测主要查看是否垂直、稳固,材料的规格是否符合要求,是否遵循最短路径布设原则。应在建筑物的入口、人行道之间距离采取保护措施,保证间距大于等于3.0m;易在距地1.8m处设置断接卡,在距地面1.5m以下设置非金属保护套管;查看引下线是否有变形、弯曲、损伤或腐蚀等情况,发现横截面锈蚀大于t/3时应及时更换;并检查引下线与接闪器、接地装置焊接处是否有漏旱、裂缝等情况,并及时修复。若引下线布设附近有其他设备引线或有平衡电气线路,应查看引下线的过电压是否符合要求。对高度小于40m的水塔,可利用铁梯作为引下线,大于40m时增设一根引下线或使用主钢筋作为引下线,确保被保护对象在有效的防雷装置保护范围内。

2.3对接地装置的检测

接地装置的检测主要是对安装位置、深度、防腐情况及深度和接地阻值的检测,根据建筑物防雷设计图纸查看各项布设及材料等是否合格,对于水塔等较高避雷装置暴露在外面的可使用望远镜对避雷针和引下线进行现场勘查,必要时安排专业人员进行实地检查。对接地装置的检测需要选择多点测量,通过平均法求得该点的接地电阻。

3.建筑物防雷装置检测和审核验收数据审核

对建筑物防雷装置的检测必须符合气象主管机构的规定要求,并按照相关法律法规每年检测一次,并出具检测报告,要求报告数据的公正、准确。对所有数据进行误差订正,记录检测中发现的问题,同时找出该问题相应的规范内容一并写入报告;同时写出整改建议或方案。检测报告的填写要规范并由技术负责人审核,审核无误后由技术人员负责签发并对报告进行存档、分类。检测过程中若发现安全隐患,可要求整改直到复检合格。

4.结语

建筑物防雷装置检测和审核验收是一项繁琐、细致的工作,需要我们相关参与单位了解各项工作标准要求,使建筑物防雷装置符合相关法规要求。对防雷装置进行检测、审核验收要根据防雷设计图纸、隐蔽工程记录等相关资料进行全面检测,判断各防雷装置材料、规格、布设等是否符合建筑物规范设计要求。在进行防雷装置检测、审核验收过程中要做好各部门的配合工作,把防雷工作落实到实处,提高全民防雷意识,确保建筑物的防雷安全性。

参考文献

[1] 王立民 杨慧志 聂燕红 浅谈新建建筑物防雷装置检测与审核验收 科技风

[2] 梅可中 李提科 新建建筑物防雷装置设计审核和检测的规范化服务TU895(A)2012-37

建筑物防雷设计规范篇(8)

雷电灾害,是大自然的规律。建筑物无防雷装置会招致严重的雷击事故,即使建筑物有了直击雷防护措施,而其建设质量存在缺陷,或未设计感应雷防护措施也会造成严重的雷击事故。因此,我们要正确认识建筑物对防雷设施的要求,对一座建筑物而言,如何才能确保建筑物不受雷击损坏及保护建筑物内人员和设备的安全呢?笔者认为应注重抓好以下三个环节的技术防范。

1 防雷装置应包括直击雷、侧击雷和感应雷防护三大部分

一般来说,保护建筑物及建筑物内部设备不受雷电损坏的根本办法就是使建筑物具有一套完善的防雷装置。建筑物防雷装置应包括对直击雷、侧击雷和感应雷的防护三大部分。相对于一座建筑物来说,直击雷是指雷电击中建筑物的天面部分;侧击雷是指雷电击中建筑物的天面以下,地面以上的部分;直击雷、侧击雷防护措施主要保护建筑物本身不受雷电损害,以及减弱雷击时,巨大的雷电流沿着建筑物外墙泄入大地时对建筑物内部空间产生的各种影响;感应雷则是指当雷击发生云内闪、云际闪、云地闪时,在进入建筑物的各种金属管、线上产生的雷电电脉冲和在建筑物内部空间产生的雷电磁脉冲(LEMP),感应雷的防护措施是对这种雷电电磁脉冲起限制作用,从而保护建筑物内各电器设备的安全。

一套完善的防雷装置,为了实现其对不同雷害的防护目的,必须采用接闪、分流、屏蔽、均压、接地等技术措施。因此,建筑物防雷装置应包括接地体、引下线、避雷网格、避雷带、避雷针、均压环、等电位、避雷器共八个技术环节,在2011年10月01日起国家颁布实施新的强制性国家标准《建筑物防雷设计规范》(GB 50057-2010)中都做了明确的规定。显然,建筑物防雷装置的建设是整个社会防雷减灾的基础性的工作。

2 防雷设计与建筑物设计必须同步进行

在建筑物防雷装置的建设过程中,从设计到施工应该分为两个阶段进行。第一阶段是随建筑物一体化施工的直(侧)击雷防护措施,其设计的目的是保护建筑物本身不受雷电损坏以及尽最大可能减弱雷击时对建筑物内的电磁效应,同时为建筑物内部设备的感应雷防护提供必需的基础条件,它的特点是与建筑工程的土建部分同步进行。第二阶段设计的目的是保护建筑物内的设备和人身安全,如通信系统、计算机系统、家用电器等,即建筑物防雷装置的感应雷防护部分。它的特点是与建筑内设备的安装同步进行。在第二阶段应该特别强调的是在安装计算机、通讯设备等等抗干扰(或过电压)能力比较低的电子设备前,首先必须弄清楚设备安装所在建筑物的直击雷防护设施的基本情况,包括:接闪器、网格、防雷接地体的形式及工频电阻值、等电位连接、引下线分布、动力进线形式,高低压避雷器安装等情况。高层建筑(高度>30米)还要了解均压环和玻璃幕墙接地形式及过渡电阻值等基本设计参数,才能确定机房的位置、缆线的分布、接地系统的形式和限压分流等技术方案。否则,脱离实际的设计将带有很大的盲目性。

然而,我市气象防雷管理部门的有关调查资料反映,建筑无防雷设计、不按规范设计、先开工后设计、有设计无施工、不按设计施工等现象普遍存在。这也是我市雷害事故高居不下的主要原因之一,特别是计算机系统、通讯系统、低压供配电系统雷击率极高,这主要是第二阶段工作未按规范进行所致。近年来,我严格按照《中华人民共和国气象法》、《广东省气象管理规定》,等法律法规和技术规范要求,对防雷设计图纸进行严格审查,未经审核合格的不得开工,工程经验收不合格的,不得投入使用,从根本上杜绝无防雷设计和不按规范设计、施工的现象。而作为建设单位,应该一开始就注意防雷设计工作的进度情况,切不可先开工后设计。否则,将造成无法弥补的缺陷,对建筑物及其内部人员、设备安全留下永久性雷击隐患。

建筑物防雷设计规范篇(9)

随着现代社会的发展,建筑物的规模不断扩大,其内各种电气设备的使用日趋增多,尤其是计算机网络信息技术的普及,建筑物越来越多采用各种信息化的电气设备。我国每年因雷击破坏建筑物内电气设备的事件时有发生,所造成的损失非常巨大。因此建筑物的防雷设计就显得尤为重要。

直击雷和感应雷是雷电入侵建筑物内电气设备的两种形式。直击雷是雷电直接击中线路并经过电气设备入地的雷击过电流;感应雷是由雷闪电流产生的强大电磁场变化与导体感应出的过电压,过电流形成的雷击。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)规定,建筑物的防雷区划分为LPZOA,LPZOB,LPZ1,LPZn+1等区(各区的具体含义本文不再赘述)。将需要保护的空间划分为不同的防雷分区,是为了规定各部分空间不同的雷击电磁脉冲的严重程度和等电位联结点的位置,从而决定位于该区域的电子设备采用何种电涌保护器在何处以何种方式实现与共同接地体等电位联结。

建筑物直击雷的保护区域为LPZOA区,其保护设计已为电气设计人员所熟知,根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版),设计由避雷网(带),避雷针或混合组成的接闪器,立柱基础的钢筋网与钢屋架,屋面板钢筋等构成一个整体,避雷网通过全部立柱基础的钢筋作为接地体,将强大的雷电流入大地。建筑物感应雷的保护区域为LPZOB,LPZ1,LPZn+1区,即不可能直接遭受雷击区域;感应雷是由遭受雷击电磁脉冲感应或静电感应而产生的,形成感应雷电压的机率很高,对建筑物内的电气设备,尤其低压电子设备威胁巨大,所以说对建筑物内部设备的防雷保护的重点是防止感应雷入侵。由感应雷产生的雷电过电压过电流主要有以下三个途径:(1)由供电电源线路入侵;高压电力线路遭直击雷袭击后,经过变压器耦合到各低压0.38KV/0.22KV线路传送到建筑物内各低压电气设备;另外低压线路也可能被直击雷击中或感应雷过电压。据测,低压线路上感应的雷电过电压平均可达10KV,完全可以击坏各种电气设备,尤其是电子信息设备。(2)由建筑物内计算机通信等信息线路入侵;可分为三种情况:①当地面突出物遭直击雷打击时,强雷电压将邻近土壤击穿,雷电流直接入侵到电缆外皮,进而击穿外皮,使高压入侵线路。②雷云对地面放电时,在线路上感应出上千伏的过电压,击坏与线路相连的电器设备,通过设备连线侵入通信线路。这种入侵沿通信线路传播,涉及面广,危害范围大。③若通过一条多芯电缆连接不同来源的导线或者多条电缆平行铺设时,当某一导线被雷电击中时,会在相邻的导线感应出过电压,击坏低压电子设备。(3)地电位反击电压通过接地体入侵;雷击时强大的雷电流经过引下线和接地体泄入大地,在接地体附近放射型的电位分布,若有连接电子设备的其他接地体靠近时,即产生高压地电位反击,入侵电压可高达数万伏。建筑物防直击雷的避雷引入了强大的雷电流通过引下线入地,在附近空间产生强大的电磁场变化,会在相邻的导线(包括电源线和信号线)上感应出雷电过电压,因此建筑物避雷系统不但不能保护计算机,反而可能引入了雷电。计算机网络系统等设备的集成电路芯片耐压能力很弱,通常在100伏以下,因此必须建立多层次的计算机防雷系统,层层防护,确保计算机特别是计算机网络系统的安全。

由此可见,对建筑物内各电气设备进行防感应雷保护设计是必不可少的一项内容;设计的合理与否,对电气设备的安全使用与运行有着至关重要的作用。

目前,在感应雷的防护当中,电涌保护器的使用已日趋频繁;它能根据各种线路中出现的过电压,过电流及时作出反应,泄放线路的过电流,从而达到保护电气设备的目的。

根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.4条规定:电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流,并应符合以下两个附加要求:通过电涌时的最大钳压,有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。即电涌保护器的最大钳压加上其两端的感应电压应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的最大电涌电压协调一致。

现在,我们根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定的各类防雷建筑物的雷击电流值进行电涌保护器的最大放电电流的选择。

一、一类防雷建筑物

1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定,其首次雷击电流幅值为200KA,波头10us;二次雷击电流幅值为50KA,波头0.25us;根据图1,全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计);首次雷击:总配电间第根供电线缆雷电流分流值为200*50%/3/3=11.11KA;后续雷击;总配电间每根供电线缆雷电流分流值为50*50%/3/3=2.78KA;如果进线电缆已经进行屏蔽处理,其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即11.11KA*30%=3.3KA及2.78KA*30%=0.8KA,而在电涌保护器承受10/350 us的雷电波能量相当于8/20 us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20 us波形电涌保护器的最大放电电流为11.11*8=88.9KA;即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为100KA,以法国SOULE公司产品为例,选用PU100型。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7条规定,该级电涌保护器应在总配电间处安装,即在LPZOA,LPZOB与LPZ1区的交界处安装。

2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9条规定,在分配电箱处,即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器,其额定放电电流不宜小于5KA(8/20 us),故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,额定放电电流为10KA;以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型。

二、二类防雷建筑物

1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定,其首次雷击电流幅值为150KA,波头10us;二次雷击电流幅值为37.5KA,波头0.25us;根据图1,全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计;首次雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为150*50%/3/3=8.33KA;后续雷击:总配电间每根供电线缆雷电流的分流值为37.5*50%/3/3=2.08KA;如果进线电缆已经进行屏蔽处理,其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即 8.33KA*30%=2.5KA及2.08KA*30%=0.6KA,而在电涌保护器承受10/350 us的雷电波能量相当于8/20 us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20 us波形电涌保护器的最大放电电流为8.33*8=66.6KA;即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为65KA,以法国SOULE公司产品为例,选用PU65型。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7条规定,该级电涌保护器应在总配电间处安装,即在LPZOA,LPZOB与LPZ1区的交界处安装。

2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9条规定,在分配电箱处,即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器,其额定放电电流不宜小于5KA(8/20 us),故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,额定放电电流为10KA;以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型。

三、三类防雷建筑物

1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定,其首次雷击电流幅值为100KA,波头10us;二次雷击电流幅值为25KA,波头0.25us;根据附图1,全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计;首次雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为100*50%/3/3=5.55KA;后续雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为25*50%/3/3=1.39KA;如果进线电缆已经进行屏蔽处理,其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即 5.55KA*30%=1.7KA及1.39KA*30%=0.4KA,而在电涌保护器承受10/350 us的雷电波能量相当于8/20 us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20 us波形电涌保护器的最大放电电流为5.55*8=44.4KA;即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型,根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7条规定,该级电涌保护器应在总配电间处安装,即在LPZOA,LPZOB与LPZ1区的交界处安装。

2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9条规定,在分配电箱处,即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器,其额定放电电流不宜小于5KA(8/20 us),故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,额定放电电流为10KA;以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型。

在供电线路中,电涌保护器的具体安装以较常用的TN-S系统,TN-C-S系统,TT系统为例,示意如下:

1)TN-S系统过电压保护方式

2)TN-C-S系统过电压保护方式

3)TT系统过电压保护方式

综上所述可见,在防雷保护设计中,总的防雷原则是采用三级保护:1、将绝大部分雷电流直接引入地下基础接地装置泄散;2、阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压;3、限制被保护设备上浪涌过电压幅值(过电压保护)。这三道防线,缺一不可,相互配合,各行其责。目前通常作法是以下三点:

1)建立联合共用接地系统,形成等电位防雷体系

将建筑物的基础钢筋(包括桩基、承台、底板、地梁等),梁柱钢筋,金属框架,建筑物防雷引下线等连接起来,形成闭合良好的法拉第笼式接地,将建筑物各部分的接地(包括交流工作地,安全保护地,直流工作地,防雷接地)与建筑物法拉第笼良好连接,从而避免各接地线之间存在电位差,以消除感应过电压产生。

2)电源系统防雷

以建筑物为一个供电单元,应在供电线路的各部位(防雷区交接处)逐级安装电涌保护器,以消除雷击过电压。

3)等电位联结系统

国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(局部修订条文)明确规定,各防雷区交接处,必须进行等电位联结;尤其建筑物内的计算机房等弱电机房,遭受直击雷的可能性比较小,所以在此处除采取电涌保护器进行感应雷防护外,还应采用等电位联结方式来进行防雷保护,本文不再叙述。

作为电气设计人员都非常清楚,建筑物的防雷保护设计是一项既简单又繁琐的内容,但对建筑物的安全使用,电气设备的正常运行有着至关重要的作用,所以还有待于各位电气设计人员作进一步的研究与探讨;同时必须严格按照国家规范,善为谋划,精心设计。本文仅此设计作了一点粗浅的探讨,所以文中不足之处,望同行不吝赐教。

参考文献

1、国家标准 建筑物防雷设计规范GB50057-94(2000年版)北京 中国计划出版社2001

建筑物防雷设计规范篇(10)

当前城市化建设进程明显加快,高层建筑在城市发展中扮演着重要的角色,在节约城市用地空间的同时,更好的满足了社会群体对住房的多元化需求。为保证建筑施工功能的有效发挥,保障社会群体的生命财产安全,应当掌握好建筑电气防雷接地设计要点,以降低建筑工程中的安全隐患,提高建筑物整体使用效果。

1 建筑防雷接概述

1.1 建筑防雷接地的重要性

雷电是大气中的放电现象。雷电产生于雷雨云之中,是发生雷电的先决条件,气象学中,雷雨云叫积雨云。雷电所产生的强大闪电电流、炽热的高温、猛烈的冲击波效应、瞬变静电场和强烈的电磁辐射等物理机械效应,给人类生活带来种种危害。

建筑利用梁、柱、地基梁、桩基等结构钢筋,作为防直击(侧击)雷的做法十分常见,利用建筑物桩基础和地下层建筑物的混凝土基础中的钢筋或混凝土中的金属结构作为接地体时,称为自然接地体,为了均衡电位,降低电位梯度。要对建筑物一定高度以上的侧面,每隔三层设均压环,也就是将引下线与水平层内的圈梁的外侧钢筋焊接成闭合通路。由此,屋面接闪网(针、带、线),引下线,均压环及地基基础的钢筋及金属构件形成一个法拉第笼,这样建筑内各结点形成等电位,而且雷电流也有良好的散流途径。

1.2 建筑防雷接地的类别

防雷装置:包括外部雷电防护装置和内部雷电防护装置。其中内部雷电防护装置又可分为等电位连接系统、合理布线系统、屏蔽系统、电涌保护器等几个部分,它的主要作用是避免雷电流产生的电磁效应影响与破坏需防护空间内的布置。而外部雷电防护装置主要作用是防直击雷,它可以分为引下线、接闪器和接地装置等。等电位联结:是指用电涌保护器或等电位连接导体将分离的导电物体与装置相连,其目的是防止雷电流在两者之间作用产生电位差。雷击电磁脉冲:它是一种由干扰源的直接雷击和附近的间接雷击而引起的电磁效应。该现象大部分是由于雷电流或磁辐射干扰以及被雷电击中装置的电位上升而通过连接导体的干扰。接地:目前最常用的防雷接地方式根据保护对象的不同分为两种,第一种接地是为了保护设备的主要功能而进行的接地,顾名思义,我们将这种接地方式称之为功能性接地,另一种就是为了保护人或者设备不受到雷电的损坏而进行的接地保护,这种接地方式我们称之为保护性接地。

2 民用建筑电气防雷接地设计要点

2.1 防范直击雷的设计要点

为保证民用建筑电气防雷接地设计的合理性,确保有效的防范直击雷,应当从以下几方面入手开展电气防雷接地设计:第一,可以以接闪杆和接闪网等作为接闪器,也可以通过建筑物内的金属类设备作为接闪器,保证这些接闪器满足相关规范,从而有效防范直击雷。一般情况下,高杆铁塔的建筑物大多选用接闪器或防雷击,以保证电气防雷接地设计的合理性。第二,在设计引下线时,应当对建筑物中主钢筋。消防梯等已有设施加以合理利用,并开展规范的测量、外接人工接地体等操作,以保证引下线设计的合理性,从而提高电气防雷接地设计效果,更好的防范直击雷。第三,接地装置设计也是民用建筑电气防雷接地设计中防范直击雷的重要方面,相关设计人员可以对建筑物内的相关设施加以合理利用,在钢筋混凝土土梁以及建筑物周边无钢筋混凝土基础中设计复地接地装置,以铜芯将建筑物内系统设备与接地线有序连接,确保系统之间有序相连,将接地电阻控制在1欧姆以内,从而全面提高民用建筑防雷接地设计的合理性,确保更加有效的防范直击雷。

2.2 防范侧击的设计要点

一般情况下,高层建筑物的高度在六十米以上,在超过总高度20%部分,要设计防范侧击的措施。因此在民用建筑电气防雷接地设计中,应当从以下几方面开展合理设计,以确保民用建筑能够更好的防范侧雷击:第一,在电气防雷接地设计中,应当保证高层建筑物内钢筋结构妥善连接在一起,以有效防范侧击。第二,在引下线设计过程中可以对建筑物内部钢筋加以合理利用,而建筑物外墙金属栏杆以及门窗等金属物若高度合理,也可以应用于电气防雷接地设计中。第三,在建筑电气防雷接地设计中,建筑物内部若存在竖直铺设的金属管道,可以将其底部与顶部进行规范连接,并置于防雷装置以上,以保证建筑电气防雷接地设计的合理性和有效性。第四,气防雷接地设计中可以对建筑物内的组合柱和圈梁加以合理利用,在合理设置均压环的基础上,将竖直铺设的金属管道与均压环规范连接,从而全面提高建筑电气防雷接地设计的安全性和有效性,更好的防范侧击。

2.3 闪电感应设计要点

在建筑电气防雷接地设计中,为更好的对闪电进行感应设计,应当掌握以下设计要点:第一,在建筑物内部的金属设备及装置进行妥善的接地处理,在防雷装置的保护装置上妥善连接相关金属配件,从而提高建筑电气防雷接地设计的合理性与安全性。第二,可以基于建筑物管道以及建筑物内相邻金属物之间的距离远近来开展闪电感应设计,尤其是当相邻金属物之间距离小于100毫米时,应当以标准规格的金属线对相邻金属物进行跨接,以保证闪电感应设计合理性,从而提高电气防雷接地设计的整体效果。

2.4 防闪电电涌侵入的设计

就建筑电气防雷接地设计的具体情况来看,一旦设计不到位,闪电电涌入侵,也会给建筑物造成严重损害。为提高建筑电气防雷接地设计整体效果,保证建筑物的安全性,应当加大力度开展防闪电波入侵的设计。第一,实际设计过程中应当结合线路引入的不同方式以及防范闪电电涌入侵具体因素来选择适宜的低压线路方式。若此低压线路自地下引入建筑物内部,可以直接在电缆入户的过程中开展防雷设计,将电缆入户端直接接入建筑物的防雷装置上,以保证电气防雷接地设计的合理性,并且为后期电缆换接提供便利。应当注意的是,在电气防雷接地设计中,为有效防闪电电涌入侵,应当将电缆上的金属物体与防雷装置有序连接在一起,从而全面提高建筑电气防雷接地设计的科学性和有效性。第二,应当将建筑物内用电设备控制在接闪器的保护范围内,以确保有效防范闪电电涌入侵。通常情况下,为防止闪电电涌入侵对建筑物造成损害,应当对建筑物内的架空或埋地的金属管道进行防雷设计,以保证建筑物安全。

3 高层建筑物的防雷设计要求

3.1 防雷设计中的线缆布设

在高层建筑电气防雷接地设计中,为保证高层建筑物安全,提高电气防雷接地设计的合理性,应当充分做好防雷设计中线缆的布设。也就是说,通过雷电测试,明确雷云高度的基础上,对高层建筑物的高处与侧面进行合理的线路布设,以保证电气防雷接地设计的合理性和有效性。在高层建筑电气防雷接地设计中,通过对钢筋网的合理利用,形成接闪网带,在高层建筑物遭受雷击时,基于引下线促使雷电电荷下行,通过接地装置流入地面,从而降低雷电对高层建筑物所造成的损害。若引下线产生较大的电压降,而线缆未屏蔽,则会与防雷引下线间产生高电位,异体放电加剧,导致绝缘击穿等情况出现。与此同时,一旦线缆带有钢管穿线,能够与防雷引下线等电位联结,从而避免绝缘体被击穿,保证高层建筑物设备的安全。因此在高层建筑物电气防雷接地设计中,应当以钢管配线对高层建筑中的电气线路或有屏蔽层的电缆开展防雷接地设计,如设计条件允许,应当对金属桥架加以合理应用,为线缆提供一个安全空间,从而全面提高高层建筑防雷设计的合理性,提高设备安全性,满足高层建筑电气防雷接地设计的相关标准,切实维护高层建筑物的电气安全。

3.2 防雷设计中应考虑雷电流

雷电流散流的途径是在防雷设计中要考虑的问题。因此电位梯度大,要均衡电位就要降低电位梯度,在高层建筑物中,每三层就要设置均压环,建筑物钢筋会连成一个大的“法拉第笼”,成为一个暗装笼式的防雷网,确保系统安全可靠,可以起到均压和屏蔽的作用,将雷电电流很好的分流,那么在建筑遇到雷电袭击后,就可以避免雷电对建筑造成不良的影响。

4 防雷设计时应注意的问题

4.1 接地系统中存在的问题

接地指的是将流入防雷系统的电流释放到大地,避免使电流能量集中在某一个部位,对被保护设施造成损害。良好的接地才能有效的释放能量,避免发生电压反击。过去的旧规范要求设备单独接地,但是这种做法现在已经不被提倡,而是改为和防雷接地系统共用接地设备。接地是防雷系统中最根本的要求,如果接地质量不合格,则防雷设施的防雷效果都不能表现出来。

4.2 布线设计

合理布线是为了使防雷技术获得更好的效果。现代建筑和电视、电话、照明等管线息息相关,在进行防雷设计时必须把这些因素考虑在内。为了保证接闪时这些管线免受影响,我们要遵照下面的做法:首先要把这些管线放在金属管内,实现屏蔽;其次,要把这些管线的主干线中的垂直部分放在建筑物的中心,缩小电磁波感应的范围。除了考虑管线的布局和屏蔽以外,还应该在必要的线路上加装电涌保护装置。电涌保护是建筑物防雷必须考虑的一个因素。随着各种强弱电设备在建筑物中的广泛使用,其受到雷击的概率也大大增加,因此,加强对高层建筑布线设计中防雷技术的研究已经非常必要。

4.3 分流

分流是雷击电流分解的最常见方式,而分流过程所要遇到的问题主要是少量电流进入电子设备中,这对于不耐高压的设备来说是非常危险的,因此,应充分考虑建筑物雷击时的分流设计。

4.4 屏蔽

在建筑物设计时应尽量选择钢筋作为建筑物防雷的主要材料,使建筑物形成一个等电位的网状结构,使雷击电流实现有效的分流,从而实现屏蔽。设计人员要根据实际需要来设计钢筋的密度,同r要考虑结构的构造因素,因为结构的构造不同,钢筋的密度不同,防雷效果不同。屏蔽不仅能轻松的解决等电位和分流问题,而且对预防雷击电磁波也很有效。

结束语

在建筑工程建设中,建筑电气防雷接地设计是一项重要内容,应当引起相关设计人员的高度重视,尤其是当前社会经济不断发展进步,高层建筑与智能建筑不断发展,对建筑电气防雷接地设计也提出了更高的要求。因此在建筑电气防雷接地设计中,应当掌握好电气防雷接地设计要点,并将其与建筑工程建设实际情况相结合,有效预防电气防雷接地设计中的潜在问题,以保证建筑电气防雷接地设计的安全性和可靠性,确保建筑使用功能的最大化发挥。

参考文献

[1]刚志富.建筑电气防雷接地设计要点[J].硅谷,2015(4):183-183.

[2]刘奇.建筑电气防雷接地设计要点[J].城市建设理论研究:电子版,2015(19).

建筑物防雷设计规范篇(11)

中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号:

前言

随着新时期我国经济的快速增长,人们的生活水平也在不断提升。如今民用建筑物越来越多,一般是六、七层,楼高大概在30米左右,结构大多为刚劲混凝土条形基础和砖混结构。通过对多处民用建筑物施工图纸的分析审核,发现设计人员大多忽略了防雷工作的重要性。设计人员对于国家规定的防雷设计规范了解还不够深入与透彻,在民用建筑物的防雷设计方面存在诸多漏洞。很多设计都无法具体到防雷设计规范的章节,有些参考规范甚至早已过时。这既加强了防雷监管部门的监管难度,也造成了建筑施工的重复建设,造成了人力、物力与财力的浪费。因此,本文将通过研究民用建筑物防雷设计的特点,为忽视防雷设计的工作人员敲响警钟。

一、民用建筑物防雷设计的必要性及其现状

(一)民用建筑物防雷设计的必要性

雷电是大自然的普遍现象,是由大气层在特定的条件下形成的。雷云通过对地面泄放出电荷造成雷击,雷击一般分为三个阶段。第一阶段是先导放电阶段。第二阶段是回击阶段,也称为主放电阶段,这个阶段所需时间很短,但却能产生极大的雷电流,甚至高达几百千安,破坏力非常大,对建筑物、电气设备、电气线路甚至是人畜都会产生直接或间接的影响。雷击的直接破坏表现在雷电所引起的冲击波、热效应和机械效应;间接破坏则表现在其产生的静电效应、暂态过电压以及电磁感应等方面。第三阶段则是余辉阶段。由于雷电会对人们的生活产生极大的影响,因此采取有效措施来防范雷击的不可抗力和危害性成为必然,这样才能减轻民用建筑及住宅居民与内部设备所遭受的危害。

(二)民用建筑物防雷设计的现状

目前,多数的家电设备都是在民用建筑物完工之后,用户自己选择设备,生产厂家或者销售商上门来安装的。由于很多设计人员在建筑物设计阶段没有完善的防雷设计,没有防雷连接的预埋节点,导致了家电进行安装时,无法与民用建筑的防雷设施点进行连接。国家的《建筑物防雷设计规范》明确要求了要在民用建筑物上设置防雷设施。由于设计人员的疏忽或者为了降低设计成本,没有按照规定完成,给人民的生命和财产带来极大的安全隐患。因此,监管部门需要严格监督设计人员在设计阶段预留明显螺栓,为建筑防雷人员的工作带来便利,进行正常的防雷设施安装,避免雷电天气给居民带来危害。

二、民用建筑物防雷的分类及其结构

(一)防雷分类

由于雷电天气的不可控性,人们只能做好防雷措施,在建筑物上安装防雷装置,防止雷击造成人身伤害和财产损失。根据不同的建筑物需要安装不同的防雷装置。根据建筑物的使用性和重要程度,把建筑物防雷类别可以划分为三类,民用防雷类别一般是第二类和第三类较多。对于雷击次数大于0.05次/a并且人员比较密集的公共建筑物和雷击次数超过0.25次/a的住宅或者办公楼等一般性建筑,把它规划为二类防雷建筑。对于雷击次数大于或等于0.01次/a并且小于或等于0.05次/a的人员密集的公共建筑和雷击次数大于或等于0.05次/a且小于或等于0.25次/a的民用建筑或办公楼,划分为第三类防雷建筑。

(二)防雷设计的构成

一般民用建筑物的防雷装置设计构成包括接闪器、接地体、引下线三个基本装置。接闪器是用来接受雷电的,在雷击时直接承受雷电的电流。接闪器就是人们常说的避雷针、避雷线、避雷网和避雷带等单个或者组合装置。引下线,顾名思义就是将接闪器接收到的电流进行引导,流入接地体的导线。一般引下线都是安装在建筑墙体内,避免接触。接地体就是与引下线和地面接触的装置,通常就是防雷设施的预埋件,埋在土壤下层或者建筑物的混凝土中,接地体也有接地线、接地网和接地棒之分。

三、民用建筑物防雷设计特点

(一)防直击雷设计

一般的民用建筑物防雷设计都采用的避雷针和避雷网或者两者兼备,可以利用建筑物顶端的金属面作为简单的接闪器,但要保证和引下线良好的接触,符合规范。对于具有放射性的金属接闪器坚决不允许使用。其他形式的防雷器只能够安装在高杆铁塔的建筑物上。建筑物顶端比较突出的物件,如天线和卫星信号接收器等要保证安装在防雷设施的保护范围之内。如果通过滚球法计算,不在保护范围内并且其他设施又不能进行移动操作,就需要另外再安装避雷针,使它们处于避雷针的保护范围中,并且要将另外接的避雷针与防雷装置进行有效的连接。一般的引下线难以承受超高的雷击电流,在引下线选择时,应该优先考虑建筑物的钢筋混凝土柱或者墙体内的主力钢筋,另外建筑物中的钢柱也可以作为引下线。钢筋混凝土柱中的钢筋作为自然引下线,也可以作为接地装置。接地装置可以利用混凝土中的钢筋,有钢筋混凝土地梁的情况下,需要将地梁内的钢筋连成环状,形成环形接地。

(二)防侧击雷设计

据《防雷规范》,对于高度超过45m的高层建筑物,《防雷规范》有如下规定:

1、对于水平方向外突的物体,当滚球半径为45m的球体从接闪带外垂直下降到地面并接触到了突出的物体时,此时应采取防雷措施。

2、对于高于60m的建筑物,若其上部占总高度的20%并且超出60m的部位,则应采取防雷侧击措施,并且应该符合以下规定:(1)其表面边缘、尖物、设备、墙角以及突出较明显的物体,则应按其屋顶的保护措施进行考虑。(2)在上面布置接闪器时应该符合国家规定要求,接闪器要重点布置在边缘、墙角或者突出明显的物体之上。(3)对于外部金属物,若其下面没有易燃物,铅板厚度超过2mm的情况下时,可将其作为接闪器,除此之外还可以将布置在建筑物垂直边缘处的外部引下线当作接闪器。

3、外墙内外竖直敷设的金属管道及其顶部或者底端,应等电位连接防雷装置。

而在现实中对民用建筑物进行防侧雷击设计时,要注意将钢筋混凝土和钢构架相互连接,采用柱内钢筋作为防雷的引下线,并且30m和以上的栏杆以及门窗等金属物都要与防雷装置相连。对于没有圈梁和组合柱的建筑物,应该每隔三层在外墙内就要敷设一圈镀锌圆钢,若有圈梁和组合柱,则要利用圈梁钢筋作为均压环。均压环应该与防雷装置的引下线相连。

(三)接闪器的设计

接闪器就是通常所说的避雷针或者避雷网,在防雷装置安装过程中,应尽量将避雷针和避雷网结合使用,组合成接闪器系统。避雷网和避雷针材质需要是镀锌的圆钢,安装间距大于一米,安装要保证设备的固定性,并设立较高的保护架,在阳角梯屋顶的四个角上另外安装避雷针或者避雷带。

(四)等电位连接设计

以前的等电位连接往往都被忽视,等电位连接的主要目的是降低建筑物内的金属物件的电位差,消除危险电压的危害,一般是通过进线配电箱旁边的总等电位连接端子板与进线配电箱的PE(PEN)母排或者进出建筑物的金属水管及煤气管道等作等电位连接。

(五)浪涌保护器的选择

一般而言,在选择浪涌保护器时大致可以分为以下五类:一是根据其使用性质来确定浪涌保护器的类型,二是根据其安装位置来确定它的分类水平以及电压保护水平,三是根据系统标称电压来选择浪涌保护器最大持续的运行电压,四是要校验浪涌保护器的电压保护水平,五是要保证浪涌保护器之间的级别配合。

四、防雷设计在生活中的具体体现

接下来笔者将举例说明防雷设计在我们实际生活中的运用,比如地震临时安置房、变电所以及对于民用建筑物内部的电子信息系统的防雷设计进行相关探讨。

(一)地震临时安置房

现今由于我国地震频发,地震所造成的危害巨大。设置地震临时安置房能够方便受灾人群居住,而对于地震临时安置房的防雷设计也是需要格外注重的内容。安置房宜采用架空避雷线或者独立避雷针作为其接闪器,由于这两者的支撑杆多为金属杆体,因此在其长度大于25m时就要增设支撑杆,作为引下线。为了防止雷电流经过金属支撑杆时产生高电位从而对附近金属物造成反击,要求支撑杆与安置房的金属构架间不得低于3m。并且在安装避雷针时,其支撑杆以及金属拉线从地面起的2m内都要采用绝缘材料,并设立警示标识。其雷电反击与引下线的安全距离可用以下公式表示:

其中,I为雷电流幅值,Ri为接电装置的冲击接地电阻,L0则为引下线单位长度电感,di/dt是雷电流的波头陡度,h是引下线单位长度电感。

(二)变电所防雷设计

而对于我国变电所的防雷设计,国家法律法规也有了明确规定,其防雷类别为第三类。凡是变电所内架结构上安装有避雷线、避雷针等防雷措施的,都应该采用集中接地装置。而对其避雷器的安装一般要注意以下几点:第一,未沿着全线架设的35Kv-110Kv进线,为保护断路器或者隔离开关,需安装阀式避雷器或者排气式避雷器;第二,35Kv以上的电缆进线段,在其连接处要安装阀式避雷器。其长度未超过50m或即使超过也符合保护要求的则可只装一组阀式避雷器,否则在其末端要再装一组;第三,具有架空进线35Kv或以上的变电所在其每组母线上都需要安装阀式避雷器;第四,对于3Kv-10Kv的配电装置应在其母线和架空线上都安装有阀式避雷器。

(三)电子信息系统防雷设计

近年来我国智能建筑物发展迅速。然而,由于电子设备绝缘能力差,对于电压和电流的耐热性差,对于电磁干扰也较为敏感等缺点,使得建筑物一旦遭受雷击时就会影响电子设备的正常运行。因此除了要做好建筑物本身的防雷设计,还要加强其电子信息系统的防雷措施。其措施可以参考以下几点:其一,在实际工作中应该充分认识到建筑物防雷方法与其内部电子信息系统的防雷方法既统一又相互独立,不能同等对待,要认识到其异同点;其二,在对电子信息系统进行防雷设计时,要充分考虑到其存在问题,加强弱电设备的防雷监护工作;第三,在建筑物安装电子信息系统时就要提出防雷防护问题,选择品质优良的浪涌保护器,做好经济上与技术上的支持,从而开发出最优的防雷防护系统。

结束语

综上所述,做好新时期民用建筑物的防雷设计,不仅符合国家的安装规定和标准,同时还有利于施工单位、监督部门和检测部门的管理工作。民用建筑物防雷装置,采用上述的技术措施后,基本可以保证避免雷电造成的危害,保护生命和财产安全。但是雷电天气无法控制,雷击事件也具有突发性质,只能在大多数情况下保护建筑物的安全。因此,只有保证建立标准化的防雷装置,才能降低雷电带来的危害,保证人民的生命和财产安全。

参考文献:

[1]黄华伍.民用建筑的防雷设计特点[J].科技风,2011(16).

[2]李雷茹,仇丽凤.浅谈建筑防雷设计在民用住宅上的应用[J].科技创新导报,2011(10).