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建筑防雷论文8篇

时间:2023-03-17 18:01:05

建筑防雷论文

建筑防雷论文篇1

关键词:建筑物防雷保护

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

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

建筑防雷论文篇2

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

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

建筑防雷论文篇3

建筑用电安全中,供配电系统线缆是影响用电安全与可靠性的重要因素。应当注意两个重点,一是高层建筑如果配备了备用发电机组,发电机组与市电之间应当建立备自投关系;二是消防负荷与非消防负荷,应当设置在不同的母线段以保证消防电源安全。尤其是消防与非消防负荷,在母线段上的接线必须彼此独立互不干扰,以保防消防系统在遇到安全事故时不会失电。在发生火灾时,消防控制室应当能切断非消防负荷电源,对火灾蔓延进行最大程度的限制,但安全照明、防恐慌照明、排水泵等非消防负荷电源不应切断。消防系统的备用照明应当采用氧化镁电缆,根据情况采用吊架安装或沿电缆架安装的方式,具备火灾时持续运行3h的能力。喷淋水泵应当在火灾时具备持续运行时间1h的能力,防排烟风机、加压风机、加压泵等应当具备火灾时1h持续运行能力,线缆可选择NH型耐火电缆或氧化镁电缆,用防火架敷设。非消防系统线路在火灾时将参与燃烧,因为普通聚氯乙烯绝缘电缆在燃烧时将产生滚滚浓烟和大量有毒气体,应采用元卤阻燃耐火材料电缆。

2构建用电安全防范系统

高层建筑应当设置用电安全防范系统,对建筑本体的用电安全进行监控,并防范安全事故的发生和扩大。目前通常采用构建电气火灾监控系统的方法,对配电线路剩余电流和电缆温升进行监控,从而迅速判断供配电系统是存在用电安全问题,是高层建筑防范用电安全事故的有效措施。监控系统的导线选择、线缆敷设、电源及接地等,都应与消防系统的配置要求相同。同时,还需要根据功能分区、风险系数来合理设置系统的监测点,并与火灾自动报警系统相协调,对建筑用电安全进行实时监控和防范。

3高层建筑防雷措施

3.1高层建筑的防雷接地策略

高层建筑的防雷系统包括内部防雷接地与外部防雷接地,外部防雷接地有接闪器、引下线、均压环、避雷带、接地网等,内部防雷接地有笼式避雷网、专用接地装置等。高层建筑的防雷接地网,是水平方向由钢筋绑扎或焊接形成的网格,如同一块独立的平板,在该平板上附加一定长度的竖向钢筋接地体用以改变接地网电容。接地网的埋设并不是越深越好,应当根据地质情况设计埋深。引下线起到将避雷带与自然接地体连接起来构成雷电流通路的作用,在高层建筑中通常利用柱或剪力强的主筋做为引下线,逐层串联至屋顶避雷线。避雷带由避雷线和支持卡子组成,设置于建筑物易受雷击的女儿墙等部位,起到引雷效应,通过引下线将雷电流引向接地网最终传输至大地,防止建筑体遭受雷击。除了外部防雷措施外,还需要构建内部防雷措施。

3.2侧击雷的防范措施和等电位联结

侧击雷危害主要来自于窗框架、栏杆、建筑表面装饰物等部位,侧击雷一般不需要专门设置接闪器来防范,可以将窗框架、栏杆、表面装饰物接到建筑钢构架或钢筋主体上接地,或利用均压环就近与防雷装置接地。由于高层建筑的施工往往电气预埋、门窗、幕墙等并非同一队伍施工,在交接和施工配合上需要注意,以免留下盲点,通常情况下是从圈梁主筋引出圆钢或扁钢,与接地端子搭焊连接。等电位连接,就是用连接导线或过电压保护器,将一定空间内的防雷装置、金属装置、导体物、电气电讯装置等连接起来,以使建筑物地面、墙板、金属管、线路等处于同一电位,避免在建筑物内部产生雷电反击及危险的接触电压。

3.3电子设备屏蔽措施

建筑防雷论文篇4

关键词:雷电防护,高层建筑,防护手段。

中图分类号:TU97文献标识码: A

正文

一、引言

随着经济的发展和城市人口的增多,高层建筑如雨后春笋般拔地而起,遭受雷击的案例也越来越多。据不完全统计,进入21世界以来的十几年间,全国因雷击造成直接经济损失在百万元以上的事故就有近400多起,每年因雷电灾害造成人员伤亡数千人。高层建筑在社会中起到很重要的作用,许多商业写字楼往往将银行、公司、酒店等多种功能的场所集中在一起,人员密集,电子通讯设备繁多,电力系统复杂,一旦遭受雷击将会造成巨大的经济损失。

雷电防护是一种保护建筑物及人身安全、电力系统及其他一些装置和设施免遭雷电损害的技术措施,也是近年来愈发重要的一门学科,其保护内容涉及建筑物、发射塔、输电线路、加油站、航空、军事等重要领域及工作生活场所。

一、雷击对高层建筑的常见侵袭途径

1、 直接雷击

对一般高层建筑外部来说,所属建筑物、建筑物天面设备和电力线及传输线都有可能遭受直接雷击,即使在避雷针保护范围之内的设备也有被雷电绕击的可能。直击雷的特点是能量大,电力线发生直接雷击,容易发生火花放电,引起火灾,同时,雷电流通过电力线进入机房,也可能击中电源及设备。传输线发生直接雷击,可能导致线路焦化、短路、致使传输中断。

2、侧击雷

对于高层建筑来说,不仅屋顶容易遭受直击雷的雷击,在滚球半径以上的侧面,外墙的电线、金属门窗、外挂空调机、节日彩灯和轮廓灯都容易遭受侧击雷的侵袭,损坏设备、烧毁线路甚至危害人身安全。因此高层建筑要做好相应的侧击雷防护措施。

3、电磁感应

当雷击发生时,将在雷击点附近产生电磁场。当雷电流沿着高层建筑的引下线和内部钢筋向下泄放时,由于电磁感应原理,整个建筑物会处在一个强大且变化的电磁场中,这个电磁场很容易使正在工作的电子设备产生过电压或浪涌故障,即使是一些与外界没有联系的系统,也可能在雷响过后发生瘫痪。研究建筑物内部的

雷击电磁脉冲是非常必要的。

4、雷电波侵入

架空高压输电线路和金属管道在进入高层建筑物时,线路管道附近有可能被雷电击中而产生过电压和静电感应,通过供电线路进入设备使设备造成损坏。

5、地电位反击

地电位反击是雷电流入地瞬间,由于地电位不同而产生的电位差,沿接地线到达设备的外壳、电力线的中性线以及直流地的基准电位点。

二、防雷设计原则、依据、标准及规范

设计原则 :

(1)保障高层建筑内的人身安全;

(2)保护高层建筑主体以及各处电子设备不受直击雷影响和破坏;

( 3)保护高层设备不受侧击雷的破坏;

(4)尽可能保护建筑内设备和电力系统不受雷击各项效应破坏;

设计依据:

根据高层的建筑结构、防雷等级、当地年平均雷暴日、楼高、建筑材料、土壤电阻率、以及测量的数据等资料,结合相关技术指标以及GB50057-94 《建筑物防雷设计规范》以及其他相关行业规范标准等综合考虑制定。

设计标准、规范:

GB50057-94 《建筑物防雷设计规范》 02D502-2 《等电位连接图集》

GB/T 21431-2008 《建筑物防雷装置检测技术规范》 03D501-4 《接地装置安装图集》

99D562(原99D501-1)《建筑物防雷设施安装图集》 JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》

IEC61643-12 《低压配电系统的电涌保护器选择和使用导则》

IECI312《雷电电磁脉冲的防护 》

DL/T 620―1997 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》

三、 防雷检测

对高层建筑的防雷设计比较科学的方法是首先进行雷电风险评估。雷电风险评估综合了建筑物所处的地理、土壤、气象以及建筑物使用、设备等情况,进行高层建筑防雷设计时,不能单纯的从建筑物使用性质来确定防雷类别。全面执行防雷管理办法,提高产品和工程质量。

四、防雷措施

1、 接地网

当发生雷电时,雷电流通过引下线向自然接地体周围大地泄流外散,土壤呈现的电阻称为接地电阻,接地电阻公式:Rd=p*ε/c,我们从公式可以得出一个结论:当增大接地网的面积,接地电阻将减小。接地网是指水平方向由钢筋绑扎或焊接成的网格,水平钢筋组成的接地网可以近似看成一块独立的平板,它的电容主要由它的面积决定的。在设计利用底板接地网做自然接地体时,不应认为自然接地体埋得越深,接地电阻就越小,应通过地质勘探报告了解周围的土质情况。

2、引下线

引下线的作用是将避雷带与自然接地体连接在一起,使雷电流构成通路。在高层建筑中利用其柱或剪力墙中的主筋做为引下线,随主体结构逐层串联焊接至屋顶与避雷线连接。为了安全起见每条引下线不应少于两根主筋,主筋的截面不应小于Φ16mm。 在高层建筑的设计、施工中,利用其结构主筋做引下线,这样做具有经济、实用、易于操作的特点,由于现浇混凝土内的引下线不易氧化,所以具有使用寿命长的特点。按建筑物的防雷类别适当减小引下线的间距,这样做可以迅速分流,降低反击电压。

3、避雷带

避雷带由避雷线和支持卡子组成,避雷带应设置在建筑物易受雷击的层檐、女儿墙等处,其作用是引雷效应,雷电流通过引下线向大地泄流,避免高层建筑物雷击。

4、均压环

在高层建筑的设计和施工中,除了防止雷电的直击外,还应防止侧向雷击,超过30米高的建筑物,应在30米及其以下每隔三层围绕建筑物外廓的墙内做均压环,并与引下线连接。保证建筑物接构圈梁的各点电位相同,防止出现电位差。

5、内部防雷接地装置

高层建筑除了采用外部防雷措施外,还应采用内部防雷措施。

笼式避雷网利用建筑物柱、剪力墙内的竖向钢筋迅速分流并疏导雷电流,与板内水平钢筋形成笼网状,在一定程度上屏蔽雷电流产生的电磁感应,还可以达到良好的均压环及等电位作用。现代高层建筑物内重要的强、弱电机房多采用笼式避雷网,因此建议在高层建筑的防雷接地系统的设计和施工中,将内部防雷接地装置与外部防雷接地装置结合起来,构成统一的防雷接地系统,防雷效果将是最理想、安全和可靠的。

四、总结

目前随着计算机、通讯、控制(3C)技术的发展,对防雷接地系统提出了更高的要求,以保证建筑物内的各种设备的正常工作。高层建筑的雷电灾害必须引起我们的高度重视,必须加强对防雷设计进行研究、审核、检测和验收等一系列规范化管理,从而达到高层建筑防雷的真正安全。

参考文献:

[1] GB50057―1994,建筑物防雷设计规范[S].

[2] 孙景梅.高层建筑的防雷[J].设计建筑电气,2001

[3] 夏光文.高层住宅接地与设备接地系统[J].建筑电气,2001.

建筑防雷论文篇5

关键词:雷电;建筑幕墙;防雷设计

0.引言

建筑幕墙是建筑的保护结构,在建筑结构中并不承担任何的建筑荷载,因此建筑幕墙的建设材料一般选用金属和板材。正是因为建筑幕墙建设材料的使用中包含了金属材料,建筑物很容易在雷雨天气中遭到雷击,给建筑物带来毁灭性的损毁,给人民带来不可估量的灾难。针对雷电的形成原理和雷电对人命的伤害,在设计建筑幕墙时根据这些理论可以有效地设计出安全的建筑幕墙。

1雷电的基本理论

1.1雷电的形成原理

在空中一定的高度中,云中的小水滴在气流的带动下,形成大水滴与小水滴两种。一般情况下,较大的水滴中带有正电荷,较小的水滴中带有负电荷。带有负电荷的水滴在气流的带动下会凝聚在一起,形成带有负电荷的雷云,而带有正电荷的水滴会在重力的作用下落向地面形成雨,有的则漂浮在空中。在带有负电的雷云影响下,经过静电作用,大地表面形成大量的正电荷聚集,雷云与大地之间形成了一个巨大的电容器,当电容器的电场强度达到一定零界点时,这个大电容器之间就会发生放电现象。

1.2雷电对建筑物的危害

雷电的形成有时会因为地面的建筑物的高低或形状的不同而起到促进的作用。地面附近的电场强度分布根据地面的建筑物的分布的不同而不同,在一些较高的建筑物表面形成的电场强度要比较低的建筑物表面形成的电场强度要强的多。建筑物自身的电场分布也是不均匀的,一般在建筑物的最高层以及边缘地带的电场分布较为密集,所以电场强度也建筑物的其它地方大的多,一般高层建筑物的屋顶有许多的金属制品,这就造成了较高建筑物容易被雷击的现象。

2建筑物的防雷设计

建筑幕墙是建筑物独立的保护结构,所以提及建筑幕墙防雷就不可避免的要联系到建筑物防雷,建筑幕墙防雷的装置要与建筑物的防雷设备相结合,形成一个整体的防雷系统。因此要设计建筑幕墙的防雷技术,首先要了解建筑物防雷的设计。

2.1建筑物防雷的基本原则

根据不同地区雷击的现象的发生频率,选择性的针对地区建筑物做防雷工作,对于雷击现象频发的地区所有的建筑物都应设计防雷,建筑物自身的用途和重要性也是防雷的考虑因素,要综合性的考虑建筑物防雷设计的必要性。

2.2建筑物的防雷装置

根据相关规定,所有的防雷建筑物要针对直接雷击和雷电波侵入采取相应的防雷措施。建筑物的防雷设备有三个主要部分分别为接闪器,引下线和接地装置。

3建筑幕墙的防雷设计

3.1幕墙防雷设计原则

建筑幕墙的防雷设计原则是:用导体将幕墙本身的横,竖龙骨连接到一起,建筑幕墙的网格尺寸要根据建筑物的防雷等级而定,通过网格自成一个防雷体系,在建筑幕墙网格制作好以后,将幕墙网格与建筑物自身的防雷装置连接到一起,形成一个完整的防雷体系。通过完整的防雷体系,建筑物受到雷击之后,雷击产生的巨大电流可以快速的通过防雷系统传送到大地,整个体系保护了幕墙和建筑物避免了雷击的破坏。

3.2幕墙的防雷设计

根据相关防雷规定,从建筑物的重要性,使用价值和发生雷击事故的概率将建筑物防雷分为三个等级,同样在同等级的建筑物上的幕墙也划分为一类防雷幕墙,二类防雷幕墙,三类防雷幕墙三种防雷幕墙。

3.3 建筑幕墙的防雷措施

建筑幕墙的防雷措施主要分为两种:一防顶雷;二防侧雷。

3.3.1 防顶雷的方法

高层建筑物在受到雷击时,建筑物的屋顶会有很大的雷击电流,一般施工单位建设建筑幕墙的顶部时通常采用金属材料对建筑幕墙封顶,这样,在超出女儿墙的建筑幕墙就很容易被雷击,尤其是在转角的地方是雷击发生的最高的地方,所以,在拐角处的防雷设施十分的重要。

施工中一般采用在女儿墙上布置防雷网,见图1。

3.3.2防侧雷的方法

一般情况,高层建筑幕墙顶部的防雷网只能防止顶部雷电的袭击,并不能解决电流在顶部侧面的绕击效果,所以,在高于建筑幕墙30米以上的建筑部分,依据建筑物层间高度在每隔2到3层采用直径为8毫米的圆钢装置一圈避雷网。并将避雷针引出线与避雷网进行连接构成一体。

一般情况下采用的防侧雷方法是:针对一类建筑防雷幕墙采取每隔4米或5米以内的幕墙立柱与避雷网进行连接;针对二类建筑防雷幕墙采取每隔8米或10米以内的幕墙立柱和均压环进行连接。在立柱与立柱之间连接的材料也是有规定的,一般采用的材料有电阻必须小于4欧姆的铜制编制线。

3.3.3钢结构建筑的幕墙防雷措施

现代建筑物结构中钢结构的应用越来越广泛,在一些体育馆,车站或高层建筑物中都广为应用。在钢结构体系中,所有的钢材都是连接在一起,使得钢结构本身就构成了一个完整的防雷网体系。因此,在给钢结构的建筑物做建筑幕墙时只需要将幕墙的骨架按照建筑物的防雷标准做好防雷网格,同时连接好钢架结构与的建筑幕墙的防雷网格。这样就能达到钢架结构的防雷标准。

4结束语

上文所述的是建筑幕墙的防雷设计方法和注意事项,值得提醒的是,在建筑幕墙工程施工结束以后要进行严格的工作验收,对建筑幕墙的防雷体系进行验收时,要特别注意防雷网格中各个节点处的施工是否满足上文所述的内容,要确保建筑幕墙整体的导电体系畅通无阻,并且其电阻应小于4欧姆。

参考文献:

[1]吴语晨,陈建东,李建超.玻璃幕墙工程技术规范应用手册[ M] .北

京:中国建筑工业出版社, 2010

[2]戴士军,苏邦礼.雷电与避雷工程[ M] .广州:中山大学出

版社, 2012

建筑防雷论文篇6

关键词 防雷装置;设计审核;常见问题

中图分类号TU895 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)64-0023-01

0 引言

雷电是对人类生产生活影响较大的一类气象灾害。雷电基础理论主要研究雷电天气的发生、发展、消亡全过程中其内在本质的规律。雷电防护技术主要研究找安全可靠、技术先进、经济合理的措施和手段。我国是一个社会经济的迅猛发展的发展中国家,当前各类建筑物和工业企业的建筑任务越来越多,雷电灾害导致的建筑物受损也较大,防雷装置的设计和审核在防灾减灾中的作用越来越重要。做好防雷图纸审核工作对于防范雷电灾害具有十分重要的现实意义。本文依据当前的国家标准及相关防雷的法律法规,主要讨论当前防雷图纸审核工作中存在的一些问题,这对理顺工作思路,更好的完成防雷装置设计审核工作具有一定的参考价值。

1 防雷装置设计审核工作中几个常见问题探讨

1.1 加强防雷装置审核中的知识学习

防雷装置设计审核的问题主要在防雷分类、接闪器保护范围的计算等几个方面。理解和掌握防雷装置审核中的知识架构对提高设计审核能力的重要基础。防雷装置设计审核需要多学科交叉运用的复杂知识系统,其由理论层、应用层、基础层三部分构成。在理论方面:需要掌握当前科技发展水平下,对雷电机理、活动规律、作用方式和防护方法的科学认识。在应用方面:掌握雷电防护技术服务过程中,所使用的现行有效的标准、规范,以及防护方法和采取的措施。如《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000版)、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004、雷击风险评估等。在应用方面:雷电防护技术服务过程中所涉及到的各类专业基础知识和相关知识。如电学、气象、地理、地质、建筑、电力、通信、计算机、石油化工、计量测量等。

1.2 防雷装置审核中的防雷分类界限不清晰

在防雷装置审核中,发现一些特殊的建筑物适用规范时分类不确定,这也是防雷分类界限不清晰所导致的一个问题。例如一些建筑物根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94应该划为第二类防雷建筑物。但从预计雷击次数等条件来判断,应划为第三类防雷建筑物。建筑物的防雷分类界限模糊时,若就高设计则会导致浪费过多,建筑费用消耗过大,在经济上不合理;但若是就低设计则雷击风险增大,防雷设计先天不足。

1.3 加强防雷装置设计中的裙房避雷带审核

有很多建筑物为了节省成本,在设计时不设置避雷带。尤其是一些在塔楼建筑物,其裙房设计往往忽略避雷带设计。事实上,忽视裙房避雷带往往给建筑物带来较大的雷击风险。有些例子中滚球半径能达到45m,但避雷针的保护范围不足30m,很多塔楼建筑物的裙房有近30m宽,不在避雷针的保护范围之类。因此在防雷装置审核中必须加强审核,确保裙房避雷带或避雷网能满足规范的要求。

1.4 建筑物防雷装置设计中的暗敷避雷带加短针保护问题

在某些建筑物的防雷设计中发现,若依据为双支等高避雷针的保护范围的计算,发现女儿墙顶面的保护半径远远大于0.4m,能够起到保护的到女儿墙的作用。但2GB50057-94附录四中有关滚球法的规定比较模糊。一般来说,接闪器保护范围的外侧滚球法不能同接闪器内侧同等适用,此时采用暗敷避雷带加短针的形式也没有做明敷的效果好,而且设置暗敷避雷带是有条件限制的。一些规定是最低要求,是不能向下突破的,但提高要求在防雷技术层面上是允许的,除避雷针存在有效高度外,防雷装置设计技术标准取值是开放域,一般只设定一基准值和取值方向,对某一防护对象而言,在具体取值时要具体问题具体分析,综合考虑安全可靠、技术先进和经济合理因素。

1.5 重视接地装置审核

接地是防雷装置审核中的重要问题之一。一般来说,接地装置的组成包括引下线、接地母线、汇流排、垂直接地体和水平接地体等。其中,垂直接地体和水平接地体 通常称地网,地网的接地电阻值达到设计要求是十分重要的。我国各规范中都指明,“设计除应执行本规范的规定外,尚应符合国家现行有关标准和规范的规定”,因此评价时就不能只着眼于设计说明上提到的规范,还应根据被保护物的特点,查看相关规范、标准(含标准图集)的规定,若相关规范、标准中有其它要求,或虽为同类要求但要求严格程度高时,应要求设计单位作相应变更。因此,在接地体型式的选择、接地体屏蔽作用分析、屏蔽效应分析以及土壤电阻率的确定都必须仔细审核,认真设计。

1.6 防雷装置设计审核的几个关键点

在防雷装置设计审核中,有几个关键点需要把握,掌握这几个审核要点,能提高审核效率。要点主要包括:合理确定待审建筑物的防雷属性分类;直击雷的保护措施审核;侧直击雷的保护措施审核;雷击电子脉冲保护措施审核;建筑物内的电源等设施的过电压保护措施审核;感应雷的保护措施审核等。

2 结论

总之,防雷装置设计审核的目的是确保建筑设计工程设计文件的质量符合国家的法律法规,符合国家强制性技术标准和规范,确保建设工程的质量安全,以保证国家和人民的生命财产安全不受损失。为提高审核能力,我们需要掌握一定的专业基础理论,熟悉了解相关的业务技术知识,建立科学的防雷理念,全面、准确地理解和运用标准、规范。

参考文献

[1]机械工业部.GB50057-94建筑物防雷设计规范[M].北京:中国计划出版社,2000.

建筑防雷论文篇7

关键词:高层建筑 玻璃幕墙 防雷技术 措施

中图分类号:TU208文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)01(b)-0000-00

随着我国社会经济的快速发展,建筑装饰行业也得到了飞速发展,很多高层建筑物中都运用了玻璃幕墙。然而随着玻璃幕墙在高层建筑物中的应用越来越广泛,怎样做好高层建筑玻璃幕墙雷电防护工作已经成为影响玻璃幕墙发展的一个重要因素。本文就结合当前我国高层建筑玻璃幕墙应用的基础上,重点对其防雷技术进行详细的探讨,以便使其能够达到国家防雷标准。

1 高层建筑玻璃幕墙设置防雷系统基本原理

雷电主要是通过直击雷、侧击雷、雷击电磁脉冲、雷电波入侵这四种形式来破坏建筑物,所以在高层建筑玻璃幕墙设置防雷系统主要是为了防止以下三种:直击雷、侧击雷、雷击电磁脉冲。

1.1.直击雷的预防

当前我国建筑物主要由三部分来对直击雷进行防治,即接闪器、引下线以及接地装置。所以人们可以充分利用以上三部分来满足高层建筑玻璃幕墙的防雷系统。经过研究发现,高层建筑玻璃幕墙在防直击雷时的基本原理为:对玻璃幕墙最上部分女儿墙的立柱、盖板充分利用起来,跟建筑物防雷系统可靠连接进而使其有效结合在一起,从而使建筑幕墙能够承受非常大的雷电流,一旦有雷电流经过可以将这些电能量经过高层建筑物的防雷系统,快速的传送到地下,这样就可以使两个独立的防雷系统有效结合在一起,形成一个防雷整体,减少和避免雷电击中建筑物或者玻璃幕墙所产生的热效应和机械力对玻璃幕墙的破坏,进而在最大程度上提高高层建筑玻璃幕墙防直击雷的效果。

1.2.侧击雷的预防

接闪器正常情况下是安装在高层建筑幕玻璃墙的顶部,其弊端就是对电流的侧面横向发展没有相应的预防作用。当前我国主要采用以下方法来对侧击雷进行相应的预防,即高层建筑玻璃幕墙在其三十米以上的部位,确保每三层就要有一圈均压环设置,而且设置的均压环还要跟玻璃幕墙自身金属结构的和建筑物防雷系统有效结合在一起,在这里需要注意的是每幅幕墙都要与原有的建筑物防雷体系可靠连接,且连接点数量都要在两个以上。

1.3.雷击电磁脉冲的预防

雷击电磁脉冲从本质上来说就是一种信号的干扰源,高层建筑玻璃幕墙在防雷击电磁脉冲时的基本原理为:将玻璃幕墙的铝合金立柱和横梁这两部分有效利用起来,使他们能够成为建筑物的大空间屏蔽,另外还需要注意的是,在玻璃幕墙防雷网格范围内,对于上下两个具有防雷要求的立柱必须确保他们连接贯通,而且必须用铝合金板在两个立柱断开处连接,除此之外,铝合金角码还要在立柱和横梁之间进行跨接。

2 雷电对玻璃幕墙高层建筑的危害

相关的统计表明,我国每年有3500人左右会受到雷击,给社会带来的经济损失高达一百亿元以上。由此可以看出,雷电的频繁发生,已经对我国人民财产、生命以及社会经济健康发展带来了巨大的危害,严重影响着我国社会的快速发展。因此,相关部门必须采取相应的措施,制定出方针政策,决不能心存侥幸心理,因为,一旦出现雷击现象,将会给人们、社会带来不可挽回的损失,这些损失不是能够金钱来衡量的,所以在高层建筑玻璃幕墙设置防雷技术已经迫在眉睫。

2.1.雷电流危害的分类

当前国际公认的十大自然灾害之一就有雷电灾害,由此可以看出,雷电灾害对人类的危害是非常大的。根据雷电的性质,可以将雷电危害主要分为以下三方面:一是直接雷击危害。该危害主要是指在发生雷电时,直接击中在大地、建筑物等物体上,从而能够在第一时间产生电效应、机械力效应的一种危害,该雷电对人类造成的危害是巨大的;二是间接雷击危害。该危害主要是指在发生雷电时,由于周围的导体会产生相应的电磁感应和静电感应,从而会致使金属之间有电火花的产生的一种危害;三是雷电电磁波侵入的危害。当发生直击雷或者是雷电感应现象时,会通过一些金属将其引入高层建筑物内,进而会有闪击现象发生的一种危害。

2.2.雷击对玻璃幕墙高层建筑的危害

雷电就是其大自然中一种常见的放电现象,就雷电流本身来说它是一种强度非常大的电流,并且可以在极短的时间内造成很强的破坏的一种瞬间就会发生的过程。雷电流能够在瞬间释放出非常大的具有高电压、强电流、瞬时性以及随机选择性的强大能量,正常情况下雷电电压就能够达到数百万伏的电压值,瞬间电流也能够达到几十万安培,由此可以看出,无论是雷电电压还是雷电瞬间电流值都是非常大的,所以说雷击能够在瞬间释放出巨大的脉冲电流,而这些脉冲电流能够在瞬间产生非常大的机械能和热能,并且还能诱发脉冲过电压、过电流,从而融化击中的金属物体,这样就会使物体的水分由于受到巨大的热膨化,而产生非常巨大的机械力,严重的就会在瞬间发生爆炸现象,对周围的建筑物、设施、环境、人员等造成严重的危害,而且还会中断通信设施,从而造成系统瘫痪,进而造成非常严重的后果,有时候雷电发生时,会使周围的温度剧烈升高,这样就会使周围的建筑物发生自燃,引起触电、火灾等危害的发生。

高层建筑玻璃幕墙对地表的电场分别也有着一定的影响,比如使其地表的电场出现畸变等现象,而且就装有玻璃幕墙的建筑物来说电场强度比一般建筑物更加大,这就为雷电的快速发展创造了有利条件,而且高层建筑玻璃幕墙也会离放电云层相对来说较近一些,所以它比其他的建筑更容易造成到雷击危害。

3 高层建筑玻璃幕墙设置防雷的措施

接闪器、引下线和接地装置这三部分是构成我国高层建筑玻璃幕墙防雷装置的主要结构。女儿墙的盖板是玻璃幕墙最高部分的设置地点,这主要是由于该部位是自然设立良好导体的最佳要求,该部分的电场强度也是非常巨大的,这样就会非常自然地吸引过来雷电先驱,从而致使该部位是出现雷击概率最大的地方。所以在设置防雷装置时,必须将女儿墙的盖板跟高层建筑物防雷设施有效的连接起来,这就是我们所说的防雷系统的接闪器,这样连接的主要作用是更加快速、有效的接受雷电流,并且还能够帮助雷电流以最安全的方式通过高层建筑玻璃幕墙的防雷设施,进而传输到大地,从而在最大程度上起到防雷的作用。高层建筑玻璃幕墙接闪器的主要作用是预防雷电流的直接雷击,而对于雷电流的侧面横向发展没有预防作用。因此,在高层建筑及玻璃幕墙设置防雷时主要通过以下几个方面:

(1)接地体用基础内的钢筋网来完成,并且还要确保焊接连通桩、承台和地粱这三部分之间的连接,然后再通过地梁焊接形成最终的闭合网格,最后再使用φ16mm的镀锌圆钢把无地梁处焊接连通;

(2)要充分利用好结构柱主筋,使其经过相应的焊接连接后作为引下线,并且还要用箍筋焊接每一层的柱筋,使其最终成为短路环,然后再将基础接地体跟引下线这两者焊接连通起来,最终跟接闪带之间焊接连通起到良好的防雷效果。

(3)高层建筑玻璃幕墙通过引下线竖向主龙骨,用铜或热镀锌钢作为竖向主龙骨的跨接,这里需要注意的是铜和钢制品的横截面一定要确保在50mm2以上,另外,还可以使用40mm x4mm的铝合金制作的具有伸缩功能的“欧姆弯”来作为竖向主龙骨的跨接,然后使用两个M8的不锈钢在连接处的上下压接对穿螺栓,压接时一定要确保使用不锈钢平垫和弹簧垫。另外还要在引下线竖向主龙骨的最上部分和最下部分以及均压环部分,都必须将竖向立柱和均压环之间有效连接在一起,从而起到很好的防雷效果。

(4)用均压闭合来焊接天面封顶层的外圈梁,然后再将其跟引下线进行焊接连通。高层建筑玻璃幕墙也可采用接闪杆对其进行保护,接闪杆的高度必须确保是在50cm以上,使用截面不小于176mm2以上的热侵镀锌圆钢作为材料。接闪杆要设置在高层建筑玻璃幕墙周围最容易受到雷击的部位,可以安装在建筑物的阳角位及尖顶的部位,并与建筑物本身的接闪带就近作好的电气连接。

4 高层建筑玻璃幕墙的防雷工程施工过程中的要求

根据近几年高层建筑玻璃幕墙的防雷工程资料和竣工经验,高层建筑玻璃幕墙防雷技术在设置过程中需要注意以下几个方面:

(1)高层建筑玻璃幕墙防雷技术必须严格按照我国《建筑物防雷设计规范》(GB500057―2010)的要求来进行设计。

(2)根据《建筑物防雷设计规范》(GB500057―2010)标准要求,引下线截面必须符合以下要求:玻璃幕墙竖向主龙骨可以作为引下线使用,在使用扁钢制品作为竖向主龙骨跨接焊接时,其截面必须在50mm2以上且厚度不小于2mm。

(3)根据《建筑物防雷设计规范》(GB500057―2010)标准要求,机械强度必须符合以下要求:高层建筑玻璃幕墙在进行接闪时,雷电流会通过玻璃幕墙将电流传输到大地,在这个传输过程中会有电动力作用的产生,因此,针对高层建筑玻璃幕墙金属部件之间一方面要采用焊接方式进行连接,另一方面还可以使用压接方式把金属的厚度压缩到≥4mm。

(4)确保高层建筑玻璃幕墙全部的连接处都是良好的电气连接,其中过渡电阻在0.03Ω以下,而防雷接地的电阻,必须严格按照《建筑物防雷设计规范》(GB500057―2010)标准要求进行设置,达到国家规定的相应标准。

(5)在高层建筑玻璃幕墙防雷工程竣工后,必须经过国家相关部门的检测,确保该防雷技术达到了国家相关规定标准后,才能真正实现竣工。

5 结论

综上所述,随着我国建筑行业的快速发展,楼层建筑变得越来越高,而高层建筑玻璃幕墙防雷技术跟高层防雷设施形成了防雷整体系统,对预防雷击起着非常重要的作用,而且能够在最大程度上降低雷电给人们带来的巨大危害。

参考文献

【1】陈军第 高层建筑玻璃幕墙防雷施工与应用分析[期刊论文]-建材与装饰2013(10)

建筑防雷论文篇8

关键词:建筑 电气工程 防雷

引言

在科学技术日新月异的新时代,随着社会经济的发展,现代人们的生活物质水平也得到了大幅度提高,因此在现代的房屋建筑中,电气设备也越来越多,从而为人们创造美好生活奠定了坚实的基础。然而由于近几年来经报道的雷电灾害屡见不鲜,由于雷电的袭击给人们的生活和生命财产安全造成了极大地影响,甚至给社会带来巨大的损失。尽管随着科学技术的日新月异和建筑行业的高速发展,现代建筑的防雷措施都非常完善,然而由于电子科技的高速发展和智能化建筑的不断涌现,从而使得现代建筑必须要进行电气工程防雷,从而才能提高建筑的防雷水平,确保用户的生命财产安全,与此同时,随着建筑行业的高速发展,建筑行业中各种先进的技术层出不穷,从而为建筑电气工程防雷创造了有利的条件。但是,就目前建筑电气工程防雷的实际情况而言,传统的防雷方式和技术已经不能够满足现代建筑的需要,因此,为了提高建筑电气工程防雷水平,还必须要加大对建筑电气防雷的分析研究力度,从而才能够总结出更加科学完善的建筑电气工程防雷技术,进而才能够为社会的安居乐业和经济的高速发展奠定坚实的基础。本文从雷电的形成及其危害出发,对建筑电气工程防雷进行了深入的分析,然后对建筑电气工程防雷问题进行了详细论述。希望能够起到抛砖引玉的效果,使同行相互探讨共同提高,进而为我国今后的建筑电气工程防雷起到一定的参考作用。

一、雷电的形成及其危害

1雷电的形成

雷电是一种大气放电现象。当太阳把地面晒得很热时,地面的热空气携带大量的水汽不断地上升到高空,形成大范围的积雨云,积雨云的不同部位聚集着大量的正电荷或负电荷,形成雷雨云,而地面因受到近地面雷雨云的电荷感应,也会带上与云底相反极性的电荷。当云层里的电荷越积越多,达到一定强度时,就会把空气击穿,打开一条狭窄的通道强行放电。当云层放电时,由于云中的电流很强,通道上的空气瞬间被烧得灼热,温度高达6000—20000℃,所以发出耀眼的强光,这就是闪电,而闪道上的高温会使空气急剧膨胀,同时也会使水滴汽化膨胀,从而产生冲击波,这种强烈的冲击波活动形成了雷声。

二、建筑防雷

1外部防雷装置与内部防雷装置

国际电工委员会编制的标准(IEC1024-1)将建筑物的防雷装置分为外部防雷装置和内部防雷装置。外部防雷装置由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。接闪器是指避雷针、避雷带和避雷网,它位于建筑物的顶部,其作用是引雷或叫截获闪电,即把雷电流引下。引下线,上与接闪器连接,下与接地装置连接,它的作用是把接闪器截获的雷电流引至接地装置。接地装置位于地下一定深度之处,它的作用是使雷电流顺利流散到大地中去。内部防雷装置的作用是减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁效应以及防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害。除外部防雷装置外,所有为达到此目的所采用的设施、手段和措施均为内部防雷装置,它包括等电位连接设施(物)、屏蔽设施、加装的避雷器以及合理布线和良好接地等措施。

2防雷电感应和雷电波侵入

雷电放电时,在附近导体上产生的静电感应和电磁感应,它可能使金属部件之间产生火花。因此被保护建筑物内的金属物接地,是防雷电感应的主要措施。首先,是做好等电位联结。对一、二类防雷建筑物内平行或交叉敷设的金属管道,其净距小于100mm时,应采用金属线跨接,是防止电磁感应所造成的电位差能将小空隙击穿,而产生电火花,每隔≤30m做好接地。

由于雷电对架空线或金属管道的作用,雷电波可能沿着这些管线侵入屋内,危及人身安全或损坏设备。因此,做好进线端的防雷保护,做好均压环及防侧击雷是防雷电波侵入的主要措施。 一、二类防雷建筑低压进线全线采用直埋地引入,将线路架空引入户内时不少于15m的一段应换电缆(金属铠装电缆直埋地,护套电缆穿钢管)进户,并在架空与电缆换接处做好避雷保护。二类防雷建筑当架空线直接引入时,除在入户处加装避雷器,并将进户装置铁件做好接地外,靠近建筑物的两根电杆上的铁件也应做好接地,且冲击接地电阻≤30Ω,所有弱电进线的保护应同强电进线。防雷建筑要做好均压环及防侧击雷保护。均压环从三层开始,环间垂直距离≤12m,所有引下线、建筑物的金属结构和金属设备均与环可靠连接,均压环可利用结构圈梁内的钢筋(钢筋必须贯通成环路)。一类防雷建筑30m以上,二类防雷建筑45m以上,三类防雷建筑60m以上,要做好防侧击雷保护,沿建筑物外墙做一周水平避雷带,带与带间垂直距离≤6m,外墙上所有金属栏杆,门窗均与避雷带可靠连接,避雷带再与引下线可靠连接。竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置可靠连接,目的是在于等电位,并且由于两端连接使其与引下线形成并联线路,使雷电流更讯速的入地。

3防雷电流经引下线和接地装置时产生高电位对金属设备或电气线路反击的措施

目前建筑物内大多采用共同接地装置,当雷直击于本建筑物防雷装置时,假设流经靠近低压电气装置处接地装置的雷电流为20KA,当冲击接地电阻=1Ω时,接地装置上电位升高为20KV,而一般室内低压装置的耐冲击电压最高为8KV。其结果就使低压电气装置绝缘较弱处可能被击穿而造成短路,发生火灾、损坏设备,这是非常危险的。

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