建筑物的防雷措施

2021-05-25
  建筑物是否需求进行防雷保护,应采用哪些防雷方法,要依据建筑物的防雷等级来确认。关于一、二类民用建筑,应有防直击雷和防雷电波侵入的方法;关于第三类民用建筑,应有防止雷电波沿低压架空线路侵入的方法,至于是否需求防止直接雷击,要依据建筑物地点的环境以及建筑物的高度、规划来判断。
  
  一、防直击雷的方法
  
  防直击雷采用的方法是引导雷云与避雷设备之间放电,使雷电流敏捷流散到大地中去,然后保护建筑物免受雷击。避雷设备由接闪器、引下线和接地设备三部分组成。
  
  (一)接闪器
  
  接闪器也叫做受雷设备,是接受雷电流的金属导体。接闪器的作用是使其上空电场部分加强,将邻近的雷云放电诱导过来,通过引下线注入大地,然后使离接闪器必定距离内必定高度的建筑物免遭直接雷击。接闪器的底子形式有避雷针、避雷带、避雷网、笼网4种。
  
  避雷针的针尖一般用镀锌圆钢或镀锌钢管制成。上部制成针尖形状,钢管厚度不小于3mm,长为1~2m。高度在20m以内的独立避雷针通常用木杆或水泥杆支撑,更高的避雷针则选用钢铁构架。
  
  砖木结构房子,可将避雷针敷于山墙顶部或屋脊上,用抱箍或对锁螺栓固定于梁上,固定部位的长度约为针高的1/3。避雷针插在砖墙内的部分约为针高的1/3,插在水泥墙的部分约为针高的1/4~1/5。
  
  避雷针的保护规划可以用一个以避雷针为轴的圆锥形来标明。图6-7-2为单根避雷针保护规划示意图,假设建筑物正处于这个空间规划内,就可以得到避雷针的保护。
  
  避雷带是用小截面圆钢或扁钢做成的条形长带,装设在建筑物易遭雷击部位。依据长时间经历证明,雷击建筑物有必定的规则,尤其或许受雷击的当地是屋脊、屋檐、山墙、烟囱、通风管道以及平屋顶的边沿等。在建筑物更或许遭受雷击的当地装设避雷带,可对建筑物进行保护。为了使对不易遭受雷击的部位也有必定的保护作用,避雷带一般高出屋面0.2m,而两根平行的避雷带之间的距离要控制在10m以内。避雷带一般用8mm镀锌圆钢或截面不小于50mm2 的扁钢做成,每隔1m用支架固定在墙上或现浇的混凝土支座上。
  
  避雷网相当于犬牙交错的避雷带叠加在一起,它的原理与避雷带相同,其资料选用截面不小于50mm2的圆钢或扁钢,交叉点需求进行焊接。避雷网宜选用暗装,其距面层的厚度一般不大于20cm。有时也可运用建筑物的钢筋混凝土屋面板作为避雷网,钢筋混凝土板内的钢筋直径不小于3mm,并须联接杰出。当屋面装有金属旗杆或金属柱时,均应与避雷带或避雷网联接起来。避雷网是挨近全保护的一种防雷笼网是笼罩着整个  防雷笼网是笼罩着整个物的金属笼,它是运用建筑结构配筋所构成的笼作接闪器,关于雷电它能起到均压和屏蔽作用。接闪时,笼网上呈现高电位,笼内空间的电场强度为零,笼上各处电位持平,构成一个等电位体,使笼内人身和设备都被保护。关于预制大板和现浇大板结构的建筑,网格较小,是理想的笼网,而框架结构建筑,则归于大格笼网,虽不如预制大板和现浇大板笼网紧密,但一般民用建筑的柱距离离都在7.5m以内,所以也是安全的。运用建筑物结构配筋构成的笼网来保护建筑,既经济又不损坏建筑物的美丽。
  
  另外,建筑物的金属屋顶也是接闪器,它好像是网格更密的避雷网相同。屋面上的金属栏杆,也相当于避雷带,都可以加以运用。
  
  (二)引下线
  
  引下线又称引流器,接闪器通过引下线与接地设备相连。引下线的作用是将接闪器“接”来的雷电流引入大地,它应能保证雷电流通过而不被熔化。引下线一般选用圆钢或扁钢制成,其截面不得小于48mm2,在易遭受腐蚀的部位,其截面应适当加大。为防止腐蚀加快,尽量不要选用胶线作引下线。
  
  建筑物的金属构件,如消防梯、烟囱的铁爬梯等都可作为引下线,但一切金属部件之间都应连成电气通路。
  
  引下线沿建(构)筑物的外墙明敷设,固定于埋设在墙里的支持卡子上。支持卡子的距离为1.5m。为坚持建筑物的美丽,引下线也可暗敷设,但截面应加大。
  
  引下线不得少于两根,其距离不大于30m。而当技术上处理有困难的,答应放宽到40m,尽量是沿建筑物周边均匀引下。但关于周长和高度均不逾越40m的建筑物,可只设一根引下线。当选用两根以上引下线时,为了便于丈量接地电阻以及查看引下线与接地线的联接情况,在距地上1.8m以下处,设置断接卡子。
  
  引下线应躲开建筑物的出入口和行人较易接触的地址,以避开接触电压的风险。建筑物宽在12m以下的,引下线可装在建筑物一侧,建筑物宽在12m以上时,应装于建筑物的两侧。
  
  在易受机械损害的当地,地上上1.7m至地上下0.3m的一段,可用竹管、木槽等加以保护。
  
  在高层建筑中,运用建筑物钢筋混凝土屋面板、梁、柱、基础内的钢筋作为防雷引下线,是我国常用的方法。
  
  (三)接地设备
  
  接地设备是埋在地下的接地导体(即水平联接线)和笔直打入地内的接地体的总称。其作用是把雷电流疏散到大地中去。
  
  接地体的接地电阻要小(一般不逾越10Ω),这样才干敏捷地疏散雷电流。
  
  一般情况下,接地体均应运用镀锌钢材,使其延伸运用年限,但当接地体埋设在或许有化学腐蚀性的土壤中时,应适当加大接地体和联接点的截面,并加厚镀锌层。各焊接点有必要刷漳丹油或沥青油,以加强防腐。
  
  在设备接地体时,先从地上挖下0.8m左右,然后把接地体笔直打入地下,顶端与接地线焊接在一起。
  
  为满意接地电阻的要求,笔直埋设的接地体常不只1根,用水平埋设的扁钢将它们联接起来,所选用扁钢的截面不小于100mm2,扁钢厚度不小于4mm。
  
  为了减小相邻接地体间的屏蔽效应,笔直接地体间的距离一般为5m,当受当地束缚时,可适当减小。
  
  接地体不应该在回填废物、灰渣等地带埋设,还应远离由于高温影响使土壤电阻率升高的当地。接地体埋设后,应将回填土分层夯实。
  
  当有雷电流通过接地设备向大地流散时,在接地设备邻近的地上上,将构成较高的跨步电压,危及行人安全,因而接地体应埋设在行人较少的当地,要求接地设备距建筑物或构筑物出入口及人行道不应小于3m,当受当地束缚而小于3m时,应采用降低跨步电压的方法,如在接地设备上面敷设50~80mm厚的沥青层,其宽度逾越接地设备2m。
  
  除了上述人工接地体外,还可运用建筑物表里地下管道或钢筋混凝土基础内的钢筋作天然接地体,但须具有必定的长度,并满意接地电阻的要求。
  
  二、防雷电的方法
  
  为防止雷电产生火花,建筑物内部的设备、管道、构架、钢窗等金属物,均应通过接地设备与大地作可靠的联接,以便将雷云放电后在建筑上残留的电荷敏捷引入大地,防止雷害。对平行敷设的金属管道、构架和电缆外皮等,当距离较近,应按规范要求,每隔一段距离用金属线跨接起来。
  
  三、防雷电波侵入的方法
  
  为防雷电波侵入建筑物,可运用避雷器或保护空地将雷电流在室外引入大地。如图6-7-6所示,避雷器装设在被保护物的引入端。其上端接入线路,下端接地。正常时,避雷器的空地坚持绝缘状况,不影响系统正常工作;雷击时,有高压冲击波沿线路袭来,避雷器击穿而接地,然后强行堵截冲击波。雷电流通过今后,避雷器空地又康复绝缘状况,保证系统正常工作。
  
  保护空地,是一种简略的防雷保护设备,由于制成角型,所以也称羊角空地,它主要由镀锌圆钢制成的主空地和辅佐空地组成。保护空地结构简略,成本低,保护便利,但保护功用差,灭弧才干小,简略引起线路开关跳闸或熔断器熔断,构成停电。所以关于装有保护空地的线路上,一般要求装设有自动重合闸设备或自重合熔断器与其合作,以前进供电可靠性。
  
  常用的阀型避雷器,其底子元件是由多个火花空地串联后再与一个非线性电阻串联起来,装在密封的瓷管中。一般非线性电阻用金钢砂和结合剂烧结而成,如图6-7-7所示。
  
  正常情况下,阀片电阻很大,而在过电压时,阀片电阻自动变得很小,则在过电压作用下,火花空地被击穿,过电流被引入大地,过电压消失后,阀片又呈现很大电阻,火花空地康复绝缘。
  
  为防止雷电波沿低压架空线侵入,在入户处或接户杆上应将绝缘子的铁脚接到接地设备上。
  
  此外,还要防止雷电流流经引下线产生的高电位对附件金属物体的雷电反击。当防雷设备接受雷击时,雷电流沿着接闪器、引下线和接地体流入大地,而且在它们上面产生很高的电位。假设防雷设备与建筑物表里电气设备、电线或其他金属管线的绝缘距离不行,它们之间就会产生放电现象,这种情况称之为 “反击”。反击的产生,可引起电气设备绝缘被破坏,金属管道被烧穿,乃至引起火灾、爆炸及人身事端。
  
  防止反击的方法有两种。一种是将建筑物的金属物体(含钢筋)与防雷设备的接闪器、引下线别离隔,而且坚持必定的距离。另一种是,当防雷设备不易与建筑物内的钢筋、金属管道别离隔时,则将建筑物内的金属管道系统,在其主干管道外与靠近的防雷设备相联接,有条件时,宜将建筑物每层的钢筋与一切的防雷引下线联接。
  
  四、建筑施工工地的防雷
  
  施工15m以下的建筑物,由于高度不高,雷击的或许性不大,故不必采用什么防雷方法。至于工地的暂时设备如仓库、办公室和宿舍等,一般不会太高,虽可不采用防雷方法,但要设灭火设备,以防雷击或球形雷引起的火灾。15m以上的施工建筑和暂时设备,由于雷击的或许性较大,有必要采用防雷方法。由于高层建筑物施工工地四周的起重机,脚手架等杰出很高,木材堆积很多,如果遭受雷击,不但对施工人员的生命有风险,而且很易引起火灾,构成事端,因而有必要引起各方面有关人员的注意和掌握防雷常识。高层高楼施工期间,应该采用如下的防雷方法:
  
  1.关于施工的高层建筑,在施工时先应做好全部的接地设备,随时将混凝土的主筋与接地设备联接起来,运用它作接闪器及引下线,以对施工的建筑物本身进行保护。对各层地上的配筋,应随时使其成为一个等电位面并与混凝土主筋接通。
  
  2.沿建筑物的四角和四边竖起的杉槁脚手架或金属脚手架上,应做数根避雷针,并直接接到接地设备上,使其保护到全部施工面积。其保护角可按60度核算。针长至少应高出杉槁30cm,避免接闪时焚烧木材。在雷旱季施工时,应随杉槁的接高,及时加高避雷针。
  
  3.施工用的起重机的顶上端有必要装设避雷针,并将起重机下部的钢架联接于接地设备上。接地设备应尽或许运用接地系统。如系水平移动的起重机,其四个轮轴足以起到压力接点的作用,须将其两条滑行用钢轨接到接地设备上。
  
  4.应随时使施工现场正在绑扎钢筋的各层地上,构成一个等电位面,以防止遭受雷击时的跨步电压。室外引来的各种金属管道及电缆外皮,都要在进入建筑物的进口处,就近联接到接地设备上。
  
  五、建筑防雷平面图
  
  建筑防雷平面图是在屋面平面图的基础上制作的。图顶用图例符号标明出避雷针、避雷带等接闪器的设备方位,引下线、接地设备的设备方位,说明接闪器、引下线及接地设备选用资料的标准,以及对施工方法、接地电阻的要求等,作为设备时的依据。
  
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