钢结构建筑物的防雷装置设计

钢结构建筑物的防雷装置设计钢结构建筑物的防雷装置设计 1 引言 引言 钢结构是由钢板 热轧型钢和冷加工成型的薄壁型钢制造而 成 具有 材料强度高 钢材质量轻 韧性 塑性好 材质均 匀 制造简单 施工周期短 密封性好等特点 而且造型美观 大方 建设周期短 因而得到广泛的应用于机场 展览馆 体 育馆 各类工业厂房 大型超市等 由于钢结构独特的建筑体 系 使得此类建筑和普通砖混结构 框架结构建筑物的防雷装 置设计有较大的差异 下面就本人通过对钢结构建筑物的防雷 装置设计和竣工验收的实际经验总结 对钢结构建筑物防雷装 置设计作一个初步的探讨 首先 我们先分析一下综合防雷设计的要素 建筑物的综 合防雷装置设计总的来讲可分为两部分 外部防雷和内部防雷 外部防雷措施包括 接闪器 针 网 带和线 引下线 屏 蔽和共用接地系统 内部防雷措施包括 共用接地系统 屏蔽 隔离 等电位连接 合理布线和安装浪涌保护器 spd 钢结构建筑物作为现代建筑物的一种新型建筑 它的防雷装置 设计也离不开这个范围 同时又有着其特殊的地方 下面就钢 结构建筑物防雷的不同点加以探讨 2 钢结构建筑物的外部防雷 钢结构建筑物的外部防雷 2 1 接闪器 首先应根据建筑物的使用性质 发生雷电事故的可能性和 后果 并认真调查该位置的地理 地质 气象环境和雷电活动 规律来确定该建筑物为第几类防雷建筑物 再选择用何种接闪 器 由于钢结构建筑物的金属屋面更容易引起雷击 所以在设 计时 应根据防雷类别考虑在屋面上安装何种接闪器 传统建 筑物的避雷方式是采用富兰克林常规避雷导体或避雷地结合避 雷网 但是金属屋面的金属板较薄 无法安装高大沉重的传统 避雷针 其次从闪电理论来讲 云地闪电与人类关系最密切 它是雷雨云中荷电中心对大地的脉冲放电过程 该过程除存在 光导 回击主要脉冲放电过程外 还存在一系列其他脉冲放电 过程 回击的特点是峰值电流高 放电时间短 回击的电流脉 冲平均峰值为几十到几百千安 持续时间约为几十到上百微秒 形成了闪电电流的剧烈变化 现在的做法 有安装多棵避雷针 形式或避雷网形式 也有采用避雷带形式 不论采用什么形式 的接闪器 首先必须考虑防雷效果 对建筑物内部设备的保护 同时还应考虑施工实现的问题 所以除开第一类防雷建筑物外 可直接利用金属屋面作接闪器 根据建筑物的使用性质 对金 属板的厚度要求不一样 如下表 存放物 品 金属板厚度 无易燃 物品 0 5mm 有易燃 物品 4mm 铁 5mm 铜 7mm 铝 厚度达不到要求时 屋面不能作接闪器 可采用 25 25mm 的铝合金方管将扁钢架空 扁钢与方管之间用直杆螺栓固定 方管与彩板之间用 ab 胶黏结 这样即能防水又能防锈 屋檐部 位的接闪器 可采用铆钉将扁钢与金属板铆住 这样即牢固又 美观 2 2 屏蔽 钢结构建筑物的屏蔽 可根据自身的特点采取相应的措施 常规建筑物的屏蔽是采取法拉第笼式保护法 钢结构建筑物可 利用自身的钢结构 做好垂直和水平方向的导体连接来达到屏 蔽的效果 3 钢结构建筑物的内部防雷 钢结构建筑物的内部防雷 避雷针 或避雷带 避雷网 引下线和接地系统等构成 外部防雷系统 主要是为了保护建筑物免受雷击引起火灾事故 及人身和财产安全事故 内部防雷系统则是防止雷电和其他形 式的过电压侵入设备中造成毁坏 这是外部防雷系统无法保证 的 为了实现内部避雷 需要进出各保护区的电线 金属管道 等都要连接避雷及过电压保护 并进行等电位连接 3 1 防雷电感应 雷电感应是指雷电放电时 在附近导体上产生的静电感应 和电磁感应 所形成的过电压可能使金属部件之间产生火花放 电 其危害在于它能感应出相当高的电压 由此发生火花放电 引发爆炸事故 所以 防雷电感应仅对制造 使用或储存爆炸 物质的建筑物和爆炸危险环境采取防雷电感应措施 其它环境 可不考虑 3 1 1 第一类防雷建筑物的防雷电感应措施 钢结构建筑物由于本身性质的特点 可采取如下措施 为防止静电感应产生火花 应将钢结构建筑物内的金属 物 如设备 管道 构架 电缆外皮等较大金属构件 和整体 钢屋架及屋面均应接到防雷电感应的接地装置上 特别是钢屋 架应做好连接 应在等电位连接的部位采取铆钉连接法 一般 不采取螺栓连接 根据建筑物的使用性质和功能 也可以考虑 采用焊接连接法 为防止电磁感应产生火花 平行敷设的长金属物如管道 电缆外皮等 其相互间净距小于 100mm 时应每隔 20mm 30mm 用金属线跨接 净距小于 100mm 的交叉处及管道连接处 如弯 头 阀门 法兰盘等 应用金属线跨接 接地装置应和电气设备接地装置共用 其工频接地电阻 10 3 1 2 第二类防雷建筑物的防雷电感应措施 第二类防雷钢结构建筑物的根据使用性质和功能可采取如 下措施 建筑物内的设备 管道和本身钢结构屋架及屋面 应就 近接至防直击雷接地装置或电气设备的保护接地装置上 不另 设接地装置 为防止电磁感应产生火花 平行敷设的长金属物如管道 电缆外皮等 其相互间净距小于 100mm 时应每隔 20mm 30mm 用金属线跨接 净距小于 100mm 的交叉处及管道连接处 如弯 头 阀门 法兰盘等 应用金属线跨接 但长金属物连接处 可不跨接 建筑物内防雷电感应的接地干线与接地装置的连接不应 少于两处 3 2 防雷电波的侵入 雷电波侵入是指由于雷电对架空线路或金属管道的作用 使冲击过电压波沿着这些管线侵入建筑物内 从而危及人身安 全和损坏设备 这种雷害现象占雷害的绝大部分 凡是有防雷 要求的建筑物均应考虑 钢结构建筑物也不例外 下面就钢结 构建筑物对防雷电波的侵入加以介绍 低压线路宜全线采用电缆直接埋地敷设 在入户端应将 电缆的金属外皮 钢管接到防雷电感应的接地装置上 当无法 全线埋地敷设时 在入户端应采用一段金属铠装电缆引入 同 时要根据钢结构建筑物的防雷类别采取相应的埋地长度 架空金属管道 在进入钢结构建筑物处 应与防雷电感 应的接地装置相连 距离建筑物 100 米内的架空管道 还应每 隔 25 米接地一次 第一 二类冲击电阻 20 第三类冲击电 阻 30 4 结束语 结束语 钢结构建筑物日益渐增 而相应的防雷规范还未出台 本 文通过多个钢