建筑物防雷设计规范十篇

时间:2023-04-06 13:21:31

建筑物防雷设计规范

建筑物防雷设计规范篇1

关键词:LPS(防雷装置) LPMS(雷击电磁脉冲防护) LPL(雷电防护水平)

中图分类号:TU89 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)12(a)-0051-02

“雷电”这个词自古以来就一直伴随着人类的生活,并且给我们人类的生活造成了不小的影响。如何做好雷电的防护工作对人类来说是一项重大而艰巨的任务,而建筑物的雷电防护更是值得我们去研究与探讨的一项重要问题。为此我们国家于2008年和2010年颁布了GB/T 21714《雷电防护》标准体系和GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》两部国家标准,为我国建筑物的防雷保护提供了设计的参考依据。

1 防雷装置(LPS)

防雷装置(LPS)用于减少闪击击于建(构)筑物上或建(构)筑物附件造成的物质性损害和人身伤亡,由外部防雷装置和内部防雷装置组成。内部防雷装置是由防雷等电位连接与外部防雷装置的间隔距离组成,外部防雷装置是由接闪器、引下线和接地装置组成[1]。

根据GB/T 21714.3中的定义建筑物的外部LPS分为分离的和非分离的两种。对于分离的雷电防护系统(LPS),如果接闪器位于多个分离支撑杆上,每个支撑杆至少应安装一根引下线。支撑杆为金属材料或互联钢筋,则不需另外的引下线。如果接闪器为避雷线,则避雷线的每一支点至少需要一根引下线。如果接闪器为避雷网,则每一支撑线的末端至少需要一个引下线。对于非分离的LPS,引下线的数量不应少于2 根,且最好围绕建筑物的周边等间隔尽可能沿建筑物暴露在外的墙角设置[2]。

在LPS的设计上GB/T 21714和GB 50057两规范是有一定的差别的。比如接闪器的主要尺寸、位置、布局和设计方法上GB/T 21714采用的是保护角法、滚球法或网格法,LPS的分类分为四类,建筑物滚球半径分别为20 m、30 m、45 m和60 m,网格尺寸分别为5×5、10×10、15×15、20×20;而GB 50057采用的是滚球法或网格法,LPS的分类分为三类,建筑物滚球半径分别为30 m、45 m和60 m,网格尺寸分别为5×5或6×4、10×10或12×8、20×20或24×16。

2 雷击电磁脉冲防护(LPMS)

雷击电磁脉冲(LEMP)是指雷电流经电阻、电感、电容耦合产生的电磁效应,包含闪电电涌和辐射电磁场[1]。雷击电磁脉冲(LEMP)的防护措施系统叫LPMS,它与电磁兼容(EMC)有密切的关系,前者是后者的一个特殊部分,两者都致力于电子系统对电磁骚扰的抵御。LEMP的分析是建立在EMC的理论基础上的,LPMS要借助EMC 的许多措施,而不一定要另起炉灶。特殊之处在于LEMP来源于非常强烈的雷电放电过程,量值高而概率小。LPMS担负的是不让电子设备永久性损坏或电子系统永久性失效,LPMS器件要通过巨大的能量。

GB/T 21714标准体系将综合防雷体系看成由雷电防护系统(LPS)和LEMP防护措施系统(LPMS)组成[2]。LPS针对建筑物实体和生命体的防护,LPMS针对电气电子系统的防护。应该强调的是,在综合防雷体系中,这些措施不是孤立的,而是作为一个整体来综合考虑的。一种防雷措施对于多种雷电危害都有防护效果,同样,另一种雷电危害的防护需要考虑多种措施的综合作用。

3 GB 50057和GB/T 21714标准体系的差异

从建筑物防雷的分类上来说GB 50057按照雷害后果的严重性、建筑物的重要性和年预计雷击次数直接将建筑物的防雷划分为三类,并对三类防雷建筑给出了明确的雷击防护措施要求,GB/T 21714则不硬性划分建筑物的防雷类别。而是按照4类损害源、3种损害类型、4种损失类型和相应的4种风险来划分,根据风险评估,按雷电流幅值出现概率,考虑防护的雷电流的最大和最小值范围划分I、II、III、IV类雷电防护水平(LPL),然后对应于LPL定义雷电防护系统LPS的I、II、III、IV级,依据必要性和经济合理性原则选择合适的防雷措施,使风险降低到可接受的程度。

从防雷的接收面积来看两个标准规范也存在着一定的差异。如图1所示,GB 50057是当建筑物高度H100 m时,按扩大宽度D=H计算接收面积。而GB/T 21714则是对平坦大地上的孤立建筑物,按建筑物上各点以斜率为1/3的直线向地面投射的面积计算接收面积,而对于形状复杂的建筑物、建筑物的一部分的接收面积的计算和服务设置接收面积的计算也给出了说明。

此外,从设计者的角度而言,GB 50057规范已经应用成熟,可操作性很强,且必须满足对各类防雷建筑物的防雷措施规定要求,设计的自主性较小,应该说是比较适合目前国内设计的习惯的。而GB/T 21714应该说是刚开始应用,需要设计根据具体的风险评估和技术经济型评价选择合适的防雷措施,有较强的设计自主性和适应性,对设计的专业水平和设计协调能力要求较高。

从实际情况来看,两个规范标准各有自身的优势和缺点。目前,国内设计采用较多的是GB 50057这本防雷设计规范,但是如果在设计过程中能够充分考虑GB/T 21714中的相关内容来加以互补,那么我们可以相信我们的建筑物防雷工程应该能够比现在做的更为出色。

参考文献

建筑物防雷设计规范篇2

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.

建筑物防雷设计规范篇3

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

建筑物防雷设计规范篇4

关键词 岳飞庙;防雷保护;设计

中图分类号TU895 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)40-0021-02

0 引言

古建筑是某一地区、某一时代文化发展的标志,历经沧桑的古建筑因为所具有的独特造型和风格以及丰富的历史文化内涵,成为我国历史文化的宝贵遗产。然而古建筑多为木质或砖木结构,若建筑防雷稍有疏忽,就可能成为雷击对象,引发火灾,造成不可挽回的损失。据统计,建国以来,雷击古建筑火灾约占古建筑火灾的15%左右,而未引发火灾的雷击事故就更多了。现存的古建筑中有很多是遭雷击受损后修复或重建的,因此古建筑的防雷安全工作事关重大,加强古建筑物的综合防雷是非常有必要的。

岳飞庙址位于河南省安阳市汤阴县城内西南街,是一处完整的古建筑群。现有面积4 000多m2,殿宇建筑近百间,坐北朝南,外廊呈长方形。临街大门为精忠坊,木结构牌楼。属于部级重点保护建筑。

通过现场勘察,根据《建筑物防雷设计规范》、《古建筑木结构维护与加固技术规范》、《建筑物防雷设施安装》图籍中“古建筑防雷作法”等标准,对岳飞庙古建筑群进行了综合防雷设计。

1 岳飞庙防雷类别的确定

根据GB50165-92《古建筑木结构维护与加固技术规范》第5.3.1条的规定,古建筑分为三类:第一类:部级重点保护的古建筑;第二类:省、自治区、直辖市保护的古建筑;第三类:其他古建筑[1]。根据古建筑物的特殊结构和对防雷的要求,将古建筑物防雷标准纳入到建筑物防雷设计规范GB50057-94之中。根据《建筑物防雷设计规范》,建筑物的防雷分类根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果来确定[2]。部级重点文物保护单位的古建筑物根据其大小至少应划为二类以上防雷建筑物。

2001年,岳飞庙被国务院公布为全国重点文物保护单位,其建筑规模较大,而且整个建筑群以木结构为主,遭受雷击时极易起火燃烧,将造成无法弥补的巨大损失。根据GB50057-94规定,第一类防雷建筑物是指有爆炸危险,因电火花而引起爆炸,会造成巨大损失和人身伤亡者。因此岳飞庙古建筑群应按照第一类防雷建筑物标准进行防护。

2 岳飞庙外部防雷设计

对岳飞庙古建筑群的防直击雷措施主要从接闪器、引下线、接地装置等几个方面进行设计。

2.1 接闪器

根据《建筑物防雷设计规范》,岳飞庙古建筑群按照第一类防雷建筑物级别进行直击雷防护,在各祠宇屋顶上安装尺寸不大于5m×5m或6m×4m的避雷网格。在屋脊、屋檐上暗敷避雷带,为保持古建筑的美观,避雷带应沿古建筑物屋脊的轮廓弯曲,避雷带应高出正脊、斜脊、屋檐瓦当的高度20cm。在脊顶、宝顶、宝顶、尖塔、塑像、兽头、人物、挑檐等处用Φ16以上的铜棒做避雷小针,使整座祠宇建筑最易受雷击的部位均处于接闪器的保护范围内[3]。全部接闪器共需使用紫铜棒Φ16×50cm94根、Φ18×80cm22根、Φ18×100cm的43根、Φ18×120cm的18根和Φ25×50cm的3根。使用紫铜既耐腐蚀,又与古建筑相匹配,不会影响岳飞庙的原貌。

2.2 引下线

防雷引下线根数与雷电流分流的大小成正比,与每根引下线所承受的雷电流成反比,因此在引下线设置不合理时,易产生雷电反击及其二次危害。各祠宇多为砖木结构,应采用明敷,敷设时应注意引下线要对称,为保持各祠宇的外型美观,在间距符合规范的前提下,尽量不要在正面敷设引下线,引下线的间距不应大于12m。岳飞庙内东西厢房、岳云祠、四子祠、岳珂祠、孝娥祠等面积较小,每座祠宇只需对称的引下线两根便满足要求。精忠坊因外形较大,应在其四角设置引下线。

2.3 接地装置

古建筑物接地装置的布设应根据其用途、性质、地理环境和游客多少等情况来选择结构方式和位置。在岳飞庙内做接地装置时应注意游客集中场所与地下管线路的安全距离。对于面积较小的几个祠宇的接地装置应连接成一体,构成均压接地网,使接地网界面以内的电场分布均匀,减少跨步电压对游客的危害,同时减小地面电位梯度大而产生的反击高压危害。为降低雷击跨步电压对游客的危害,当接地体距建筑物出入口或人行道小于3m时,接地体局部应埋深1m以下,若深埋有困难,则应敷设50mm~80mm厚的沥青层,其宽度应超过接地体2m。埋在土壤中的接地装置,其连接应采用焊接,并在焊接处作防腐处理[2]。

3 岳飞庙内部防雷设计

为了加强对古建筑物文化遗产的保护和监管,各文物保护管理单位在古建筑群内设置监控、电话、消防、照明等设施,增强了古建筑物的防雷安全隐患,因此在做好外部防雷的同时,还应做好等电位连接、安装SPD、合理布线、接地等内部防雷。

1)电源系统的防雷:岳飞庙内各祠宇的高度一般较低,电源线不易采用架空线路引入,因此应采用穿钢管埋地敷设的方式引入电源线路,并且在引入端电源箱内安装电源浪涌保护器;

2)把各类金属管包括铠装电缆的金属外皮在相应的防雷交界区处就近与防雷接地或建筑基础地作等电位连接,使沿各类金属管和电缆侵入的雷电流及时泄入地中。各祠宇内防雷电感应的接地干线与接地装置的连接不应少于两处。同时在天馈线、通讯、电话线、信号线路进入各祠宇时安装信号浪涌保护器;

3)岳飞庙古建筑群各祠宇内外安装的监控摄像系统,在保护范围内,金属外壳应接地,并与各祠宇的防雷接地连接;在摄像头端安装三合一避雷器,作为对摄像头电源、信号、控制的雷电防护。在监控主机前安装多端口BNC接口避雷箱,作为对监控主机的防护;

4)沿木质介质敷设的电缆采用阻燃型电缆。

4 结论

通过以上设计,能够对岳飞庙古建筑群内存在防雷安全隐患的部位进行了有效的防护,最大程度的减小了雷电灾害造成的损失。然而根据现行的《建筑物防雷规范》,也不能保证建筑物防雷达到百分百的安全,古建筑物的防雷并不是很完善。因此,各级防雷安全管理部门要加强监管,定期进行安全检测,每年至少检测一次,发现问题及时解决,切实做好古建筑物的防雷安全保护工作。

参考文献

[1]古建筑木结构维护与加固技术规范(GB50165-92).

建筑物防雷设计规范篇5

关键词:措施、概率、等效面积、滚球法、推导、防雷带、量级、最小保护宽度

中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:

自然气候,变化万千。东周《庄子》:“阴阳分争故为电,阳阴交争为雷。阴阳错行,天地大骇,于是有雷、有霆。”可以看出,古人很早就对雷电进行了初步研究。近代,随着科技的进步,科学家对雷电已经有了深入的研究,但是还没有掌握和利用它为我们人类服务,只是处于简单的防范阶段,大家都知道防范措施就是避雷针,它由美国的前总统富兰克林发明。随着电子科技的发展,电网和信息系统越来越依靠避雷设施来保护。人们通过大量的生活、生产实践,已经初步总结出了一些避雷针设计、使用技巧。避雷针保护的范围是防雷装置中的一项重要指标。在此,我们对高层建筑中使用的避雷针的设计以及选用做些初步探讨,希望在目前的生活、生产中起到一些指导作用。

如何在高层建筑中选用合适的避雷针

防雷只是一个措施,并不能完全、百分之百的起到避雷作用,只是减少雷击的概率以及损伤程度。首先来介绍一下避雷针。避雷针,又名防雷针,是用来保护建筑物等避免雷击的装置。在高大建筑物顶端安装一个金属棒,用金属线与埋在地下的一块金属板连接起来,利用金属棒的尖端放电,使云层所带的电和地上的电逐渐中和,从而不会引发事故。避雷针规格必须符合GB标准,每一个级别的防雷需要的避雷针规格都不一样。国标中规定避雷针按级别划分,这主要取决于建筑物的使用功能以及统计出来的年预计雷击数。雷击数N=KNgAe。Ng是雷击的年平均密度,K是公式校正系数,Ae是建筑物的等效面积。系数K与当地的地形、气候、地貌有关系。另外,国标也确定了雷电保护的等级,可以划分为两种方法。第一种方法,按照建筑物所处的环境进行评估。第二种可以根据建筑物的电子信息系统的使用性质以及重要性来划分防护等级,这两种划分方法,应该结合选用,并选择级别高的,这样才能提高安全防护系数,使建筑物得到更好的保护,免受雷击风险。

避雷针工作原理以及设计思路

在雷电发生时,雷电下行先导在接近地面时,地面上任何导电的物体表面都会产生一个上行先导。物体表面的导电物质在经过长时间的电荷聚集后会传播上行先导,这样会截获雷电里面的下行先导。高层建筑物的避雷针利用这种原理,把雷电放电吸引到避雷针,从而避免避雷针附近的建筑物被雷电击中。国家对建筑物避雷针设计进行了规范化处理,颁布了《建筑物防雷设计规范》,在高层建筑中已经广泛采用滚球法来确定避雷装置的防护范围。滚球法设计思路相对于之前的设计方法,概念更加清晰化,简单化,另外计算公式也更加科学,也更加合理,且易于操作。在一定程度上提高了防雷设计的标准、质量和水平,实际中也大大提高建筑物防御雷击的能力,经济效益更好,社会效益也更加明显。

下面简单介绍一下滚球法的设计思路。滚球法设计避雷针首先要确定参考基准点,然后根据基准点的水平高低、垂直高度进行保护设计,得出所要保护的建筑物的避雷针保护高度,参考基准点应该以建筑物的最远点、最高点以及是否能够经得起建筑物上部各个突出点的检验为参考设计的思路。在国标中规定了计算闪接器的保护范围,滚球法是以hr为半径的一个球体沿着需要防止被雷电击中的位置滚动,当球体碰到接闪器或只是碰到接闪器和地面,并且不碰到需要保护的部位时,此部分就会得到避雷针的保护,处于保护范围之内。这种理论已经过验证,假定雷电极在不同高度并相对于避雷针变化位置时的人工模拟放电的验证,保护范围是由闪击距离来决定的,不同的高层建筑物有着不同的防护范围。此种设计思路需要确定防雷的类型,避雷针保护范围的半径,避雷针在高度保护范围内的最小保护宽度。

下面讲下防雷保护半径的确定原则。依据建筑物防雷的滚球半径取值,可以将需要防雷保护的建筑物分为三个量级,第一种是防雷建筑物的滚球半径为30米,第二种是防雷建筑物的滚球半径为45米,第三种是防雷建筑物的滚球半径为60米.,根据相关设计规定避雷针在hx高度平面上的防雷保护数值推导公式为:rx=√h(2hr-h)-√hx(2hr- hx)。公式中的rx是高层建筑物安置的避雷针在hx高度平面上的保护半径,hr是滚球半径,hx是滚球平面保护的高度,h是避雷针高度。需要指出的是利用滚球法计算避雷针所涵盖的保护范围的时候,我们所说的“地”是涵盖大地之内的并且与地相连的防雷带,在高层建筑物的顶部的周围会设置防雷带,避雷针顶端针尖高度就是避雷针的高度。

假若取地面上的保护范围,这时候被保护物的高度就是零,代入数值,则在地面上的保护半径为ro=√h(2hr-h)。

下面谈下避雷针在保护高度上的最小保护宽度值,取宽度值bx。在常规防雷保护设计中,我们需要在保护的平面上标注出避雷针高度,保护半径,以及最小保护宽度数值。在《建筑物防雷规范》以及《工业与民用配电手册》中,给出了计算公式,下面简单介绍这个公式的推导过程。

1.2.1、双支等高避雷针联合保护范围的确定

通过以往的大量实例数据以及理论数据,双支等高避雷针可以假设以防护面上的任意两点做圆,做圆弧,两道弧线交于两点,以此两点做圆,会相交四点,那么四点范围内的点就是防雷保护的范围。

1.2.2、双支等高避雷针距离D,双支等高避雷针在hx高度联合保护的最小保护宽度Bx

Bx=√(h(hx-h)-(0.5D)2)-√hx(2hr-h)

随着经济的发展,全国各地的建筑物高度更高,建筑外形更加复杂,建筑物遭受雷击的概率越来越大,灾害也是越来越严重,经济损失也是更加沉重。在日常生活中大家也要注意防范, 如果雷暴发生时正在有防雷设施的建筑物附近,应注意以下几点: 1.不宜在建筑物朝天面上活动,因为当朝天平面发生直接雷击时,强大的电流可导致人员伤亡。 2.切勿接触天线、水管、铁丝网、金属门窗、建筑物外墙,远离电线等带电设备或其他类似金属装置。 3.紧闭门窗,防止危险的侧击雷和球形闪电侵入。 4.家庭使用电脑、彩电、音响等弱电设备不要靠近外墙,雷电发生时最好不使用这些设备。通过本文的论述,可以准确计算出防雷保护范围,有效地保护设备、减少经济损失、避免人员伤亡。作为一名设计人员更应该在设计过程中注意积累经验,不断改进、不断完善,使设计理念在工程项目中得到充分的贯彻执行。

建筑物防雷设计规范篇6

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.

建筑物防雷设计规范篇7

关键词: 高层建筑;防雷;检测要点;分析

中图分类号: TU97 文献标识码: A 文章编号:

一、高层建筑物防雷系统的构成与防雷分类

1 防雷系统构成

高层建筑物的防雷已经由传统的外部防雷转变为现代综合防雷系统,整个系统由外部防雷系统和内部防雷系统两部分组成,外部防雷系统主要由基础接地体、人工接地体、引下线、均压环(防侧击雷)、接闪器、等电位连接导体等构成,其作用是将雷电流接闪直接引入大地;内部防雷系统主要由基础接地体、人工接地体、引下线、电涌保护器、综合布线系统、屏蔽系统及等电位连接导体等构成,作用是将雷电感应和雷击电磁脉冲拦截在建筑物以外,保护内部设备和人员安全,二者紧密相连不可分割。这些装置的性能直接影响建筑物的整体防雷效果,所以建筑物的防雷工程必须整体考虑其系统性、规范性和可行性。

2 防雷分类

按照现行的国家标准,根据建筑物重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果,将防雷类别划分为3 类,一般公共和民用建筑属于第二类、第三类防雷建筑物,以建筑物可能遭受的年预计雷击次数来确定(见表1)。经对2002~2010年防雷图纸审核的10~33层(高度在100m以内的) 新建建筑物防雷类别统计,属于二类防雷建筑的约占60%,三类防雷建筑的约占40%。

表1 年预计雷击次数与防雷类别的关系

二、新建高层建筑物防雷跟踪检测的要点

在确定防雷类别的前提下,根据防雷系统的构成以及各组成部分的功能,从以下几方面对新建高层建筑物防雷性能进行跟踪检测,确定是否达到国家规范和设计要求[2,3,5]。

1 基础接地体的检测

基础接地体是利用建筑物整体基础内的主钢筋作为接地体,以达到良好的整体接地散流效果,所以,基础内主筋的焊接或绑扎质量直接影响接地性能,其是跟踪检测的要点之一。要检测基础主筋的材料规格、焊接或绑扎搭接长度是否符合规范要求;地梁内设的接地短路环关系到整个基础的电位平衡,检测其材料规格、与地梁主筋的焊接搭接长度是否符合规范及设计要求,用接地电阻测试仪测量基础接地电阻一般要求小于2Ω,用回路电阻测试仪实测地梁接地短路环阻值一般不大于0.05Ω。检测基础的同时要检测塔吊、龙门架等架体要与建筑物的基础接地连接在一起,还要分E、S、W、N 四个方向测试土壤电阻率。对雷州地区2008~2010年实施检测的上千幢建筑物基础进行统计,经比较得出基础类型与防雷接地电阻的关系(见表2)。

表2基础类型与防雷接地阻值合散流性能比较

基础类型 接地电阻

独立基础、条形及十字交叉基础、箱形基础/接地电阻偏大,实测一般5~10Ω,稳定性较差

片筏基础、桩基础 /接地电阻最小,实测一般小于2Ω,稳定性最好

2 人工接地体

人工接地体是为降低接地电阻而人工设置的垂直和水平接地体,当基础接地体的接地电阻达不到设计要求时要补设人工接地体,形成联合接地网,此为跟踪检测要点之二。要严格检测垂直和水平接地体的材料规格、垂直接地体的长度、敷设间距、焊接点的搭接长度和焊接质量、埋地深度、防腐处理、联合接地网的接地电阻是否符合规范要求。为了防止地电位反击,要测量联合接地网和其他临近接地设施之间的距离,一般应大于3m,否则要采取隔离或连接措施。

3 引下线

从基础主筋上引出的引下线的材料规格和焊接质量直接影响接闪后雷电流引入大地的通道,此为跟踪检测要点之三。必须检测引下线的间距、柱主筋利用系数、材料规格、焊接质量、标识是否符合规范及设计要求,引下线间距二类防雷建筑小于18m,三类防雷建筑小于25m。柱主筋利用系数是引线下根数与柱主筋数的比值,越接近1越好。二类防雷建筑中,每根引下线在0.5m 处钢筋总面积不得小于0.82m2,三类防雷建筑不得小于0.37m2。如果遇到转换层,上述项目需逐项重复检测。

4 均压环(侧击雷接闪器)

均压环的作用一是防止侧击雷直接击在建筑物上使之遭受破坏,二是使接闪的雷电流在所有引下线上泄放,其是跟踪检测要点之四。应按不同的防雷类别来检测均压环的起始高度、间距、敷设方式、材料规格和引下线的焊接搭接长度是否符合规范及设计要求,二类防雷建筑从45m 起设置,三类防雷建筑从60m 起设置,间距为6m,即每两层设置一次,用回路电阻测试仪实测均压环环阻值不应大于0.05Ω。

5 接闪器(直击雷)

接闪器的类型有针、带、网3种,其作用是直接截收雷击,使雷电流安全泄入大地,避免雷击直接损坏建筑物,这是跟踪检测要点之五。在实际工作中必须检测接闪器的材料规格、敷设方式、敷设高度、网格尺寸、焊接点的搭接长度和焊接质量、抗拉力、防腐处理、敷设工艺、接地电阻是否符合规范及设计要求。网格尺寸为:二类建筑不大于10m×10m或12m×8m,三类防雷建筑不大于20m×20m或24m×16m。根据被保护物的实际情况还应采用滚球法计算接闪器的保护范围是否达到要求[1]。

6 浪涌保护器(surge protective device 简称SPD)

浪涌保护器的作用是将雷电电磁脉冲限制或拦截在用电设备前端,预防和减少电子设备损坏,这是跟踪检测要点之六。实际工作中必须要检查电源部分、信号部分(包括电话、宽带、电视、监控、消防等)SPD 的接入方式以及相线材料规格和长度、接地线的材料规格和长度、安装工艺是否符合规范及设计要求,尤其是接地线的长度不能大于0.5m,同时,还要检查SPD 的最大持续运行电压、通流量、波形、响应时间是否达到要求。

7 等电位连接导体

等电位连接导体可以将分开的其他装置、设备等连接起来,其作用是使产生漏电或接闪时所有装置和设备的电位相等,不至于威胁人身安全和损坏电子设备,这是跟踪检测要点之七。在实际工作中必须检测所有的装置、设备包括各类管道、金属门窗和护栏的等电位连接情况, 其焊接点的过渡电阻应小于0.03Ω。尤其重要的是卫生间的等电位连接板和电源插座安全保护地的接地电阻必须达到设计要求,以防止在使用热水器、洗衣机等用电设备时因雷击或绝缘损坏而漏电,对人身安全造成伤害。

三、新建高层建筑物附属设施的检测

高层新建建筑的主要附属设施有电梯、燃气锅炉、通风设备。

1 电梯的防雷检测

电梯是高层建筑的重要运输设施,一旦遭受雷击会造成人身伤亡。所以,电梯检测也非常重要,检测重点有轨道接地、强弱电井接地、线缆桥架跨接与接地。检测轨道和电井时要首层和顶层分别检测接地电阻,线缆桥架的接地电阻和桥架接头处的跨接接触电阻要逐一检测,接地电阻要达到国家标准和设计要求[5]。

2 燃气锅炉的防雷检测

燃气锅炉是建筑物的取暖设施,属于易燃易爆设备,一旦因雷击发生爆炸,损失不可估量,所以不但要检测其防雷性能,还要检测防静电性能,检测重点有供电系统、燃烧机系统。供电系统主要检查检测供电方式、电源过电压保护器的安装;燃烧机系统主要检测燃烧机接地、楼体接地、楼体表面静电电压、烟囱接地等是否达到国家规范和设计要求[8],接地电阻要求小于4Ω,表面静电电压要求小于300V。

3 通风设施的防雷检测

通风设施是高层建筑必不可少的设施,一般风机都安装在楼顶,其检测重点是供电系统的SPD 保护情况、风机机壳是否和天面的防雷设施做可靠连接、通风管道接地和管道接头处的跨接接触电阻是否达到国家规范和设计要求[2、4],通风管道接头间跨接接触电阻不得大于0.03Ω

四、结束语

新建高层建筑物的防雷工程是一个系统工程,是建筑物的重要组成部分。只要了解高层建筑的概念、类别、防雷系统的构成,掌握防雷跟踪检测的要点和附属设施的检测重点,从基础开始跟踪,逐层逐项检测,把握好每个环节直至竣工验收,保证检测设备准确、方法科学、操作规范、资料完整,就可以确保高层建筑的整体防雷性能,为建筑物整体工程验收提供必要的依据。

参考文献:

[1] 国家技术监督局,中华人民共和国建设部. GB50057- 94 建筑

物防雷设计规范[S]. 北京:人民出版社,2001.

[2] 国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.GB/T

21431- 2008建筑物防雷装置检测技术规范[S].北京:中国标准出版社,2008.

[3] 中华人民共和国建设部. JGJ16- 2008 民用建筑电气设计规范

[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2008.

[4] 中华人民共和国建设部,国家质量监督检验检疫总局.GB50310

-2002电梯工程施工质量验收规范[S]. 北京:中国建筑工业出版

建筑物防雷设计规范篇8

关键词:建筑物;防雷接地系统;新规范;监理质量控制

随着我国社会经济建设步伐的加快,城市建设规模不断扩大,高层建筑数量日益增加,对建筑物的防雷设计提出了新的要求。防雷接地系统作为一个电位传送系统,是建筑电气设计中的重要环节,在建筑物遭遇雷击时,能够使雷电电流转移到大地,以确保建筑内部设备及人员的安全。但在防雷接地系统安装过程中,我们时常会发现施工单位人员对防雷接地系统工程不够重视,认为系统的技术性不强,工艺简单,往往不按照相关规范进行施工,同时现场施工管理人员又缺乏对防雷设计的认识,导致系统安装工程留下了许多安全隐患,一旦发生雷击事故就会造成不可挽回的损失。因此,施工单位必须清晰认识到建筑物防雷接地系统安装质量的重要性,努力提高防雷接地系统安装施工质量,确保建筑物防雷功能的发挥。

1 建筑物防雷设计规范新旧版本的不同点

新版《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010从适用范围,防雷类别,外部防雷装置材质的选取,防侧击雷做法等方面的有较大修改。

1) 在2010版的《建筑物防雷设计规范》中,修订雷击次数的标准,明确建筑物的防雷等级,防雷等级由建筑物的功能以及建筑物年预计雷击次数(次/a)划分为一、二、三级防雷。住宅办公楼等一般性民用建筑根据建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果,按防雷要求和年预计雷击次数可划分为第二类或第三类防雷建筑物。

2) 在材质上的选择,旧规范对防雷装置材料选取不具体,较笼统,材料简单单一,只是在圆钢、扁钢、钢管等选择。

3) 新规范对防侧击雷做了较大的改动,第一类没有改变,二、三类防雷建筑物分别采用45m和60m的滚球半径法来确定哪些突出外墙的物体需要采取防雷措拖,对水平突出外墙的物体如阳台、窗户等,当滚球半径的球体从屋顶周边接闪带外向地面垂直下降接触到外墙突出物时应采取防雷措施。

2 高层建筑防雷接地系统的组成及监理过程中施工常存在的问题

2.1 建筑防雷接地系统的组成

防雷系统的组成从下到上一般由接地极(体)、引下线,避雷带或避雷针组成。

(1)接地极(体)一般为建筑基础接地体和人工接地体。高层建筑基础普遍为预制管桩或钢筋水泥灌注桩,利用建筑物桩基钢筋做为自然接地极,效果很好。这样,引下线与接地极连接应焊接到基础桩基主筋,利用基础地粱底部两根不小于Φ16的钢筋及途经基础桩基两根竖向主筋焊接。桩根接地极的数量和位置根据基础接地施工图标注而定。如(图1)(利用桩基钢筋做接地极)所示:

(2)建筑物宜利用钢筋混凝土屋顶、梁、柱、基础内的钢筋作为引下线。引下线正常利用结构柱外侧两根不小于Φ16的主筋连续焊接作为引下线,上与避雷带连接,下与接地干线(一般是与接地极连接的地梁钢筋)连接,依据电流效应原理,建筑物周围的柱子导下的电流强度最大,引下线位置数量正常设置在建筑物靠近外墙的,四角及拐角处的柱子。当不能利用建筑物结构内钢筋做防雷引下线,在建筑物柱或墙面外专设明装的或暗装的引下线时,新规范中二类防雷要求专设引下线不应少于2根,并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀对称布置,其间距沿周长计算不宜大于18m。当建筑物的跨度较大,无法在跨距中间设引下线,应在跨距两端设引下线并减小其他引下线的间距,专设引下线的平均间距不应大于18m。三类防雷引下线的平均间距为不应大于25m。

(3)屋面采用Φ12镀锌圆钢作避雷带,在引下点处与柱外侧两根主筋>Φ16钢筋焊接引下,凡露出屋面所有不带电的金属物体,均与避雷网焊接,避雷带要形成闭合环路。避雷带的安装如下(图2)(避雷带的安装)所示:

2.2 建筑防雷接地施工存在的主要问题

防雷接地的效果主要是在施工阶段体现,施工以设计图纸为依据,施工过程中如何做到有效保证防雷接地质量,本人多年的现场管理经验及通过对广州南车城市轨道车辆组装基地项目部的监理过程,普遍存在的问题在于:

(1)现场经常遇到施工或相关专业人员对防雷接地重视不够,认为其技术性不强,工艺较简单,范围又窄小,往往在施工中出现不重视或遗漏,抱着侥幸的心理,未能引起人们的警觉。因此,端正思想态度,每一道工序的施工隐蔽验收至关重要,其施工质量直接影响整个建筑的功能、安全和使用寿命。

(2)现场施工管理人员对防雷知识一知半解,任凭工人随意施工。对防雷分部工程(子分部)如何做到质量保证,达到效果。做为施工管理人员,应该全面认识防雷系统与施工过程中质量通病的控制。

3 高层建筑防雷接地关键节点的监理控制要点

高层建筑外部防雷一般采用“法拉第笼式”避雷法:现在钢筋混凝土建筑,通过选择性钢筋的连接,基本形成笼式避雷网,对于雷击起到均压和屏蔽的作用,笼式避雷网已经被证明是最完善的避雷形式。如何有效保证施工质量,防止质量通病的发生方面,必需全面掌握施工工艺和关键点。

`1) 按照规范标准要求严把材料、焊接关

防雷接地所需材料焊工必须符合要求,实行见证取样,严控材料质量关。搭接钢筋要求圆钢,焊工(经过正规培训、对立焊的操作技能要求较强),施工现场我们经常看到引下线、均压环、避雷带搭接处有夹渣、焊瘤、虚焊、咬肉、焊缝不饱满,焊渣不敲掉、避雷带上的焊接处不刷防锈漆,用螺纹钢代替圆钢作搭接钢筋,搭接圆钢截面小于Φ10,搭接钢筋焊接长度不够等等现象。这些问题往往是管理人员重视不够,操作人员责任心不强,焊接技术不熟练而造成的。防雷接地焊接始终伴随着施工的全过程,焊接质量决定着工程质量。实践表明,由于使用焊接技术不过关的人员进行防雷接地焊接,造成工程防雷接地不合格的情况时有发生,故应严格审核专业防雷接地队伍的资质等级,施工队的技术人员、班(组)长和带领实际操作的焊接人员必须持有上岗证。

2) 防雷接地装置施工关键点

(1)接地极的施工要点

熟悉防雷系统的组成部分各个施工要点,严格按照规范施工,每道工序关键部位都需监理工程师验收合格后,才能隐藏进入下一道工序。

防雷接地由地下接地极开始,地下钢筋安装见(图3)接地极连接从接地焊接开始,利用钢筋混凝土桩基基础做接地体,在图纸标明有接地极的位置(附近),将桩基础的抛头钢筋与承台梁底主筋焊接,基础圈梁焊接或桩基钢筋与梁底主筋的焊接、梁底主筋与柱筋(地上部分将作为成引下线)的焊接,都要严格按基础接地图和接地点逐一进行检查,从接地极到柱筋的连接要按图纸施工,绝对不能出现错位、断开,否则前功尽弃。当整个接地网焊接完成后,马上用电阻仪进行接地电阻值测试,确认是否符合设计要求。如果测试值不符合设计要求,应联系设计,看是否增加接地极或其它方法。

(2)引下线的施工要点

利用结构柱外侧两根主筋连续焊接作为引下线开始施工时,高层住宅楼柱筋都是大于Φ16,一般都能满足截面要求。如果小于Φ16,多根组合,电气连接,总截面积超过2*16mm钢筋直径,上下均用扁钢闭合焊接,规范提出当利用混凝土内钢筋、钢柱作为自然引下线并同时采用基础接地体时,可不设断接卡。施工技术人员按图纸要求找出全部主筋位置,用油漆做好标记,在地面一层距地高度为0.5m处用镀锌扁钢4×40焊接出来做为测试点,测试点设置的部位应不影响建筑物的外观且便于测试。在配合土建施工过程中,特别注意在结构转换层位置,柱子尺寸变小,连接末采用等电位传送效果较好的方法,而是自然绑结,这时上下引下线要对准并焊接起来,施工人员要对引上点和跨接钢筋焊接质量仔细检查,并要求对焊接引上线进行定位标识,以防向上层焊错主筋,造成接地中断错误。图纸要求防侧击雷的部分,将金属门窗的框架、金属栏杆、表面装饰等较大金属物通过梁筋与引下线连接。当主体施工到屋面时,用Φ12的镀锌圆钢焊接出屋面适当长度作为引下线,以备与屋面避雷网连接。

(3)屋面避雷带的施工要点

屋面避雷带的安装,是整个分部工程唯一暴露在建筑屋面上的地方,其质量观感如何,

直接反映出施工队伍的安装水平。一般要求横平竖直,支撑牢固,避雷带弯曲处不得小于90°,要有一定的弧度,弯曲半径不得小于圆钢直径的10倍。避雷带连接采用双面焊接,搭接长度不应小于圆钢直径的6倍。避雷带的支撑固定采用焊接或卡固,避雷带经过建筑物的伸缩缝沉降缝处应做补偿处理,具体做法参照相关图集。避雷带网格越密,其可靠性就越好。网格的密度应视建筑物的防雷等级而定,图纸都有明确说明,如果设计有特殊要求应按设计要求去做。

3) 严格审查、熟悉设计图纸,也是预防出现问题的一个关键点,现场一般按图纸、验收规范来施工,但图纸在有的细节上,难免出现遗漏。例如,防雷接地材料的选用,屋面防雷平面图和基础接地平面图中引下线数量、设计位置(轴位)是否对应,有没有错位或者漏设漏标等情况,一定要认真核对,对防雷接地不合理或欠缺之处要提出自己的建议,图纸会审时向设计人员提出,录入会审纪要,作为现场施工的依据。

4 内部防雷的监理控制要点

防雷保护的另一方面是内部防雷装置,其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。它包括等电位连接、屏蔽、加装电涌保护器(SPD)以及合理布线和良好接地等措施,安装一般是电气设备安装完毕后进行,例如在总配电箱附近设总等电位连接(MEB)箱,弱电机房设局部等电位连接(LEB)端子板,机房门窗、设备外壳等金属物与等电位连接端子盒相连,确保机房内各接地线间的电位均衡,弱电金属桥架至少两端接地等等,其做法图纸都会有明确要求。

5 结束语

综上所述,提高防雷接地系统安装质量是确保建筑物防雷安全和人们生命财产安全的重要举措。因此,监理部要求施工人员应提高对防雷系统工程的认识,加强防雷接地系统施工过程中的质量监控力度,同时工程各参与方应积极参与施工现场管理与指导,严格规范验收程序,以消除隐患,从而确保建筑物防雷功能的正常发挥。

参考文献

建筑物防雷设计规范篇9

关键词:建筑物; 防雷 ;设计; 施工措施

Abstract: With the development of modern society, the building of the scale is continually expanding, more and more high-rise buildings. Buildings, particularly high-rise buildings because of the high degree high, easy to work, if there is no reliable lightning protection system, it was extremely easy to the buildings and equipment to cause damage or fire, causing damage to personnel. In order to reduce the lightning on the property of the people of personal injury, we must take some measures for lightning protection of buildings.

Key words: building; lightning protection; design; construction measures

中图分类号:[TU201] 文献标识码:A文章编号

引言:在人类生存的环境中有许多自然灾害,如地震、暴雨、冰雹、水灾、旱灾、火灾、雷击等等。对此,人们总是想方设法进行防御,或减轻它们所造成的损失。雷击就是严重的自然灾害之一。因此我们必须加强对建筑防雷的认识,采取正确的建筑防雷措施。

一、雷电对建筑电气设备的危害

直击雷和感应雷是雷电入侵建筑物内电气设备的两种主要形式。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,过电流对电气设备的毁坏。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。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,从而决定位于各区域内的电子设备采用何种电涌保护器在何处以何种方式实现同联合接地体的等电位联结。

二、建筑物防雷设计的整体理念

所谓整体理念是指设计和安装防雷装置时,对建筑物的内外都要有整体观念。这里的建筑内外不单是指内部防雷装置和外部防雷装置。建筑物内的整体观念是指设计和安装时,要对内部防雷装置和外部防雷装置做整体的统一的考虑;建筑物外的整体观念是指对一个院落、一个小区以及附近的环境要做全面的防雷规划,同时还不能违反小区规划的要求例如:所安装的避雷针杆塔是否影响小区的美观,所用的避雷针、避雷带或避雷网是否与建筑物的立面相配以及低矮建筑物能否由高大建筑物或高大烟囱上的避雷装置所保护等等。对接地装置也要综合统一考虑,例如,相距较近的建筑物能否共用接地体,地下管网能否用接地体的一部分,以及能否在一个大院或小区内为将来综合共用接地创造等电位连接的条件等等。同时,利用建筑物附近的大树作为避雷针杆塔是一个较好的做法。大树最易接闪且越长越高,有时比建筑物还高。因此,避雷针应安装在树顶,引下线应沿树干设置而且应与建筑物的防雷装置相结合。这样既节约又美观,同时还保护了名贵的树木。利用大树安装避雷针不仅能防直击雷,而且能防球雷、绕击雷和侧击雷。

三、做好建筑防雷施工的几点措施

(1)住宅建筑防雷等级的确定。在着手建筑物防雷设计时,首先要确定建筑物的防雷等级。《建筑物防雷设计规范》(GB50057-97)指出,对建筑物防雷类别的划分,除了由建筑物的功能定性外,第2、3类防雷建筑,还取决于建筑物的预计年雷击次数。按照《规范》,以上3类民用住宅年预计雷击次数均大于0.06次/年且少于0.30次/年,均应划为第3类防雷建筑物。 (2)接闪器的设计宜利用避雷带与避雷小针相结合组成接闪器系统。

避雷带和避雷网:避雷带是指沿屋脊、山墙、通风管道以及平屋顶的边沿等最可能受雷击的地方敷设的导线。当屋顶面积很大时,采用避雷网。它是为了保护建筑的表层不被击坏,避雷网和避雷带宜采用镀锌圆钢或扁钢,应优先选用圆钢,其直径不应小于8mm,扁钢宽度不应小于12mm,厚度不应小于4mm。避雷线适用于长距离高压供电线路的防雷保护。架空避雷线和避雷网宜采用截面积大于35mm?的镀锌钢绞线。

避雷带采用镀锌圆钢(Φ12),由间距为15m、高为0.2m的支持卡(Φ12)固定于屋面、墙壁及楼梯顶上,同时在屋面阳角处及梯屋顶四角上另加设高0.5m的避雷小针(Φ16),并在屋面加设不小于20m×20m的避雷网格。这样的设置,既美观大方,又经济实惠,而且实践也证明防雷效果非常理想[2]。(3)接地装置引下线设计

引下线:引下线分为暗装和明装两种形式。暗装引下线通常采用结构柱钢筋作引下线,但钢筋直径不能小于12mm。并且利用柱内的主筋作引下线时,IEC规范指出“通常不需要装设连接各引下线的专用环形导体,因为钢筋混凝土水平梁内连接的钢筋能够实现这个功能”。

因此利用建筑物柱内对角主筋作防雷引下线(Φ≥12),利用建筑物基础作自然基础接地体,不仅可以节约钢材,而且比较安全。引下线主筋从上到下通长焊通,其上部(屋顶上)应与接闪器焊接,下部与基础焊接,并分别与各层板筋、梁筋及桩笼纵筋、螺旋箍筋、地梁面筋焊接通,构成完整的电气通路。 利用建筑物钢筋做为引下线施工时,应配合土建施工按设计要求找出全部钢位置,用油漆做好标记,保证每层钢筋上、下进行贯通性连接,随着钢筋逐层串联焊接至顶层。由于利用建筑物钢筋做引下线,是从上而下连接一体,因此不能设置断接卡子测试接地电阻,需在距室外护坡0.5m处的柱子外侧,另焊一根圆钢(Φ≥10)引至柱外侧的墙体上,作为防雷测试点。每根引下线处的冲击接地电阻不宜大于5Ω。 (4)接地装置利用建筑物的基础作接地装置,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。

接地装置:接地装置中接地极一般采用Φ19或Φ25的圆钢或者L40X4或L50X5的角钢。钢管时为G50。接地极埋深不小于0.6m;垂直接地体长度不小于2.5m,其间距不小于5m,两接地极间采用接地母线即扁钢焊接。为防止跨步电压对人体的伤害,接地体距外墙不小于3m,避开人行道不小于1.5m。

由于建筑大部分均是采用人工挖孔柱基础 ,混凝土内基础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。 利用柱基础作接地体时,对建筑物地梁的处理是很重要的一个环节。地梁内的主筋要和柱基础主筋连接起来,并要把各段地梁的钢筋连成一个环路,这样才能将各个基础连成一个联合接地体,而且地梁的钢筋形成一个很好的水平地环,综合成一个完整的接地系统,其接地电阻≤4Ω。

(5)等电位连接及防雷电波侵入这部分过去往往很容易被忽视。新《规范》对等电位及防雷电波侵入有明确规定,因此应十分重视该部分内容。 总等电位联结的作用在于降低建筑物内间接接触电击的接触电压和不同金属部件间的电位差,并消除自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害,它应通过进线配电箱近旁的总等电位联结端子板与进线配电箱的PE(PEN)母排;进出入建筑物的金属水管及煤气管道等作等电位连接。

五、总结

综上所述,建筑防雷系统直接关系到建筑及人们的财产生命安全。所以在设计、施工时必须加强管理、加强监督,防止因为防雷系统的不合理导致意外事故的发生。

参考文献:

建筑物防雷设计规范篇10

[关键词]直击雷 感应雷 雷电防护

一、项目概况

近年来随着教育事业的迅速发展,学校建筑规模在不断的扩大,信息技术的应用也日益普及。但由于部分学校尤其是老学校和农村学校防雷意识淡薄、防雷设计措施过时,许多建筑物和电子电器设备未能及时按国家有关法律法规和技术标准规定采取适当的防雷措施,一些新建、扩建建筑未按要求进行防雷装置的设计审核、竣工验收,已有防雷装置未定期检测,对存在的防雷隐患不能及时整改,致使雷击造成师生伤亡和经济损失的事故时有发生。为贯彻落实《国务院办公厅关于进一步做好防雷减灾工作的通知》和国家气象局、教育部《关于加强学校防雷安全工作的通知》精神,现要进一步加强学校防雷安全工作。我省是雷暴天气多发地区,据气象部门统计,近四十年来,浙江省平均年雷暴天数在51天以上,属多雷区,地雷环境易遭致雷击活受其影响。为确保学校师生的安全,对建筑物防雷击及电源防感应雷等保护是至关重要的。现根据“安全第一,预防为主”的原则,结合学校勘察情况和地理环境,做出科学、合理、安全、先进的技术设计。

二、设计依据

浙江地区地貌主要以山地、丘陵、平原三部分为主,地势西高东低,南部以低山、丘陵为主,中北部是杭绍平原和杭嘉湖平原,属亚热带季风气候,降水以春雨、梅雨、台风雨为主,而雷暴日天气又比较高,所以地理位置决定了其弱电设备受雷击的概率比较大。

雷击分直击雷和感应雷。直击雷指雷云对大地某点发生强烈放电,它可以直接击中设备,属于可感应雷击,有声光并发;感应雷在不易感觉中发生,后果严重。直击雷主要对放电通路上的建筑物造成损坏或者击死伤人畜等。而感应雷主要破坏电子、通信、计算机网络和电子设备等。近年来,随着高层建筑的增加,现代化通信网络的建立及易燃易爆场所的增加,感应雷带来的危害越来越大。据统计,直击雷仅占各种雷击损失的15%,感应雷造车的损失缺高达85%。

根据勘察情况反馈,学校存在着建筑物无直击雷防护,机房弱电系统无防雷保护措施,机房设备等无等电位连接。如建筑物受雷击时,无引下线泄放,造成引下线雷电流分流偏大,而较大的雷电流易对建筑物内各类线路造成更大的危害,甚至引起火灾。因此,对雷电防护要从多方面入手,针对重点每年检查,对直击雷的防护是重要的一环。

三、防护设计

首先确定建筑物防雷等级,按下列公式预测该建筑物年雷击次数:N=K.Ng.Ae,Ng=0.024Td1.3。

其中:N预测雷击次数(次/年),K校正参数,一般情况下取1

Ng建筑物所处地区雷击大地的年平均密度[次/(Km2.年)]

Ae截收雷击次数的面积(Km2),取0.05

Td年平均雷暴日,为51天

N=1×0.024×511.3×0.05=0.20(次)。

根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000版)第二章2.0.1条“建筑物应根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果,按防雷要求分为三类”,学校建筑不存在易燃易爆场所,其类别判定为规范第二章第2.0.1条、第2.0.4条和规范附录一计算程序。对学校建筑物防雷类别判定为三类,应遵从规范第2.0.4条“第二、预计雷击次数大于或等于0.012次/a,且小于或等于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其他重要或人员密集的公共建筑物。”

依上所述,防雷等级为B级,宜在配电系统安装2~3级浪涌保护。

计算结果满足规范,学校内建筑物满足同一时间内聚集人数超过50人,属于人员密集的公共建筑。其重要性、使用性质等决定了发生雷电事故的后果比较严重,其防雷安全不可轻率对待,根据以上计算分析及规范对应的条款要求,学校防雷类别划定为三类。

因此制定以下措施,使其形成一个完善的防雷系统:

1、宜在电气设备供电系统安装分级的电源SPD,防范雷电从电源线入侵二损坏设备;

2、对不符合要求的有源电气设备做好接地,并做等电位连接;

3、进行必要的屏蔽措施。

机房内各种电气柜利用接地母线连接其他金属材料,在机房静电地板下利用铜排设置接地网格,使机房形成一个屏蔽笼(即法拉第笼)。用来防止外来电磁波(含雷电的电磁波和静电感应)干扰机房内设备。

等电位连接:将机房内所有金属物件,包括电缆屏蔽层、金属管道、金属门窗、设备外壳等金属构件进行直接或间接(即通过防雷器)电气连接。

接地:在计算机网络系统中,为保证其稳定可靠的工作、保证雷击电流能安全迅速通过防雷器对大地泄放,保护计算机网络设备和人身安全,解决环境电磁干扰及静电危害,需要一个良好的接地系统。

过电压保护:在电子设备的信号线、电源线上安装相应的过电压保护器,利用其非线性效应,将线路上过高的脉冲电压滤除,保护设备不被过电压破坏。主要的保护器件为间隙、氧化锌压敏电阻、二级或三级放电管、快速掐位二极管等,根据需要进行组合成相应的防雷保护器。

电源系统如采用TN刺痛供电时。从建筑物内总配电箱开始引出的配电线路和分支线路采用TN-S系统供电。在配电间低压配电处进行第一级避雷保护,采用大通量的防雷器,要求最大放电电流≥100KA(8/20μs)。配电箱输入端进行第二级避雷保护,防雷器前端串接保护开关,建议采用空气开关,要求最大放电电流≥60KA(8/20μs)。在UPS、分配电箱进线的配电输入端分别加装第三级避雷保护,防雷器前端串接保护开关,采用空气开关,要求最大放电电流≥40KA(8/20μs)。

学校宜采用联合接地系统,接地电阻要求小于各系统要求的最小值。如无法采用联合接地,则防直击雷接地电阻小于10Ω,用电设备的接地电阻应小于4Ω。屋面宜装设在建筑物上的避雷网(带)或避雷针或由其混合组成的接闪器。避雷网应沿屋角、屋脊和檐角等易受雷击的部位敷设,并应在整个屋面组成不大于10m×10m的网格。所有避雷针应与避雷带相互连接。引下线应不小于两根,并应沿建筑四周均匀或对称布置,其间距不应大于18m。当仅利用建筑物四周的钢柱或柱钢筋作为引下线时,可按跨度设引下线,单引下线的平均间距不应大于18m。防直击雷的人工接地体距建筑物入口或人行道不应小于3m,当小于3m时应采取下列措施:水平接地体局部埋深不应小于1m;水平接地体局部应包绝缘物,可采用50~80mm厚的沥青层;采用沥青碎石地面或在接地体上面敷设50~80mm厚的沥青层,其宽度应超过接地体2m。

当今电子系统的雷电防护是系统性的,包括直击雷的防护、防雷电波入侵、防雷击电磁脉冲(LEMP)、等电位连接措施、屏蔽措施、规范的布线、安装浪涌保护器(SPD)、完善合理的接地系统等。如果某个环节考虑不周,即使安装了部分防雷装置,其防雷效果也会大打折扣,甚至形同虚设。作为对现代化计算机信息系统进行雷电防护设计的人员,应根据国家相关标准,结合实践经验和用户的环境因素,做出完善的防雷方案,从而保证弱电系统安全运行。

参考文献