淺談做好一般廠房屋面放散管、排風(fēng)管防雷措施的重要性

廖云和 吳月惠 吳珍

摘 要：通過(guò)日常對(duì)一般廠房防雷措施的檢測(cè)中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有屋面放散管、排風(fēng)管的接閃器選擇布設(shè)上的一些問(wèn)題，提出做好其防雷措施的建議。

關(guān)鍵詞：防雷；放散管；排風(fēng)管；接閃器

引言

雷電災(zāi)害是一種目前人類(lèi)還無(wú)法抗拒的嚴(yán)重自然災(zāi)害之一，全球每年因雷擊造成人員傷亡及設(shè)備損壞的事件屢有發(fā)生，雷電導(dǎo)致的火災(zāi)、爆炸、建筑物損毀等事故頻繁發(fā)生。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，城市中新建高大建筑物導(dǎo)致雷電活動(dòng)的影響不斷加??；建筑物內(nèi)各種網(wǎng)絡(luò)、通信、自動(dòng)控制、樓宇智能系統(tǒng)等抗干擾能力較弱的現(xiàn)代電子設(shè)備使用越來(lái)越普及，易燃易爆場(chǎng)所、電力供電設(shè)備的迅速增加等客觀因素使雷電災(zāi)害造成的損失也呈現(xiàn)出越來(lái)越嚴(yán)重的趨勢(shì)。自然界每年都有幾百萬(wàn)次閃電。雷電災(zāi)害是“聯(lián)合國(guó)國(guó)際減災(zāi)十年”公布的最嚴(yán)重的十種自然災(zāi)害之一。

對(duì)于雷電災(zāi)害越來(lái)越重的情況，雷電防護(hù)的形式也越來(lái)越嚴(yán)峻，人們對(duì)雷電災(zāi)害的防范意思仍然十分薄弱，存在僥幸心理和麻痹思想，國(guó)家的技術(shù)規(guī)范甚至是強(qiáng)制性的技術(shù)規(guī)范不能有效地貫徹執(zhí)行。

防雷工程不按規(guī)范建設(shè)，不少建筑物甚至標(biāo)志性建筑物防雷措施不完善，私人住宅大多沒(méi)有防雷裝置，使得建筑物防雷能力先天不足，導(dǎo)致嚴(yán)重雷擊事故發(fā)生；忽視了危害性越來(lái)越大的雷電電磁波脈沖的防護(hù)。雷擊后采取補(bǔ)救措施不僅耗費(fèi)大量人力、物力，而且很容易造成社會(huì)治安問(wèn)題。

施工隊(duì)伍素質(zhì)參差不齊，嚴(yán)重影響施工質(zhì)量；未設(shè)計(jì)先開(kāi)工的情況普遍存在，造成無(wú)法補(bǔ)救的隱患；即使安裝了防雷裝置，也沒(méi)有定期檢測(cè)或者防雷裝置經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)隱患提出整改建議后，出現(xiàn)拒不整改等問(wèn)題。

在日常檢測(cè)工作中，經(jīng)常碰到屋面上一些突出物，如電視天線、旗桿、屋頂金屬柱桿、放散管、排風(fēng)管、天窗和工廠排出導(dǎo)電塵埃的煙囪及廢氣管，沒(méi)有防雷裝置，也不和建筑物防雷裝置相連。這些地方極易遭受雷擊，卻被忽視了。特別是一些涂裝行業(yè)，例如游艇、汽車(chē)、家具、皮革行業(yè)等等，根據(jù)現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-2010我們一般把這些建筑物劃分為第二類(lèi)防雷建筑物，而這些行業(yè)中廠房、生產(chǎn)車(chē)間的屋面總是布設(shè)許多的放散管、排風(fēng)管。這些放散管、排風(fēng)管組成材料有的是采用鋼管（壁厚≥4mm）、有的是采用一般金屬鐵皮、有的是采用高阻燃的PVC管等等各種型材的，對(duì)于這些作為放散、排風(fēng)的屋面突出管，在我們的日常防雷檢測(cè)工作中，個(gè)人認(rèn)為應(yīng)該“善待”它們的防雷措施。

1 屋面放散管、排風(fēng)管的防直擊雷措施應(yīng)該引起檢測(cè)工作的注

意。主要是接閃器選擇和布設(shè)問(wèn)題上應(yīng)引起我們的重視。

根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-2010 第4.3.2條 對(duì)于突出屋面的風(fēng)管，放散管等突出物體，應(yīng)用如下方式進(jìn)行保護(hù)，

1.1 排放具有爆炸性的危險(xiǎn)氣體、蒸氣或粉塵的放散管、呼吸閥、排風(fēng)管等管道應(yīng)符合本規(guī)范第4.2.1條二款的要求。

1.2 排放沒(méi)有爆炸性的危險(xiǎn)氣體、蒸氣或粉塵的放散管、煙囪，1區(qū)、21區(qū)、2區(qū)和22區(qū)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的自然通風(fēng)管，0區(qū)和20區(qū)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的裝有阻火器的排放爆炸危險(xiǎn)氣體、蒸氣或粉塵的放散管、呼吸閥、排風(fēng)管，本規(guī)范第4.2.1條三款所規(guī)定的管、閥及煤氣放散管等，其防雷保護(hù)應(yīng)符合下列要求：

1.2.1 金屬物體可以不裝接閃器，但一定要和屋面防雷裝置相連；

1.2.2 在屋面接閃器保護(hù)范圍之外的非金屬物體應(yīng)裝接閃器，并和屋面防雷裝置相連。

根據(jù)以上的條款，不難看出這些放散管、排風(fēng)管的防雷問(wèn)題不能不引起我們的注意，在實(shí)際的工作中，也目睹了由于沒(méi)有重視這個(gè)問(wèn)題而引發(fā)的雷擊災(zāi)害，2006年08月03日晚，臺(tái)風(fēng)“派比安”登陸前后，廈門(mén)某皮革廠生產(chǎn)大樓遭雷擊引起火災(zāi)，火勢(shì)猛烈、即便是當(dāng)時(shí)的大雨也沒(méi)能抑制火勢(shì)，消防部門(mén)緊急出動(dòng)了十多輛消防車(chē)，持續(xù)奮戰(zhàn)5個(gè)多小時(shí)，才將大火熄滅，損失相當(dāng)嚴(yán)重。分析其事故的原因，竟是因?yàn)槔讚粑菝娴姆派⒐芏鸬摹?/p>

在防直擊雷措施上，排放爆炸性的危險(xiǎn)氣體、蒸氣或粉塵的放散管、排風(fēng)管應(yīng)布設(shè)避雷針保護(hù)，避雷針保護(hù)范圍至少為管口上方半徑5m的半球體。排放沒(méi)有爆炸性的危險(xiǎn)氣體、蒸氣或粉塵的放散管、排風(fēng)管如果是金屬的，可以直接利用其本身作為接閃器，并與屋面避雷帶相連；如果是非金屬的，可在其旁邊布設(shè)一根避雷短針，使避雷針能夠保護(hù)到放散管、排風(fēng)管管口，并把避雷針與屋面避雷帶相連。

（1） 有條件架設(shè)獨(dú)立防雷裝置

（1-1）避雷針高度

排放具有爆炸性的危險(xiǎn)氣體、蒸氣或粉塵的放散管、呼吸閥、排風(fēng)管等的管口外的以下空間應(yīng)處于接閃器的保護(hù)范圍：

無(wú)管帽時(shí)，應(yīng)確保管口上方半徑5m的半球體處于接閃器的保護(hù)范圍（圖1）。

根據(jù)圖1可以得出：

經(jīng)推導(dǎo)得出保護(hù)排放爆炸危險(xiǎn)氣體放散管的針高為

式中：hx-被保護(hù)物或計(jì)算點(diǎn)的高度（m）；rx-避雷針與被保護(hù)物間間距（m）；hr-滾球半徑（m）。

有管帽時(shí)，應(yīng)按表1確定接閃器的保護(hù)范圍：

表1 有管帽的管口外處于接閃器保護(hù)范圍內(nèi)的空間

在這一過(guò)程中，必須要注意，計(jì)算垂直高度時(shí)，要從管帽的頂部開(kāi)始算起，而水平距離從管口算起即可，要嚴(yán)格按照表1的規(guī)定，保證在同一分類(lèi)下，垂直高度和水平的距離處在接閃器的保護(hù)范圍內(nèi)，在沒(méi)有特殊說(shuō)明的情況下，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=1.01325×105pa=1.01325X105kpa。

對(duì)于排放危險(xiǎn)氣體，有爆炸性質(zhì)的粉塵或蒸氣這一類(lèi)的排風(fēng)管，放散管、呼吸閥等等，需要對(duì)所排氣體進(jìn)行處理，確保排放物不能達(dá)到爆炸濃度，在爆炸極限范圍外，如果不能長(zhǎng)期點(diǎn)火燃燒，接閃器的保護(hù)范圍可僅保護(hù)到管帽，無(wú)管帽時(shí)可僅保護(hù)到管口。

（1-2）避雷針與被保護(hù)物的間距

獨(dú)立避雷針和架空避雷線（網(wǎng)）的支柱及其接地裝置至被保護(hù)建筑物及其有聯(lián)系的管道、電纜等金屬物之間的距離（圖2），應(yīng)符合下列表達(dá)式的要求，但不得小于3m。

地上部分：當(dāng)hx<5Ri時(shí)

Ri-獨(dú)立避雷針或架空避雷線（網(wǎng)）支柱處接地裝置的沖擊接地電阻（？贅）

hx-被保護(hù)物或計(jì)算點(diǎn)的高度（m）。

獨(dú)立避雷針、架空避雷線或架空避雷網(wǎng)應(yīng)有獨(dú)立的接地裝置。獨(dú)立避雷針的桿塔、架空避雷線的端部和架空避雷網(wǎng)的各支柱處應(yīng)至少設(shè)一根引下線；對(duì)用金屬制成或有焊接、綁扎連接鋼筋網(wǎng)的桿塔、支柱，宜利用其作為引下線。每一引下線的沖擊接地電阻不宜大于10？贅.在土壤電阻率高的地區(qū)，可適當(dāng)增大沖擊接地電阻。

（2）無(wú)條件架設(shè)獨(dú)立避雷設(shè)施

根據(jù)規(guī)范所述，第一類(lèi)防雷建筑物的防直擊雷措施，首先應(yīng)采取獨(dú)立避雷針、架空避雷線或架空避雷網(wǎng)。但很多情況下，我們無(wú)法架設(shè)獨(dú)立避雷設(shè)施進(jìn)行雷電防護(hù)。

對(duì)式1.1 h=hr-進(jìn)行推導(dǎo)：為達(dá)到一類(lèi)防雷要求，取滾球半徑hr=30m，假設(shè)避雷針針高h(yuǎn)=hr=30m

（2-1）令避雷針與被保護(hù)物間間距rx≈0，可得hx≈11.97m。

其物理意義是：在一類(lèi)防雷要求下，對(duì)于排放爆炸危險(xiǎn)氣體的無(wú)管帽放散管，單只避雷針可保護(hù)距地面最高約11.97m的放散管。

（2-2）令被保護(hù)物或計(jì)算點(diǎn)的高度hx≈0，可得r≈11.97m。

其物理意義是：在一類(lèi)防雷要求下，對(duì)于排放爆炸危險(xiǎn)氣體的無(wú)管帽放散管，單只避雷針可保護(hù)距地面最遠(yuǎn)約11.97 的放散管。

所以當(dāng)無(wú)管帽放散管管口高于地面11.97m，設(shè)置獨(dú)立避雷針已無(wú)法滿(mǎn)足一類(lèi)防雷的要求，此時(shí)可利用放散管所在的建（構(gòu)）筑物自身的高度，在建（構(gòu)）筑物上架設(shè)避雷針。由于雷電保護(hù)裝置直接安裝在建筑上，保持在防雷裝置與金屬物體之間的安全距離不再是可能的，為了有效地防止反擊發(fā)生：所有避雷針應(yīng)與避雷帶互聯(lián)；引線應(yīng)不少于兩個(gè)，應(yīng)在建設(shè)統(tǒng)一，或?qū)ΨQ(chēng)布置，其間距不應(yīng)超過(guò)12米；建筑，內(nèi)還應(yīng)設(shè)置均壓環(huán)，環(huán)間距應(yīng)不超過(guò)12米，所有引下線，建筑物的金屬結(jié)構(gòu)和金屬設(shè)備均應(yīng)連到環(huán)上，均壓環(huán)可以使用電氣設(shè)備接地裝置；防止直接雷擊的接地裝置應(yīng)圍繞，鋪設(shè)環(huán)形接地系統(tǒng)的接地電阻，每一引下線的沖擊不應(yīng)超過(guò)10？贅，和所有電氣設(shè)備接地裝置及進(jìn)入大樓，金屬管的內(nèi)容，接地裝置可兼作防雷電感應(yīng)。

對(duì)于第一類(lèi)防雷建筑物其滾球半徑hr=30m，所以當(dāng)放散管所在建（構(gòu)）筑物高于30m時(shí)，還應(yīng)考慮防側(cè)擊雷的措施：從30m起每隔不大于6m沿建（構(gòu)）筑物四周設(shè)水平避雷帶并與引下線相連；30m及以上外墻上的標(biāo)桿、門(mén)窗等較大的金屬物與防雷裝置相連。

2 在做好屋面及屋頂?shù)耐怀鲈O(shè)施的防直接雷電傷害的同時(shí)，一些特殊環(huán)境，還要求我們考慮防雷電感應(yīng)和防靜電的措施，有一些還要防止電磁感應(yīng)現(xiàn)象的干擾。因?yàn)橛行├纂姴⒉恢苯幼饔迷诮ㄖ锘蛘咴O(shè)備上，當(dāng)雷電通過(guò)建筑外部的線纜，電流通過(guò)時(shí)，因?yàn)殡娏鞯淖兓a(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，或者帶電粒子在光速下延電纜線路或散，通過(guò)相應(yīng)的導(dǎo)體進(jìn)入到室內(nèi)，室內(nèi)的電子設(shè)備以及自動(dòng)化控制系統(tǒng)，進(jìn)行侵害和損壞。在這種情況下，往往閃電發(fā)生后，聽(tīng)到雷聲之前，相關(guān)設(shè)備有可能已經(jīng)被損壞了。

3結(jié)束語(yǔ)

屋面放散管、排風(fēng)管是屋面以上最先接觸雷電的地方，放散管、排風(fēng)管、天窗和工廠排出導(dǎo)電塵埃的煙囪及廢氣管，由于煙氣的導(dǎo)電性，煙囪特別易遭雷擊，因此做好屋面放散管、排風(fēng)管的防雷是非常有必要的。

參考文獻(xiàn)

[1]（建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范）GB50057-2010

[2]（建筑物防雷裝置檢測(cè)技術(shù)規(guī)范）GB/T21431-2008.

[3]（爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范）GB5008-92.