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高層建筑幕墻防雷按《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-2010設(shè)計(jì)

來(lái)源:2012年會(huì)論文集  作者:張芹  日期:2012-4-18
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  建筑物應(yīng)當(dāng)根據(jù)建筑物的重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性和后果,按防雷要求分為三類(lèi)。
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  二、高層建筑防側(cè)擊和等電位連接
  高層建筑物必然是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)的建筑物,應(yīng)充分利用其金屬物做防雷裝置的一部分,將其金屬物盡可能連成整體。從經(jīng)濟(jì)、安全可靠、電磁屏蔽、美觀、最少的維護(hù)工作量等許多因素出發(fā),《規(guī)范》對(duì)第二類(lèi)、第三類(lèi)高層建筑物提出應(yīng)采取以下防側(cè)擊和等電位的保護(hù)措施。

  1.鋼筋架和混凝土構(gòu)件中的鋼筋應(yīng)互相連接。構(gòu)件內(nèi)有箍筋連接的鋼筋或成網(wǎng)狀的鋼筋,其箍筋與主鋼筋的連接,鋼筋與鋼筋的連接應(yīng)采用土建施工的綁扎法連接或焊接。單根鋼筋或圓鋼以及外引預(yù)埋連接板(線(xiàn))與上述鋼筋的連接應(yīng)焊接或采用螺栓緊固的卡夾器連接。構(gòu)件之間必須連接成電氣通路。

  2.應(yīng)利用鋼柱或混凝土柱中鋼筋作為防雷裝置引下線(xiàn)

  3. 應(yīng)將距地等于滾球半徑及以上的外墻的欄桿、門(mén)窗等較大的金屬物與防雷裝置連接。

  4. 豎直敷設(shè)的金屬管道及金屬物的頂端和底端與防雷裝置連接。

  三、通常大雷電流是接近垂直方向的。
  四、第二類(lèi)防雷建筑物的“側(cè)擊是低的,因?yàn)樗徽几邔咏ㄖ镌忾W擊數(shù)的百分之幾,而且其雷電流參數(shù)顯著低于閃電擊到屋頂?shù)碾娏鲄?shù),然而,裝在建筑物外墻上的電氣和電子設(shè)備,甚至被低峰值雷電流側(cè)擊擊中,也可能損壞。

  這樣我們就可以比較容易理解《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-2010以下規(guī)定:

  4.1.2  各類(lèi)防雷建筑物應(yīng)設(shè)內(nèi)部防雷裝置,并應(yīng)符合下列規(guī)定:

  1.在建筑物的地下室或地面層處,下列物體應(yīng)與防雷裝置做防雷等電位連接:

  1)建筑物金屬體。

  2)金屬裝置。

  3)建筑物內(nèi)系統(tǒng)。

  4)進(jìn)出建筑物的金屬管線(xiàn)。

  2.除本條第1款的措施外,外部防雷裝置與建筑物金屬體、金屬裝置、建筑物內(nèi)系統(tǒng)之間,尚應(yīng)滿(mǎn)足間隔距離的要求。

  4.3  第二類(lèi)防雷建筑物的防雷措施
  4.3.1  第二類(lèi)防雷建筑物外部防雷措施但當(dāng)建筑物高度超過(guò)45m時(shí),首先應(yīng)沿屋面周邊敷設(shè)接閃帶,接閃帶應(yīng)設(shè)在外墻外表面或屋檐垂直面上,也可設(shè)在外墻外表面或屋檐垂直面外,接閃器之間應(yīng)互相連接。  

  4.3.3  專(zhuān)設(shè)引下線(xiàn)不應(yīng)少于2根,并應(yīng)沿建筑物四周和內(nèi)庭四周均勻?qū)ΨQ(chēng)布置,其間距沿周長(zhǎng)計(jì)算不宜大于18m。當(dāng)建筑物的跨度較大,無(wú)法在跨中設(shè)引下線(xiàn)時(shí),應(yīng)在跨距兩端設(shè)引下線(xiàn)并減小其他引下線(xiàn)間距,專(zhuān)設(shè)引下線(xiàn)的平均間距不應(yīng)大于18 m。

  4.3.4  外部防雷裝置的接地應(yīng)和防閃電感應(yīng)、內(nèi)部防雷裝置、電氣和電子系統(tǒng)等接地共用接地裝置,并應(yīng)與引入的金屬管線(xiàn)做等電位連接。外部防雷裝置的專(zhuān)設(shè)外部防雷裝置宜圍繞建筑物敷設(shè)成環(huán)形接地體。

  4.3.5  利用建筑物的鋼筋作為防雷裝置時(shí),應(yīng)符合下列規(guī)定:

  1.建筑物宜利用鋼筋混凝土屋頂、梁、柱、基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為引下線(xiàn)。

  6.構(gòu)件內(nèi)有箍筋連接的鋼筋或成網(wǎng)狀的鋼筋,其箍筋與鋼筋、鋼筋與鋼筋應(yīng)采用土建施工的綁扎法、螺絲、對(duì)焊或搭焊連接。單根鋼筋、圓鋼或外引預(yù)埋連接板、線(xiàn)與構(gòu)件內(nèi)鋼筋應(yīng)焊接或采用螺栓緊固的卡夾器連接。構(gòu)件之間必需連接成電氣通路。

  4.3.9(4.4.8)  高度超過(guò)45 m的建筑物,除屋頂?shù)耐獠糠览籽b置應(yīng)符合本規(guī)范第4.3.1條的規(guī)定外,尚應(yīng)符合下列規(guī)定:

  1.對(duì)水平突出外墻的物體,當(dāng)滾球半徑45m球體從屋頂周邊接閃帶外向地面垂直下降接觸到外墻的物體時(shí),應(yīng)采取相應(yīng)的防雷措施。

  2.高于60m的建筑物,其上部占高度20%并超過(guò)60m的部位應(yīng)防側(cè)擊,防側(cè)擊應(yīng)符合下列規(guī)定:

  1)在建筑物上部占高度20%并超過(guò)60m的部位,各表面上的尖物、墻角、邊緣、設(shè)備以及顯著突出的物體,應(yīng)按屋面上的保護(hù)措施處理。

  2)在建筑物上部占高度20%并超過(guò)60m的部位,布置接閃器應(yīng)符合對(duì)本類(lèi)防雷建筑物的要求,接閃器應(yīng)布置在墻角、邊緣和顯著突出的物體上。

  3)外部金屬物,當(dāng)其最小尺寸符合本規(guī)范第5.2.7條第2款的規(guī)定時(shí),可利用其作為接閃器,還可以利用布置在建筑物垂直邊緣處的外部引下線(xiàn)作為接閃器。

  4)符合本規(guī)范第4.3.5條規(guī)定的鋼筋混凝土內(nèi)的鋼筋和符合本規(guī)范第5.3.5條規(guī)定的建筑物金屬框架,當(dāng)作為引下線(xiàn)或與引下線(xiàn)連接時(shí),均利用其作為接閃器。

  3.外墻內(nèi)、外豎直敷設(shè)的金屬管線(xiàn)及金屬物的頂端和底端,應(yīng)與防雷裝置等電位連接。

  (條文說(shuō)明)4.3.9 指出第二類(lèi)防雷建筑物的“側(cè)擊是低的,因?yàn)樗徽几邔咏ㄖ镌忾W擊數(shù)的百分之幾,而且其雷電流參數(shù)顯著低于閃電擊到屋頂?shù)碾娏鲄?shù),然而,裝在建筑物外墻上的電氣和電子設(shè)備,甚至被低峰值雷電流側(cè)擊擊中,也可能損壞。

  在高層建筑物的側(cè)面有外部的金屬物(如滿(mǎn)足表3最小尺寸要求的金屬覆蓋物、金屬幕墻)時(shí)可以滿(mǎn)足安裝接閃器的要求。當(dāng)無(wú)自然的外部導(dǎo)體時(shí)也可以采用布置在建筑物垂直邊緣的外部引下線(xiàn)。

  可利用所安裝的引下線(xiàn)或利用適當(dāng)互相連接的自然引下線(xiàn)(如符合本規(guī)范第5.3.5條規(guī)定的建筑物金屬框架,或在電氣上貫通的鋼筋混凝土鋼筋)來(lái)滿(mǎn)足上述要求所要安裝的或特別要求的接閃器。”

  對(duì)于第二類(lèi)防雷建筑物,由于滾球半徑h r規(guī)定為45(60)m(見(jiàn)本規(guī)范表5.2.12),所以本條規(guī)定為“高度超過(guò)45(60)m的建筑物”。

  豎直敷設(shè)的金屬管道及金屬物的頂端和底端與防雷裝置等電位連接。由于兩端連接使其引下線(xiàn)成了并連路線(xiàn),必然參與導(dǎo)引一部分雷電流,并使它們只間在各平面處的電位相等。

  4.4  第三類(lèi)防雷建筑物的防雷措施
  5.2.1  接閃器的材料、結(jié)構(gòu)和最小截面應(yīng)符合表5.2.1的規(guī)定。

  (摘錄)單根扁              最小截面70mm2、厚度3mm;

  單根園鋁              最小截面50mm2、直徑8mm;

  單根扁形鋁合金導(dǎo)體    最小截面50mm2、厚度2.5mm;

  單根園形鋁合金導(dǎo)體    最小截面50mm2、直徑8mm;

  單根扁鋼熱浸鍍鋅)  最小截面50mm2、厚度2.5mm;

  單根園鋼(熱浸鍍鋅)  最小截面50mm2、直徑8mm;

  單根扁不銹鋼          最小截面50mm2、厚度2.5mm;

  單根園不銹鋼          最小截面50mm2、直徑8mm;

  5.2.7  除第一類(lèi)防雷建筑物外,金屬屋面的建筑物宜利用其屋面作為接閃器,并應(yīng)符合下列規(guī)定:

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