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高层建筑幕墙防雷按《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010设计

来源:2012年会论文集  作者:张芹  日期:2012-4-18
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  建筑物应当根据建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果,按防雷要求分为三类。
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  二、高层建筑防侧击和等电位连接
  高层建筑物必然是钢筋混凝土结构钢结构的建筑物,应充分利用其金属物做防雷装置的一部分,将其金属物尽可能连成整体。从经济、安全可靠、电磁屏蔽、美观、最少的维护工作量等许多因素出发,《规范》对第二类、第三类高层建筑物提出应采取以下防侧击和等电位的保护措施。

  1.钢筋架和混凝土构件中的钢筋应互相连接。构件内有箍筋连接的钢筋或成网状的钢筋,其箍筋与主钢筋的连接,钢筋与钢筋的连接应采用土建施工的绑扎法连接或焊接。单根钢筋或圆钢以及外引预埋连接板(线)与上述钢筋的连接应焊接或采用螺栓紧固的卡夹器连接。构件之间必须连接成电气通路。

  2.应利用钢柱或混凝土柱中钢筋作为防雷装置引下线

  3. 应将距地等于滚球半径及以上的外墙的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接。

  4. 竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置连接。

  三、通常大雷电流是接近垂直方向的。
  四、第二类防雷建筑物的“侧击是低的,因为它只占高层建筑物遭闪击数的百分之几,而且其雷电流参数显著低于闪电击到屋顶的电流参数,然而,装在建筑物外墙上的电气和电子设备,甚至被低峰值雷电流侧击击中,也可能损坏。

  这样我们就可以比较容易理解《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010以下规定:

  4.1.2  各类防雷建筑物应设内部防雷装置,并应符合下列规定:

  1.在建筑物的地下室或地面层处,下列物体应与防雷装置做防雷等电位连接:

  1)建筑物金属体。

  2)金属装置。

  3)建筑物内系统。

  4)进出建筑物的金属管线。

  2.除本条第1款的措施外,外部防雷装置与建筑物金属体、金属装置、建筑物内系统之间,尚应满足间隔距离的要求。

  4.3  第二类防雷建筑物的防雷措施
  4.3.1  第二类防雷建筑物外部防雷措施但当建筑物高度超过45m时,首先应沿屋面周边敷设接闪带,接闪带应设在外墙外表面或屋檐垂直面上,也可设在外墙外表面或屋檐垂直面外,接闪器之间应互相连接。  

  4.3.3  专设引下线不应少于2根,并应沿建筑物四周和内庭四周均匀对称布置,其间距沿周长计算不宜大于18m。当建筑物的跨度较大,无法在跨中设引下线时,应在跨距两端设引下线并减小其他引下线间距,专设引下线的平均间距不应大于18 m。

  4.3.4  外部防雷装置的接地应和防闪电感应、内部防雷装置、电气和电子系统等接地共用接地装置,并应与引入的金属管线做等电位连接。外部防雷装置的专设外部防雷装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。

  4.3.5  利用建筑物的钢筋作为防雷装置时,应符合下列规定:

  1.建筑物宜利用钢筋混凝土屋顶、梁、柱、基础内的钢筋作为引下线。

  6.构件内有箍筋连接的钢筋或成网状的钢筋,其箍筋与钢筋、钢筋与钢筋应采用土建施工的绑扎法、螺丝、对焊或搭焊连接。单根钢筋、圆钢或外引预埋连接板、线与构件内钢筋应焊接或采用螺栓紧固的卡夹器连接。构件之间必需连接成电气通路。

  4.3.9(4.4.8)  高度超过45 m的建筑物,除屋顶的外部防雷装置应符合本规范第4.3.1条的规定外,尚应符合下列规定:

  1.对水平突出外墙的物体,当滚球半径45m球体从屋顶周边接闪带外向地面垂直下降接触到外墙的物体时,应采取相应的防雷措施。

  2.高于60m的建筑物,其上部占高度20%并超过60m的部位应防侧击,防侧击应符合下列规定:

  1)在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位,各表面上的尖物、墙角、边缘、设备以及显著突出的物体,应按屋面上的保护措施处理。

  2)在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位,布置接闪器应符合对本类防雷建筑物的要求,接闪器应布置在墙角、边缘和显著突出的物体上。

  3)外部金属物,当其最小尺寸符合本规范第5.2.7条第2款的规定时,可利用其作为接闪器,还可以利用布置在建筑物垂直边缘处的外部引下线作为接闪器。

  4)符合本规范第4.3.5条规定的钢筋混凝土内的钢筋和符合本规范第5.3.5条规定的建筑物金属框架,当作为引下线或与引下线连接时,均利用其作为接闪器。

  3.外墙内、外竖直敷设的金属管线及金属物的顶端和底端,应与防雷装置等电位连接。

  (条文说明)4.3.9 指出第二类防雷建筑物的“侧击是低的,因为它只占高层建筑物遭闪击数的百分之几,而且其雷电流参数显著低于闪电击到屋顶的电流参数,然而,装在建筑物外墙上的电气和电子设备,甚至被低峰值雷电流侧击击中,也可能损坏。

  在高层建筑物的侧面有外部的金属物(如满足表3最小尺寸要求的金属覆盖物、金属幕墙)时可以满足安装接闪器的要求。当无自然的外部导体时也可以采用布置在建筑物垂直边缘的外部引下线。

  可利用所安装的引下线或利用适当互相连接的自然引下线(如符合本规范第5.3.5条规定的建筑物金属框架,或在电气上贯通的钢筋混凝土钢筋)来满足上述要求所要安装的或特别要求的接闪器。”

  对于第二类防雷建筑物,由于滚球半径h r规定为45(60)m(见本规范表5.2.12),所以本条规定为“高度超过45(60)m的建筑物”。

  竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置等电位连接。由于两端连接使其引下线成了并连路线,必然参与导引一部分雷电流,并使它们只间在各平面处的电位相等。

  4.4  第三类防雷建筑物的防雷措施
  5.2.1  接闪器的材料、结构和最小截面应符合表5.2.1的规定。

  (摘录)单根扁              最小截面70mm2、厚度3mm;

  单根园铝              最小截面50mm2、直径8mm;

  单根扁形铝合金导体    最小截面50mm2、厚度2.5mm;

  单根园形铝合金导体    最小截面50mm2、直径8mm;

  单根扁钢热浸镀锌)  最小截面50mm2、厚度2.5mm;

  单根园钢(热浸镀锌)  最小截面50mm2、直径8mm;

  单根扁不锈钢          最小截面50mm2、厚度2.5mm;

  单根园不锈钢          最小截面50mm2、直径8mm;

  5.2.7  除第一类防雷建筑物外,金属屋面的建筑物宜利用其屋面作为接闪器,并应符合下列规定:

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