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鋼結(jié)構(gòu)建筑物防雷
鋼結(jié)構(gòu)建筑物防雷如何做?鄭州雷地電子工程有限公司技術(shù)人員今天來給大家分享一下自己的心得，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)建筑物的特點，顯然，高大沉重的避雷針不適合在此類建筑物上安裝，而《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(GB50057-94，2000版)第4.1.4條給出了金屬屋面作為建筑物(第一類防雷建筑物除外)防雷接閃器的四個要求。
規(guī)范針對金屬板下面有無易燃品的不同情況，對金屬板的厚度做了不同的要求，明確規(guī)定“金屬板下面無易燃品時，其厚度不應(yīng)小于0.5mm”。讓我們看看四種保溫芯材的物理特性。硬質(zhì)聚氨脂屬B1級建筑材料，導(dǎo)熱系數(shù)為0.016~0.025，為難燃體;聚苯乙烯屬阻燃型材料，氧指數(shù)不小于30，導(dǎo)熱系數(shù)為0.029，為阻燃自熄型;巖棉屬于不燃燒材料，導(dǎo)熱系數(shù)為0.044;玻璃絲棉屬A級建筑材料，導(dǎo)熱系數(shù)為0.038~0.042，為非燃燒體。另外，保溫芯材所用粘膠劑也是阻燃型。所以，鋼結(jié)構(gòu)建筑物的圍護(hù)系統(tǒng)為非燃體，當(dāng)利用金屬板做接閃器時，厚度不應(yīng)小于0.5mm即可。規(guī)范中四個要求的第三條不再考慮。
從結(jié)構(gòu)專業(yè)角度出發(fā)，屋面板的厚度選擇一般考慮三個因素：第一是風(fēng)荷載;第二是雪荷載;第三是檁距。所以，不同地域可能所選的屋面板厚度就不一樣，電氣設(shè)計人員需要和結(jié)構(gòu)專業(yè)及時溝通，厚度滿足規(guī)范要求時，再考核其他條件。比如在新疆，檁距在1.5m左右時，屋面面板厚度一般為0.6mm，底板厚度一般為0.5mm，是滿足規(guī)范的厚度要求的。若厚度不滿足要求怎么辦?則應(yīng)該參考國家標(biāo)準(zhǔn)圖集《壓型鋼板、夾芯板屋面及墻體建筑構(gòu)造》(01J925-1)做避雷帶，其中壓型鋼板屋面避雷帶的細(xì)部做法參見48頁，夾芯板屋面避雷帶的細(xì)部做法參見66頁。此圖集是建筑專業(yè)圖集，電氣設(shè)計人員較少接觸，而國家標(biāo)準(zhǔn)圖集《建筑物防雷設(shè)施安裝》(99D501-2)和《利用建筑物金屬體做防雷及接地裝置安裝》(03D501-3)都沒有鋼結(jié)構(gòu)屋面避雷帶的細(xì)部做法。所以，電氣設(shè)計人員引用標(biāo)準(zhǔn)做法時應(yīng)注意。避雷帶網(wǎng)格大小應(yīng)該按規(guī)范的要求和各類建筑物的防雷類別嚴(yán)格對應(yīng)，施工圖紙應(yīng)當(dāng)按規(guī)范劃分的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確標(biāo)注。
鋼結(jié)構(gòu)建筑物的圍護(hù)系統(tǒng)連接方式一般為咬合或者搭接。無論是壓型鋼板還是夾芯板，其外觀都是瓦楞形的。在施工中，采用搭接時的搭接長度至少要達(dá)到一個波峰或波谷，超過100mm則完全滿足規(guī)范的要求。
另外，規(guī)范注釋提到“薄的油漆保護(hù)層”不算是絕緣被覆層。因此，可以認(rèn)為彩色涂層鋼板無絕緣被覆層，而鍍鋅鋼板則更是電的良好導(dǎo)體。所以，筆者以為《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(GB50057-94，2000版)第4.1.4條的第四個要求也是滿足的。
綜上所述，筆者認(rèn)為厚度達(dá)到0.5mm的鋼結(jié)構(gòu)建筑物的屋面夾芯板(或壓型鋼板)可以作為接閃器。
從前面鋼結(jié)構(gòu)建筑物的建筑體系的介紹可以看出，主鋼架、次構(gòu)件、圍護(hù)系統(tǒng)在施工中已經(jīng)作了可靠的連接，形成了持久的電氣通路。因此，只要設(shè)置了可靠的接地裝置，就可以按跨度將鋼柱作為引下線。這一點，《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(GB50057-94，2000版)第4.2.3條已經(jīng)作了規(guī)定。當(dāng)然，規(guī)范對各類防雷建筑物的引下線間距做了要求，不過在土建施工時，只要所有的鋼柱和接閃器、接地裝置做了可靠連接，那么它們都是引下線，實際效果超過了規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。
針對《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(GB50057-94，2000版)第4.2.5條的規(guī)定，即是否要對地上1.7m至地下0.3m一段作為引下線的鋼柱采取保護(hù)措施，筆者認(rèn)為沒必要。第一，不用擔(dān)心鋼柱容易受到機械損壞;第二，從鋼結(jié)構(gòu)的建筑體系看，距地有1.2m高的磚墻或者加氣混凝土砌塊，對人身接觸有一定的防護(hù);第三，鋼柱本身做了防腐處理，含絕緣被覆層，也起到一定的防護(hù)作用。另外，此條規(guī)定的條文說明指出它適合設(shè)斷接卡子的情況，而根據(jù)規(guī)范第4.2.4條，當(dāng)利用鋼柱做引下線同時采用基礎(chǔ)接地體時是可以不設(shè)斷接卡的。
在現(xiàn)行設(shè)計中，一般將基礎(chǔ)鋼筋作為自然接地體，用40X4的鍍鋅扁鋼將其連通，并施行總等電位聯(lián)結(jié)。這樣進(jìn)行處理，接地電阻很小，一般容易達(dá)到設(shè)計要求。在設(shè)計中應(yīng)當(dāng)注意，應(yīng)在室外合適位置預(yù)留接地連接板，做法可以參考國家標(biāo)準(zhǔn)圖集《接地裝置安裝》(03D501-4)。這樣，當(dāng)接地電阻值達(dá)不到要求時，施工單位可以方便地連接人工接地體和測試接地電阻值，這一點應(yīng)當(dāng)在設(shè)計圖紙中有所體現(xiàn)。
另外，在設(shè)計圖紙中，不能泛泛而談“利用建筑物基礎(chǔ)鋼筋做自然接地體”。前面已經(jīng)提到，鋼結(jié)構(gòu)建筑物在基礎(chǔ)施工時需預(yù)埋地腳螺栓，加墊片后才能和鋼柱相連。須知：預(yù)埋的接地螺栓本身和基礎(chǔ)鋼筋是沒有電氣連接的!所以，土建施工時可用不小于φ10鋼筋或圓鋼將基礎(chǔ)鋼筋和接地螺栓可靠焊接，具體做法參見國家標(biāo)準(zhǔn)圖集《利用建筑物金屬體做防雷及接地裝置安裝》(03D501-3)的17頁。這樣，從接閃器到引下線，再到接地裝置，雷電流才具備完整的泄放通道。這樣做還不夠，還應(yīng)該用短鋼筋和基礎(chǔ)鋼筋可靠焊接，并引出基礎(chǔ)外，供聯(lián)結(jié)接地環(huán)網(wǎng)，方有利于降低自然接地體的接地電阻值和實施有效的等電位聯(lián)結(jié)。這一點對于設(shè)置獨立基礎(chǔ)的鋼結(jié)構(gòu)建筑尤其重要，所以有必要在設(shè)計圖紙中交待清楚。
如果忽視了鋼結(jié)構(gòu)建筑物接地裝置的特殊性，即基礎(chǔ)鋼筋和接地螺栓本身并沒有電氣連接這一事實，造成的后果則是整個建筑物沒有可靠的接地網(wǎng)。采取的補救措施是用40X4的鍍鋅扁鋼做等電位環(huán)網(wǎng)，鍍鋅扁鋼過鋼柱時應(yīng)和柱底腳板下側(cè)可靠焊接，這樣，鍍鋅扁鋼充當(dāng)了接地極和接地線的雙重角色。
除等電位接地環(huán)網(wǎng)沿建筑物外圍敷設(shè)一周外，在建筑物內(nèi)還應(yīng)該按跨度設(shè)置均壓網(wǎng)格，不但降低跨步電壓，保護(hù)人身安全，而且有利于工業(yè)廠房生產(chǎn)設(shè)備就地實施等電位聯(lián)結(jié)，縮短等電位聯(lián)結(jié)線的長度。
以上是對鋼結(jié)構(gòu)建筑物防直擊雷措施的總結(jié)。結(jié)論是：厚度達(dá)到0.5mm的鋼結(jié)構(gòu)建筑物的屋面夾芯板(或壓型鋼板)可以作為接閃器，利用鋼柱做引下線，利用基礎(chǔ)鋼筋做自然接地體并通過鍍鋅扁鋼連接成可靠的等電位接地環(huán)網(wǎng)。
關(guān)于更多鋼結(jié)構(gòu)建筑物防雷的相關(guān)情況，請訪問鄭州雷地電子工程有限公司官網(wǎng)或直接聯(lián)系技術(shù)人員!!!
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規(guī)范針對金屬板下面有無易燃品的不同情況，對金屬板的厚度做了不同的要求，明確規(guī)定“金屬板下面無易燃品時，其厚度不應(yīng)小于0.5mm”。讓我們看看四種保溫芯材的物理特性。硬質(zhì)聚氨脂屬B1級建筑材料，導(dǎo)熱系數(shù)為0.016~0.025，為難燃體;聚苯乙烯屬阻燃型材料，氧指數(shù)不小于30，導(dǎo)熱系數(shù)為0.029，為阻燃自熄型;巖棉屬于不燃燒材料，導(dǎo)熱系數(shù)為0.044;玻璃絲棉屬A級建筑材料，導(dǎo)熱系數(shù)為0.038~0.042，為非燃燒體。另外，保溫芯材所用粘膠劑也是阻燃型。所以，鋼結(jié)構(gòu)建筑物的圍護(hù)系統(tǒng)為非燃體，當(dāng)利用金屬板做接閃器時，厚度不應(yīng)小于0.5mm即可。規(guī)范中四個要求的第三條不再考慮。
從結(jié)構(gòu)專業(yè)角度出發(fā)，屋面板的厚度選擇一般考慮三個因素：第一是風(fēng)荷載;第二是雪荷載;第三是檁距。所以，不同地域可能所選的屋面板厚度就不一樣，電氣設(shè)計人員需要和結(jié)構(gòu)專業(yè)及時溝通，厚度滿足規(guī)范要求時，再考核其他條件。比如在新疆，檁距在1.5m左右時，屋面面板厚度一般為0.6mm，底板厚度一般為0.5mm，是滿足規(guī)范的厚度要求的。若厚度不滿足要求怎么辦?則應(yīng)該參考國家標(biāo)準(zhǔn)圖集《壓型鋼板、夾芯板屋面及墻體建筑構(gòu)造》(01J925-1)做避雷帶，其中壓型鋼板屋面避雷帶的細(xì)部做法參見48頁，夾芯板屋面避雷帶的細(xì)部做法參見66頁。此圖集是建筑專業(yè)圖集，電氣設(shè)計人員較少接觸，而國家標(biāo)準(zhǔn)圖集《建筑物防雷設(shè)施安裝》(99D501-2)和《利用建筑物金屬體做防雷及接地裝置安裝》(03D501-3)都沒有鋼結(jié)構(gòu)屋面避雷帶的細(xì)部做法。所以，電氣設(shè)計人員引用標(biāo)準(zhǔn)做法時應(yīng)注意。避雷帶網(wǎng)格大小應(yīng)該按規(guī)范的要求和各類建筑物的防雷類別嚴(yán)格對應(yīng)，施工圖紙應(yīng)當(dāng)按規(guī)范劃分的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確標(biāo)注。
鋼結(jié)構(gòu)建筑物的圍護(hù)系統(tǒng)連接方式一般為咬合或者搭接。無論是壓型鋼板還是夾芯板，其外觀都是瓦楞形的。在施工中，采用搭接時的搭接長度至少要達(dá)到一個波峰或波谷，超過100mm則完全滿足規(guī)范的要求。
另外，規(guī)范注釋提到“薄的油漆保護(hù)層”不算是絕緣被覆層。因此，可以認(rèn)為彩色涂層鋼板無絕緣被覆層，而鍍鋅鋼板則更是電的良好導(dǎo)體。所以，筆者以為《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(GB50057-94，2000版)第4.1.4條的第四個要求也是滿足的。
綜上所述，筆者認(rèn)為厚度達(dá)到0.5mm的鋼結(jié)構(gòu)建筑物的屋面夾芯板(或壓型鋼板)可以作為接閃器。
從前面鋼結(jié)構(gòu)建筑物的建筑體系的介紹可以看出，主鋼架、次構(gòu)件、圍護(hù)系統(tǒng)在施工中已經(jīng)作了可靠的連接，形成了持久的電氣通路。因此，只要設(shè)置了可靠的接地裝置，就可以按跨度將鋼柱作為引下線。這一點，《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(GB50057-94，2000版)第4.2.3條已經(jīng)作了規(guī)定。當(dāng)然，規(guī)范對各類防雷建筑物的引下線間距做了要求，不過在土建施工時，只要所有的鋼柱和接閃器、接地裝置做了可靠連接，那么它們都是引下線，實際效果超過了規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。
針對《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(GB50057-94，2000版)第4.2.5條的規(guī)定，即是否要對地上1.7m至地下0.3m一段作為引下線的鋼柱采取保護(hù)措施，筆者認(rèn)為沒必要。第一，不用擔(dān)心鋼柱容易受到機械損壞;第二，從鋼結(jié)構(gòu)的建筑體系看，距地有1.2m高的磚墻或者加氣混凝土砌塊，對人身接觸有一定的防護(hù);第三，鋼柱本身做了防腐處理，含絕緣被覆層，也起到一定的防護(hù)作用。另外，此條規(guī)定的條文說明指出它適合設(shè)斷接卡子的情況，而根據(jù)規(guī)范第4.2.4條，當(dāng)利用鋼柱做引下線同時采用基礎(chǔ)接地體時是可以不設(shè)斷接卡的。
在現(xiàn)行設(shè)計中，一般將基礎(chǔ)鋼筋作為自然接地體，用40X4的鍍鋅扁鋼將其連通，并施行總等電位聯(lián)結(jié)。這樣進(jìn)行處理，接地電阻很小，一般容易達(dá)到設(shè)計要求。在設(shè)計中應(yīng)當(dāng)注意，應(yīng)在室外合適位置預(yù)留接地連接板，做法可以參考國家標(biāo)準(zhǔn)圖集《接地裝置安裝》(03D501-4)。這樣，當(dāng)接地電阻值達(dá)不到要求時，施工單位可以方便地連接人工接地體和測試接地電阻值，這一點應(yīng)當(dāng)在設(shè)計圖紙中有所體現(xiàn)。
另外，在設(shè)計圖紙中，不能泛泛而談“利用建筑物基礎(chǔ)鋼筋做自然接地體”。前面已經(jīng)提到，鋼結(jié)構(gòu)建筑物在基礎(chǔ)施工時需預(yù)埋地腳螺栓，加墊片后才能和鋼柱相連。須知：預(yù)埋的接地螺栓本身和基礎(chǔ)鋼筋是沒有電氣連接的!所以，土建施工時可用不小于φ10鋼筋或圓鋼將基礎(chǔ)鋼筋和接地螺栓可靠焊接，具體做法參見國家標(biāo)準(zhǔn)圖集《利用建筑物金屬體做防雷及接地裝置安裝》(03D501-3)的17頁。這樣，從接閃器到引下線，再到接地裝置，雷電流才具備完整的泄放通道。這樣做還不夠，還應(yīng)該用短鋼筋和基礎(chǔ)鋼筋可靠焊接，并引出基礎(chǔ)外，供聯(lián)結(jié)接地環(huán)網(wǎng)，方有利于降低自然接地體的接地電阻值和實施有效的等電位聯(lián)結(jié)。這一點對于設(shè)置獨立基礎(chǔ)的鋼結(jié)構(gòu)建筑尤其重要，所以有必要在設(shè)計圖紙中交待清楚。
如果忽視了鋼結(jié)構(gòu)建筑物接地裝置的特殊性，即基礎(chǔ)鋼筋和接地螺栓本身并沒有電氣連接這一事實，造成的后果則是整個建筑物沒有可靠的接地網(wǎng)。采取的補救措施是用40X4的鍍鋅扁鋼做等電位環(huán)網(wǎng)，鍍鋅扁鋼過鋼柱時應(yīng)和柱底腳板下側(cè)可靠焊接，這樣，鍍鋅扁鋼充當(dāng)了接地極和接地線的雙重角色。
除等電位接地環(huán)網(wǎng)沿建筑物外圍敷設(shè)一周外，在建筑物內(nèi)還應(yīng)該按跨度設(shè)置均壓網(wǎng)格，不但降低跨步電壓，保護(hù)人身安全，而且有利于工業(yè)廠房生產(chǎn)設(shè)備就地實施等電位聯(lián)結(jié)，縮短等電位聯(lián)結(jié)線的長度。
以上是對鋼結(jié)構(gòu)建筑物防直擊雷措施的總結(jié)。結(jié)論是：厚度達(dá)到0.5mm的鋼結(jié)構(gòu)建筑物的屋面夾芯板(或壓型鋼板)可以作為接閃器，利用鋼柱做引下線，利用基礎(chǔ)鋼筋做自然接地體并通過鍍鋅扁鋼連接成可靠的等電位接地環(huán)網(wǎng)。
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