幕墙防雷怎么设计

1、Word文档 幕墙防雷怎么设计 1 背景与意义 随着我国社会经济的快速进展，建筑装饰行业也得到了飞速进展，建筑幕墙作为建筑的外墙围护结构和建筑外立面的主要装饰手段，得到了广泛的应用。 然而，幕墙的金属龙骨架等金属材质由于雷电的效应会产生静电感应，在雷云瞬间放电后，若接地不良，幕墙的金属材质感应电荷不能相应地快速散流，将产生对地高电位，造成室内电位差，带来极大危害，因此，如何保证建筑物幕墙防雷的平安性已是当今一个重要问题。 我国现行的电气施工及验收规范、图集对这方面内容的阐述尚不明确，建筑幕墙设计单位对建筑幕墙防雷技术的做法也不详细，对其做法的说明常见的是符合设计规范要求等字样，给从事详细施工的

2、技术人员把握施工技术要求带来肯定的难度。为防止或削减雷击建筑幕墙所发生的人身损害和财产损失，并做到平安牢靠、技术先进,做好建筑幕墙的防雷措施越来越重要。 2 国家规范、标准对幕墙防雷的详细要求 JGJ102-2021玻璃幕墙工程技术规范第4.4.13条规定：玻璃幕墙的防雷设计应符合国家现行标准建筑物防雷设计规范GB50057和民用建筑电气设计规范JGJ16的有关规定。幕墙的金属框架应与主体结构的防雷体系牢靠连接，连接部位应清除非导电爱护层。 JGJ133-2021金属与石材幕墙工程技术规范第4.4.2条规定：金属与石材幕墙的防雷设计除应符合现行国家标准建筑物防雷设计规范（GB50057）的有关

3、规定外，还应符合下列规定： 1、在幕墙结构中应自上而下地安装防雷装置，并应与主体结构的防雷装置牢靠连接； 2、导线应在材料表面的爱护膜除掉部位进行连接； 3、幕墙的防雷装置设计及安装应经建筑设计单位认可。 GB/T21086-2021建筑幕墙第5.2.2条规定：建筑幕墙的防火、防雷功能应符合JGJ102、JGJ133的规定。第14.9条规定：防雷检验应测量幕墙框架与主体结构之间的电阻，幕墙表面潮湿或其他可能影响测试结果的状况下，不宜进行电阻的测量。 3 幕墙雷击的危害及幕墙防雷的必要性 幕墙按其用途及其结构特点主要分为玻璃幕墙和非透亮式玻璃幕墙，其中玻璃幕墙分为点支式玻璃幕墙、框架式玻璃幕墙、

4、全玻璃幕墙；非透亮式玻璃幕墙分为铝合金单板幕墙、铝塑复合板幕墙、蜂窝结构幕墙、石材幕墙2。无论哪种幕墙，都是由金属龙骨框架与带有装饰效果的板材组成。在实际使用过程中，其金属龙骨框架最小截面及厚度均作为防雷接闪器，且满意GB50057-2021建筑物防雷设计规范第5.2.1条关于接闪器的要求。 通常状况下，建筑工程主体本身防雷装置虽很完善,但进行幕墙围护建筑物后，建筑物自身的防雷装置由于幕墙的屏蔽效应，不能直接起到防雷作用，闪击往往变成对幕墙的侧击。然而，我国现行的电气施工及验收规范、标准施工图集对幕墙防雷内容的阐述尚不明确，实际工程中往往忽视幕墙防雷的设计，如图1所示。从图中可以看出，假设强大

5、的雷电流IKA侧击至幕墙b点处，由于幕墙未作接地爱护，幕墙的金属龙骨感应电荷不能泄流，室内处于与b点相近标高处的人体在触摸室内金属导体时，a点与b点将会产生极大的电位差，人体瞬间触电，极其危急。 依据JGJ102-2021玻璃幕墙工程技术规范第4.4.13条规定，在主体结构施工时，女儿墙顶与结构柱底部预留金属埋件，通过金属构件将幕墙的金属框架与主体结构的防雷体系牢靠连接。如图2所示，假设雷电流IKA侧击至幕墙b点处，由于幕墙金属龙骨与主体结构竖向贯穿，雷电流IKA沿图示方向泄流，依据基尔霍夫电流定律，IKA=I1+I2，由于I1与I2泄流过程中对地电阻相差很大，在此状况下，室内处于与b点相近标

6、高处的人体在触摸至室内金属导体时，a点与b点将会产生极大的电位差，人体瞬间触电，极其危急。 鉴于以上两种状况，雷电流侧击幕墙均对室内人体造成极大的威逼，故本文提出在主体施工时，除在主体女儿墙顶与结构柱底部预留金属埋件外，还分层增设金属埋件，通过金属构件将幕墙的金属框架与主体结构的防雷体系牢靠连接，如图3所示。假设雷电流侧击至幕墙b点处，由于幕墙金属龙骨与主体结构横向竖向完全贯穿，雷电流IKA沿图示方向泄流，依据基尔霍夫电流定律，IKA=I1+I2+I3，由于I1、I2与I3泄流过程中对地电阻相差很大，IKAI3，在此状况下，室内处于与b点相近标高处的人体在触摸至室内金属导体时，a点与b点的电位

7、差几乎为0，人体平安。 依据以上3种状况对比分析，可以看出，做好幕墙防雷的重要性及必要性。为了更好地验证上述分层预留金属预埋件幕墙防雷措施的必要性，本文模拟搭建一个200mm、高20m、宽4m、长6m的5层钢筋结构，如图4所示，假设雷击电流幅值为20kA，通过ATPDRAW软件编制计算机程序，计算得到其正面电流分布及顶层电流分布分别如图5及表1所示。 通过以上试验数据可以看出，在主体施工时，除在主体女儿墙顶与结构柱底部预留金属埋件外，还分层增设金属埋件，通过金属构件将幕墙的金属框架与主体结构的防雷体系牢靠连接，雷击电流通过金属导体层层分散泄流后，各分支导体的电流分布占比趋于全都，在此前提下，同

8、一标高处室内与幕墙处的电位差几乎为0，可最大限度地保证人身平安。 4 建筑幕墙的防雷设计要点 以明框式玻璃幕墙和石材幕墙为例，简述其幕墙防雷设计要点。 4.1明框式玻璃幕墙防雷设计要点 明框式玻璃幕墙防雷横向剖节点及纵向剖节点分别如图6及图7所示。 明框式玻璃幕墙防雷设计要点： a.铝合金最小截面为50mm2，厚度2.5mm（一般状况，需对幕墙厂家提要求）。 b.建筑高度超过30m时，建筑物装设均压环，环间距离不大于12m。 c.幕墙的金属立柱作为引下线与均压环连接，间距不大于10m。 d.幕墙均压环与主体结构引下线连接点须牢靠连接，通过直径为12mm圆钢进行焊接，其焊接长度不小于100mm，

9、焊缝表面二道防锈漆处理。 e.幕墙立柱通过4mm厚不锈钢板和直径为12mm圆钢与幕墙均压环相连，其焊接长度不小于100mm，焊缝表面二道防锈漆处理，镀锌钢板与幕墙立柱接触部位须将接触面上的锈蚀和氧化膜去除。 f.幕墙上、下立柱之间采纳400mm长铜编织带连通，铜编织带截面不小于25mm2。 g.在易受雷击的女儿墙顶部、檐口处、挑檐等处均应设置均压环，并将雨棚、悬挑金属构件与均压环牢靠连接。 h.要求在主体结构施工时，埋入的每个预埋件的直锚筋应与圈梁中的钢筋用绑扎法连接或焊接。 4.2石材幕墙防雷设计要点 石材幕墙防雷横向剖节点及纵向剖节点分别如图8及图9所示。 石材幕墙防雷设计要点： a.龙骨

10、最小截面为50mm2，厚度2.5mm。b.建筑高度超过30m时，建筑物装设均压环，环间距离不大于12m。 c.幕墙的主龙骨作为引下线与均压环连接，间距不大于10m。 d.幕墙均压环与主体结构引下线连接点须牢靠连接，通过直径为12mm圆钢进行焊接，其焊接长度不小于100mm，焊缝表面二道防锈漆处理。e.幕墙主龙骨通过4mm厚不锈钢板和直径为12mm圆钢与幕墙均压环相连，其焊接长度不小于100mm，焊缝表面二道防锈漆处理，镀锌钢板与幕墙主龙骨接触部位须将接触面上的锈蚀和氧化膜去除。 f.幕墙上、下龙骨之间采纳400mm长铜编织带连通，铜编织带截面不小于25mm2。 g.在易受雷击的女儿墙顶部、檐口处、挑檐等处均应设置均压环，并将雨棚、悬挑金属构件与均压环牢靠连接。 h.要求在主体结构施工时，埋入的每个预埋件的直锚筋应与圈梁中的钢筋用绑扎法连接或焊接。 i.铝板幕墙在选材上留意宜选用单层铝板而不选用铝塑复合板，由于复合板中间夹的聚乙烯塑料是不能导电的，致使复合板幕墙无法接地，无法预防雷电对建筑物幕墙的危害。 5 结语 综上所述，随着我国建筑行业的快速进展，实行肯定的措施可以使建筑幕墙防雷技术与建筑本身防雷设施形成整体防雷系统，不论是侧击雷直接击中幕