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隨著我國經濟的高速發展,高樓大廈越來越多。而南方的春,夏,秋季都是雷電多發的季節,建筑物是雷擊的高發區,由于雷擊往往會引起人員傷亡,火災等重大事故,所以建筑物防雷必需引起各類建筑設計和施工人員的高度關注。
一 民用建筑物的防雷分級
根據建筑物本身的特征,重要程度和使用性質,以及雷電事故的可能性及其后果,民用建筑物防雷可分三級:
1 一級防雷建筑物
指具有特別重要用途的建筑物。如國家級的重要辦公,聚會場所,檔案,資料館,大型博展建筑,特大型鐵路客運站,國際性航空港,通訊樞紐,大型旅游建筑,國際化港口,客運站,國家級重點文物保護的建筑物等。特別值得注意的是,高度超過100米的建筑物也是屬于一級防雷建筑,隨著經濟的發展,這類建筑物已經在我國的大,中,小各類城市隨處可見。
2 二級防雷的建筑物
指重要的或人員密集的大型建筑物。如省,部級辦公及會議場所,博物館,展覽館,體育,交通,廣播,商業,影劇院,省級重點文物保護的建筑物等。另外19層及以上的住宅建筑和高度超過50米的其他民用建筑物也屬于二級防雷建筑物。
3 三級防雷建筑物
三級防雷建筑物有以下幾種:1建筑物的年計算雷擊次數大于等于每年0.05次,或者通過調查確認需要防雷的建筑物。2建筑群邊緣中最高或位于建筑群邊緣高度超過20米的建筑物。3高度15米以上的煙囪,水塔等孤立建筑物和構造物。4歷史上雷電事故較多,較嚴重地區的建筑物。
二 各級防雷建筑物的保護措施
防雷裝置由接閃器,引下線盒接地裝置組成。而建筑物防雷的保護措施主要是指接閃器,包括避雷針,避雷網,帶管等地安裝位置和安裝形式,以及引下線材料,根數及間距的選擇,接地裝置的選擇和接地電阻的確定。
1 一級防雷建筑物的保護措施
(1)對接閃器的要求
防直擊雷的接閃器應裝設在建筑物易受雷擊的部位,如屋角,屋脊,女兒墻或屋檐上的避雷帶,并在屋面上裝設不大于10m×10m的網絡。若利用金屬物體和金屬屋面作接閃器時,應符合以下要求:①金屬板之間具有持久的貫通連接; ②當需要防金屬板雷擊穿孔時,其厚度不應小于下列數值:鋼板5MM,鋁板7mm,鐵板4 mm;③不需要防金屬板雷擊穿孔和金屬板下無易燃物品時,其厚度不小于0.5 mm;④金屬板無絕緣覆蓋層。
(2)對引下線的要求
防止直擊雷時所采用的引下線應首先考慮利用建筑物鋼筋混凝土中的鋼筋,然后再考慮做人工引下線。同時引下線的上部應與接閃器焊接,下部室外地坪下0.8~1 m處焊出一根C/12 mm或者40 mm ×4 mm的鍍鋅導體,此導體伸向室外距外墻的距離不小于1m。
防直擊雷引下線數量和間距要符合下列規定:①單獨設置的引下線,其根數不應少于兩根,其間距不應大于18M; ②當利用建筑物鋼筋混凝土作為防雷裝置的引下線時,其數量沒有具體規定,但間距不應大于18m。但建筑物外輪廓各個角上的柱筋應被利用作引下線,這點要特別注意。
另外,在采用多根單獨設置的引下線時,為了便于測量接地電阻以及檢查引下線,接地線的連接狀況,宜在各引下線距地面1.8m以下處設置斷接卡箱,以便測定接地電阻值。另外在易受機械損壞的地方,地面上約1.7M至地面上0.3m的這一段引下線應加保護設施。
(3)對防雷接地裝置的要求
防雷接地裝置應首先考慮利用建筑物鋼筋混凝土基礎內的鋼筋作為自然接地裝置。其次再考慮人工接地裝置。
建筑物的基礎有各種形式,當基礎采用一硅鹽酸為基料的水泥和周圍土壤的含水量不低于4%以及基礎的外表無防腐層,或有瀝青質防腐層時,鋼筋混凝土基礎內的鋼筋宜作接地裝置,但應符合以下要求:①每根引下線處的沖擊接地電阻不宜大于5歐姆;②敷設在鋼筋混凝土中的單根鋼筋或圓鋼,其直徑不應小于10mm. ③利用基礎內鋼筋作為接地體時,每根引下線距地面0.5m以下的鋼筋表面積總和不應少于4.24Kc;④應在與防雷引下線相對應的室外埋深0.8~1m處,由被利用作為引下線的鋼筋上焊出一根C/12mm或40mm×4mm鍍鋅導體,這些導體伸向室外距外墻皮的距離不宜小于1m。
(4)防感應雷措施
為防止靜電感應產生火花,建筑物內的金屬物和突出屋面的金屬物均應接地。金屬屋面和鋼筋混凝土屋面周邊每隔18~24m應采用引下線接地一次,防靜電的接地裝置可與防直擊雷的裝置共用一組接地體,其電阻取兩者中的最小值。屋內防感應雷的接線干線與接地裝置的連接不應少于兩處。
(5)防雷電波的侵入
為防止雷電波的侵入,進入建筑物的各種線路和金屬管道宜采用全線埋地引入,并在入戶端將電纜的金屬外皮,鋼管及金屬管道可靠地與接地體連接。
另外,進出建筑物的各種金屬管道及電氣設備的接地裝置應在進出建筑物處與防雷接地裝置連接。
(6)防側擊雷和等電位措施
建筑物高度超過30m時,30m以上部分應采取下列防側擊雷和等電位措施①建筑物內鋼結構和鋼筋混凝土的鋼筋應互相連接;②應利用鋼柱或鋼筋混凝土內鋼筋作為防雷裝置的引下線;③應將30m及以上部分外墻上的欄桿,金屬門窗等較大金屬物直接或通過金屬門窗埋鐵與防雷裝置相連;④垂直金屬管道及類似金屬物,當整個建筑物的全部為鋼筋混凝土結構,或為磚混結構但有鋼筋混凝土組合柱和圈梁時,應將其各種豎向金屬管道每三層與圈梁連接一次。
2 二級防雷建筑物的保護措施
(1)對接閃器的要求
防直擊雷宜采用裝設在屋角,屋脊,女兒墻或屋檐上的環狀避雷帶,并在屋面上裝設不大于15m×15m的網格。突出屋面的物體應沿其頂部四周裝設避雷帶。
(2)對引下線的要求
防雷裝置的引下線應優先利用建筑物鋼筋混凝土中的鋼筋,對鋼筋的要求與一級防雷措施中要求相同。
為防雷裝置專設引下線,其數量不應少于2根,間距不大于20m。
當利用建筑物鋼筋混凝土中的鋼筋作為防雷裝置的引下線時,其引下線的數量不作具體規定,間距不應大于20m,但建筑物外廓各個角上的鋼筋應被利用。
(3)對防雷接地裝置的要求
防雷裝置應首先考慮利用自然裝置接地,然后考慮人工接地裝置。接地裝置的沖擊接地電阻應小于或等于10歐姆。對其他的具體要求與一級防雷建筑的措施相同。
(4)防雷電波的侵入的要求
與一級防雷建筑的防雷電波侵入的要求相同。
二級防雷建筑的其他要求與一級防雷建筑的要求相同。
3 三級防雷建筑物的保護措施
三級防雷建筑物的保護措施的一般要求與二級防雷建筑物的保護措施相同。執行時按二級防雷建筑的保護措施要求進行。不同之處有以下幾點:
(1) 防直擊雷措施的接閃器
防直擊雷宜在建筑物屋角,屋檐,女兒墻或屋脊上裝設避雷帶或避雷針。
當采用避雷帶保護時,應在屋面上裝設不大于20m×20m的網格。采用避雷針保護時,被保護的建筑物及突出屋面的物體均應處于接閃器的保護范圍內。
(2) 引下線
首先考慮采用建筑物鋼筋混泥土中鋼筋作引下線。然后考慮專門設引下線。當專門設置引下線時,其引下線的數量不應少于2根,其間隔距離不應大于25m.構筑物的防直擊雷裝置引下線一般可以一根,但其高度超出40m時,應在相對稱的位置上裝設兩根。
(3) 防雷電波侵入措施
對進出建筑物的所有金屬管道和電器管線,均應采用可靠接地。其接地沖擊電阻值不宜大于30歐姆。