民用建筑防雷技術(shù)設(shè)計要點
于影超
摘 要：介紹了民用建筑防雷設(shè)計的基本原則、防雷等級的確定及防直擊雷等的措施。
關(guān)鍵詞：民用建筑；防雷裝置；直擊雷；側(cè)擊雷；雷電感應(yīng)；雷電波
0.引言
目前，由于各設(shè)計單位對防雷規(guī)范的把握深度及理解程度不盡相同，因而設(shè)計圖紙也五花八門，這給施工單位的施工及當(dāng)?shù)胤览讬z測部門的監(jiān)督管理造成了很大的困難，有的甚至造成甲方重復(fù)建設(shè)及資源的浪費。因此，設(shè)計出一個既符合國家規(guī)范，又便于施工管理的規(guī)范化建筑的防雷模式很有必要，下面談一般民用建筑的防雷設(shè)計。
1．基本原則：
防雷設(shè)計的技術(shù)措施應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》進行等級確定及防雷裝置設(shè)計，并進行防雷分類，參照《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》的相應(yīng)要求，采用滾球法計算避雷針的保護范圍，采用等電位連接這一保障安全的最重要措施。
2．民用建筑防雷等級的確定
（1）建筑物防雷設(shè)計的第一步要確定建筑物的防雷等級，《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》（GB50057-97）中，對建筑物防雷類別的劃分，除了由建筑物的功能定性外，第二、第三類防雷建筑還取決于建筑物的預(yù)計年雷擊數(shù)N。
（2） 防雷裝置中接閃器的設(shè)計宜利用避雷帶與避雷小針相結(jié)合組成接閃器系統(tǒng)。避雷帶采用Φ12鍍鋅圓鋼，用Φ12、間距為1.5m、高為0.2m的支持卡固定于屋面、墻壁及樓梯頂上，同時在屋面陽角處及屋頂四角上另加設(shè)Φ16、高為0.5m的避雷小針 ，并在屋面加設(shè)不少于20m×720m的避雷網(wǎng)格。這樣的設(shè)置既美觀大方，又經(jīng)濟實惠，實踐證明防雷效果非常明顯。
（3）利用建筑物柱內(nèi)對角主筋作防雷引下線，利用建筑物基礎(chǔ)作自然基礎(chǔ)接地體，不僅可節(jié)約鋼材，而且比較安全。引下線主筋從上到下通長焊通，其上部應(yīng)與接閃器焊接，下部與基礎(chǔ)焊接，并分別與各層板筋，梁筋及樁籠縱筋、螺旋箍筋，地梁面筋焊接通，構(gòu)成一完整的電氣通路。
（4）利用建筑物的基礎(chǔ)作接地裝置，具有經(jīng)濟和有利于雷電流場流散及不必維護和壽命長等優(yōu)點。利用柱基礎(chǔ)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)，地梁的主筋要和柱基礎(chǔ)主筋連成一個環(huán)路，這樣才能將各個基礎(chǔ)連成一個聯(lián)合接地體。
3．防直擊雷的措施
（1）接閃器采用避雷針、避雷帶（網(wǎng)），或兩者混合的方式，還宜利用建筑物的金屬屋面作為接閃器，但應(yīng)符合規(guī)范要求。不應(yīng)采用裝有放射性物質(zhì)的接閃器。其他形式的消雷器，只宜用于屋面上架設(shè)有高桿鐵塔的建筑物上。
屋面上的突出物，如衛(wèi)星和共用天線接收裝置、節(jié)日彩燈、航空障礙燈和屋面風(fēng)冷機組等，應(yīng)在防雷裝置保護范圍內(nèi)，若按滾球法計算不在保護范圍內(nèi)時，應(yīng)另設(shè)避雷針、帶加以保護，并與屋面防雷裝置相連。
（2）引下線應(yīng)優(yōu)先利用建筑物鋼筋混凝土柱或剪力墻中的主鋼筋，還宜利用建筑物的消防梯、鋼柱、金屬煙囪等作為引下線。
當(dāng)利用鋼筋混凝土柱中的鋼筋、鋼柱作為防雷引下線，并同時采用基礎(chǔ)鋼筋作為接地裝置時，不設(shè)斷接卡，但應(yīng)在室外適當(dāng)?shù)攸c設(shè)若干與柱內(nèi)鋼筋相連的連接板，供測量、外接人工接地體和作等電位聯(lián)結(jié)用。
磚混結(jié)構(gòu)的建筑物，在外墻四周另設(shè)引下線，并在離地1.8m出裝設(shè)斷接卡，其1.7m至地下0.3m一段應(yīng)采取保護措施。
（3）接地裝置應(yīng)優(yōu)先利用建筑物鋼筋混凝土基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋。有鋼筋混凝土地梁時，應(yīng)將地梁內(nèi)鋼筋連成環(huán)形接地裝置；沒有鋼筋混凝土地梁時，可在建筑物周邊無鋼筋的閉合條形混凝土基礎(chǔ)內(nèi)，用一40mm×4mm鍍鋅扁鋼直接敷設(shè)在槽坑外沿，形成環(huán)形接地。
4．防側(cè)擊雷的措施
高度超過30米的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)建筑物，應(yīng)采取下列防側(cè)擊雷和等電位聯(lián)結(jié)的保護措施。
（1）鋼構(gòu)架和鋼筋混凝土的鋼筋應(yīng)互相連接。
（2）應(yīng)利用鋼柱或鋼筋混凝土柱內(nèi)鋼筋作為防雷裝置引下線。
（3）應(yīng)將30m及以上外墻上的欄桿、門窗等較大的金屬物與防雷裝置相連；
（4）豎直敷設(shè)的金屬管道及金屬物的頂端和底端應(yīng)與防雷裝置連接。
（5）沒有組合柱和圈梁的建筑物，應(yīng)每隔3層在外墻內(nèi)敷設(shè)1圈Φ12的鍍鋅圓鋼做均壓環(huán)；有組合柱和圈梁時，利用圈梁的鋼筋作均壓環(huán)，將建筑物的各種豎向金屬管道每3層與均壓環(huán)連接1次，均壓環(huán)應(yīng)與防雷裝置引下線連接。
5．防雷電感應(yīng)的措施
（1）被保護建筑物內(nèi)的金屬物接地，是防雷電感應(yīng)的主要措施。因此，建筑物內(nèi)的設(shè)備外殼、管道、構(gòu)架等主要金屬物，應(yīng)就近接到防雷接地裝置或電氣設(shè)備的保護接地裝置上
（2）平行敷設(shè)的管道、構(gòu)架和電纜金屬外皮的長金屬物，其凈距小于100mm時應(yīng)采用金屬線跨接，跨接點的間距不應(yīng)大于30m；交叉凈距小于100mm時，其交叉處亦應(yīng)跨接。
6．防雷電波入侵的措施
（1）低壓線路宜全線采用電纜直接埋地引入，在入戶端將電纜金屬外皮或保護鋼管接到防雷接地裝置上；若為架空線應(yīng)換接50m電纜進戶，線纜換接處應(yīng)裝設(shè)避雷器，并將其與電纜金屬外皮、鋼管和絕緣子鐵腳等連在一起，其沖擊接地電阻不應(yīng)大于10Ω。若采用架空線引入時，引入處應(yīng)裝設(shè)避雷器。
（2）架空和埋地的金屬管道，應(yīng)在進出建筑物處與防雷接地裝置相連。
（3）固定在建筑物上的節(jié)日彩燈、航空障礙燈及其他用電設(shè)備的線路，應(yīng)根據(jù)建筑物的重要性采取相應(yīng)的防雷電波侵入的措施。
①無金屬外殼或保護網(wǎng)罩的用電設(shè)備應(yīng)在接閃器的保護范圍內(nèi)。
②從配電箱引出的線路應(yīng)穿鋼管。鋼管的一端與配電箱金屬外殼相連；另一端與用電設(shè)備的金屬外殼、保護罩相連，并就近與屋頂防雷裝置相連。鋼管中間斷開時應(yīng)設(shè)跨接線。
7．結(jié)束語
對于民用建筑，防雷設(shè)計作用不容忽視，應(yīng)此一定按規(guī)范設(shè)計，靈活運用。
參考文獻
［1］梅衛(wèi)群.建筑防雷工程與設(shè)計/雷電防護系列教材.北京:氣象出版社，2006:20-70.
Key of Designing Lightning Protection in Civil Buildings
Yu Ying-chao
Abstract: The paper introduces the basic principle about lightning protection design of civil construction,the determination of lightning protection level and the precautions about direct lighting protection.
Key words: civil building; devices of lightning protection; direct lightning; side lightning;lightning sensor; lightning wave
