探析金屬屋面的防雷設(shè)計(jì)

1、探析金屬屋面的防雷設(shè)計(jì) 探析金屬屋面的防雷設(shè)計(jì) 摘 要雷電災(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，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。金屬屋面建筑物由于其本身的建筑特點(diǎn)，在雷電發(fā)生過(guò)程中遭受雷擊的概率比擬大，雷擊不僅會(huì)破壞建筑外部的設(shè)施，而且對(duì)建筑內(nèi)部的各項(xiàng)電子設(shè)備也會(huì)造成影響。在這種情況下，對(duì)于金屬屋面建筑物的防雷設(shè)計(jì)要求也就越來(lái)越高。 關(guān)鍵詞金屬屋面 防雷 設(shè)計(jì) 中圖分類號(hào)：TU895 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X17-0257-01 引言 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷開(kāi)展，城市中新建高大建筑物導(dǎo)致

2、雷電活動(dòng)的影響不斷加劇；由于人們對(duì)建筑物設(shè)計(jì)要求的不同，建筑物的材料使用也千差萬(wàn)別，由金屬材料作為屋面的建筑物，由于其屋面板具有與避雷網(wǎng)同等的接閃效果，故其防雷設(shè)計(jì)在接閃等方面與一般混凝土屋面建筑物有所不同，其避雷網(wǎng)設(shè)置需要用滾球法來(lái)進(jìn)行計(jì)算。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)。 一、屋面放散管、排風(fēng)管防雷 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

3、做好屋面放散管、排風(fēng)管的防雷是非常有必要的。 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)符合我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?建筑物防雷設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?GB50057-2021第4.2.1條二款的要求。 2、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)標(biāo)準(zhǔn)?GB50057-2021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)符合以下要求：金屬物體可以不裝接閃器，但一定要和屋面防雷裝置相連；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。 二、金屬屋面防雷設(shè)計(jì) 1、接閃器的設(shè)計(jì) 由于金屬屋面建筑中屋面的金屬板比擬薄，不能安裝傳統(tǒng)的高大沉重的避雷針，所以在接閃

4、器的選擇和安裝過(guò)程中需要特別注意。 金屬屋面作為接閃器 雖然可以直接利用金屬屋面作為接閃器，但是對(duì)金屬屋面的有一定的要求，金屬屋面中金屬板之間的搭接時(shí)搭接長(zhǎng)度大于100mm，金屬板下面沒(méi)有可燃物的時(shí)候，金屬板的厚度大于或者等于0.5mm，當(dāng)金屬屋面中金屬板下面有易燃物的時(shí)候最小厚度不應(yīng)該超過(guò)4mm，還要求金屬板沒(méi)有絕緣被覆層的存在。用金屬屋面作為接閃器不僅能可以免除建設(shè)避雷網(wǎng)的麻煩，節(jié)省本錢(qián)，而且對(duì)于整個(gè)建筑來(lái)說(shuō)，不破壞其的美觀性。但是這種設(shè)計(jì)存在的一個(gè)問(wèn)題就是金屬屋面在遇到強(qiáng)雷的時(shí)候往往會(huì)有被雷擊穿的可能性。 在金屬屋面上進(jìn)行避雷網(wǎng)的設(shè)計(jì) 在常規(guī)的混凝土屋面建筑中對(duì)于避雷網(wǎng)假設(shè)的高度要求是0

5、.1m，但是由于金屬屋面建筑物的特殊性，按照這個(gè)要求架設(shè)在金屬屋面上的避雷網(wǎng)根本上沒(méi)有起到明顯的避雷效果，發(fā)生雷擊的時(shí)候避雷網(wǎng)也不能很好的對(duì)建筑物進(jìn)行保護(hù)，所以一般在金屬屋面的避雷接閃器的設(shè)計(jì)過(guò)程中是按照滾球法對(duì)避雷網(wǎng)的高度和網(wǎng)格的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)。 在金屬屋面上設(shè)置避雷針 在金屬屋面上設(shè)置避雷針，但是金屬屋面中不允許進(jìn)行鉆孔和焊接，多以在架設(shè)避雷針的過(guò)程中要設(shè)置一塊不銹鋼鋼板當(dāng)避雷針的底座，并且將鋼板彎折之后與金屬屋面的角度相同。避雷針的長(zhǎng)短要采用.05m的，為了防止風(fēng)吹倒避雷針，在避雷針的根部的兩側(cè)與引線相連起到很好的避雷效果。 2、引下線的設(shè)計(jì) 建筑物中引下線的作用主要是通過(guò)連接閃器與地下裝

6、置將接閃器中截獲的雷電引入地下裝置中，金屬屋面建筑中，引下線在避雷網(wǎng)與接地裝置之間形成雷電流通的通路。對(duì)于高的金屬屋面建筑來(lái)說(shuō)，一般引下線的通常是用主體結(jié)構(gòu)中的主筋或者是剪力墻中的鋼筋作為暗裝引下線。要做到引下線合理利用就需要對(duì)引下線的布置特點(diǎn)和引下線的數(shù)量進(jìn)行科學(xué)的考慮。金屬屋面中截獲的電流強(qiáng)度一般是比擬大的，所以要增加引下線的數(shù)量到達(dá)最好的分流效果。而且在引下線的設(shè)計(jì)過(guò)程中為了更好的分雷電流就需要盡可能的縮小引下線的長(zhǎng)度。當(dāng)金屬屋面建筑物的引下線過(guò)長(zhǎng)的時(shí)候，要適時(shí)的采用均壓環(huán)。均壓環(huán)的敷設(shè)主要針對(duì)高度超過(guò)滾球半徑的建筑物。在引下線的敷設(shè)過(guò)程中，均壓環(huán)在縮短引下線的時(shí)候要沿著外墻或者是圈梁鋼

7、筋進(jìn)行。需要注意的是金屬屋面建筑的金屬構(gòu)件可以作為引下線，但是要將各金屬部件之間組成一個(gè)電器通路。 3、接地裝置 自然接地體是指建筑物的鋼結(jié)構(gòu)和埋在地底下的各種管道。建筑物設(shè)計(jì)過(guò)程中埋入地下的各種鋼類管道。當(dāng)金屬屋面的建筑物中是以鋼筋混凝土作為地基時(shí)，需要利用根底樁和水平圈梁作為垂直和水平的接地體。一般在接地體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，接地體形式是以網(wǎng)狀的形式出現(xiàn)的，這樣做有兩個(gè)好處，一個(gè)是網(wǎng)狀格的接地裝置可以有均壓的作用，有效減少了室內(nèi)的跨步電壓，另一個(gè)是在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中很容易找出接地端子，在防雷設(shè)備接地的過(guò)程中可以很方便。 人工接地體的設(shè)計(jì)就是當(dāng)金屬屋面的建筑物中沒(méi)有可以用來(lái)做接地裝置的設(shè)施，就需要采用角

8、鋼和扁鋼在建筑物四周進(jìn)行人工接地體的設(shè)計(jì)，要注意人工接地體的埋設(shè)深度要大于或者是等于0.8m。 4、等電位聯(lián)結(jié) 建筑物的等電位聯(lián)結(jié)就是將建筑物內(nèi)的防雷裝置、導(dǎo)體和防雷架構(gòu)用導(dǎo)線連接起來(lái)，從而使建筑物內(nèi)的各個(gè)金屬管、線路和電位連接板等處都處在同一電位。因?yàn)閷?duì)于金屬屋面的建筑物來(lái)說(shuō)，由于其本身獨(dú)特的特點(diǎn)，在發(fā)生雷電天氣的過(guò)程中很容易遭受到雷電直擊雷和感應(yīng)雷，往往會(huì)造成室內(nèi)各感應(yīng)點(diǎn)的電位也會(huì)出現(xiàn)很大的差距，造成建筑物內(nèi)人員和財(cái)產(chǎn)的損失。將電源線、信號(hào)線之間安裝浪涌保護(hù)器形成等電位聯(lián)結(jié)，建筑物內(nèi)部的均壓環(huán)和鋼筋網(wǎng)形成等電位聯(lián)結(jié)，這樣從整體上就形成了一個(gè)全方位的等電位聯(lián)結(jié)。 三、其他防雷事項(xiàng) 1、屋頂?shù)?/p>

9、各金屬管道、金屬網(wǎng)架及其它金屬物，應(yīng)與接閃裝置可靠連通。 2、為防止球形雷的侵入，采取的措施是：減少建筑物外墻各種不必要的孔洞，將窗戶的金屬構(gòu)件、金屬紗窗等可靠接地。 3、樹(shù)立警示牌，雷雨天氣禁止在屋面逗留。 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。 結(jié)論：對(duì)于金屬屋面的建筑物來(lái)說(shuō)，由于其本身的特點(diǎn)在進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)的過(guò)程中要特別注意對(duì)于避雷網(wǎng)的設(shè)計(jì)，引下線的使用以及接地裝置的安裝，而在避雷網(wǎng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中采用滾球法可以有效的進(jìn)行避雷網(wǎng)的計(jì)算。要做好對(duì)整個(gè)避雷裝置的設(shè)計(jì)，對(duì)整個(gè)避雷系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)密的實(shí)施，從而有效保護(hù)建筑物的平安，防止雷擊事故的發(fā)生。 參考