论文部分内容阅读
摘要：本文结合新的防雷规范，对一般民用建筑防雷接地设计进行了综合论述，并探讨相应的防雷接地措施。
关键词：防雷 接闪器 接地装置 等电位连接
目前，由于各设计单位对防雷规范的把握深度及理解程度不尽相同，因而设计图纸五花八门。这给施工单位的施工及当地防雷检测部门的监督管理造成了很大困难，有的甚至造成了甲方重复建设及资源的浪费。因此，设计出一个既符合国家规范，又便于施工、管理的规范化民用建筑物的防雷模式，本人认为很有必要。根据本人的设计经验及在施工现场遇到的问题，结合当地防雷检测部门的要求，谈谈一般民用建筑物的防雷接地设计。
一、建筑防雷等级的确定
我们在着手建筑物防雷设计的第一步，首先是要确定建筑物的防雷等级。《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010中，对建筑物防雷类别的划分，除了由建筑物的功能定性外，第二、三类防雷建筑，还取决于建筑物的预计年雷击次数N。
N=K·Ng·Ae
式中：N—建筑物年预计雷击次数（次/a）
K—校正系数，一般情况取1，在一般情况下取1，在下列情况下取相应数值：位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取1.5；金属屋面没有接地的砖木结构建筑物取1.7；位于山顶上或旷野的孤立建筑物取2；
Ng—建筑物所在地雷击大地年平均度（次/Km2/a）
Ae—与建筑物截收相同雷击次数等效面积（Km2）
L—建筑物长度（m）
W—建筑物宽度（m）
H—建筑物高度（m）
现就沈阳市某住宅建筑物为例，计算结果见下表：
建筑物数据 建筑物的长L（m） 50.0
建筑物的宽W（m） 30.0
建筑物的高H（m） 45.0
等效面积Ae（km2） 0.0368
建筑物属性 住宅、办公楼等一般性民用建筑物
气象
数据 年平均雷暴日Td（d/a） 27.1
年平均密度Na（次/Km2/A） 1.7501
计算
结果 预计雷击次数N（次/a） 0.0644
防雷类别 三类防雷
按照规范规定，该建筑物年预计雷击次数大于0.06次/年，且少于0.3次/年，因此应划为第三类防雷建筑物。
二、接闪器的设计
一般性民用建筑物宜利用接闪带与接闪杆相结合组成接闪器系统。接闪带可采用镀锌圆钢Φ12，由Φ12间距为 1米，高为0.2米的支持卡固定于屋面、女儿墙及楼梯顶上，同时在屋面阳角处及梯屋顶四角上另加设Φ16，高 0.5米的接闪杆，并在屋面加设不小于20米×20米或24米×16米的接闪网格，接闪网格可采用40mm×4mm镀锌扁钢安装接闪带。这样的设置，既美观大方，又经济实惠，而且实践也证明防雷效果非常理想。
三、接地装置引下线设计
利用建筑物柱内主筋作为防雷引下线，不仅可以节约钢材，而且比较安全。引下线主筋从上到下通长焊通 ，其上部（屋顶上）应与接闪器焊接，下部与基础焊接，并分别与各层板筋、梁筋及桩笼纵筋、螺旋箍筋、地梁面筋焊接通，构成一完整的电气通路。
利用建筑物钢筋做为引下线在施工时，应配合土建施工，按设计要求找出全部钢位置，用油漆做好标记，保证每层钢筋上、下进行贯通性连接，随着土建专业逐层串联焊接至顶层。
由于利用建筑物钢筋做引下线，是从上而下连接一体，因此不能设置断接卡子测试接地电阻，需在柱内做为引下线的钢筋上，距室外护坡1米处的柱子外侧，另焊一根圆钢（Φ≥10）引至柱外侧的墙体上，做为防雷测试点。测试接地电阻小于1欧姆。具体做法详见图集。
四、接地装置
利用建筑物的基础作接地装置，具有经济、美观和有利于雷电流场流散，以及不必维护和寿命长等优点。由于我市住宅大部分均是采用人工挖孔柱基础，条件符合《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010中5.4.1规定，混凝土内基础也能满足利用钢筋混凝土作为自然基础接地体的要求，因此建议推广使用。
利用柱基础作接地体时，对建筑物地梁的处理是很重要的一个环节。地梁内的主筋要和柱基础主筋连接起来，并要把各段地梁的钢筋连成一个环路，这样才能将各个基础连成一个联合接地体，而且地梁的钢筋形成一个很好的水平地环，综合成一个完整的接地系统，其接地电阻≤1Ω。
五、等电位连接及防雷电波侵入
这部分过去往往很容易被忽视。新规范中等电位及防雷电波侵入有明确规定，因此该部分应十分重视。
总等电位联结的作用在于降低建筑物内间接接触电击的接触电压和不同金属部件间的电位差，并消除自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害，它应通过进线配电箱近旁的总等电位联结端子板与进线配电箱的PE（PEN）母排；进出入建筑物的金属水管及煤气管道等作等电位连接。做法详见等电位联结安装图集97SD567。
对于防雷电波侵入，应采取如下措施：
1.对电缆进出线，应在进出端将电缆的金属外支、钢管等与电气设备接地相连。当电缆转换为架空线时，应在转换处装设避雷器；避雷器、电缆金属外皮和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不宜大于30Ω。
2对低压架空进出线，应在进出处设置避雷器与绝缘子铁脚、金具连在一起接到电气设备的接地装置上，当多回路架空进出线时，可仅在母线或总配电箱处装设一组避雷器或其它型式的过电压保护器，但绝缘子铁脚、金具仍应接到接地装置上。
3进出建筑物的架空金属管道，在进出处应就近接到防雷或电气设备的接地装置上，其冲击接地阻不宜大于30Ω。
以上只是本人在防雷设计中的经验积累，通过大量的工作实例证明，一般民用建筑物接地电阻测量值均在1Ω以下，完全满足规范要求。技术上，达到规范标准、可行；经济上，实用、美观、大方；同时防雷效果也十分理想。
参考文献
1《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010
2《全国民用建筑工程设计技术措施》电气分册（2009年版）。
3苏邦礼等《雷电与避雷工程》。
4蓝奇勇《住宅建筑的防雷与接地设计探讨》。
关键词：防雷 接闪器 接地装置 等电位连接
目前，由于各设计单位对防雷规范的把握深度及理解程度不尽相同，因而设计图纸五花八门。这给施工单位的施工及当地防雷检测部门的监督管理造成了很大困难，有的甚至造成了甲方重复建设及资源的浪费。因此，设计出一个既符合国家规范，又便于施工、管理的规范化民用建筑物的防雷模式，本人认为很有必要。根据本人的设计经验及在施工现场遇到的问题，结合当地防雷检测部门的要求，谈谈一般民用建筑物的防雷接地设计。
一、建筑防雷等级的确定
我们在着手建筑物防雷设计的第一步，首先是要确定建筑物的防雷等级。《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010中，对建筑物防雷类别的划分，除了由建筑物的功能定性外，第二、三类防雷建筑，还取决于建筑物的预计年雷击次数N。
N=K·Ng·Ae
式中：N—建筑物年预计雷击次数（次/a）
K—校正系数，一般情况取1，在一般情况下取1，在下列情况下取相应数值：位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取1.5；金属屋面没有接地的砖木结构建筑物取1.7；位于山顶上或旷野的孤立建筑物取2；
Ng—建筑物所在地雷击大地年平均度（次/Km2/a）
Ae—与建筑物截收相同雷击次数等效面积（Km2）
L—建筑物长度（m）
W—建筑物宽度（m）
H—建筑物高度（m）
现就沈阳市某住宅建筑物为例，计算结果见下表：
建筑物数据 建筑物的长L（m） 50.0
建筑物的宽W（m） 30.0
建筑物的高H（m） 45.0
等效面积Ae（km2） 0.0368
建筑物属性 住宅、办公楼等一般性民用建筑物
气象
数据 年平均雷暴日Td（d/a） 27.1
年平均密度Na（次/Km2/A） 1.7501
计算
结果 预计雷击次数N（次/a） 0.0644
防雷类别 三类防雷
按照规范规定，该建筑物年预计雷击次数大于0.06次/年，且少于0.3次/年，因此应划为第三类防雷建筑物。
二、接闪器的设计
一般性民用建筑物宜利用接闪带与接闪杆相结合组成接闪器系统。接闪带可采用镀锌圆钢Φ12，由Φ12间距为 1米，高为0.2米的支持卡固定于屋面、女儿墙及楼梯顶上，同时在屋面阳角处及梯屋顶四角上另加设Φ16，高 0.5米的接闪杆，并在屋面加设不小于20米×20米或24米×16米的接闪网格，接闪网格可采用40mm×4mm镀锌扁钢安装接闪带。这样的设置，既美观大方，又经济实惠，而且实践也证明防雷效果非常理想。
三、接地装置引下线设计
利用建筑物柱内主筋作为防雷引下线，不仅可以节约钢材，而且比较安全。引下线主筋从上到下通长焊通 ，其上部（屋顶上）应与接闪器焊接，下部与基础焊接，并分别与各层板筋、梁筋及桩笼纵筋、螺旋箍筋、地梁面筋焊接通，构成一完整的电气通路。
利用建筑物钢筋做为引下线在施工时，应配合土建施工，按设计要求找出全部钢位置，用油漆做好标记，保证每层钢筋上、下进行贯通性连接，随着土建专业逐层串联焊接至顶层。
由于利用建筑物钢筋做引下线，是从上而下连接一体，因此不能设置断接卡子测试接地电阻，需在柱内做为引下线的钢筋上，距室外护坡1米处的柱子外侧，另焊一根圆钢（Φ≥10）引至柱外侧的墙体上，做为防雷测试点。测试接地电阻小于1欧姆。具体做法详见图集。
四、接地装置
利用建筑物的基础作接地装置，具有经济、美观和有利于雷电流场流散，以及不必维护和寿命长等优点。由于我市住宅大部分均是采用人工挖孔柱基础，条件符合《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010中5.4.1规定，混凝土内基础也能满足利用钢筋混凝土作为自然基础接地体的要求，因此建议推广使用。
利用柱基础作接地体时，对建筑物地梁的处理是很重要的一个环节。地梁内的主筋要和柱基础主筋连接起来，并要把各段地梁的钢筋连成一个环路，这样才能将各个基础连成一个联合接地体，而且地梁的钢筋形成一个很好的水平地环，综合成一个完整的接地系统，其接地电阻≤1Ω。
五、等电位连接及防雷电波侵入
这部分过去往往很容易被忽视。新规范中等电位及防雷电波侵入有明确规定，因此该部分应十分重视。
总等电位联结的作用在于降低建筑物内间接接触电击的接触电压和不同金属部件间的电位差，并消除自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害，它应通过进线配电箱近旁的总等电位联结端子板与进线配电箱的PE（PEN）母排；进出入建筑物的金属水管及煤气管道等作等电位连接。做法详见等电位联结安装图集97SD567。
对于防雷电波侵入，应采取如下措施：
1.对电缆进出线，应在进出端将电缆的金属外支、钢管等与电气设备接地相连。当电缆转换为架空线时，应在转换处装设避雷器；避雷器、电缆金属外皮和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不宜大于30Ω。
2对低压架空进出线，应在进出处设置避雷器与绝缘子铁脚、金具连在一起接到电气设备的接地装置上，当多回路架空进出线时，可仅在母线或总配电箱处装设一组避雷器或其它型式的过电压保护器，但绝缘子铁脚、金具仍应接到接地装置上。
3进出建筑物的架空金属管道，在进出处应就近接到防雷或电气设备的接地装置上，其冲击接地阻不宜大于30Ω。
以上只是本人在防雷设计中的经验积累，通过大量的工作实例证明，一般民用建筑物接地电阻测量值均在1Ω以下，完全满足规范要求。技术上，达到规范标准、可行；经济上，实用、美观、大方；同时防雷效果也十分理想。
参考文献
1《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010
2《全国民用建筑工程设计技术措施》电气分册（2009年版）。
3苏邦礼等《雷电与避雷工程》。
4蓝奇勇《住宅建筑的防雷与接地设计探讨》。