淺析建筑物防雷裝置設(shè)計(jì)審核

陳秋　曾漢溪　鄭偉民

[摘要]防雷裝置是新建建筑物的重要內(nèi)容，其設(shè)計(jì)審核質(zhì)量直接關(guān)系到建筑物防雷防護(hù)效果的發(fā)揮。為此，本文結(jié)合筆者多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)就建筑物防雷裝置設(shè)計(jì)審核工作進(jìn)行探討，并針對(duì)性提出了工程設(shè)計(jì)審核過程中的注意事項(xiàng)，以供類似工程研究參考。

[關(guān)鍵詞]建筑物；防雷裝置；設(shè)計(jì)審核；注意事項(xiàng)

[中圖分類號(hào)]F407.9 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1672-5158（2013）06-0017-02

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快，城市建筑建設(shè)方向逐漸向多功能化、高度化、大型化和綜合化的趨勢(shì)發(fā)展，建筑內(nèi)部設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及服務(wù)設(shè)施變得越來越復(fù)雜，伴隨著這些發(fā)展，建筑物防雷裝置設(shè)計(jì)也變得愈加復(fù)雜化。防雷裝置是建筑物的重要組成部分，其設(shè)計(jì)審核工作是工程項(xiàng)目建設(shè)前的最后一道技術(shù)關(guān)，若設(shè)計(jì)審核的質(zhì)量不過關(guān)，不僅會(huì)影響到防雷工程投入使用后雷電防護(hù)效果的發(fā)揮，而且也會(huì)給建筑物的帶來一定的安全隱患，嚴(yán)重情況下還可能造成人員的傷亡和財(cái)產(chǎn)的損失。因此，建設(shè)單位必須重視建筑物防雷裝置設(shè)計(jì)審核環(huán)節(jié)的工作，確保防雷工程的施工質(zhì)量，從而充分發(fā)揮出建筑物雷電防護(hù)的效果。

1 總平面圖

總平面圖往往最容易被忽略。作為整套施工圖紙中不可或缺的一部分，總平面圖包含與防雷有關(guān)的重要信息。

1.1 地理位置

各地的年平均雷暴日數(shù)差異很大，且各種版本的技術(shù)規(guī)范所提供的數(shù)據(jù)也不盡相同。應(yīng)以當(dāng)?shù)貧庀笾鞴懿块T公布的該地年平均雷暴日數(shù)Td作為計(jì)算雷擊大地年平均密度Ng的依據(jù)。

如果有雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過輸入經(jīng)、緯度數(shù)據(jù)，可得到該建筑物所處位置一定半徑范圍內(nèi)在監(jiān)測(cè)歷史時(shí)間內(nèi)的雷閃資料，得出精確的雷閃密度、雷電流幅值、閃電月變化及日變化規(guī)律等雷電活動(dòng)規(guī)律與數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)也可作為設(shè)計(jì)的參考依據(jù)。

1.2 周邊環(huán)境

該建筑物是否為孤立建筑物，周邊有無其他建筑物或樹木，各自高度如何，是否處于曠野或山頭，是否處于水陸交界處，地質(zhì)條件和土壤電阻率如何？根據(jù)上述信息，確定在計(jì)算建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N時(shí)校正系數(shù)K的取值。

2 施工設(shè)計(jì)說明

電氣施工設(shè)計(jì)說明（有時(shí)也稱為強(qiáng)電施工設(shè)計(jì)說明等），其主要內(nèi)容是表述各專業(yè)的概況和基本要求。

2.1 工程概況

建筑物使用性質(zhì)是住宅、辦公、廠房、文物還是其他，是否為人員密集場(chǎng)所，建筑物內(nèi)是否有爆炸物質(zhì)，是否具有火災(zāi)或爆炸危險(xiǎn)環(huán)境，屬于哪類防火類別，是否有重要的信息機(jī)房？結(jié)合年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N確定建筑物防雷分類，同時(shí)也與等電位接地的設(shè)計(jì)要求有關(guān)。建筑物高度則關(guān)系到防側(cè)擊雷措施的設(shè)計(jì)。

2.2 設(shè)計(jì)依據(jù)

2.2.1 國(guó)標(biāo)

設(shè)計(jì)依據(jù)的國(guó)標(biāo)有：GB 50057-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50343-2012《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》、GB16895，222004《建筑物電氣裝置第5-53部分：電器設(shè)備的選擇和安裝隔離、開關(guān)和控制設(shè)備第534節(jié)：過電壓保護(hù)電器》。

2.2.2 圖集

設(shè)計(jì)依據(jù)的圖集有：99（03）D501-1或99D501-1《建筑物防雷設(shè)施安裝》、02D501-2《等電位聯(lián)結(jié)安裝》、03D501-3《利用建筑物金屬體做防雷及接地裝置安裝》、03D501-4《接地裝置安裝》。當(dāng)圖紙中的某項(xiàng)參照標(biāo)準(zhǔn)化圖集時(shí)，應(yīng)同時(shí)注明圖集名稱、圖集號(hào)、頁(yè)次。

2.3 防雷、接地及安全

2.3.1 防雷分類及分級(jí)

根據(jù)總平圖中確定的雷擊大地年平均密度Ng、校正系數(shù)K、屋面防雷平面圖中的長(zhǎng)、寬、高尺寸，計(jì)算該建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N，結(jié)合施工設(shè)計(jì)說明中的工程概況信息。依據(jù)GB50057-2010的條款確定該建筑物的防雷分類。此外，根據(jù)工程概況信息，可依據(jù)GB50343-2012中的表4.3.1確定該建筑物電子信息系統(tǒng)雷電防護(hù)等級(jí)。

高度超過100m的民用建筑，依據(jù)JGJ16-2008《民用建筑物電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》第11.2.3條第1款規(guī)定，應(yīng)劃為第二類防雷建筑物。

2.3.2 直擊雷防護(hù)

一般地，現(xiàn)多采用接閃帶作為直擊雷防護(hù)措施。審核時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)問題：

（1）接閃網(wǎng)尺寸應(yīng)符合對(duì)應(yīng)防雷分類的要求。

（2）接閃帶所選用材料的材質(zhì)及其規(guī)格尺寸應(yīng)符合GB50057-2010等國(guó)標(biāo)的規(guī)定，非標(biāo)尺寸可能造成施工階段材料購(gòu)買和施工的困難，應(yīng)避免出現(xiàn)此類問題。

（3）接閃帶沿女兒墻敷設(shè)時(shí)，應(yīng)結(jié)合女兒墻的寬度來綜合考慮避雷帶的支持卡高度、間距及轉(zhuǎn)角距離。對(duì)于過寬的女兒墻，按常規(guī)做法將避雷帶設(shè)置在女兒墻正中，將無法起到有效保護(hù)作用。此時(shí)，應(yīng)盡量靠近女兒墻外沿，當(dāng)建筑物高度大于其相應(yīng)防雷類別滾球半徑高度時(shí)，首先應(yīng)沿屋頂周邊敷設(shè)接閃帶，接閃帶應(yīng)設(shè)在外墻外表面或屋檐邊垂直面上，也可設(shè)在外墻外表面或屋檐邊垂直面外。結(jié)合實(shí)際情況，宜在轉(zhuǎn)角、有高度差的部位增設(shè)避雷短針以增強(qiáng)防護(hù)效果。

（4）如果采用金屬屋面或彩鋼板作為直擊雷防護(hù)措施，應(yīng)符合GB50057-2010等國(guó)標(biāo)的規(guī)定，注意厚度的不同要求。

（5）對(duì)于是否可采取暗敷接閃帶，不能一概而論。一般的建筑物，特別是人員較密集場(chǎng)的高層建筑不能暗敷；別墅等建筑體量較小的低層建筑物，當(dāng)其N值達(dá)不到第三類防雷建筑物的規(guī)定值時(shí)，應(yīng)當(dāng)允許暗敷。但接閃帶暗敷可能造成在接受雷閃時(shí)，其上面的混凝土或瓦片等碎裂、墜落而傷人、毀物。采取暗敷方式的，建議結(jié)合接閃桿增強(qiáng)防護(hù)效果，進(jìn)一步降低風(fēng)險(xiǎn)。

2.3.3 引下線

新建建筑物一般利用結(jié)構(gòu)柱內(nèi)的主鋼筋作為引下線，利用結(jié)構(gòu)柱內(nèi)對(duì)角線的兩根主鋼筋作為引下線，鋼筋直徑不應(yīng)小于16mm，利用四角的四根主鋼筋作為引下線，則鋼筋直徑不應(yīng)小于12mm。

2.3.4 防側(cè)擊雷

超過建筑物對(duì)應(yīng)滾球半徑高度的部分均應(yīng)按GB50057-2010規(guī)范的要求采取防側(cè)擊雷措施，每隔不大于6m的位置設(shè)置均壓帶并與引下線相連，外墻上的欄桿、門窗等較大的金屬物也應(yīng)與防雷裝置連接。

2.3.5 等電位及接地

審核時(shí)應(yīng)注意如下幾個(gè)問題：

（1）該建筑物采用何種接地系統(tǒng)，是共用接地系統(tǒng)還是單獨(dú)接地系統(tǒng)（有些特殊用途的設(shè)備對(duì)接地系統(tǒng)有特別要求）。共用接地系統(tǒng)的接地電阻值應(yīng)不高于接人各系統(tǒng)、設(shè)備要求接地電阻的最小值。

（2）強(qiáng)弱電豎井內(nèi)應(yīng)在每層預(yù)留與樓層主鋼筋電氣連接的局部等電位接地端子，并與接地干線焊接連通，其他部位局部等電位接地端子也應(yīng)與樓層主鋼筋電氣連接。

2.4 供配電系統(tǒng)

根據(jù)建筑物防雷中的防雷分類及電子信息系統(tǒng)雷電防護(hù)等級(jí)判斷SPD的設(shè)置分級(jí)及各級(jí)參數(shù)是否符合要求。

2.5 弱電系統(tǒng)

施工圖審核是在工程開工前進(jìn)行，一般在此階段弱電設(shè)計(jì)尚未作深化設(shè)計(jì)（通常由弱電承包商完成），所以在施工圖中很少注重弱電系統(tǒng)線路和設(shè)備的防雷設(shè)計(jì)，審核時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）弱電機(jī)房的位置設(shè)置應(yīng)遵從“盡可能遠(yuǎn)離屋頂和立柱”的原則，即遠(yuǎn)離可能流經(jīng)大的雷電流的區(qū)域。

（2）進(jìn)出建筑物的信號(hào)線路應(yīng)穿金屬管埋地敷設(shè)入戶，進(jìn)戶處應(yīng)做好等電位接地，包括金屬管道、弱電線纜的金屬屏蔽層、光纜加強(qiáng)筋等。

（3）機(jī)房?jī)?nèi)應(yīng)在防靜電地板下設(shè)置s型或M型等電位聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò)（一般做法為鋪設(shè)銅排），將機(jī)房?jī)?nèi)所有正常時(shí)不帶電的金屬物體采取等電位聯(lián)結(jié)。

3 屋面防雷平面圖

屋面防雷平面圖審核時(shí)應(yīng)注意一下幾點(diǎn)：

（1）各類防雷建筑物的接閃網(wǎng)尺寸有兩種（如第三類防雷建筑物的接閃網(wǎng)要求是20m×20m或24m×16m），滿足任一種皆可。

（2）對(duì)于外立面或屋面形狀比較特殊、復(fù)雜的建筑物，要特別留意是否所有易遭受雷擊的部位均敷設(shè)了接閃帶。對(duì)伸出屋檐的部分要結(jié)合其尺寸及與女兒墻的高度差判斷是否處于接閃器保護(hù)范圍內(nèi)。

（3）設(shè)于屋面的屋頂花園、網(wǎng)球場(chǎng)、或咖啡吧等人員公共活動(dòng)場(chǎng)所，應(yīng)采取相應(yīng)的直擊雷防護(hù)措施（如設(shè)置合適高度的接閃桿褓護(hù)人員和設(shè)施安全。

（4）采光天窗應(yīng)采取相應(yīng)的防直擊雷措施。

（5）當(dāng)非金屬屋面有玻璃采光頂時(shí)，應(yīng)向相關(guān)設(shè)計(jì)人員核實(shí)采光頂是明框還是隱框，如支撐玻璃的金屬構(gòu)架在玻璃下方（隱框），則除金屬支架可靠接地外，應(yīng)對(duì)玻璃增設(shè)避雷裝置加保護(hù)。

（6）衛(wèi)星天線應(yīng)處于接閃器的保護(hù)范圍之內(nèi)，若架設(shè)接閃桿保護(hù)時(shí)，接閃桿與天線的水平距離不應(yīng)小于3m，天線底座應(yīng)可靠接地。

（7）引下線應(yīng)沿建筑四周均勻或?qū)ΨQ設(shè)置，條件限制時(shí)，局部的引下線間距可稍超出規(guī)范規(guī)定的間距值，但應(yīng)確保建筑物整體的引下線平均間距不大于對(duì)應(yīng)防雷分類的間距要求。

4 基礎(chǔ)接地平面圖

基礎(chǔ)接地平面圖審核時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）利用建筑物基礎(chǔ)中的自然接地體時(shí)，應(yīng)將樁基、承臺(tái)、地樑、底板內(nèi)的結(jié)構(gòu)主筋可靠連接以構(gòu)成共用接地裝置。

（2）地梁內(nèi)的結(jié)構(gòu)主筋應(yīng)與所經(jīng)過的結(jié)構(gòu)柱內(nèi)主筋可靠連接以構(gòu)成環(huán)型接地體。

（3）引下線位置應(yīng)逐一對(duì)應(yīng)屋頂防雷平面圖中標(biāo)志的引下線位置。

（4）結(jié)構(gòu)柱內(nèi)的鋼筋作為雷電流的主要對(duì)地釋放通道，對(duì)附近的設(shè)備與人有一定程度影響，故弱電設(shè)備應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)柱和引下線。重要的設(shè)備機(jī)房應(yīng)避免設(shè)置在建筑物的頂層和底層。

（5）各接地干線一般均為從大地板引出至各個(gè)部位，注意文字標(biāo)注是否有誤。

（6）如有特別注明設(shè)備機(jī)房等電位接地措施的，應(yīng)檢查是否設(shè)置等電位聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò)，等電位聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò)與大地板之間的連接方式、連接材料及規(guī)格型號(hào)，網(wǎng)絡(luò)是否能為機(jī)房將來可能存放的機(jī)柜、機(jī)架、線槽提供足夠的等電位聯(lián)結(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)的材質(zhì)是否達(dá)標(biāo)。

5 配電系統(tǒng)圖

配電系統(tǒng)圖審核時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）在電氣接地裝置與防雷接地裝置共用或相連的情況下，應(yīng)在低壓電源線路引入的總配電箱、配電柜處裝設(shè)I級(jí)試驗(yàn)的SPD。SPD的電壓保護(hù)水平值應(yīng)小于或等于2.5kV，每一保護(hù)模式的沖擊電流值，當(dāng)無法確定時(shí)應(yīng)取等于或大于12.5kV。

（2）不同部位的配電箱在SPD配置方面的要求也不盡相同，并不是所有的配電箱都安裝In或Iimp值相同的SPD就能解決問題，應(yīng)按照配電箱所處的不同位置進(jìn)行分級(jí)，相應(yīng)確定合適的Inl或Iimp值。

（3）應(yīng)結(jié)合低壓配電系統(tǒng)的不同接地制式來確定安裝何種類型SPD。

（4）圖紙中設(shè)置的SPD應(yīng)標(biāo)明標(biāo)稱放電電流In（見表1）、電壓保護(hù)水平Up、持續(xù)工作電壓Uc等基本參數(shù)。

6結(jié)束語

綜上所述，建筑物防雷裝置設(shè)計(jì)審核是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，這就要求審核人員提高對(duì)建筑物雷電裝置設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，在熟練掌握相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合防雷工程的實(shí)際情況，做到綜合分析、客觀判斷、靈活處理，同時(shí)工程各參與方應(yīng)積極參與施工現(xiàn)場(chǎng)管理與指導(dǎo)，為項(xiàng)目建設(shè)單位把好技術(shù)關(guān)，從而確保防雷工程的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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