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建筑物的防雷措施

技术分享 技术分享 989 人阅读 | 0 人回复 | 2012-11-28

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1.  一级防雷的的建筑物
1.         具有特备重要的用途的建筑物:如国家级的会堂,办公、科研、教学建筑,档案馆,大型博物馆,特大型和大型的铁路旅客站,国际性航空港,通信枢纽,国宾馆,大型旅游建筑,电视塔等。
2.         国家级重点文物保护的建筑和构筑物。
3.         高度超过100m的建筑物。
4.         凡建筑物中有易燃、易爆物质的房屋。
2.  二级防雷的的建筑物
1.       重要或人员密集的大型建筑物,如部省级办公楼,省级会堂,博展、交通、通讯、广播等建筑,以及大型商店、影剧院等。
2.       省级重点文物保护的建筑物和构筑物。
3.       十九层及以上的住宅建筑和高度超过50m的其他民用建筑。
4.       省级及以上的大型计算中心和装有重要电子设备的建筑物。
5.       存放和制造易燃、易爆物质的房屋。
3.  三级防雷建筑物
1.         当年计算雷击次数大于或等于0.05次时,或通过调查确认要防雷的建筑物。
2.         在建筑群中最高或位于建筑群边缘高度超过20m的建筑物。
3.         高度15m及以上的构筑物,在雷电活动较弱区(年平均雷暴日不超过15d)其高度可以为20m以上)
4.         历史上雷害事故严重地区或雷害事故较多地区的较重要建筑物。
在确定建筑的防雷分级时,除按上述规定外,在雷电活动频繁地区或强雷区可适当提高建筑物的防雷等级。
一类建筑物的防雷保护应符合以下要求:
1.  防止直击雷的保护措施
1.         一般采取用独立避雷针或避雷线保护,接地电阻应小于10Ω.
2.         避雷线距离屋顶和各种突出屋面物体的距离不得小于3m。同时还应满足下式的规定:距离S≥0.08R+0.05(h+l)式中R——避雷线的冲击接地电阻(Ω)h——避雷线立杆的高度(m)l——避雷线水平长度(m)
3.         避雷针的地上部分距建筑物和各种金属物(管道、电缆、构架等)的距离不得小于3m。避雷针接地装置地下金属管道、电缆以及与其有联系的其他金属物体的距离均不得小于3m。
2.  当建筑物太高或由于建筑艺术造型的要求,很难装置与建筑物隔开的独立避雷针或监控避雷线保护时:
1.         允许将避雷针直接装在建筑物上,或利用金属屋顶作为接闪器。
2.         应把防雷接地装置与其他接地装置以及自然接地体(金属水管、电缆金属外皮)全部连在一起,以降低接地电阻和均衡电位、防雷接地装置应围绕建筑物构成闭合回路,其接地电阻不得大于5Ω
3.         屋面上的全部避雷针用导线连起来。其引下线的间距为15m,应沿建筑物外墙均匀布置。
在每隔15m高度处,尚应敷设水平的闭合接地环路,将每条引下线在同一表高出连接起来,
作为所在高度的设备、管道、构架等金属的接地线以均衡电位,避免发生闪路。
4.   金属结构物体据引下线不足1500㎜时,应与引下线就近相连。
5、避雷针安装的位置据煤气管道的水平距离不应小于3000㎜并应高出煤气管道3000㎜.
3、防止感应雷的措施
1.建筑物为金属结构和钢筋混凝土结构时,应将所有的金属体焊接成闭合回路后直接接地。
2.建筑物屋面为非金属结构时,如有必要在屋面敷设一个网格不大于8~10m的金属网(一类民用建筑的金属网格为5m*5m),在直接接地。
3.自房屋两端起,每隔18~24m设置一根引下线。
4.接地装置应围绕建筑物构成闭合回路,并应与自然接地体(金属结构物体)全部连在一起,以降低接地电阻和均衡电位。
5.室内外一切金属设置,包括上设置的金属栏杆、金属门窗、金属管道均应与防止感应雷击的接地装置相连。
A.金属管道的两端及出入口处应接地,其接地电阻值应小于20Ω。
B.相距小于100㎜的管道平行时,应每隔20~30m用金属线跨接一次。
C.管道交叉距离小于100mm时,不应用金属线跨接。
D.管道各连接处(弯头、阀门、法兰盘等)应用金属线跨接,不允许有开口环路。
6.感应雷击装置与独立避雷针或架空避雷线系统相互间不得用金属连接,其地下相互间的距离应尽量远,至少不得小于3m。
4.为了防止架空线引入高电位,应采用电缆埋地进户。电缆两端钢铠和铅皮应接地。当难于全线采用电缆时,允许从架空线上转换一段铠装电缆埋地进户,但这一段电缆的长度不应短于50~100m,且在换线杆处必须装设避雷针(器)。避雷器、线路瓷瓶脚、电缆网铠和铅皮等均应共同接地,接地电阻不得大于10Ω。电缆外皮还必须在入口处与建筑物的接地装置相连。
  二类建筑物的防雷保护,应符合以下要求:
1.         雷电接收装置及引下线,可直接装设在被保护建筑物上。其接地电阻值应小于10Ω,并和电气设备的保护接地装置相连。
2.         雷电接受装置除避雷针外,也可采用网格大于5~10m的屋面避雷网。
3.         屋面上有煤气管道时,必须采用避雷针保护。避雷针安装位置应距煤气管道不应小于3m,并应高出煤气管道3m。
4.   引下线之间的距离不得大于24m。建筑物高度超过30m时,超过部分每隔10~12m应设置均压环;均压环可利用电气设备的保护接地环路充当,并将所有引下线在同一高度连接起来。
5.室内的金属结构、设备和管道等均应与防雷接地相连,具体要求如下:
1.   金属管道的两端及出口处均应接地,接地电阻值应小于10Ω。在入口处应和防雷接地装置相连。
2.   相距小于100mm的管道平行时,每隔20~30m用金属跨接一次。
3.   管道交叉距离小于100mm时,亦应用金属线跨接。
4.   管道连接处(接头、阀门、法兰盘等),如用螺栓和丝扣连接时允许不另加跨接线。
6.为防止架空线引入高电位,应采取的措施如下:
1.采用电缆进户时,电缆两端钢铠和铅皮应接地。电缆从杆上引下来时,换线处的金属外皮、瓷瓶脚、避雷器的接地电阻应小于10Ω。进线段应与防雷接地装置相连。
2.才用架空进线时,在距建筑物150m线段内,每根电杆及杆上瓷瓶脚等均应接地。除进线杆接地电阻均应小于10Ω外,其余的接地电阻均应小于20Ω。作保护用的低压避雷器应装设在建筑物外墙上,并和防雷接地装置相连。
三类建筑物的防雷保护,应符合以下要求:
1.         在建筑物易受雷击的部位(屋脊、屋角、山墙等),应采用避雷器或避雷带进行防雷保护。其接地电阻应小于20Ω.
允许利用建筑物范围内的金属地下设备作为接地装置,如保护接地装置、上下水金属管道等
2.         采用避雷带保护时:
1)        在倾斜屋顶上,如屋脊和屋檐的高度差大于1m,当屋面宽度为12m及以下时,只沿屋脊敷设的避雷线;当屋面宽度大于12m时,应沿屋檐和山墙边缘敷设避雷线。
2)        如屋脊和屋檐的高度差小于1m,当屋面宽度小于20m时,只需沿屋檐敷设避雷线;当屋面宽度大于20m时,还应在屋脊上加设避雷线。
3)        平屋顶的建筑物,应演屋顶周围敷设避雷线。
4)        平屋顶屋面较大时,还应在其上敷设网眼尺寸不超过20m×20m的补充受雷导体。
3.   高度在20m以上的建筑物均应装设避雷针或避雷环等防雷装置。
4.         建筑物或高度超过40m的构筑物上至少应有两根引下线。引下线的间距一般不超过30m超过30m时应设置补助引下线。
5.         没有被建(构)筑物屏护的低压架空线路,应在进户线杆或进户线处,将瓷瓶脚接地,接地电阻应小于20Ω。有条件时可利用电气设备保护接地装置。
接地装置安装
1、  按设计规定防雷装置接地体的位置进行放线。沿接地体的线路,开挖接地体沟,以便打入接地体和辐射连接接地体的扁钢。因为地层表面层容易受冻,冻土层会使接地电阻增大,且地表层易受扰动被挖,而至损坏接地装置,所以接地装置应埋于地表层以下;接地体还应埋设在土层电阻率较低和人们不常到达的地方。
2、  防雷接地装置的位置,与道路或建筑物的出入口等的距离应不小于3m;当小于3m时,为降低跨步体电压采取以下措施:
1)                水平接地体局部埋置深度不应小于1m,并应局部包以绝缘物(50-80mm厚的沥青层)。
2)                采用沥青碎石地面或在接地装置上面敷设50-80mm厚的沥青层,且宽度应超过接地装置2m。敷设沥青层时,其基底部必须用碎石夯实。
3)                接地体上部装设用圆钢或扁钢焊成的500mm×500mm的网格压网,其边缘距接地体不得小于2.5m。
4)                采用“帽檐式”的压带做法。挖接地体沟时,应根据设计要求标高对接地装置的线路进行测量弹线。根据画出的线路从自然地面开始,挖掘上底宽600mm,深900mm,下底宽400mm的沟。沟要挖的平直、深浅一致,沟底如有石子应清除干净。挖沟时如附近有建筑物或构筑物,沟的中心线与建筑物或构筑物的基础距离不宜小于2m。
3、 接地体安装,应符合以下要求:
1)       接地体沟经验收合格后,进行安装接地体和辐射接地体连接线(即接地母线)。安装时先将接地体放在沟内中心线上打入地中。锤击接地体顶部时,为防止将顶部打劈,应在接地体的顶端设置防护帽。
①        钢管接地体可加设一护管帽套入钢管顶端。
②                   角钢接地体则用短角钢(约100mm长),焊在接地体的角钢顶端即可。
2)       锤击接地体时,应严格控制接地体的垂直度,使其与地面保持垂直,以防止接地体于土之间产生缝隙,增加接地电阻,而影响接地体的散流效果。
3)                埋置深度。打入深度已接地体顶端面距自然地面的距离,应符合设计要求,当无具体规定时,不宜小于600mm,防止接地体受机械损伤及受到辐射。
4)                接地体植入接地体沟内时,两垂直接地体之间的间距不宜小于接地体长度的2倍。
5)                水平接地体适用于环绕建筑物四周设置的联合接地装置。常规用的接地体为扁钢一40×4的镀锌制品。水平接地体应垂直敷设在地沟内(不应平放);因垂直放置,散流电阻较小。
①        水平接地体的顶部埋设深度地面不应小于600mm.
②                   水平接地体之间的间距应符合设计要求,当设计无规定时不宜小于5m。
③                   水平接地体环绕建筑物设置,也可设置在建筑物的基础的底部,在基槽挖好后,将水平接地体置于地底边,但必须按设计引下线的间距预留外引接地的接点。
④                   如基槽底有灰土层时,必须持水平接地体埋入素土内。
4、 接地体连接线的敷设应符合以下要求:
1)       接地体连接线(接地母线即连接垂直接地体之间的扁钢)常规采用—40×4镀锌扁钢,最小截面积不小于100mm²、厚度不小于4mm。
2)                扁钢敷设前应先调直,然后将扁钢垂直放置于地沟内,依次将扁钢在距离接地体顶端大于50mm处与接地体用电(气)焊接牢固。
3)                为使连接线的扁钢与接地体接触严密,应先按接地体外形制成弧形或三角行,用卡具将连接线(扁钢)与接地体相互接触部位固定后,再焊接牢固。
4)                焊区的焊缝应饱满应有足够的机械强度,不得有加渣、咬肉、裂纹、虚焊和气孔等缺陷。焊好后应清除药皮、刷沥青做防腐处理。为将接地体连接线引至墙体(或基础)需留有足够的连接长度,以待与引下线连接用。
5)                避雷针体常规用镀锌钢筋或钢管制成。避雷针体顶端应制成尖状并应成封闭的。其截面积不得下小于100mm²,采用钢管时管壁的厚度不得小于3mm。
6)                避雷针安装必须垂直、牢固其倾斜度不得大于5/1000。
7.带的安装应符合以下要求:
1)明装敷设避雷带的截面,采用镀锌圆钢时其直径不得小于8mm;采用镀锌扁钢时,其截面积不得小于12×4 mm²。
明装避雷带距屋面应保持有100~150mm的距离,每隔1000~1500㎜应采用支持架固定。
2)安装避雷带(网)可利用建筑物的钢筋组成,选用钢筋直径不得小于6㎜.
8.引下线安装应符合以下要求:
1)明装敷设引线截面,采用镀锌圆时其直径不得小于8㎜,采用镀锌扁钢时其截面不得小于12×4mm2
   引下线应沿最短路线引至接地体,弯曲处应制成软弯,常规应大于90°弯。明装引下线距墙面为15㎜,每隔1500~2000㎜应设置支持架固定。
2)安装引下线,利用建筑物中钢筋混凝土柱的钢筋作为组成时,至少要选用4根柱子且每根柱子至少有2根主筋通过连接焊接成一体后,作为引下线。
9.防雷装置各部分的铁件均应为镀锌制品件,镀锌层要均匀,安装后应无脱落现象。如无法取得镀锌件时应按以下办法处理。
1)避雷针尖除锈后涂锡,涂锡长度不得小于200mm。
2)避雷线、引下线以及其他铁件涂刷樟丹涂料一度。涂刷灰色油性涂料二度。
10.引下线测试点的设置,应将地面以上1400mm的线段,用开口钢管、角钢等予以保护;然后在1500~1800mm处应设断接卡子作为测试点。暗装时可引到接地电阻测试箱中。
避雷网安装
1.雷网材质要求
避雷网的材质一般为扁钢或圆钢,均应为热镀锌(也有用铜排的)。当采用扁钢时,最小截面积为48 mm²,厚度为4㎜;当才用圆钢时,最小直径为8㎜.
避雷网的支持材料一般与避雷带材质相同,即避雷网为扁钢时,支持件也应为扁钢;避雷网为圆钢时,支持件也应为圆钢,这样可达到感观上一致。
      2.避雷网制弯                                             
        当加工立管时,严禁采用加热方法煨弯,应用手工冷弯或机械加工的方式进行,以免损伤镀锌层,且加工后扁钢的厚度应基本不变。
       当加工平弯时,其弯曲半径不易过大或过小,一般可利用¢25~¢40的钢管,将扁钢紧贴在钢管上弯成  90°即可。
       当加工扭弯时,其弯曲处长度宜为扁钢宽度2.5~5倍。
     3.支持件安装
       避雷网的主要功能是安全,即当遭受雷击时,应当有最大范围内使建筑物、设备和人体得到保护是十分重要的。因此,我们要求在避雷网(扁钢或圆钢)敷设前,应先测量弹线定位把支持件预埋固定好。首先,应当每一处转角部位的支持件确定,当扁钢为-25×4或与圆钢为 ¢12mm时,从转交中心至支持件的两端宜为250 ~300mm,且应对称设置,如扁钢为-40×4时,则距离可适当放大一些。然后在每一直线段上从转角处的支持件开始进行测量并平均分配,相邻之间的支持件的距离在1m左右为宜。
支持件的高度,在全国通用电气装置标准图集D562中要求为100㎜.
4.避雷网安装     
1)沿屋脊、屋檐、女儿墙明敷
避雷网(扁钢或圆钢)沿屋脊、屋檐或女儿墙明敷之前,支持件必须已预埋固定牢固无松动现象。
避雷网在敷设前对材质进行检查,其镀锌层表面应平整光滑,无明显锈斑或镀锌层脱落现象;扁钢的厚度或圆钢直径应符合国家规范标准的规定。
然后,对避雷网进行校平校直。一般操作要求是利用一段约2m左右长度的10号槽钢,将扁钢或圆钢放平在槽钢上用木槌对不平直部位进行敲打校平直,但严禁使用铁锤进行敲打。
避雷网敷设安装的要求:
①扁钢与扁钢、圆钢与圆钢的搭接焊接。
②扁钢与扁钢的搭接,搭接长度为扁钢宽度的两倍,且焊接不少于四个棱边。
圆钢与圆钢的搭接,搭接长度应为圆钢直径的6倍,且两面焊接。
搭接部位一端宜弯成“          ”形,使整个避雷带一条直线状。
④扁钢与支持件(扁钢)的焊接,扁钢宜高出支持件约5mm这样焊接后上端可以平整。
⑤焊接处焊缝应平整,不应有加渣、咬边、焊瘤等现象。焊接后应及时清除焊渣,并在焊接处刷防锈涂料一遍,涂油性饰面涂料二遍以防锈蚀。
⑥高层建筑小屋面机房、设备房等墙面与女儿墙相连时,女儿墙上避雷网应与墙面的明敷一引下线连成一体;当引下线为主筋暗敷时,应从墙内主筋引下线焊接钢板处用扁钢(圆钢)引出与女儿墙扁钢(圆钢)搭接连成一体。为保证确实可靠连接,要求从女儿墙主筋引出的扁钢与避雷带之搭接点必须在第一支持件的前端。
⑦避雷网的搭接焊焊缝处严禁用砂轮机将焊缝打磨平整。
⑧避雷网沿屋脊、屋檐、女儿墙敷设应平直,无扭曲或高低不一现象,在转弯处弯曲弧形应统一。
⑨避雷网在女儿墙敷设时,一般应敷设在女儿墙的中间,当女儿墙的宽度大于500mm时,则应将避雷带移向女儿墙的外侧200mm处为宜,这是因为建筑物的屋檐、屋脊、屋角、女儿墙易受雷击的缘故。避雷带在女儿墙上的保护范围为45º以内的提法是不确切的。
⑩避雷网在经过变形缝(沉降缝或伸缩缝)时应加设补偿设置。补偿装置可用同样的材质完成弧状做成。
  2)避雷网格的敷设
   建筑物的防雷根据其重要性、实用性质、发生雷电事故的可能性和后果,分为三级,屋面上敷设网格的要求为:
一级防雷建筑物:不大于10m×10m;
二级防雷建筑物:不大于15m×15m;
三级防雷建筑物:不大于20m×20m;
建筑防雷的分级和屋面网格的敷设,均应符合设计要求而决定。
    5.引下线敷设
引下线一般可分为明敷和暗敷两种。其材质要求可为扁钢或圆钢,均应为热镀锌(利用混凝土中钢筋作为引下线除外)。其规格应不小于下列数值:
圆钢直径为8mm
扁钢截面为48mm²,厚度为4mm。
1)引下线明敷要求:
引下线沿外墙明敷时,应在表面进行弹线或吊铅垂线测量,以确保其垂直度。
引下线的垂直距离:上下两端各为250~300mm;直线段1200~1500mm较为妥当。
引下线的连接应采用搭接焊接,其搭接长度应按国家规范要求执行。
引下线的固定一般有以下几种方式:
当引下线为扁钢时,其固定支持件也应为扁钢,固定方式可才用焊接或套箍固定(如用套箍固定时,应根据固定点个数事先将套箍套入扁钢内)。
当引下线为圆钢时,其固定支持件用用膨胀螺栓固定在墙面上。
引下线采用焊接方法时,应对墙面采取保护措施,以免电弧污染或飞溅损伤墙面。引下线离墙面的距离宜为15mm。
2)引下线暗敷要求:
引下线暗敷一般有两种情况,一种是利用混凝土柱内主钢筋作引下线;另一种则是在毛墙面完成时将扁钢紧贴墙面固定,最后在进行外墙粉刷或贴面砖。这里主要介绍利用钢筋做引下线的一些做法。
利用主钢筋做引下线,首先要按设计要求确定位置和根数,一般在同一柱内不宜少于2根,且应有明显的标记(一般在引下线主筋上刷一段颜色明显的油漆作标记,如红漆),以免连接时接错钢筋。
钢筋在对接处应采用搭接焊,焊接倍数为圆钢直径的6倍。当主筋较粗时还应进行多次焊接,焊接处焊缝应平整、饱满。
钢筋在屋面与女儿墙上避雷带的连接应可靠,一般可在钢筋引出处焊一块100mm×100mm×8m的钢板,同时把扁钢焊接在次钢板上,扁钢引至女儿墙与避雷网搭接处应采用立弯方式,以示与支持件不一,此处为引下线,且感观效果也好。
引下线的根数以及断接卡(测试点)的位置、数量有设计决定,建设单位或施工单位不得任意取消和修改,如确需取消或修改的应该有设计出具书面变更通知。
引下线必须与接地装置可靠连接,并根据设计和规范要求设置断接卡或测试点。
6.端接卡
根据国家施工规范的规定,端接卡的设置高度应为1.5~1.8m,但在一个单位工程或一个小区内应统一。
端接卡的搭接长度全国通用电气标准图集要求为:上下端至螺栓空中心各为20mm,两螺栓孔中心距离为40mm,总长度为80mm。搭接处固定螺栓应为镀锌件,钻孔为¢11mm,螺栓规格为M10×25,平垫片,弹簧垫片应齐全。固定时,螺栓应有里向外穿,螺母在外侧。
断接卡的接地线至地下0.3m处时应有保护措施。保护材料一般有钢管或角钢,保护管上下两端有固定管卡,钢管管口与接地线之间应点焊成为封闭回路,管口应密封。保护管长度地面上宜为1.5m,地下应不小于0.3m。               
                    均压环安装   
建筑物自30m以上,从30m起,每隔不大于6m,沿建筑物四周外墙的圈梁内用扁钢作“均压带”并与引下线焊接。均压环不仅防范侧向雷击,更重要的是将楼内的圈梁、楼板的钢筋及引下线连成等电位体,使房间的等电位更可靠。避免房间内产生过高的电位差酿成人或设备事故。
采用均压环,是指建筑物每隔三层楼沿建筑物四周圈梁内的主筋焊接起来,并与引下线焊接构成均压环体系。均压环系统因有电容,也可减少引下线的电感,从而降低泄流阻抗。
(1)建筑物高于30m以上的部位,每隔三层应沿建筑物四周敷设一道避雷带并与各根引下线相焊接。
(2)金属门窗制品与避雷装置连接。在金属门窗加工制作时应按规定的要求甩出30cm的扁钢(铝带)2处,如框边长超过3m时,就需要做3处连接,以便于进行压接或焊接。
(3)圈梁内个点引出线(钢筋头)焊完后,用圆(扁)钢敷设在四周,圈梁内焊接好各点,并与周围各引下线连接后形成环形。
(4)建筑物的外金属门窗、金属栏杆处甩出300mm长¢12mm镀锌圆钢备用。于均压环引下线连接一体。
(5)利用结构圈梁里的主筋与预先准备好的约200mm的连接钢筋焊接成一体,并与柱筋中引下线焊成一个整体。
(6)钢筋与钢筋或门窗框等建筑物金属构件焊接长度不小于100mm。
(7)搭接板应预埋,具体部位应按照设计要求而确定,与门、窗框连接件的连接可利用螺栓连接或焊接。
(8)均压环的引出线应屋面上避雷网的引下线连接牢固。可采用螺栓连接或焊接。
烟囱的防雷装置
1烟囱的避雷针根数可按表:
烟囱
尺寸
内径(m)
1
1
1.5
1.5
2
2
2.5
2.5
3
高度(m)
15
30
31
~50
15
~45
46
80
15
~30
31
~100
15
~30
31
~100
15
100
避雷针根数
1
2
2
3
2
3
2
3
3
避雷针长度(m)
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
2.烟囱避雷针引下线截面,采用圆钢时直径为10mm;采用扁钢时为30×4mm².当烟囱低于40m时可只装设一根引下线;高于40m时则必须装设两根引下线。
3.烟囱避雷针的接地电阻应不小于30Ω.
4.烟囱顶上避雷针采用直径25mm镀锌圆钢或直径为40mm镀锌钢管。
5.避雷环用直径12mm镀锌圆或截面为100 mm²镀锌扁钢,其厚度应为4mm。
6.烟囱的爬梯可作为引下线,但所有金属部件之间连成电气通路。
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