1、建筑幕墙的防雷设计与施工【摘要】幕墙是独立悬挂在建筑主体结构之外的建筑外围护系统，当建筑幕墙围护建筑物后，建筑物原防雷装置由于建筑幕墙的屏蔽效应，不能直接起到防雷作用，闪电对建筑物的雷击，往往变成了对建筑幕墙的直接雷击，因此，建筑幕墙的防雷设施设计与施工是非常重要的。 【关键词】建筑幕墙防雷设计施工 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 建筑幕墙是由金属构架与板材组成，不承担主体结构荷载与作用的建筑外围护结构。 建筑幕墙除有技术发展较成熟的玻璃幕墙、金属幕墙和石材幕墙外，还有现在发展得较快的多用于大空间的点驳式幕墙和新型的气循幕墙、 智能幕墙与光电幕墙。建筑幕墙是现代建筑流派的主要
2、表现特征，在新世纪的现代化城市建筑中具有不可替代的艺术地位。建筑幕墙的金属骨架是良导体，幕墙的防雷措施不当，可能会遭到雷电的侧击破坏，严重的可能招至火灾，所以幕墙的防雷必须严格按照有关规范进行设计和施工。 一、建筑幕墙防雷设计 1、建筑幕墙防雷设计相关技术规范 建筑物防雷设计规范GB500572010 与建筑物防雷工程施工与质量验收规范GB506012010 是建筑物防雷设计、施工与验收上位规范的现行版本。 这两本标准的修订和制订均参照和采纳了国际电工委员会 IEC62305 系列标准，是与国际雷电防护新标准体系接轨、技术水平先进的标准规范。 与建筑幕墙防雷设计相关的技术规范还有民用建筑电气设
3、计规范JGJ16、 玻璃幕墙工程技术规范JGJ102 和金属与石材幕墙工程技术规范JGJ133。JGJ16 由于并未采纳国际雷电防护新标准体系，存在一些与建筑物防雷设计规范GB500572010 相抵触的规定。JGJ102 和JGJ133 目前正在进行修订，其中有关幕墙防雷设计的条文也将参照建筑物防雷设计规范GB500572010 和建筑物防雷工程施工与质量验收规范GB506012010 的规定进行修订。 2、幕墙的防雷设计 依据建筑物防雷设计规范GB50057-94 的有关规定和建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性，将建筑幕墙也分为一类防雷幕墙、二类防雷幕墙、三类防雷幕墙。超高层建
4、筑幕墙大于等于 150m 高归为一类防雷幕墙依据规范要求一类防雷建筑物的网格大小，其尺寸应小于 5mx5m 或 4mx6m。高层建筑幕墙大于等于 100m 高归为二类防雷幕墙。 二类防雷建筑物的网格大小，其尺寸应小于 10mx10m 或 8mx16m。普通幕墙大于等于 30-50m 高归为三类防雷幕墙。 三类防雷建筑物的网格大小，其尺寸应小于 20mx20m 或 16mx24m。 建筑物防雷设计规范GB50057-94 所提出的接闪器保护范围是以滚球法为基础的，所谓滚球法是以 hr 为半径的一个球体沿需要防直接雷的部位滚动，当球体只触及接闪器或只接触及接闪器和地面而不触及需要保护的部位时，则该
5、部分就得到接闪器的保护。幕墙的防雷装置和建筑物防雷网的接通办法一般有三种形式，一是在钢筋混凝土墙上通过柱或墙内的主钢筋设置预埋件连接板和引出连接板作为测试、连接之用。二是利用幕墙上的预埋件和建筑物防雷网接通作为连接通道。三是在立柱、梁墙浇注混凝土之前，焊好预留出来的接线，作为连通之用。 当建筑物过长，建筑物上出现伸缩缝和沉降缝时，两部分应构成统一的防雷系统，在伸缩缝和沉降缝之间必须进行防雷系统的跨越处理。处理方法是用软导管线连接断开的防雷装置，或用不少于 4mm 厚的镀锌扁钢弯曲成 U 形状后连接，以易于伸缩。U 形的半径应大于伸缩的两倍至三倍。 二、高层建筑幕墙防雷施工工艺流程及技术措施保证
6、 1、施工工艺流程 高层建筑物由于幕墙的围护，建筑物防雷装置被幕墙的屏蔽效应后，不能直接起到接闪和防雷作用，闪电对建筑物的雷击往往变成闪电对幕墙的雷击。因此，高层建筑幕墙的防雷施工质量直接影响到整个建筑物的防雷效果，其主要施工工艺流程如下： 施工前准备基础接地体焊接主体防雷系统焊接每三层均压环上将预埋件与主体防雷系统焊接均压环上用镀锌扁钢与预埋件焊接连成闭合的一圈有防雷需求的立柱跨接防雷区域内横梁与立柱压接幕墙封顶盖板与屋面避雷网连接接地电阻检测。 2、施工技术措施保证 建筑主体结构施工阶段，在混凝土浇灌前，各钢筋之间必须构成可靠电气连接，其主要是作为基础接地体的桩筋、地梁钢筋、承台钢筋或底板
7、筋及主体结构柱内防雷引下线、梁、板钢筋之间可靠连接，整个建筑形成一个法拉第笼，将雷电流迅速引入大地。选定的作为防雷引下线和均压环屏蔽网的柱、梁筋驳接处必须作可靠焊接，焊接长度不得小于镀锌扁钢宽度的 2 倍且要求三面施焊，圆钢不得小于直径的 6 倍且要求双面施焊，使之成为可靠的电气通路。 从六层开始到屋面层，每三层在建筑物均压环上将预埋件与有防雷作用的圈梁主钢筋焊接(此圈梁主钢筋必须与主体防雷引下线可靠连接);建筑装饰阶段，在建筑物结构楼板外表面四周敷设一根-404 镀锌扁钢与指定有防雷作用的预埋件焊接，焊接长度必须符合要求，不得出现点焊、虚焊及表面咬肉、气孔等现象，焊接处刷两道防锈漆(所有焊接
8、要求相同)，从而形成一道闭合的均压环。 为了使幕墙竖向铝合金立柱保持良好的接地导通，在指定的有防雷作用的铝合金立柱与角铁压接，之间采用相适应的不锈钢垫片(防止角铁与铝合金发生电化学反应而腐蚀)，使立柱通过角铁与预埋件与主体防雷系统贯通，其示意图如图 1 所示。 图 1 立柱通过角铁及预埋件与主体防雷系统贯通示意图 所有指定有防雷作用的竖向铝合金立柱之间连接均采用 404 铝合金制成的可伸缩的 2 个欧姆弯/80 进行压接，连接处上下各用 2 个 M8 不锈钢对穿螺栓进行压接，并加不锈钢平垫和弹簧垫，对穿螺栓压接要避开竖向立柱自身连接用的芯管，其大样图如图 2 所示。 图 2 竖向立柱间欧姆弯压
9、接大样图 在防雷区域内指定有防雷作用的所有竖向立柱与横梁的连接处，通过 404 铝合金角码，用 2 颗不锈钢螺钉 M516，配不锈钢平垫和弹簧垫进行压接，其示意图如图 3 所示。这些幕墙构配件之间防雷连接的都是经实践证明行之有效的方法。 图 3 立柱与横梁连接示意图 位于女儿墙顶部的幕墙封顶盖板属于屋顶最外沿，最容易受到雷击。因此，高层建筑物的屋顶防直击雷可沿女儿墙封顶盖板上边设置避雷带，避雷带一般应安装在其宽度的中心，当女儿墙封顶盖板宽度300mm 时，避雷带应安装在距离女儿墙封顶盖板最外沿 100150mm;当屋顶其他明设金属物壁厚或截面面积符合防雷要求时，也可以利用其作为接闪器;也有直接
10、利用幕墙与女儿墙之间的封顶金属板作接闪器，这时要求金属板的厚度：铁和铜板0.5mm，铝板0.7mm;板与板之间的搭接长度100mm，金属板无绝缘被覆层(薄的油漆保护层或1mm 厚沥青层或0.5mm 厚聚氯乙烯层均不属于绝缘被覆层)，金属板与女儿墙内的所有从接地体引到屋面上的主体防雷引线的钢筋应连接成可靠电气通路。 屋面上设有小型构筑物时，所安装的玻璃幕墙、金属门是最容易受到雷击的部位，玻璃幕墙立柱、金属门窗框必须与主体防雷系统连接成可靠的电气通路。 结束语 高层建筑玻璃幕墙防雷是不容忽视的，应从设计、施工、检验各方面不断规范:设计应在图纸中更加明确各位置的防雷处理方法，施工应特别注意连接的要求，检验要确实到位，这样的话高层建筑玻璃幕墙防雷才能真正的起到效果。 参考文献 1 蒋志强. 高层建筑防雷的质量问题及对策J. 建筑技术开发. 2007(04) 2 禹国英，董岩. 浅谈建筑幕墙的防雷体系J. 建筑技术开发. 2009(10) 3 何洋. 关注建筑物的防雷措施J. 辽宁经济. 2009(02)
