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《建筑物防雷設計規范》GB50057-2010,2010年11月3日發布,2011年1月1日起實施,現將有關幕墻實施《建筑物防雷設計規范》條文介紹如下:
1.0.1條 為使建筑物(含構筑物)防雷設計因地制宜地采取防雷措施,防止或減少雷擊建筑物所發生的人身傷亡和文物、財產損失,以及雷擊電脈沖引發的電氣和電子系統損壞或運行錯誤,做到安全可靠、技術先進、經濟合理,制定本規范。
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門窗幕墻行業專家 張芹
( 條文說明)第1.0.1條:有人認為,建筑物安裝防雷裝置后就萬無一失了。從經濟觀點出發,要達到這點是太浪費了。因此,特指出“或減少”以示不是萬無一失,因為按照本規范設計的防雷裝置的防雷安全度不是100% 。根據各方修訂意見,在原“財產損失”之后增加了“以及雷擊電脈沖引發的電氣和電子系統損壞或運行錯誤”。
2.0.5 防雷裝置 用于減少閃擊擊于建(構)筑物上或建(構)筑物附近造成的物質性損害和人身傷亡,由外部防雷裝置和內部防雷裝置組成。
2.0.6 外部防雷裝置 由接閃器、引下線(詞條“引下線”由行業大百科提供)、和接地裝置組成。
2.0.7 內部防雷裝置 由防雷等電位連接和外部防雷裝置的間隔距離組成。
2.0.8 接閃器 由攔截閃擊的接閃桿、接閃帶、接閃線、接閃網以及金屬屋面、金屬構件等組成。
2.0.9 引下線 用于將雷電流從接閃器傳導至接地裝置的導體。
2.0.10 接地裝置 接地體和接地線的總合,用于傳導雷電流并將其流散入大地。
2.0.11 接地體 埋入土壤中或混凝土基礎中作流散用的導體。
2.0.12 接地線 從引下線斷接卡或換線處至接地體的連接導體;或從接地端子、等電位連接帶至接地體的連接導體。
2.0.13 直擊雷 閃擊直接擊于建(構)筑物、其他物體、大地或外部防雷裝置上,產生電效應、熱效應和機械力者。
2.0.14 閃電靜電感應 由于雷云的作用,使附近導體上感應出與雷云符號相反的電荷,雷云主放電時,先導通道中的電荷迅速中和,在導體上的感應電荷得到釋放,如沒有就近泄入地中就會產生很高的電位。
2.0.15 閃電電磁感應 由于雷電流迅速變化在其周圍空間產生瞬變的強磁場,使附近導體上感應出很高的電動勢。
2.0.16 閃電感應 閃電放電時,在附近導體上產生的閃電靜電感應和閃電電磁感應,它可使金屬部件之間產生火花放電。
2.0.19 防雷等電位連接 將分開的諸金屬物體直接用連接體或經電涌保護器連接到防雷裝置上以減小雷電流引發的電位差。
2.0.20 等電位連接帶 將金屬裝置、外來導電物、電力線路、電信線路及其他線路連于其上以能與防雷裝置做等電位連接的金屬帶。
2.0.21 等電位連接體 將分開的諸導電性物體連接到防雷裝置的導體。
2.0.22 等電位連接網路絡 將建(構)筑物和建(構)筑物內系統(帶電導體除外)的所有導電性物體互相連接組成的一個網。
2.0.23 接地系統 將等電位連接網絡和接地裝置連在一起的整個系統。
2.0.24 防雷區 劃分雷擊電磁環境的區,一個防雷區的區界面不一定要有實體界面,如不一定要有墻壁、地板或天花作為界面區。
3.0.1 建筑物應當根據建筑物的重要性、使用性質、發生雷電事故的可能性和后果,按防雷要求分為三類。
3.0.2 在可能發生對地閃擊的地區,遇下列情況之一時,應劃為第一類防雷建筑物:
1 凡制造、使用或貯存火炸藥及其制品的危險建筑物,因電火花而引起爆炸、爆轟,會造成巨大破壞和人身傷亡者。
2 具有0區或20區爆炸危險場所的建筑物。
3 具有1區或21區爆炸危險場所的建筑物,因電火花而引起爆炸,會造成巨大破壞和人身傷亡者。
(條文說明)3.0.2
本條為強制性條文。增加了“在可能發生對地閃擊的地區”。
1 火炸藥及其制品包括火藥(含發射藥和推進劑)、炸藥、彈藥、引信和火工品等.
爆轟——爆炸物中一小部分受到引發或頡激勵后爆炸物整體瞬時爆炸。
0區:連續出現或長期出現或頻繁出現爆炸性氣體混合物的場所。
1區:在正常運行時可能偶然出現爆炸性氣體混合物的場所。
2區:在正常運行時不可能出現爆炸性氣體混合物的場所,或即使出現也僅是短時存在的爆炸性氣體混合物的場所。
20區:以空氣中可燃性粉塵云持續地或長期地或頻繁地短時存在于爆炸性環境中的場所。
21區;正常運行時,很可能偶然地以空氣中可燃性粉塵云形式存在于爆炸性環境中的場所。
22區:正常運行時,不太可能以空氣中可燃性粉塵云形式存在于爆炸性環境中的場所,如果存在僅是短暫的。
1區、21區建筑物可能劃為第一類防雷建筑物,也可能劃為第二類防雷建筑物。其區分在于是否會造成巨大破壞和人身傷亡。例如,易燃液體泵房,當布置在地面上時,其爆炸危險環境一般為2區,則該泵房可劃分為第二類防雷建筑物。但當工藝要求布置在地下或半地下時,在易燃液體的蒸氣與空氣混合物的密度大于空氣,又無可靠的機械通風設施的情況下,爆炸性混合物就不易擴散,該泵房就要劃為1區爆炸危險場所。如該泵房系大型石油化工聯合企業的原油泵房,當泵房遭雷擊就可能會使工廠停產,造成巨大經濟損失和人員傷亡,那么這類泵房應劃為第一類防雷建筑物;如該泵房系石油庫的卸油泵房,平時間斷操作,雖可能因雷電火花引發爆炸造成經濟損失和人員傷亡,但相對來說要少得多,則這類泵房可劃為第二類防雷建筑物。
3.0.3 在可能發生對地閃擊的地區,遇下情況之一時,應劃為第二類防雷建筑物:
1 國家重點文物保護的建筑物。
2 國家級的會堂、辦公建筑物、大型展覽和博覽建筑物、大型火車站和飛機場、國賓館、國家級檔案館、大型城市的重要給水泵房等特別重要的建筑物。
注:飛機場不含停放飛機的露天場所和跑道。
3 國家級計算中心、國際通訊樞紐等對國民經濟有重要意義的建筑物;
4 國家特級和甲級大型體育館;
5 制造、使用或貯存火炸藥及其制品的危險建筑物,且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破
壞和人身傷亡者。
6 具有1區或21區爆炸危險場所的建筑物,且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷
亡者。
7 具有2區或22區爆炸危險場所的建筑物。
8 有爆炸危險的露天鋼質封閉氣罐。
9 預計雷擊次數大于0.05次/a的部、省級辦公建筑物和其它重要或人員密集的公共建筑(詞條“公共建筑”由行業大百科提供)物以及火災危險場所。(小于等于0.05次/a三類)
10 預計雷擊次數大于0.25次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物或一般性工業建物。
(小于等于0.25次/a三類)
(條文說明)3.0.3 本條為強制性條文。增加了“在可能發生對地閃擊的地區”。增加了第四款:“國家特級和甲級大型體育館”。
5 有些爆炸物質不易因電火花而引起爆炸,但爆炸后破壞力較大,如小型炮彈庫、槍彈庫以及
硝化棉脫水和包裝等均屬第二類防雷建筑物。
9 增加了“以及火災危險場所”
選擇防雷裝置的目的在于將需要防直擊雷的建筑物的年損壞危險度R值(需要防雷的建筑物每年可能遭雷擊而損壞的概率)減少到小于或等于可接受的最大損壞危險度RT值(即R≤RT)。
本章中對于需作計算年雷擊次數的條文采用每年10-5的RT值,即每年十萬分之一的損壞概率。
基于建筑物年預計雷擊次數(N)和基于防雷裝置或建筑物遭雷擊一次發生損壞的綜合概率(P),對于時間周期t=1年,在NPt≤1的條件下(所有真實情況都滿足這一條件),下面的關系式是適用的:
R=1-exp(-NPt)=NP, 即 R=NP (1)
P=Pi×Pi d+Pf×Pf d (2)
式中 Pi —— 防雷裝置截收雷擊的概率,或防雷裝置的截收效率(也用Ei表示),其值與接閃器的
布置有關;
Pf —— 閃電穿過防雷裝置擊到需要保護的建筑物的概率,也即防雷裝置截收雷擊失敗的概率,等于(1-Pi)或(1-Ei)
Pi d—— 防雷裝置所選用的各種尺寸和規格,當其截收雷擊后保護失敗而發生損壞的概率;
Pf d——防雷裝置沒有截到雷擊而發生損壞的概率。
一次雷擊后可能同時在不同地點發生n處損壞,每處損壞的分概率為Pk,這些分概率是并聯組成,因此,一次雷擊的總損壞概率為:
n
Pd=1-∏ (1-Pk) (3)
k=1
分損壞概率包括這樣一些事件,如爆炸、火災、生命觸電、機械性損壞、敏感電子或電氣設備(詞條“設備”由行業大百科提供)損壞或受到干擾等等。
在確定分損壞概率時,應考慮到同時發生兩類事件,即引發損壞的事件(如金屬熔化、導體熾熱、側向跳擊、不容許的接觸電壓或跨步電壓等)和被損壞物體的出現(即人、可燃物、爆炸性混合物等的存在)這兩類事件同時發生。
出現引發損壞的事件的概率直接或間接與閃擊參量的分布概率有關,在設計防雷裝置和選用其規格尺寸時是依據閃擊參量的。
在引發事件的地方出現可能被損壞的周圍物體的概率取決于建筑物的特點,存放物和用途。
為簡化起見,假定:
1.在引發事件的地方出現可能被損壞的周圍物體的概率對每一類損壞采用相同的值,用共同概率Pr
代替;
2.沒有被截到的雷擊(直擊雷)所引發的損壞是肯定的;損壞的出現與可能被損壞的周圍物體的出
現是同時發生的,因此Pf d=Pr;
3.被截收到的雷擊引發損壞的總概率只與防雷裝置的尺寸效率ES有關,并假定等于(1-ES),ES 規
定為這樣一個綜合概率,即被截收的雷擊在此概率下不應對被保護空間造成損害。ES與用來定接閃器,引下線、接地裝置的尺寸和規格的閃擊參量值有關。
將上述假定代入(2)式,即將以下各項代入:Pi用Ei代入, Pf用(1-Ei)代入, Pf d用Pr代入, Pi d用Pr(1-ES)代入;此外引入一個附加系數Wr , 它是考慮雷擊后果的一個系數,后果越嚴重,Wr值越大。因此(2.2)式轉化為:
P=Pr Wr(1- Ei ES) (4)
概率 Pr應看作是一個系數,它表示建筑物自身保護的程度或表示考慮這樣的真實情況的一個因素,即不是每一個打到需要防雷的建筑物的雷擊和不是每一個使防雷裝置所選用的規格和尺寸失敗的雷擊均造成損壞。 Pr值主要取決于建筑物的特點,它的結構、用途、存放物或設備。
η=Ei×ES (5)
η或Ei× ES為防雷裝置的效率
從(1)、(4)、(5)式得:
R=NPrWr(1-η),η=1-(R/ NPrWr)
如果R值采用可接受的最大損壞危險度RT=10-5 a-1,并使
NT=(RT/PrWr)=(10-5/ PrWr) (6)
式中 NT——建筑物可接受的年允許遭雷擊次數。
因此,防雷裝置所需要的效率應符合下式:
η≥1-(NT/N) (7)
根據IEC-62305-1的有關資料,第三類防雷建筑物所裝設的防雷裝置的有關值見表1。
Ei和 ES 值 表1
第三類防雷建筑物所裝設的防雷裝置 |
Ei |
ES |
η=Ei× ES |
0.84 |
0.97 |
0.81 |
根據驗算和對比(見本條第10款和本章第3.0.4條2、3款的條文說明),本規范對一般建筑物和公共建材建筑物所采用的PrWr值見表2。
PrWr值 表2
建筑物 |
PrWr |
NT=10-5/( PrWr) |
型式 |
特點 |
一般建筑物 |
正常危險 |
0.2×10-3 |
5×10-2 |
公共建筑物 |
重大危險(引起驚慌,重大損失) |
1×10-3 |
1×10-2 |
從表1得保護第三類防雷建筑物的防雷裝置的效率η值為0.81。從表2查得公共建筑物的NT值為1×10-2,將這兩個數值代入關系式(7),得0.81≥1-(1×10-2)/N,所以N≤(1×10-2)/0.19=0.053≈0.05。這表明對這類建筑物如采用第三類防雷建筑物的防雷措施,只對N≤0.05的建筑物保證RT值不大于10-5。當N>0.05時RC值達不到(即大于10-5,因此,當N>0.05時升級采用第二類防雷建筑物的防雷措施。
將部、省級辦公建筑物列入,是考慮其所存放的文件和資料的重要性。人員密集的公共建筑物,如集會、展覽、博覽、體育、商業、影劇院、醫院、學校等建筑物。
10 增加了“或一般性工業建筑(詞條“工業建筑”由行業大百科提供)物”。從表1可以看出,保護第三類防雷建筑物的防雷裝置的η值為0.81。從表2查得,一般建筑物的Nc值為5×10-2。將這兩數值代入關系式(7),得
0.81≥1-(5×10-2/N),所以N≤(5×10-2)/0.19=0.26≈0.25。這表明對這類建筑如采用第三類防雷建筑物的防雷措施,只對N≤0.25的建筑物保證RT值不大于10-5。當N>0.25時RT值達不到(即大于) 10-5,因此,當N>0.25時升級采用第二類防雷建筑物的防雷措施。
3.0.4 在可能發生對地閃擊的地區,遇下情況之一時,應劃為第三類防雷建筑物:
1 省級重點文物保護的建筑物及省級檔案館。
2 預計雷擊次數大于或等于0.01次/a,且小于或等于0.05次/a的部、省級辦公建筑物和其它重要或人員密集的公共建筑物。(小于0.01次/a可以不設防)
3 預計雷擊次數大于或等于0.05次/a,且小于或等于0.25次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑
物或一般性工業建筑物。(小于0.05次/a可以不設防)
4 在平均雷爆日大于15d/a地區,高度在15m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物;在平均雷
爆日小于或等于15d/a地區,高度在20m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物。
(條文說明)3.0.4 本條為強制性條文。增加了“在可能發生對地閃擊的地區”,并刪去原第4、5款。
2 增加了“以及火災危險場所”。當沒有防雷裝置時η=0,從表2查得公共建筑物的NT=1×10-2,將這兩數值代入關系式(7),得0≥1-(1×10-2/N),所以N≤0.01。這表明對這類建筑當N≤0.01時可以不設防雷裝置;當N≥0.01時要設防雷裝置。
3 增加了“或一般工業建筑物”。當沒有防雷裝置時η=0,從表2查得一般建筑物的NT值為5×10-2。將這兩個數值代入式(7),得0≥1-(5×10-2/N),所以N≤0.05。這表明對這類建筑物當N≤0.05時可以不設防雷裝置;當N≥0.05時要設防雷裝置。
下面用長60m、寬13m(即四個單元住宅)的一般建筑物作為例子進行驗算對比,其結果列于表3。原規范的建筑物年計算雷擊次數計算式為N=kNgAe=k×0.024Td1.3×Ae,修改后,本規范的建筑物年預計雷擊次數為N=kNgAe=k×0.1Td1.3×Ae。k值均取1。
計算結果的比較表 表3
地區名稱 |
雷暴日(d/a) |
N為以下數值時算出的建筑物高度(m) |
用原規范計算式 |
用本規范計算式 |
0.06 |
0.3 |
0.05 |
0.25 |
北京 |
35.2 |
25.3 |
174.6 |
11.2 |
128.0 |
成都 |
32.5 |
29.6 |
184.8 |
12.7 |
134.0 |
昆明 |
61.8 |
8.4 |
114.5 |
4.7 |
59.8 |
貴陽 |
49.0 |
13.4 |
136.7 |
6.8 |
105.3 |
上海 |
23.7 |
60.8 |
232.2 |
20.4 |
160.8 |
南寧 |
78.1 |
5.3 |
70.0 |
3.2 |
38.8 |
湛江 |
78.9 |
5.1 |
67.6 |
3.1 |
38.2 |
廣州 |
73.1 |
6.0 |
100.5 |
3.5 |
43.5 |
? |
93.8 |
3.6 |
43.3 |
2.3 |
29.1 |
4.1.1 各類防雷建筑物應設防直擊雷的外部防雷裝置,并應采取防閃電電涌侵入的措施。
第一類防雷建筑物和本規范第3.0.3條第5~7款所規定的第二類防雷建筑物,尚應采取防閃電感應的措施。
4.1.2 各類防雷建筑物應設內部防雷裝置,并應符合下列規定:
1 在建筑物的地下室或地面層處,下列物體應與防雷裝置做防雷等電位連接:
1)建筑物金屬體。
2)金屬裝置。
3)建筑物內系統。
4)進出建筑物的金屬管線。
2 除本條第1款的措施外,外部防雷裝置與建筑物金屬體、金屬裝置、建筑物內系統之間,尚應滿足間隔距離的要求。
4.2 第一類防雷建筑物的防雷措施
4.2.2 第一類防雷建筑物的防閃電感應應符合下列規定:
1 建筑物內的設備、管道、構架、電纜金屬外皮、鋼屋架、鋼窗等較大金屬物和突出屋面的放散管、風管等金屬物,均應接到防閃電感應的接地裝置上。
金屬屋面周邊每隔18m~24m應采用引下線接地一次。
---------
條文說明)4.2.2 本條說明如下:
1 被保護建筑物內的金屬物接地,是防閃電感應的主要措施。-------
4.2.4 --------當建筑物高度超過30 m時,首先應沿屋頂周邊敷設接閃帶,接閃帶應設在外墻外表面,或屋沿邊垂直邊面上,也可設在外墻外表面,或屋沿邊垂直邊面外,并應符合下列規定:
1 接閃器之間應互相連接。
2 引下線不應少于2根,并應沿建筑物四周和內庭四周均勻或對稱布置其間距沿周長計算不宜大于12 m。
4 建筑物應裝設等電位連接環,環間垂直距離不應大于12m,所有引下線、建筑物的金屬結構和金屬設備均應連到環上,等電位連接環可利用電氣設備的等電位連接干線環路。
7 當建筑物高于30m時尚應采取下列防側擊措施:
1)應從30 m起每隔不大于6 m沿建筑物四周設水平接閃帶并應與引下線相連。
2)30 m及以上外墻上的攔桿、門窗等較大的金屬物應與防雷裝置連接。
(條文說明)4.2.4
4 對較高的建筑物,引下線很長,雷電流的電感壓降將達到很大的數值,需要在不大于12m之處,用均壓環將各條引下線在同一高度連接起來,并接到同一高度的室內金屬物體上,以減小其間的電位差,避免發生火花放電。
7 對第一類防雷建筑物,由于滾球半徑規定為30m和危險性大,所以30m以上要考慮防側擊,-------由于側擊的概率和雷電流都很小,網格的橫向距離不采用4m,而按引下線的位置(不大于12 m)考慮。
4.3 第二類防雷建筑物的防雷措施
4.3.1 第二類防雷建筑物外部防雷措施----------但當建筑物高度超過45 m時,首先應沿屋面周邊敷設接閃帶,接閃帶應設在外墻外表面或屋檐垂直面上,也可設在外墻外表面或屋檐垂直面外,接閃器之間應互相連接。
4.3.3 專設引下線不應少于2根,并應沿建筑物四周和內庭四周均勻對稱布置,其間距沿周長計算不宜大于18 m。當建筑物的跨度較大,無法在跨中設引下線時,應在跨距兩端設引下線并減小其他引下線間距,專設引下線的平均間距不應大于18 m。
4.3.4 外部防雷裝置的接地應和防閃電感應、內部防雷裝置、電氣和電子系統等接地共用接地裝置,并應與引入的金屬管線做等電位連接。外部防雷裝置的專設外部防雷裝置宜圍繞建筑物敷設成環形接地體。
4.3.5 利用建筑物的鋼筋作為防雷裝置時,應符合下列規定:
1 建筑物宜利用鋼筋混凝土屋頂、梁、柱、基礎內的鋼筋作為引下線。----
6 構件內有箍筋連接的鋼筋或成網狀的鋼筋,其箍筋與鋼筋、鋼筋與鋼筋應采用土建施工的綁扎法、螺絲、對焊或搭焊連接。單根鋼筋、圓鋼或外引預埋連接板、線與構件內鋼筋應焊接或采用螺栓緊固的卡夾器連接。構件之間必需連接成電氣通路。
(條文說明)4.3.5利用鋼筋混凝土柱和基礎內鋼筋作引下線和接地體,國內外在20世紀60年代初期就已采用了,現已較為普遍。利用屋頂鋼筋作為接閃器,國內外在20世紀70年代初期就逐漸被采用了。
1 關于利用建筑物鋼筋體作防雷裝置,IEC62305-3:2010中的規定如下:-----對宜考慮利用建筑物的金屬體作為自然接閃器是“覆蓋有非金屬材料屋面的屋頂結構的金屬構件(桁架、構架、互相連接的鋼筋,等等)若覆蓋屋面的該非金屬材料可以不需要受到保護時”;-------對宜考慮利用建筑物的金屬體作為引下線是“建筑物的電氣貫通的鋼筋混凝土框架的金屬體”;----“混凝土基礎內互相連接的鋼筋,當其滿足5.6條(本規范第5章)的要求時或其他合適的地下金屬結構,應優先考慮利用其作為接地體”。-------
6 混凝土內的鋼筋借綁扎作為電氣連接,當雷電流通過時,在連接處是否可能由此而發生混凝土的爆炸性炸裂,為了澄清這一問題,瑞士高壓問題研究委員會進行過研究,認為鋼筋之間的普通金屬綁絲連接對防雷保護來說是完全足夠的,而且確證,在任何電流下,在這樣連接附近的混凝土決不會碎裂,甚至出現雷電流本身把綁在一起的鋼筋焊接起來,如點焊一樣,通過電流以后,一個這樣的連接點的電阻下降為幾個毫歐的數值。
4.3.9 高度超過45 m的建筑物,除屋頂的外部防雷裝置應符合本規范第4.3.1條的規定外,尚應符合下列規定:
1 對水平突出外墻的物體,當滾球半徑45m球體從屋頂周邊接閃帶外向地面垂直下降接觸到外墻的物體時,應采取相應的防雷措施。
2 高于60m的建筑物,其上部占高度20%并超過60m的部位應防側擊,防側擊應符合下列規定:
1)在建筑物上部占高度20%并超過60m的部位,各表面上的尖物、墻角、邊緣、設備以及顯著突出的物體,應按屋面上的保護措施處理。
2)在建筑物上部占高度20%并超過60m的部位,布置接閃器應符合對本類防雷建筑物的要求,接閃器應布置在墻角、邊緣和顯著突出的物體上。
3)外部金屬物,當其最小尺寸符合本規范第5.2.7條第2款的規定時,可利用其作為接閃器,還可以利用布置在建筑物垂直邊緣處的外部引下線作為接閃器。
4)符合本規范第4.3.5條規定的鋼筋混凝土內的鋼筋和符合本規范第5.3.5條規定的建筑物金屬框架,當作為引下線或與引下線連接時,均利用其作為接閃器。
3 外墻內、外豎直敷設的金屬管線及金屬物的頂端和底端,應與防雷裝置等電位連接。
(條文說明)4.3.9 本條是根據IEC62305-3:2010 修改的,其第19頁“5.2.3 高層建筑物防側擊的接閃器的規定如下:
5.2.3.1 高度低于60m的建筑物 研究顯示,小雷擊擊到高度低于60 m的建筑物的垂直側面的概率是足夠低的,所以不需要考慮這種側擊。屋頂和水平突出物應按IEC62305-2風險計算確定的防雷裝置(LPS)級別加以保護。
5.3.2.2 高60m及高于60m的建筑物
高于60m的建筑物,閃擊擊到其側面是可能發生的,特別是各表面的突出尖物、墻角和邊緣。
注:通常這種側擊是低的,因為它只占高層建筑物遭閃擊數的百分之幾,而且其雷電流參數顯著低于閃電擊到屋頂的電流參數,然而,裝在建筑物外墻上的電氣和電子設備,甚至被低峰值雷電流側擊擊中,也可能損壞。
高層建筑物的上面部位(例如,通常是建筑物高度的最上面20%部位,這些部位要在建筑物60m高以上)及安裝在其上的設備應裝接閃器加以保護(見附錄A)。
在高層建筑物的這個上端部位布置接閃器的規則,應至少符合第Ⅳ級防雷級別的要求,并布置在墻角、邊緣和顯著突出物(如陽臺、觀景平臺,等等)處。
在高層建筑物的側面有外部的金屬物(如滿足表3最小尺寸要求的金屬覆蓋物、金屬幕墻)時可以滿足安裝接閃器的要求。當無自然的外部導體時也可以采用布置在建筑物垂直邊緣的外部引下線。
可利用所安裝的引下線或利用適當互相連接的自然引下線(如符合本規范第5.3.5條規定的建筑物金屬框架,或在電氣上貫通的鋼筋混凝土鋼筋)來滿足上述要求所要安裝的或特別要求的接閃器!
對于第二類防雷建筑物,由于滾球半徑h r規定為45m(見本規范表5.2.12),所以本條規定為“高度超過45m的建筑物”。
豎直敷設的金屬管道及金屬物的頂端和底端與防雷裝置等電位連接。由于兩端連接使其引下線成了并連路線,必然參與導引一部分雷電流,并使它們之間在各平面處的電位相等。
4.4 第三類防雷建筑物的防雷措施
4.4.3 專設引下線不應少于2根,并應沿建筑物四周和內庭四周均勻對稱布置,其間距沿周長計算不宜大于25m。當建筑物的跨度較大,無法在跨中設引下線時,應在跨距兩端設引下線并減小其他引下線間距,專設引下線的平均間距不應大于25m。
4.4.4 防雷裝置的接地應與電氣和電子系統等接地共用接地裝置,并應與引入的金屬管線做等電位連接。外部防雷裝置的專設外部防雷裝置宜圍繞建筑物敷設成環形接地體。
4.4.8 高度超過60m的建筑物,除屋頂的外部防雷裝置應符合本規范第4.4.1條的規定外,尚應符合下列規定:
1 對水平突出外墻的物體,當滾球半徑45m球體從屋頂周邊接閃帶外向地面垂直下降接觸到外墻的物體時,應采取相應的防雷出措施。
2 高于60m的建筑物,其上部占高度20%并超過60m的部位應防側擊,防側擊應符合下列規定:
1)在建筑物上部占高度20%并超過60m的部位,各表面上的尖物、墻角、邊緣、設備以及顯著突出的物體,應按屋面上的保護措施處理。
2)在建筑物上部占高度20%并超過60m的部位,布置接閃器應符合對本類防雷建筑物的要求,接閃器應布置在墻角、邊緣和顯著突出的物體上。
3)外部金屬物,當其最小尺寸符合本規范第5.2.7條第2款的規定時,可利用其作為接閃器,還可以利用布置在建筑物垂直邊緣處的外部引下線作為接閃器。
4)符合本規范第4.3.5條規定的鋼筋混凝土內的鋼筋和符合本規范第5.3.5條規定的建筑物金屬框架,當作為引下線或與引下線連接時,均利用其作為接閃器。
3 外墻內、外豎直敷設的金屬管線及金屬物的頂端和底端,應與防雷裝置等電位連接。
(條文說明)4.4.8 參見本規范第4.3.9條條文說明。對于第三類防雷建筑物,由于滾球半徑h r規定為60m(見本規范表5.2.12),所以45 m改為60m”。
4.5.6* 在建筑物引下線附近保護人身安全需采用的防接觸電壓和跨步電壓的措施,應符合以下規定:
1 防接觸電壓應符合以下規定之一:
1)利用建筑物金屬構架和建筑物互相連接的鋼筋在電氣上是貫通的且不少于10根柱子組成的自然引下線,自然引下線的柱子包括位于建筑物四周和建筑物內的。
3)外露引下線其距地面2.7 m 以下的導體用耐1.2/50μs沖擊電壓100kV的絕緣層隔離,或用至少3mm厚的交聯乙烯層隔離。
4)用護攔、警告牌使接觸引下線的可能性降至最低限度。(*林修)
2 防跨步電壓應符合以下規定之一:
1)利用建筑物金屬構架和建筑物互相連接的鋼筋在電氣上是貫通的且不少于10根柱子組成的自然引下線,自然引下線的柱子包括位于建筑物四周和建筑物內的。
3)用網狀接地裝置對地面做均衡電位處理。
4)用護攔、警告牌使接觸引下線的可能性降至最低限度。
5.2.1 接閃器的材料、結構和最小截面應符合表5.2.1的規定。
(摘錄)單根扁鋁(詞條“鋁”由行業大百科提供) 最小截面70mm2、厚度3mm;
單根園鋁 最小截面50mm2、直徑8mm;
單根扁形鋁合金導體 最小截面50mm2、厚度2.5mm;
單根園形鋁合金(詞條“合金”由行業大百科提供)導體 最小截面50mm2、直徑8mm;
單根扁鋼(熱浸鍍鋅) 最小截面50mm2、厚度2.5mm;
單根園鋼(熱浸鍍鋅) 最小截面50mm2、直徑8mm;
單根扁不銹鋼 最小截面50mm2、厚度2.5mm;
單根園不銹鋼 最小截面50mm2、直徑8mm;
5.2.6明敷接閃導體固定支架(詞條“支架”由行業大百科提供)的間距不宜大于表5.2.6的規定。.固定支架的高度不宜小于150mm。
表5.2.6 明敷接閃導體和引下線固定支架的間距
布 置 方 式 |
扁形導體和絞線固定支架的間距(mm) |
單根園形導體固定支架的間距(mm) |
安裝于水平面上的水平導體 |
500 |
1000 |
安裝于垂直面上的水平導體 |
500 |
1000 |
安裝于從地面至高20m垂直面上的垂直導體 |
1000 |
1000 |
安裝在高于20m垂直面上的垂直導體 |
500 |
1000 |
5.2.7 除第一類防雷建筑物外,金屬屋面的建筑物宜利用其屋面作為接閃器,并應符合下列規定:
1 板間連接應是持久的電氣貫通,可采用銅鋅合金(詞條“鋅合金”由行業大百科提供)焊、熔焊、卷邊壓接、縫接、螺釘或螺栓連接。
2 金屬板下面無易燃物品時,鉛板的厚度不應小于2mm,不銹鋼板、熱鍍鋅(詞條“熱鍍鋅”由行業大百科提供)鋼、鈦和銅板的厚度不應小于0.5mm,鋁板的厚度不應小于0.65mm,鋅板的厚度不應小于0.7mm。
3 金屬板下面有易燃物品時,不銹鋼板(詞條“鋼板”由行業大百科提供)、熱鍍鋅鋼、鈦板(詞條“鈦板”由行業大百科提供)的厚度不應小于4mm,銅板的厚度不應小于5mm,鋁板的厚度不應小于7mm。
4 金屬板應無絕緣被覆層。
注:薄的油漆保護層或1mm厚瀝青層或0.5mm厚聚氯乙烯層均不屬于絕緣被覆層。
5.2.8 第一類防雷建筑物和本規范第4.3.2條第1款的規定外,屋頂上永久性金屬物宜作為
接閃器,但其各部件之間應連成電氣貫通,并應符合下列規定:
1 旗桿、攔桿、裝飾物、女兒墻上的蓋板等,其截面應符合本規范表5.2.1條的規定,其壁厚應符合本規范第5.2.7條的規定。
5.3.5 建筑物的鋼梁、鋼柱、消防梯等金屬構件,及幕墻的金屬立柱,宜作為引下線,但其各部件之間均應連成電氣貫通,可采用銅鋅合金焊、熔焊、卷邊壓接、縫接、螺釘或螺栓連接;其截面應按本規范表5.2.1的規定取值;各金屬構件可覆有絕緣材料。
5.3.8* 第二類防雷建筑物或第三類防雷建筑物為鋼結構或鋼筋混凝土建筑物時,在其鋼構件或鋼筋之間的連接滿足本規范的規定并利用其作為引下線的條件下,當其垂直支柱均起到引下線的作用時,可不要求滿足專設引下線之間的距離。