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随着社会的发展,现代化智能小区越来越多,防雷已引起国家的高度重视,对防雷、防电磁脉冲等保护措施的要求也越来越高,基于以上这些,本文就雷电产生的危害从几方面谈谈建筑电气施工中应注意的防雷问题。
雷电是大气中自然放电现象,它对人类所产生的危害之大已有目共睹,雷击在建筑物上时,雷电压高达几万伏～几千万伏,雷电流高达几万安～几十万安。这种过电压往往会造成建筑物内导线接地不良的金属导体和大型的金属设备放电而引起电火花,从而引起火灾、爆炸,危及人身安全或对电子流造成危害。强大的雷电流形成强大的感应电磁场,对建筑物内的电子设备造成干扰、破坏或者使周围的金属构件产生感应电流,从而产生大量的热而引起火灾。因此要使建筑物内部设备不受雷电损害的根本办法就是使建筑物具有一套完善的防雷措施,为了实现其对不同雷电的防护目的,必须采用接闪、分流、屏蔽、均压、接地等技术措施,因此建筑物的防雷设施应包括接地体、引下线、避雷网、避雷带、避雷针、均压环、等电位、避雷器等几个技术环节,有效利用建筑物架结构相互焊接成网,使整座建筑物形成一个“法拉第笼”屏蔽网,形成统一的等电位系统,保持均压作用。
1 利用基础地梁作为接地装置
建筑物地基的形式可分为无筋扩展基础,扩展基础,柱下条形基础,筏形,箱形基础,桩基础以及复合基础。按GB 50057294第3. 2. 4 条、第3. 3. 5 条、第3. 4. 3 条、第4. 4. 3 条规定,接地装置应在地面50 cm 以下,第4. 3. 5 条还规定:防直击雷的人工接地体距建筑物出入口或人行道不应小于3 m ,当小于3 m 时水平接地体局部埋深不应小于1 m或采取绝缘保护措施。建筑物基础埋深通常由基础自身高度、地面下预埋管线高度及防冻腐蚀深度等因素决定,一般均大于0. 5 m。但是在砌体结构中,墙下条形基础由于建筑防水要求,基础圈梁通常设置于标高- 0. 060 m 处,以代替防潮层,因此不能作为接地体。而柱下条形基础及筏形、箱形基础在基础底面设有肋梁,柱下独立基础及各种类型的桩基础均设有基础拉梁或承台梁,以上都可满足作为基础接地体装置的要求。
2 利用混凝土柱、墙主筋作为防雷引下线
不同结构形式的各类建筑中均设有一定数量的钢筋混凝土柱,如在砌体结构中设置的构造柱,在混凝土结构中设置的框架柱、剪力墙等,柱中钢筋直径按GB 5001122001 建筑物抗震设计
规范第7. 3. 2 条规定砖混结构中构造柱纵向钢筋最小为4<12 ,框架柱配筋通常采用<14 以上螺纹钢筋均可满足GB 50057294 中第3. 3. 5 及4. 2. 1 条要求。柱中钢筋的连接形式通常采用绑扎连接、焊接和机械连接,按照GB 50169292 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范规定,避雷引下线的焊接为搭接焊接,搭接长度为圆钢直径的6 倍,因此,不允许用螺纹钢替代圆钢做搭接钢筋。另外,作为引下线的主钢筋在土建中如果是采用对头碰焊的(在工程中常用的焊接形式有闪光焊和电渣压力焊,均属于对头碰焊) ,应在碰焊处按规范补焊搭接圆钢。
3 屋面接闪器(避雷网、避雷带)
现代建筑艺术除了追求立面上丰富多彩的线条外,对建筑物顶部造型也力求变化。由于新颖的薄壳、双曲面网架等的大量运用,屋面已经不能再简单的分为平屋面和坡屋面,这给防雷带来一定的难度。在设计中除了应按GB 50057294 建筑防雷设计规范中附录二要求的在屋顶外缘和凸出部位等易受雷击处设置避雷带外,直接将屋面结构钢筋作为避雷网的一部分也非常有必要。
出于防水抗裂考虑,屋面结构一般采用现浇混凝土板,其钢筋由上部钢筋和下部钢筋组成,配筋较密,连接点较多,并且板钢筋均与梁钢筋绑扎连接形成通路。凸出屋面的塔楼、楼梯间等也均通过钢筋混凝土柱或构造柱与下层结构相连。因此,当利用建筑本身的钢筋作为接闪器时,在结构钢筋连接的关键部位如柱内钢筋与梁钢筋绑扎点处进行焊接,即可满足形成电气通路的要求,也就是GB 50057294 第3. 3. 5 条条文说明中指出的:“在雷电流流过的路径上,有一些并联的绑扎点时,就会是安全的”。该条文说明同时指出:“利用屋顶钢筋作为接闪器其前提是允许屋顶遭雷击时混凝土会有一些碎片脱开及一小块防水、保温层的破坏”。这对屋面结构损害不大,不会影响到建筑物安全。
还有一些值得注意的是,凸出屋面的金属物如金属架、广告牌、旗杆、太阳能热水器、冷水塔、航空障碍灯等,除了其尺寸符合GB 50057294 第4. 4. 1 条及4. 1. 2 条规定外,由于上述金属物通常用膨胀螺栓固定在面板上,或固定于素混凝土基础上,故需通过可靠的电气连接使其形成电气通路。凸出屋面的非金属物,按GB 50057 第3. 3. 2 条规定应安装接闪器并与屋面防雷装置连接。
4 等电位
GB 50057294 建筑物防雷设计规范(局部修订条文) 明确规定,各防雷的交接处必须进行等电位联结;尤其是建筑物内的计算机机房等弱电机房,遭受直击雷的可能性比较小,所以在此处除采用电涌保护器进行感应雷防护外,还应采用等电位联结方式进行防雷保护。
在实际施工中,按照GB 97SD567“等电位联结安装”第7 页做法,固然很好,但对于大工程,从等电位端子箱(MEB) 预埋镀锌扁铁到各联结对象,实际施工很难准确的一次到位(因相关的设备位置不一定很确定) 。本人认为可在大工程的变电所或建筑物的电源进线箱处设“MEB”。为可靠起见“, MEB”必须有两点与接地网连接,可利用与“MEB”连通的地梁中主筋(一般> <16) ,互相可靠焊通引至各接地预埋块或钢筋抽头,其效果可视同国际图集做法,这样可省工省料,且钢筋暗敷于混凝土基础梁内不易锈蚀,保证可靠。MEB 预留的端子可供邻近联结点引接或作备用。
5 均压环
接闪装置在接闪雷电时,引下线立即产生高电压,会对防雷系统周围的尚处于低电位的导体产生旁侧闪络,并使其电位升高,进而对人员和设备构成危害。为了减少这种闪络危险,最简单的办法是采用均压环,将处于低电压的导体等电位联结起来,一直到接地装置。室内的金属设施、电气装置和电子设备,如果其与防雷系统的导体,特别是接闪器装置的距离达不到规定的安全要求时,应该用较粗的导线把它们与防雷系统进行等电位联结。这样在闪电电流通过时,室内的所有设施立即形成一个“等电位岛”,保证导电部位之间不产生有害的电位差,不发生旁侧闪络放电。完善的等电位联结还可以防止闪电电流入地造成的低电位升高所产生的反击。
为了彻底消除雷电引起的毁坏性的电位差,就特别需要实行等电位联结,电源线、信号线、金属管道等都需要过电压保护器进行等电位联结,各个内层保护区的界面处同样要依此进行局部等电位联结,最后与等电位联结母排相连。
6 结语
以上是我
核心提示：
