鋼結(jié)構(gòu)建筑物的防雷裝置設(shè)計

1、鋼結(jié)構(gòu)建筑物的防雷裝置設(shè)計 1、引言鋼結(jié)構(gòu)是由鋼板,熱軋型鋼和冷加工成型的薄壁型鋼制造而成。具有：材料強度高，鋼材質(zhì)量輕；韌性，塑性好；材質(zhì)均勻；制造簡單，施工周期短；密封性好等特點。而且造型美觀大方，建設(shè)周期短，因而得到廣泛的應(yīng)用于機場、展覽館、體育館、各類工業(yè)廠房、大型超市等，由于鋼結(jié)構(gòu)獨特的建筑體系，使得此類建筑和普通磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)建筑物的防雷裝置設(shè)計有較大的差異。下面就本人通過對鋼結(jié)構(gòu)建筑物的防雷裝置設(shè)計和竣工驗收的實際經(jīng)驗總結(jié)，對鋼結(jié)構(gòu)建筑物防雷裝置設(shè)計作一個初步的探討。首先，我們先分析一下綜合防雷設(shè)計的要素，建筑物的綜合防雷裝置設(shè)計總的來講可分為兩部分：外部防雷和內(nèi)部防雷。外部

2、防雷措施包括：接閃器（針、網(wǎng)、帶和線）、引下線、屏蔽和共用接地系統(tǒng)，內(nèi)部防雷措施包括：共用接地系統(tǒng)、屏蔽（隔離）、等電位連接、合理布線和安裝浪涌保護器（spd）。鋼結(jié)構(gòu)建筑物作為現(xiàn)代建筑物的一種新型建筑，它的防雷裝置設(shè)計也離不開這個范圍，同時又有著其特殊的地方，下面就鋼結(jié)構(gòu)建筑物防雷的不同點加以探討。2、鋼結(jié)構(gòu)建筑物的外部防雷2.1接閃器首先應(yīng)根據(jù)建筑物的使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性和后果，并認真調(diào)查該位置的地理、地質(zhì)、氣象環(huán)境和雷電活動規(guī)律來確定該建筑物為第幾類防雷建筑物，再選擇用何種接閃器。由于鋼結(jié)構(gòu)建筑物的金屬屋面更容易引起雷擊，所以在設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)防雷類別考慮在屋面上安裝何種接閃器。

3、傳統(tǒng)建筑物的避雷方式是采用富蘭克林常規(guī)避雷導體或避雷地結(jié)合避雷網(wǎng)，但是金屬屋面的金屬板較薄，無法安裝高大沉重的傳統(tǒng)避雷針，其次從閃電理論來講，云地閃電與人類關(guān)系最密切，它是雷雨云中荷電中心對大地的脈沖放電過程，該過程除存在光導、回擊主要脈沖放電過程外，還存在一系列其他脈沖放電過程，回擊的特點是峰值電流高，放電時間短，回擊的電流脈沖平均峰值為幾十到幾百千安，持續(xù)時間約為幾十到上百微秒，形成了閃電電流的劇烈變化。現(xiàn)在的做法，有安裝多棵避雷針形式或避雷網(wǎng)形式，也有采用避雷帶形式，不論采用什么形式的接閃器，首先必須考慮防雷效果，對建筑物內(nèi)部設(shè)備的保護，同時還應(yīng)考慮施工實現(xiàn)的問題。所以除開第一類防雷建筑

4、物外，可直接利用金屬屋面作接閃器，根據(jù)建筑物的使用性質(zhì)，對金屬板的厚度要求不一樣（如下表）存放物品金屬板厚度無易燃物品0.5mm有易燃物品4mm（鐵）5mm（銅）7mm（鋁）厚度達不到要求時，屋面不能作接閃器，可采用2525mm的鋁合金方管將扁鋼架空，扁鋼與方管之間用直桿螺栓固定，方管與彩板之間用ab膠黏結(jié)，這樣即能防水又能防銹。屋檐部位的接閃器，可采用鉚釘將扁鋼與金屬板鉚住，這樣即牢固又美觀。2.2屏蔽鋼結(jié)構(gòu)建筑物的屏蔽，可根據(jù)自身的特點采取相應(yīng)的措施，常規(guī)建筑物的屏蔽是采取法拉第籠式保護法，鋼結(jié)構(gòu)建筑物可利用自身的鋼結(jié)構(gòu)，做好垂直和水平方向的導體連接來達到屏蔽的效果。3、鋼結(jié)構(gòu)建筑物的內(nèi)部

5、防雷避雷針（或避雷帶、避雷網(wǎng)）、引下線和接地系統(tǒng)等構(gòu)成外部防雷系統(tǒng)，主要是為了保護建筑物免受雷擊引起火災事故及人身和財產(chǎn)安全事故。內(nèi)部防雷系統(tǒng)則是防止雷電和其他形式的過電壓侵入設(shè)備中造成毀壞，這是外部防雷系統(tǒng)無法保證的，為了實現(xiàn)內(nèi)部避雷，需要進出各保護區(qū)的電線，金屬管道等都要連接避雷及過電壓保護，并進行等電位連接。3.1防雷電感應(yīng)雷電感應(yīng)是指雷電放電時，在附近導體上產(chǎn)生的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)。所形成的過電壓可能使金屬部件之間產(chǎn)生火花放電，其危害在于它能感應(yīng)出相當高的電壓，由此發(fā)生火花放電引發(fā)爆炸事故。所以，防雷電感應(yīng)僅對制造、使用或儲存爆炸物質(zhì)的建筑物和爆炸危險環(huán)境采取防雷電感應(yīng)措施，其它環(huán)境可

6、不考慮。3.1.1第一類防雷建筑物的防雷電感應(yīng)措施鋼結(jié)構(gòu)建筑物由于本身性質(zhì)的特點，可采取如下措施：為防止靜電感應(yīng)產(chǎn)生火花，應(yīng)將鋼結(jié)構(gòu)建筑物內(nèi)的金屬物（如設(shè)備、管道、構(gòu)架、電纜外皮等較大金屬構(gòu)件）和整體鋼屋架及屋面均應(yīng)接到防雷電感應(yīng)的接地裝置上。特別是鋼屋架應(yīng)做好連接，應(yīng)在等電位連接的部位采取鉚釘連接法，一般不采取螺栓連接，根據(jù)建筑物的使用性質(zhì)和功能，也可以考慮采用焊接連接法。為防止電磁感應(yīng)產(chǎn)生火花，平行敷設(shè)的長金屬物如管道、電纜外皮等，其相互間凈距小于100mm時應(yīng)每隔20mm-30mm用金屬線跨接。凈距小于100mm的交叉處及管道連接處（如彎頭、閥門、法蘭盤等），應(yīng)用金屬線跨接。接地裝置應(yīng)和

7、電氣設(shè)備接地裝置共用，其工頻接地電阻10。3.1.2第二類防雷建筑物的防雷電感應(yīng)措施第二類防雷鋼結(jié)構(gòu)建筑物的根據(jù)使用性質(zhì)和功能可采取如下措施：建筑物內(nèi)的設(shè)備、管道和本身鋼結(jié)構(gòu)屋架及屋面，應(yīng)就近接至防直擊雷接地裝置或電氣設(shè)備的保護接地裝置上，不另設(shè)接地裝置。為防止電磁感應(yīng)產(chǎn)生火花，平行敷設(shè)的長金屬物如管道、電纜外皮等，其相互間凈距小于100mm時應(yīng)每隔20mm-30mm用金屬線跨接。凈距小于100mm的交叉處及管道連接處（如彎頭、閥門、法蘭盤等），應(yīng)用金屬線跨接，但長金屬物連接處可不跨接。建筑物內(nèi)防雷電感應(yīng)的接地干線與接地裝置的連接不應(yīng)少于兩處。3.2防雷電波的侵入雷電波侵入是指由于雷電對架空線

8、路或金屬管道的作用，使沖擊過電壓波沿著這些管線侵入建筑物內(nèi)，從而危及人身安全和損壞設(shè)備。這種雷害現(xiàn)象占雷害的絕大部分，凡是有防雷要求的建筑物均應(yīng)考慮，鋼結(jié)構(gòu)建筑物也不例外。下面就鋼結(jié)構(gòu)建筑物對防雷電波的侵入加以介紹：低壓線路宜全線采用電纜直接埋地敷設(shè)，在入戶端應(yīng)將電纜的金屬外皮、鋼管接到防雷電感應(yīng)的接地裝置上。當無法全線埋地敷設(shè)時，在入戶端應(yīng)采用一段金屬鎧裝電纜引入，同時要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)建筑物的防雷類別采取相應(yīng)的埋地長度。架空金屬管道，在進入鋼結(jié)構(gòu)建筑物處，應(yīng)與防雷電感應(yīng)的接地裝置相連。距離建筑物100米內(nèi)的架空管道，還應(yīng)每隔25米接地一次，第一、二類沖擊電阻20，第三類沖擊電阻30。4、結(jié)束語鋼結(jié)構(gòu)建筑物日益漸增，而相應(yīng)的防雷規(guī)范還未出臺，本文通過多個鋼結(jié)構(gòu)工程