新时期民用建筑的防雷设计特点研究.doc

1、新时期民用建筑的防雷设计特点研究摘要：民用建筑的防雷设计是一项系统工程，其防雷设计必须综合考虑，具有整体观念。防雷设计不仅要做好内部防雷措施，还要做好外部防雷措施。本文通过分析防雷的必要性、类别、现状以及结构，从而对新时期的民用建筑防雷设计特点进行研究，以保证民用建筑物防雷设计的安全性以及实用性。 关键词：民用建筑物；防雷设计；研究 中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号： 前言 随着新时期我国经济的快速增长，人们的生活水平也在不断提升。如今民用建筑物越来越多，一般是六、七层，楼高大概在 30 米左右，结构大多为刚劲混凝土条形基础和砖混结构。通过对多处民用建筑物施工图纸的分析审核，发现设

2、计人员大多忽略了防雷工作的重要性。设计人员对于国家规定的防雷设计规范了解还不够深入与透彻，在民用建筑物的防雷设计方面存在诸多漏洞。很多设计都无法具体到防雷设计规范的章节，有些参考规范甚至早已过时。这既加强了防雷监管部门的监管难度，也造成了建筑施工的重复建设，造成了人力、物力与财力的浪费。因此，本文将通过研究民用建筑物防雷设计的特点，为忽视防雷设计的工作人员敲响警钟。 一、民用建筑物防雷设计的必要性及其现状 （一）民用建筑物防雷设计的必要性 雷电是大自然的普遍现象，是由大气层在特定的条件下形成的。雷云通过对地面泄放出电荷造成雷击，雷击一般分为三个阶段。第一阶段是先导放电阶段。第二阶段是回击阶段，

3、也称为主放电阶段，这个阶段所需时间很短，但却能产生极大的雷电流，甚至高达几百千安，破坏力非常大，对建筑物、电气设备、电气线路甚至是人畜都会产生直接或间接的影响。雷击的直接破坏表现在雷电所引起的冲击波、热效应和机械效应；间接破坏则表现在其产生的静电效应、暂态过电压以及电磁感应等方面。第三阶段则是余辉阶段。由于雷电会对人们的生活产生极大的影响，因此采取有效措施来防范雷击的不可抗力和危害性成为必然，这样才能减轻民用建筑及住宅居民与内部设备所遭受的危害。 （二）民用建筑物防雷设计的现状 目前，多数的家电设备都是在民用建筑物完工之后，用户自己选择设备，生产厂家或者销售商上门来安装的。由于很多设计人员在建

4、筑物设计阶段没有完善的防雷设计，没有防雷连接的预埋节点，导致了家电进行安装时，无法与民用建筑的防雷设施点进行连接。国家的建筑物防雷设计规范明确要求了要在民用建筑物上设置防雷设施。由于设计人员的疏忽或者为了降低设计成本，没有按照规定完成，给人民的生命和财产带来极大的安全隐患。因此，监管部门需要严格监督设计人员在设计阶段预留明显螺栓，为建筑防雷人员的工作带来便利，进行正常的防雷设施安装，避免雷电天气给居民带来危害。 二、民用建筑物防雷的分类及其结构 （一）防雷分类 由于雷电天气的不可控性，人们只能做好防雷措施，在建筑物上安装防雷装置，防止雷击造成人身伤害和财产损失。根据不同的建筑物需要安装不同的防

5、雷装置。根据建筑物的使用性和重要程度，把建筑物防雷类别可以划分为三类，民用防雷类别一般是第二类和第三类较多。对于雷击次数大于 0.05 次/a 并且人员比较密集的公共建筑物和雷击次数超过 0.25 次/a 的住宅或者办公楼等一般性建筑，把它规划为二类防雷建筑。对于雷击次数大于或等于 0.01 次/a 并且小于或等于 0.05 次/a 的人员密集的公共建筑和雷击次数大于或等于 0.05 次/a 且小于或等于 0.25 次/a的民用建筑或办公楼，划分为第三类防雷建筑。 （二）防雷设计的构成 一般民用建筑物的防雷装置设计构成包括接闪器、接地体、引下线三个基本装置。接闪器是用来接受雷电的，在雷击时直接

6、承受雷电的电流。接闪器就是人们常说的避雷针、避雷线、避雷网和避雷带等单个或者组合装置。引下线，顾名思义就是将接闪器接收到的电流进行引导，流入接地体的导线。一般引下线都是安装在建筑墙体内，避免接触。接地体就是与引下线和地面接触的装置，通常就是防雷设施的预埋件，埋在土壤下层或者建筑物的混凝土中，接地体也有接地线、接地网和接地棒之分。 三、民用建筑物防雷设计特点 （一）防直击雷设计 一般的民用建筑物防雷设计都采用的避雷针和避雷网或者两者兼备，可以利用建筑物顶端的金属面作为简单的接闪器，但要保证和引下线良好的接触，符合规范。对于具有放射性的金属接闪器坚决不允许使用。其他形式的防雷器只能够安装在高杆铁塔

7、的建筑物上。建筑物顶端比较突出的物件，如天线和卫星信号接收器等要保证安装在防雷设施的保护范围之内。如果通过滚球法计算，不在保护范围内并且其他设施又不能进行移动操作，就需要另外再安装避雷针，使它们处于避雷针的保护范围中，并且要将另外接的避雷针与防雷装置进行有效的连接。一般的引下线难以承受超高的雷击电流，在引下线选择时，应该优先考虑建筑物的钢筋混凝土柱或者墙体内的主力钢筋，另外建筑物中的钢柱也可以作为引下线。钢筋混凝土柱中的钢筋作为自然引下线，也可以作为接地装置。接地装置可以利用混凝土中的钢筋，有钢筋混凝土地梁的情况下，需要将地梁内的钢筋连成环状，形成环形接地。 （二）防侧击雷设计 据防雷规范 ，

8、对于高度超过 45m 的高层建筑物， 防雷规范有如下规定： 1、对于水平方向外突的物体，当滚球半径为 45m 的球体从接闪带外垂直下降到地面并接触到了突出的物体时，此时应采取防雷措施。 2、对于高于 60m 的建筑物，若其上部占总高度的 20并且超出 60m的部位，则应采取防雷侧击措施，并且应该符合以下规定：（1）其表面边缘、尖物、设备、墙角以及突出较明显的物体，则应按其屋顶的保护措施进行考虑。 （2）在上面布置接闪器时应该符合国家规定要求，接闪器要重点布置在边缘、墙角或者突出明显的物体之上。 （3）对于外部金属物，若其下面没有易燃物，铅板厚度超过 2mm 的情况下时，可将其作为接闪器，除此之

9、外还可以将布置在建筑物垂直边缘处的外部引下线当作接闪器。 3、外墙内外竖直敷设的金属管道及其顶部或者底端，应等电位连接防雷装置。 而在现实中对民用建筑物进行防侧雷击设计时，要注意将钢筋混凝土和钢构架相互连接，采用柱内钢筋作为防雷的引下线，并且 30m 和以上的栏杆以及门窗等金属物都要与防雷装置相连。对于没有圈梁和组合柱的建筑物，应该每隔三层在外墙内就要敷设一圈镀锌圆钢，若有圈梁和组合柱，则要利用圈梁钢筋作为均压环。均压环应该与防雷装置的引下线相连。 （三）接闪器的设计 接闪器就是通常所说的避雷针或者避雷网，在防雷装置安装过程中，应尽量将避雷针和避雷网结合使用，组合成接闪器系统。避雷网和避雷针材

10、质需要是镀锌的圆钢，安装间距大于一米，安装要保证设备的固定性，并设立较高的保护架，在阳角梯屋顶的四个角上另外安装避雷针或者避雷带。 （四）等电位连接设计 以前的等电位连接往往都被忽视，等电位连接的主要目的是降低建筑物内的金属物件的电位差，消除危险电压的危害，一般是通过进线配电箱旁边的总等电位连接端子板与进线配电箱的 PE（PEN）母排或者进出建筑物的金属水管及煤气管道等作等电位连接。 （五）浪涌保护器的选择 一般而言，在选择浪涌保护器时大致可以分为以下五类：一是根据其使用性质来确定浪涌保护器的类型，二是根据其安装位置来确定它的分类水平以及电压保护水平，三是根据系统标称电压来选择浪涌保护器最大持

11、续的运行电压，四是要校验浪涌保护器的电压保护水平，五是要保证浪涌保护器之间的级别配合。 四、防雷设计在生活中的具体体现 接下来笔者将举例说明防雷设计在我们实际生活中的运用，比如地震临时安置房、变电所以及对于民用建筑物内部的电子信息系统的防雷设计进行相关探讨。 （一）地震临时安置房 现今由于我国地震频发，地震所造成的危害巨大。设置地震临时安置房能够方便受灾人群居住，而对于地震临时安置房的防雷设计也是需要格外注重的内容。安置房宜采用架空避雷线或者独立避雷针作为其接闪器，由于这两者的支撑杆多为金属杆体，因此在其长度大于 25m 时就要增设支撑杆，作为引下线。为了防止雷电流经过金属支撑杆时产生高电位从

12、而对附近金属物造成反击，要求支撑杆与安置房的金属构架间不得低于 3m。并且在安装避雷针时，其支撑杆以及金属拉线从地面起的 2m内都要采用绝缘材料，并设立警示标识。其雷电反击与引下线的安全距离可用以下公式表示： 其中，I 为雷电流幅值，Ri 为接电装置的冲击接地电阻，L0 则为引下线单位长度电感，di/dt 是雷电流的波头陡度，h 是引下线单位长度电感。 （二）变电所防雷设计 而对于我国变电所的防雷设计，国家法律法规也有了明确规定，其防雷类别为第三类。凡是变电所内架结构上安装有避雷线、避雷针等防雷措施的，都应该采用集中接地装置。而对其避雷器的安装一般要注意以下几点：第一，未沿着全线架设的 35K

13、v-110Kv 进线，为保护断路器或者隔离开关，需安装阀式避雷器或者排气式避雷器；第二，35Kv 以上的电缆进线段，在其连接处要安装阀式避雷器。其长度未超过 50m 或即使超过也符合保护要求的则可只装一组阀式避雷器，否则在其末端要再装一组；第三，具有架空进线 35Kv 或以上的变电所在其每组母线上都需要安装阀式避雷器；第四，对于 3Kv-10Kv 的配电装置应在其母线和架空线上都安装有阀式避雷器。 （三）电子信息系统防雷设计 近年来我国智能建筑物发展迅速。然而，由于电子设备绝缘能力差，对于电压和电流的耐热性差，对于电磁干扰也较为敏感等缺点，使得建筑物一旦遭受雷击时就会影响电子设备的正常运行。因

14、此除了要做好建筑物本身的防雷设计，还要加强其电子信息系统的防雷措施。其措施可以参考以下几点：其一，在实际工作中应该充分认识到建筑物防雷方法与其内部电子信息系统的防雷方法既统一又相互独立，不能同等对待，要认识到其异同点；其二，在对电子信息系统进行防雷设计时，要充分考虑到其存在问题，加强弱电设备的防雷监护工作；第三，在建筑物安装电子信息系统时就要提出防雷防护问题，选择品质优良的浪涌保护器，做好经济上与技术上的支持，从而开发出最优的防雷防护系统。 结束语 综上所述，做好新时期民用建筑物的防雷设计，不仅符合国家的安装规定和标准，同时还有利于施工单位、监督部门和检测部门的管理工作。民用建筑物防雷装置，采

15、用上述的技术措施后，基本可以保证避免雷电造成的危害，保护生命和财产安全。但是雷电天气无法控制，雷击事件也具有突发性质，只能在大多数情况下保护建筑物的安全。因此，只有保证建立标准化的防雷装置，才能降低雷电带来的危害，保证人民的生命和财产安全。 参考文献： 1黄华伍.民用建筑的防雷设计特点J.科技风，2011（16）. 2李雷茹，仇丽凤.浅谈建筑防雷设计在民用住宅上的应用J.科技创新导报，2011(10). 3周屹松，苏冬梅.民用建筑防雷技术措施设计要点J.科技决策，2008（10）. 4韩松柏.超高层建筑的防雷设计J.电气应用，2008（7）. 5谢福庆.建筑幕墙的防雷设计与施工J.门窗，2012（1）.