民用建筑物防雷接地設計的探討

1、<p>　　民用建筑物防雷接地設計的探討</p><p>　　摘要：雷電災害作為最嚴重的自然災害之一,對人們的生命和財產安全產生巨大的威脅。若防雷措施不完善，就會致使計算機系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等設施的損壞，甚至會損害人員的安全，因此，民用建筑物防雷接地設計非常重要。本文主要對民用建筑物防雷接地設計進行了探討，分析了其具體的防雷措施。 </p><p>　　關鍵詞：民用建筑；防雷接地；設

2、計 </p><p>　　中圖分類號： S611 文獻標識碼： A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　防雷是一個非常復雜的系統(tǒng)工程,而防雷接地設計則是防雷工程中最重要的一個環(huán)節(jié),若沒有合理的防雷接地設計,就不能有效地進行防雷。因此，我們要了解雷電防護主要設計依據以及雷電破壞的種類，并根據雷電破壞的種類進行具體的防

3、護設計，從而保證建筑物的使用功能。 </p><p>　　1、雷電防護主要設計依據 </p><p>　　目前國內防雷設計主要參照的標準是:GB50057一2010 《建筑物防雷設計規(guī)范》；GB50343一2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》；JGJ16一2008《民用建筑物電氣設計規(guī)范》；GB18802.1一2002《低壓配電系統(tǒng)的電涌保護器。SPD、第一部分；《性能要求和試驗方法

4、》等。建筑物在防雷設計時應先仔細研讀上述標準，才能做到有的放矢。對于設計中碰到的特殊類型的防雷設計，如大型體育場館、超高層建筑、大型橋梁、珍貴古樹木等還應參考國外標準。必要時還應對設計方案召開專家評審會，力求所設計的方案可靠有效。 </p><p>　　2、雷電破壞的種類 </p><p><b>　　2.1、直擊雷 </b></p><p>

5、　　雷云中的電荷不斷累積，當其對建筑物頂部的電場強度達到空氣的擊穿強度時，產生劇烈的放電現(xiàn)象稱為直擊雷。在放電過程中，電壓峰值可達100Kv/m以上，具有極大的破壞力。如建筑物直接被雷電擊中，雷電流就會在極短時間內流入地下，使地電位迅速抬高，造成反擊事故，危害人員和設備安全。同時產生的強大電磁波，可在導線上感應出危險的高電壓。在通過建筑物時會有明顯的熱效應和機械效應，繼而對建筑物本身造成破壞。 </p><p>

6、　　2.2、雷電侵入波 </p><p>　　建筑物以外的電源線路或通訊線路受雷云影響，感應出高電壓或線路直接被雷電擊中后，雷電波沿線路侵入建筑物內，對設備造成破壞。 </p><p><b>　　2.3、雷電感應 </b></p><p>　　雷云的頻繁放電會產生強大的電磁場，它可在電源線路和通訊線路上感應出極高的脈沖電壓，其峰值可高達50K

7、V。 </p><p>　　3、民用建筑的防雷接地設計分析 </p><p>　　3.1、對于直擊雷的防護設計 </p><p>　　3.1.1、接閃器 </p><p>　　現(xiàn)行的接閃器主要有接閃線、接閃網、接閃桿、金屬屋面（在屋面上使用金屬欄桿所做的接閃網）等。不同建筑物對于接閃器的設計要求也不同。根據規(guī)定，第一類防雷建筑物應設立單獨的接

8、閃桿，若設立的避雷措施為接閃網（線）還需對其進行架空，保證被保護區(qū)與放風管等高出屋面的物體均在接閃器的保護范圍內；第二類建筑物接閃帶的設置應綜合考慮屋角、屋脊、屋檐、女兒墻等易受雷擊的部位，并在屋面設置大小為10m×10m或12m×8m的網格；第三類建筑物建議采用設置在建筑物上的接閃網、接閃器或由二者組合而成的接閃器，接閃器應置于20m×20m或24m×16m的網格內。 </p>&

9、lt;p>　　3.2.2、引下線設計 </p><p>　　引下線可利用建筑物四周結構柱內的主鋼筋，可按建筑物跨度設計，但平均間距需滿足規(guī)范要求。在實際設計時有幾個地方需要注意: </p><p>　?。?）引下線的設置需盡量避開主出入口等人員密集的場所； </p><p>　?。?）由于引下線還起到電磁屏蔽的作用，因此在設計時若受跨度影響，應做到易多、不易少

10、，不然距外墻近的電子設備會受到電磁干擾而損壞。 </p><p>　　2.2.3、接地裝置的設計 </p><p>　　接地裝置位于地下一定深度之處，它的作用是使雷電流順利流散到大地中去。利用建筑物的基礎作接地裝置，具有經濟、美觀和有利于雷電流場流散以及不必維護和壽命長等優(yōu)點。由于現(xiàn)在建筑物大部分均是采用人工挖孔柱基礎，條件符合《規(guī)范》3.3.5條第二款，混凝土內基礎也能滿足利用鋼筋混凝土

11、作為自然基礎接地體的要求，因此建議推廣使用。利用柱基礎作接地體時，對建筑物地梁的處理是很重要的一個環(huán)節(jié)。地梁內的主筋要和柱基礎主筋連接起來，并要把各段地梁的鋼筋連成一個環(huán)路，這樣才能將各個基礎連成一個聯(lián)合接地體，而且地梁的鋼筋形成一個很好的水平地環(huán)，綜合成一個完整的接地系統(tǒng)，其接地電阻≤4Ω。現(xiàn)代高層建筑對于接地電阻值有較高的要求，一般情況下＜1Ω，若建筑地區(qū)的土壤電阻率較高，需采用多根線外引接地裝置、換土、將接地體進行更深層次埋藏的方

12、法進行改善，在連接引下線和接地體時，接地線應與接地體的水平界面相同K接地形式具體可以分為TN-S系統(tǒng)、TN-C系統(tǒng)、TN-C-S系統(tǒng)、IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)，在實際操作中，以TN-C-S、TN-S兩種系統(tǒng)使用最為廣泛. </p><p>　　3.2、側擊雷的防護設計 </p><p>　　當建筑物高度超過其滾球半徑hr時，建筑物超出hr及以上部分應采取下列防側擊雷和等電位措施。例如，高90米的

13、井塔，比其滾球半徑60米要高，所以需做防側擊雷保護，實踐中采取以下措施防側擊雷： </p><p>　?。?）將建筑物內梁、柱、墻，基礎的主鋼筋互相連接； </p><p>　?。?）將60米及以上部分，墻上的欄桿，金屬門窗等比較大的金屬物直接或者通過金屬門窗埋鐵與防雷引下接地裝置相連； </p><p>　?。?）在建筑物標高60米的外墻上，設置若干與引下線相連的

14、接地端子板，然后用扁鋼相連組成防側擊雷的均壓環(huán)。（見圖1） </p><p><b>　　圖1 </b></p><p>　　3.3、雷電波入侵防護設計 </p><p>　?。?）低壓線路可采用兩種方式引入，根據線路引入方式的不同，防范雷電波入侵的方式也不同。如果低壓線是從地下進入到建筑物內的，可以采取直接在電纜入戶時做防雷處理，具體的辦法就

15、是在電纜的入戶端直接將其接到該建筑物的防雷裝置上；當然，電纜還可以從空中引入打建筑物內，這樣的方式處理起來就麻煩一些，需要做換接電纜的處理，將電纜換接為五十兆的電纜入戶。當然，在兩個電纜處理的地方需要做防雷處理，同樣電纜上的金屬物體應該與防雷裝置連接在一起。 </p><p>　?。?）如果建筑物有架空或者埋地的金屬管道引入，在引入處需要做必要的防雷處理。建筑屋內的用電設備都應該在接閃器的保護范圍內。 </

16、p><p>　　3.4、雷電感應防護設計 </p><p>　　①第一種辦法，也是最有效辦法，就是將被保護的建筑物內所有的金屬設備及金屬裝置都進行接地處理。這個時候就需要將建筑內所有和金屬有關的設備接到設計師設計的防雷裝置的保護接地裝置上。 </p><p>　?、诘诙褪且獜慕ㄖ飪鹊墓艿揽紤]，建筑物內相鄰的兩個長金屬物如果間距小于一百毫米時，就需要進行防雷電感應處理

17、，使用金屬線跨接。 </p><p>　　4、防雷設計和施工的配合 </p><p>　　防雷設計有其特殊性，很多時候設計做得較合理，但效果卻不好。這是因為防雷措施在很多方面都是和土建施工緊密結合在一起的，尤其是引下線和接地體部分。如果施工過程不到位，是很難達到設計效果的。 </p><p>　　在施工中常見的問題有: </p><p>　　

18、(1)現(xiàn)代建筑結構復雜，常存在結構轉換層。施工中沒有注意到，造成上部主筋和下部主筋錯接； </p><p>　　(2)引下線在跨越伸縮縫時沒有補償，可能會造成斷裂； </p><p>　　(3)認為屋面避雷帶影響美觀，擅自移位或不滿足設計要求的，可用其它材料代替； </p><p>　　(4)沒有從接地體中做出引出線，造成后期進戶管線無法接地； </p>

19、<p>　　(5)幕墻與建筑主體防雷系統(tǒng)的連接點不滿足要求。 </p><p>　　這就需要設計人員經常到現(xiàn)場指導施工，把設計和現(xiàn)場施工緊密結合起來，使防雷效果最終達到預期的目標。 </p><p><b>　　結語 </b></p><p>　　總而言之，為了在最大程度減輕雷擊所帶來的損失，相關的防雷設計與施工的人員必須依據規(guī)章

20、制度進行設計施工，確保每個環(huán)節(jié)的質量，同時積極借鑒新技術，使建筑物的防雷接地設計能最有效的發(fā)揮對建筑物的保護作用。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]王文君. 關于幾個民用建筑物防雷接地問題的探討[J]. 晉城職業(yè)技術學院學報,2011,03:53-54. </p><p>　　[2]林經春,曲宏輝.