淺談?shì)p鋼結(jié)構(gòu)建筑物的防雷設(shè)計(jì)

1、<p>　　淺談?shì)p鋼結(jié)構(gòu)建筑物的防雷設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：本文結(jié)合輕鋼結(jié)構(gòu)建筑物施工工藝的特點(diǎn)，對(duì)輕鋼結(jié)構(gòu)建筑物從接閃器、引下線、接地裝置等方面措施進(jìn)行了探討。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：輕鋼結(jié)構(gòu) 防雷設(shè)計(jì) 接閃器 引下線 接地裝置 </p><p>　　隨著時(shí)代的發(fā)展，現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中采用輕鋼結(jié)構(gòu)類型日益增多，尤其是標(biāo)志性建筑、公共建筑。輕鋼

2、結(jié)構(gòu)承載力高，可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的大開間布置，構(gòu)件截面小，與砼結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)相比，自重比較輕，地基的處理比較容易。另外鋼結(jié)構(gòu)還有用料少、造價(jià)低、施工周期短，抗震能力優(yōu)良，安全可靠，造型美觀，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，得到了廣泛應(yīng)用。但輕鋼結(jié)構(gòu)接閃器的選擇、引下線及接地系統(tǒng)與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土建筑均略有區(qū)別。2012年我有幸參與了一幢輕鋼結(jié)構(gòu)建筑物的工程設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收環(huán)節(jié)，現(xiàn)就輕鋼結(jié)構(gòu)建筑物防雷設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題作一些粗淺的探討。 </p><

3、;p><b>　　一、工程概況 </b></p><p>　　本輕鋼結(jié)構(gòu)建筑物共上下兩層，工程建筑面積226.18m2，面積統(tǒng)計(jì)如下： </p><p>　　建筑使用年限為50年，建筑耐火等級(jí)：二級(jí)；屋面防水等級(jí)：Ⅲ級(jí)；抗震設(shè)防烈度：7.0度；結(jié)構(gòu)類型：鋼框架結(jié)構(gòu)；根據(jù)雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估確定本工程防雷等級(jí)為三類防雷建筑物，電子信息系統(tǒng)防雷等級(jí)為D級(jí)，建筑物的防雷裝置應(yīng)

4、滿足防直擊雷、防側(cè)擊雷、防雷電感應(yīng)和防雷電波侵入。 </p><p><b>　　二、防雷設(shè)計(jì) </b></p><p><b>　　1、接閃器 </b></p><p>　　此工程根據(jù)設(shè)計(jì)屋面外板采用角馳Ⅲ760型卷邊防水彩鋼板，外板厚0.6mm，內(nèi)板厚0.4mm，屋面內(nèi)部采用150mm厚鋁箔玻璃絲綿復(fù)合材料。這樣夾有鋁

5、箔玻璃絲綿的雙金屬板可否直接作為接閃器呢？ </p><p>　　《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057-2010）第5.2.7條中提到利用金屬屋面作為接閃器需滿足四個(gè)要求：其一，防雷實(shí)驗(yàn)室屋面彩鋼板是每坡整板鋪設(shè)，不做搭接；其二實(shí)驗(yàn)室只限于學(xué)員實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)之用，不放置易燃物品，規(guī)范要求當(dāng)利用鋼板做接閃器時(shí)，厚度不應(yīng)小于0.5mm，只要上層金屬板的厚度滿足此要求即可，因?yàn)橹睋衾字粫?huì)將外板熔化穿孔，不會(huì)擊到下層金屬板，

6、而且外板的熔化物受到內(nèi)板的阻擋，不會(huì)滴落到內(nèi)板下方，所使用的玻璃絲棉屬A級(jí)建筑材料，導(dǎo)熱系數(shù)為0.038?0.042，為非燃燒體，也符合此項(xiàng)規(guī)范要求；其三，規(guī)范注釋中還提到“金屬板應(yīng)無(wú)絕緣被覆層”，而彩色涂層鋼板無(wú)絕緣被覆層，而鍍鋅鋼板更是良好的導(dǎo)體。所以，筆者認(rèn)為《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057-2010）第5.2.7條的四個(gè)要求均得到滿足。 </p><p>　　綜上所述，筆者認(rèn)為此工程采用角馳Ⅲ760

7、型卷邊防水彩鋼板完全可以作為接閃器使用。 </p><p><b>　　2、引下線 </b></p><p>　　此建筑物利用外墻鋼柱作為引下線，結(jié)構(gòu)柱頂外挑角鋼與鋼柱可靠焊接，鋼柱與接地裝置通過(guò)地腳螺栓緊固連接方式，構(gòu)成由上而下的電氣通路。另外通過(guò)利用4102A型接地電阻測(cè)試儀測(cè)得其鋼柱引下線接地電阻為1.1Ω，符合規(guī)范對(duì)于三類防雷建筑沖擊電阻值的要求。另外在建筑物

8、四周暗敷設(shè)置均壓環(huán)，均壓環(huán)敷設(shè)兩根Ф16以上的主筋通長(zhǎng)焊接，綁扎形成，與鋼柱可靠焊接，且與本層外墻上的所有金屬窗、金屬欄桿、金屬構(gòu)件、空調(diào)板預(yù)埋扁鋼用Ф8的鋼筋進(jìn)行焊接，具體做法見O5D10―P25?30，均壓環(huán)在外墻敷設(shè)標(biāo)高為0.7m，3.0m，4.7m，7.0m。引下線上端與避雷帶焊接，下端與接地極焊接。建筑物四角的外墻引下線在室外地面0.5m處設(shè)測(cè)試端子卡。凡突出屋面的金屬構(gòu)件、金屬通風(fēng)管均與避雷帶可靠焊接，室外接地處凡焊接處均應(yīng)

9、刷瀝青防腐。 </p><p><b>　　3、接地裝置 </b></p><p>　　該建筑物的接地體采用的是由6個(gè)獨(dú)立基礎(chǔ)又稱柱式基礎(chǔ)接地體作為自然接地體?；A(chǔ)溝槽長(zhǎng)為15m，寬為9m，深為2m，基礎(chǔ)埋深在0.8?1.0m.。用蛙式打夯機(jī)夯實(shí)地基做好場(chǎng)地平整工作?；A(chǔ)采用鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)與基礎(chǔ)墻聯(lián)合的基礎(chǔ)形式，其優(yōu)點(diǎn)既可以防止產(chǎn)生較大的不均勻沉降，同時(shí)可以增加抗

10、彎剛度，將集中荷載較均勻地分散到整個(gè)地基平面上。同時(shí)在基礎(chǔ)墻上方設(shè)置有地梁，地梁施工時(shí)，將地梁鋼筋與鋼柱進(jìn)行可靠的電氣連接，其焊接的搭接長(zhǎng)度和焊接方法應(yīng)參照?qǐng)A鋼與扁鋼的焊接要求實(shí)施，地梁通過(guò)鋼柱與獨(dú)立基礎(chǔ)相連，可有效的均衡泄放雷電流過(guò)程中，各獨(dú)立基礎(chǔ)間的電位。另外為了有效降低自然接地體的接地電阻，在此次施工過(guò)程中，從建筑物四周獨(dú)立基礎(chǔ)內(nèi)利用鍍鋅扁鋼外引至基礎(chǔ)外距地面1m位置處，再利用不小于40X4mm的鍍鋅扁鋼沿建筑物四周獨(dú)立基礎(chǔ)構(gòu)成閉

11、合環(huán)形人工接地體，按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)要求應(yīng)在環(huán)形人工接地體的適當(dāng)位置引出接地扁鋼，接地扁鋼在通過(guò)地梁時(shí)也應(yīng)與地梁內(nèi)鋼筋進(jìn)行連接，此接地扁鋼可作為接地干線使用，為后面室內(nèi)設(shè)置等電位接地端子板留出預(yù)留。 </p><p>　　需要注意的是，輕鋼結(jié)構(gòu)建筑物在基礎(chǔ)施工時(shí)需預(yù)埋地腳螺栓，加墊片后才能和鋼柱相連。用≤250V的普通電壓測(cè)量金屬屋面板或金屬屋架至地或固定柱子的地腳螺栓之間的電阻可能會(huì)很大或者是不通的，但在雷擊條件下，

12、即在高電壓下，是很容易被擊穿導(dǎo)通的。為了其更加安全可靠，施工時(shí)用φ10鋼筋或圓鋼將基礎(chǔ)鋼筋和接地螺栓可靠焊接，具體做法參見國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖集《利用建筑物金屬體做防雷及接地裝置安裝》（03D501-3）的17頁(yè)。這樣，從接閃器到引下線，再到接地裝置，雷電流才具備完整的泄放通道。 </p><p><b>　　4、結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　綜上所述，在鋼結(jié)構(gòu)防雷設(shè)計(jì)

13、時(shí)，應(yīng)充分利用鋼結(jié)構(gòu)自身的優(yōu)勢(shì)，利用其金屬屋面作為接閃器、鋼架中鋼柱作為引下線，利用6個(gè)獨(dú)立基礎(chǔ)作為自然接地體，將防雷做到簡(jiǎn)單化、最優(yōu)化。同時(shí)，也要考慮輕鋼結(jié)構(gòu)施工工藝是否能夠滿足防雷需要，確保人身和設(shè)備安全。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057-2010） </p>&l