淺談民用住宅建筑防雷設(shè)計(jì)

淺談民用住宅建筑防雷設(shè)計(jì)

私家用地是居住區(qū)的一部分。預(yù)防和設(shè)計(jì)是住宅電氣設(shè)計(jì)的重要組成部分，是住宅建筑設(shè)計(jì)的重要組成部分。其設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響到住宅建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量，對(duì)保護(hù)人民生活和財(cái)產(chǎn)安全、提高住宅使用功能具有重要意義。民用住宅建筑防雷設(shè)計(jì)必須有整體觀念,應(yīng)根據(jù)其重要性、實(shí)用性、發(fā)生雷電事故的可能性和后果,因地制宜地采取防雷措施,做到安全、可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、施工維護(hù)方便。民用住宅建筑的防雷工程是一個(gè)系統(tǒng)工程,必須綜合考慮,不能只采取幾樣防雷措施或單幢建筑的防雷措施,不整體考慮將會(huì)在設(shè)計(jì)中顧此失彼,造成不良后果。一、避雷接閃設(shè)施根據(jù)防雷規(guī)范,防直接雷接閃器的設(shè)計(jì)一般主要采用避雷針、避雷帶、網(wǎng)等幾種形式或其組合,只要設(shè)計(jì)規(guī)范,安裝合理,這些避雷設(shè)施便能滿足接閃要求。設(shè)計(jì)防直接雷接閃器時(shí)應(yīng)整體考慮如下因素:1、是否與建筑無協(xié)調(diào)在設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)根據(jù)不同建筑形式,主要是建筑風(fēng)格、屋頂形式(坡屋頂或平屋頂)等采取不同措施,而不應(yīng)一刀切,采用一個(gè)模式和方法,避免與建筑不相協(xié)調(diào)。比如對(duì)建筑外觀要求較高的建筑,應(yīng)盡量用避雷帶暗裝,不會(huì)影響建筑外觀;再比如古建筑,可沿屋脊、屋角、檐口等明裝避雷帶,而不用避雷針,因?yàn)楦叩谋芾揍樋赡苡绊懡ㄖ庥^。2、屋頂接閃器接閃器應(yīng)盡量利用建筑構(gòu)件,例如輕鋼結(jié)構(gòu)屋面應(yīng)利用輕鋼屋面作接閃器,屋頂造型有金屬構(gòu)件等宜作接閃器,歐式建筑的穹頂,屋面的金屬旗桿等都可利用其做避雷針。這樣既可以減少投資,又可以滿足防雷設(shè)計(jì)要求。值得注意的是有線電視天線不宜做防雷接閃器。3、突出屋頂含閃器的地下接閃器接閃器一般安裝在建筑屋頂,但建筑屋頂一般裝有水箱、電梯間、消防風(fēng)機(jī)、廣告設(shè)施,有時(shí)還裝有電視、通訊系統(tǒng)的天線。設(shè)計(jì)接閃器時(shí)一方面要使上述設(shè)施處于其保護(hù)范圍內(nèi)(金屬構(gòu)件可不單獨(dú)裝接閃器),另一方面也要使部分上述設(shè)施與避雷針之間保持一定距離。比如避雷針應(yīng)當(dāng)裝在高于通訊系統(tǒng)的天線尖端數(shù)米,避雷針與天線之間應(yīng)有1.5倍波長的間隔,以防止由于避雷針的存在而損壞天線的輻射圖形影響通信效果。突出屋面非金屬物在接閃器保護(hù)范圍外時(shí)應(yīng)單獨(dú)加設(shè)接閃器,并和屋面接閃器相連。突出屋面金屬物可不單獨(dú)加接閃器,但應(yīng)和屋面接閃器相連。二、主筋和鋼筋組合防雷引下線的設(shè)置根據(jù)防雷類別,采取不同間距,一般二類防雷建筑按小于18米距離設(shè)計(jì),三類防雷建筑按小于25米距離設(shè)計(jì),采用鍍鋅圓鋼、扁鋼、柱主筋或其組合,均可滿足要求,但同時(shí)也應(yīng)整體考慮,考慮與其他部分的關(guān)系。比如,許多弱電設(shè)備和其他設(shè)備均須與防雷引下線保持一定的安全距離,可否在設(shè)計(jì)引下線時(shí)主動(dòng)讓路,避開設(shè)備間、弱電間、人行通道等位置,故而避免雷電反擊和其他一些問題的產(chǎn)生,這對(duì)提高弱電設(shè)備和其他設(shè)備的可靠性,設(shè)備間設(shè)備及線路布置等都大有裨益。三、接地部位和接地裝置的選擇民用住宅建筑防雷接地設(shè)計(jì)應(yīng)有整體觀念,應(yīng)采用共同接地、環(huán)形接地和等電位聯(lián)結(jié),應(yīng)盡量少用獨(dú)立接地,應(yīng)盡量用基礎(chǔ)鋼筋做接地裝置而不單獨(dú)敷設(shè)獨(dú)立接地裝置。1、獨(dú)立接地方式盡量與電源系統(tǒng)、電視系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電話系統(tǒng)等弱電系統(tǒng)共同接地。采用導(dǎo)體把電氣設(shè)備與接地裝置連接起來,稱為接地。獨(dú)立接地是指需要接地的系統(tǒng)分別獨(dú)立地建立接地網(wǎng),且各接地網(wǎng)之間要求有足夠的距離。共同接地是指需要接地的系統(tǒng)共同地建立接地網(wǎng)或各接地網(wǎng)連接在一起。獨(dú)立接地這種接地方式在50和60年代較多的被采用,原因是各接地系統(tǒng)之間不會(huì)造成相互干擾,這一特點(diǎn)在通訊系統(tǒng)中顯得尤其重要。但近年來這種獨(dú)立的接地方式除非在特別危險(xiǎn)的環(huán)境下采用,絕大多數(shù)情況下,均采用共同接地方式。因?yàn)榈谝?假設(shè)一個(gè)建筑工程內(nèi)通訊系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和電源系統(tǒng)各系統(tǒng)分別接地,當(dāng)發(fā)生雷擊的時(shí)候各系統(tǒng)接地點(diǎn)的電位可能相差很大。在假定電流沖擊波從交流電源接地中引進(jìn),由于雷瞬時(shí)電壓可達(dá)數(shù)十萬伏,這就意味著同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上電源、通訊線和外殼相接的有關(guān)部分就要承擔(dān)各地網(wǎng)間的這一高電壓,因此造成有關(guān)部位的擊穿損壞。對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),調(diào)制解調(diào)器和網(wǎng)卡將首先被擊穿。據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計(jì),在計(jì)算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)中,各系統(tǒng)采用獨(dú)立接地時(shí)被雷擊損壞的概率遠(yuǎn)高于共同接地的情況。第二,由于各地網(wǎng)之間至少要有近20m的距離,在一幢民用住宅建筑范圍內(nèi),分別做幾個(gè)互相沒有電氣聯(lián)系的地網(wǎng)是相當(dāng)困難的。2、降低地面電位梯度這樣的接地網(wǎng)可以使界面以內(nèi)的電場分布比較均勻,減少跨步電壓對(duì)人的危害,室內(nèi)在被雷擊時(shí),可減少由于地面電位梯度大而產(chǎn)生對(duì)設(shè)備高電壓反擊的危險(xiǎn)。3、等電位串聯(lián)的概念金屬及可導(dǎo)電部分與人工或自然接地裝置用電氣連結(jié)的方法連接起來,使整個(gè)建筑物空間成為一個(gè)良好的等電位體,以達(dá)到減少電位差稱為等電位聯(lián)結(jié)。等電位聯(lián)結(jié)有總等電位聯(lián)結(jié)、局部等電位聯(lián)結(jié)和輔助等電位聯(lián)結(jié)。當(dāng)遭受雷電襲擊時(shí),建筑物內(nèi)部和附近大體上是等電位的,不會(huì)發(fā)生內(nèi)部設(shè)備被高電位反擊和人被電擊的事故。此外,在電力線、電話線、電視信號(hào)電纜、電子計(jì)算機(jī)訊號(hào)傳輸線等,一切與外界有聯(lián)系的金屬線都要接上合理的過電壓保護(hù)裝置(避雷器),且裝置要與建筑物的防雷接地裝置直接進(jìn)行電氣連結(jié),使之成為等電位,才能在相線和N線產(chǎn)生危險(xiǎn)電位差時(shí)瞬間擊穿,相當(dāng)于短接,形成瞬間等電位,以達(dá)到真正的等電位聯(lián)結(jié)(實(shí)際上正常時(shí)是準(zhǔn)等電位,因?yàn)檎r(shí)各導(dǎo)線之間的電位差和雷擊時(shí)的殘壓與雷電壓比較是微不足道的,所以一般把這樣的連接也稱為等電位聯(lián)結(jié))。采用等電位聯(lián)結(jié),不但可以大大提高建筑物及其內(nèi)部的設(shè)備防雷能力,也可以放寬對(duì)建筑物接地電阻的要求。這樣可減少建設(shè)投資,減低施工難度,在干旱、沙漠和山地土壤這些電阻率高的地區(qū)猶為重要。4、接地混凝土的基礎(chǔ)接地裝置利用建筑物的基礎(chǔ)作接地裝置,具有經(jīng)濟(jì)、美觀和有利于雷電流場流散以及不必維護(hù)和壽命長等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)在的建筑一般采用鋼筋混凝土基礎(chǔ),較大的樓宇采用基礎(chǔ)接地裝置后的接地電阻一般都能滿足要求。若較小的鋼筋混凝土建筑,使用它的柱梁結(jié)構(gòu)的埋地鋼筋混凝土做接地網(wǎng),即使它的接地電阻達(dá)不到足夠小,需要加埋人工接地裝置補(bǔ)充,這起碼也能夠起到減少人工接地裝置的數(shù)量,節(jié)約投資,是一件有益無害的好事。但有些鋼筋混凝土確實(shí)不能作為接地裝置,如防水水泥、鋁酸鹽水泥、礬土水泥、以及異丁硅酸鹽水泥等,以人造材料水泥做成的鋼筋混凝基礎(chǔ)也不能做接地裝置。需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是,各鋼筋之間必須構(gòu)成電氣連接,一般采用牢固的焊接,使之成為可靠的電氣通道,一般結(jié)構(gòu)的鋼筋經(jīng)過綁扎不容易達(dá)到電氣連接的要求,不宜用綁扎的方法。利用基礎(chǔ)作接地裝置時(shí),對(duì)地梁的處理是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。地梁內(nèi)的主筋應(yīng)該和柱基礎(chǔ)主筋連接起來,并將各段地梁的鋼筋連成一個(gè)環(huán)路,這樣才能將各個(gè)基礎(chǔ)連成一個(gè)聯(lián)合接地裝置,而且地梁的鋼筋可以形成一個(gè)很好的水平地環(huán),綜合成一個(gè)完整的接地系統(tǒng)。四、小區(qū)以及周邊的環(huán)境民用住宅建筑是小區(qū)的組成部分,其防雷設(shè)計(jì)應(yīng)和小區(qū)以及附近的環(huán)境相互協(xié)調(diào),而不應(yīng)與小區(qū)以及附近的環(huán)境相互獨(dú)立,甚至破壞小區(qū)以及附近的環(huán)境。民用住宅建筑防雷設(shè)計(jì)的整體觀念是指對(duì)一個(gè)小區(qū)以及附近的環(huán)境做全面的防雷規(guī)劃,防雷設(shè)施不能違反小區(qū)建設(shè)規(guī)劃的要求,不能與小區(qū)建設(shè)規(guī)劃相沖突。1、設(shè)置避雷針桿塔觀,所用的避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng)是否與建筑物的立面相配以及低矮建筑物能否由高大建筑物或高大煙囪上的避雷裝置所保護(hù)等等。值得指出,利用建筑物附近的大樹作為避雷針桿塔是一個(gè)較好的做法。大樹最易接閃且越長越高,有時(shí)比建筑物還高。因此,避雷針應(yīng)安裝在樹頂,引下線應(yīng)沿樹干設(shè)置而且應(yīng)與建筑物的防雷裝置相結(jié)合。這樣既節(jié)約又美觀,同時(shí)還保護(hù)了名貴的樹木。利用大樹安裝避雷針不僅能防直擊雷,而且能防球雷、繞擊雷和側(cè)擊雷。2、屏蔽層和金屬構(gòu)件采用獨(dú)立接地方式時(shí)要求各地網(wǎng)之間應(yīng)至少保持近