GB50057-2025建筑物防雷设计规范

GB50057-2025建筑物防雷设计规范1总则1.1为使建筑物防雷设计因地制宜地采取防雷措施，防止或减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和文物、财产损失，以及雷击电磁脉冲引发的电气和电子系统损坏或信息系统运行中断，做到安全可靠、技术先进、经济合理，制定本规范。本规范适用于新建、扩建、改建建筑物的防雷设计。本规范不适用于天线塔、油罐、化工装置等特殊设施的防雷设计，其相应设计应符合国家现行有关标准的规定。1.2建筑物防雷设计应根据建筑物的重要性、使用性质、发生雷击事故的可能性和后果，以及建筑物所在地的雷电活动环境、地质、地形、土壤电阻率等条件，综合考虑外部防雷措施和内部防雷措施，并应符合下列规定：在防雷设计时，应根据建筑物的防雷分类，分别采取相应的防雷措施；防雷装置应优先利用建筑物钢筋混凝土结构内的钢筋作为引下线或接地装置；当建筑物内有电子系统时，应根据雷击电磁脉冲防护要求，采取屏蔽、等电位连接、合理布线、装设电涌保护器（SPD）等措施。1.3建筑物防雷设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。在防雷设计中，应积极采用新技术、新工艺、新材料，确保防雷装置的有效性和耐久性。设计文件中应明确防雷等级、防雷装置的安装位置、材料规格、施工工艺及验收要求。2术语和符号2.1本规范采用下列术语定义：雷击：雷云对大地或地面上物体的放电现象。直击雷：闪电直接击在建筑物、大地或防雷装置上的现象。闪电感应：闪电放电时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花放电。闪电电涌：闪电击于防雷装置或大地时，在雷击通道中产生的电流，以及雷击在附近导体上感应出的电流和电压。雷暴日：一年中，该地区听到雷声的天数。滚球法：以hr为半径的一个球体，沿需要防直击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器（包括被利用作为接闪器的金属物），或只触及接闪器和地面（包括与大地接触并能承受雷击的金属物），而不触及需要保护的部位时，则该部分得到接闪器的保护。hr为滚球半径。接闪器：用于拦截雷击的金属导体，如避雷针、避雷带、避雷网等。引下线：用于将雷电流从接闪器传导至接地装置的导体。接地装置：接地体和接地线的总合，用于传导雷电流并将其散流入地。电涌保护器（SPD）：用于限制瞬态过电压和泄放电涌电流的电器，至少包含一个非线性元件。等电位连接：将分开的装置、诸导电物体用等电位连接导体或电涌保护器连接起来，以减小雷电流在它们之间产生的电位差。2.2符号：hr：滚球半径（m）。D：两支避雷针之间的距离（m）。hx：被保护物的高度（m）。h0：两支避雷针中间保护范围的最小高度（m）。R：接地电阻（Ω）。I：雷电流幅值（kA）。W：金属网格宽度（m）。LEMP：雷击电磁脉冲。3建筑物的防雷分类3.1建筑物应根据其重要性、使用性质、发生雷击事故的可能性和后果，按防雷要求分为三类。3.2第一类防雷建筑物：在可能发生对地闪击的地区，遇下列情况之一时，应划为第一类防雷建筑物：凡制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物，因电火花而引起爆炸、爆轰，会造成巨大破坏和人身伤亡者。具有0区或20区爆炸危险场所的建筑物。具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。3.3第二类防雷建筑物：在可能发生对地闪击的地区，遇下列情况之一时，应划为第二类防雷建筑物：国家级重点文物保护的建筑物。国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站、国宾馆、国家级档案馆、大型城市的重要给水泵房等特别重要的建筑物。国家级计算中心、国际通讯枢纽、国家级大中型电子系统或对国民经济有重要意义的电子系统。制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。具有2区或22区爆炸危险场所的建筑物。预计雷击次数大于0.05次/a的部、省级办公建筑物及其他重要或人员密集的公共建筑物。预计雷击次数大于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。3.4第三类防雷建筑物：在可能发生对地闪击的地区，遇下列情况之一时，应划为第三类防雷建筑物：省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。预计雷击次数大于或等于0.01次/a，且小于或等于0.05次/a的部、省级办公建筑物及其他重要或人员密集的公共建筑物。预计雷击次数大于或等于等于0.05次/a，且小于或等于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。在平均雷暴日大于15d/a的地区，高度在15m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物；在平均雷暴日小于或等于15d/a的地区，高度在20m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。4建筑物的防雷措施4.1基本规定：各类防雷建筑物应采取防直击雷和防闪电电涌侵入的措施。第一类防雷建筑物和第二类防雷建筑物中具有爆炸危险的场所，尚应采取防闪电感应的措施。装有防雷装置的建筑物，在防雷装置与其它设施及建筑物内人员无法隔离的情况下，应采取等电位连接措施。4.2第一类防雷建筑物的防雷措施：第一类防雷建筑物应装设独立接闪杆或架空接闪线或网。架空接闪网的网格尺寸不应大于5m×5m或6m×4m。独立接闪杆的杆塔、架空接闪线的端部和架空接闪网的各支柱处应至少设一根引下线。对用金属制成或有焊接、绑扎连接钢筋网的杆塔、支柱，宜利用其作为引下线。独立接闪杆和架空接闪线或网的支柱及其接地装置至被保护建筑物及与其有联系的管道、电缆等金属物之间的距离，应符合下列公式要求，但不得小于3m：当hx<5Ri时，Sa1≥0.4(Ri+0.1hx)当hx≥5Ri时，Sa1≥0.1(Ri+hx)式中：Sa1——空气中距离（m）；Ri——独立接闪杆或架空接闪线或网支柱处接地装置的冲击接地电阻（Ω）；hx——被保护物或计算点的高度（m）。架空接闪线至屋面和各种突出屋面的风帽、放散管等物体之间的距离，应符合下列公式要求，但不得小于3m：当(h+l/2)<5Ri时，Sa2≥0.2Ri+0.03(h+l/2)当(h+l/2)≥5Ri时，Sa2≥0.05Ri+0.06(h+l/2)式中：Sa2——接闪线至被保护物在空气中的距离（m）；h——接闪线的支柱高度（m）；l——接闪线的水平长度（m）。独立接闪杆、架空接闪线或网的接地装置，其冲击接地电阻不宜大于10Ω。在土壤电阻率高的地区，可适当增大冲击接地电阻，但在3000Ωm以下地区，冲击接地电阻不应大于30Ω。4.3第二类防雷建筑物的防雷措施：第二类防雷建筑物外部防雷的措施，宜采用装设在建筑物上的接闪杆、接闪带或接闪网，或由其混合组成的接闪器。接闪网、接闪带的网格尺寸不应大于10m×10m或12m×8m。接闪杆、接闪带或接闪网应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，并应在整个屋面组成不大于网格尺寸的网格。专设引下线不应少于2根，并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀布置，其间距沿周长计算不宜大于18m。当建筑物的跨度较大，无法在跨距中间设引下线时，应在跨距端设引下线。在建筑物的结构钢筋可利用作为引下线的情况下，应利用作为引下线的结构钢筋作为自然引下线。当利用建筑物结构钢筋作为自然引下线时，应符合下列要求：垂直敷设的金属导体及金属构件（如结构钢筋、钢柱等）宜作为引下线；当利用建筑物结构钢筋作为引下线时，其构件之间（如梁与柱、柱与柱）的连接应确保电气连通；当利用建筑物结构钢筋作为引下线且垂直敷设的金属导体及金属构件被混凝土包裹时，可不采取防腐蚀措施。4.4第三类防雷建筑物的防雷措施：第三类防雷建筑物外部防雷的措施宜采用接闪杆、接闪带或接闪网，或由其混合组成的接闪器。接闪网、接闪带的网格尺寸不应大于20m×20m或24m×16m。接闪杆、接闪带或接闪网应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，并应在整个屋面组成不大于网格尺寸的网格。专设引下线不应少于2根，并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀布置，其间距沿周长计算不宜大于25m。防雷装置的接地电阻应符合下列规定：专设引下线时，其冲击接地电阻不宜大于30Ω；当利用建筑物结构钢筋作为引下线且接地装置与基础钢筋网相连时，可不计算冲击接地电阻，但应符合等电位连接的要求。5防雷装置5.1接闪器：接闪器由下列的一种或多种组成：独立接闪杆、架空接闪线或架空接闪网、直接装设在建筑物上的接闪杆、接闪带或接闪网、以及由屋顶上永久性金属物作为接闪器。除第一类防雷建筑物外，金属屋面的建筑物宜利用其屋面作为接闪器，并应符合下列要求：金属板之间采用搭接时，其搭接长度不应小于100mm；金属板下面无易燃物时，其厚度不应小于0.5mm；金属板下面有易燃物时，其厚度：钢板不应小于4mm，铜板不应小于5mm，铝板不应小于7mm；金属板无绝缘被覆层。接闪器应热镀锌，焊接处应涂防腐漆。在腐蚀性较强的场所，还应加大其截面或采取其他防腐措施。接闪器的布置应符合表5.1的规定。建筑物防雷类别滚球半径hr(m)接闪网网格尺寸(m)第一类防雷建筑物30≤5×5或≤6×4第二类防雷建筑物45≤10×10或≤12×8第三类防雷建筑物60≤20×20或≤24×165.2引下线：引下线宜采用热镀锌圆钢或扁钢，宜优先采用圆钢。圆钢直径不应小于8mm；扁钢截面不应小于48mm²，其厚度不应小于4mm。当利用混凝土内钢筋、钢柱作为自然引下线时，应在垂直方向上每隔不大于25m设置均压环，均压环应与防雷装置的引下线或结构钢筋连接。在易受机械损坏和防人身接触的地方，地面上1.7m至地面下0.3m的一段接地线应采取暗敷或穿管保护措施。引下线应沿建筑物外墙明敷，并经最短路径接地；建筑艺术要求较高者可暗敷，但其圆钢直径不应小于10mm，扁钢截面不应小于80mm²。每根引下线的冲击接地电阻不宜大于30Ω，但对第一类防雷建筑物，每根引下线的冲击接地电阻不宜大于10Ω。5.3接地装置：接地装置可由下列一种或多种方式组成：人工接地体、自然接地体、以及两者的组合。人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.5m。人工垂直接地体宜采用角钢、钢管或圆钢；水平接地体宜采用扁钢或圆钢。圆钢直径不应小于10mm；扁钢截面不应小于100mm²，其厚度不应小于4mm；角钢厚度不应小于4mm；钢管壁厚不应小于3.5mm。在腐蚀性较强的土壤中，应采取热镀锌等防腐措施或加大截面。埋在土壤中的接地装置，其连接应采用焊接，并在焊接处作防腐处理。接地装置的工频接地电阻的计算应符合现行国家标准《工业与民用电力装置的接地设计规范》的规定。防雷装置的接地应与电气和电子系统等接地共用接地装置，并应与埋地金属管道相连。共用接地装置的接地电阻按50Hz电气系统和设备中要求最高的接地电阻值确定。当防雷装置采用共用接地装置时，接地电阻应符合其中最小值的要求。6防雷击电磁脉冲6.1一般规定：防雷击电磁脉冲（LEMP）的设计应符合下列规定：当建筑物内设有重要电子系统时，应采取屏蔽、等电位连接、合理布线和装设电涌保护器（SPD）等措施；在工程的设计阶段不知道电子系统的规模和具体位置的情况下，或仅需要确定在设计LPZ1区之后的后续防雷区的屏蔽和等电位连接时，可按本章规定的原则进行设计。屏蔽是减少电磁干扰脉冲对电子系统影响的基本措施。屏蔽应符合下列规定：建筑物和房间的外部设屏蔽措施，以合适的路径敷设线路，线路屏蔽。这些措施宜联合使用；为改进电磁环境，所有与建筑物组合在一起的大尺寸金属件（如屋顶钢筋、混凝土内钢筋、金属立面等）都应等电位连接在一起，并与防雷装置相连；在需要保护的空间内，当采用屏蔽电缆时，其屏蔽层应至少在两端并宜在防雷区交界处做等电位连接。6.2屏蔽、接地和等电位连接：穿过各防雷区界面的金属物和系统，以及在一个防雷区内部的金属物和系统，均应在界面处做符合下列要求的等电位连接：所有进入建筑物的外来导电物均应在LPZ0区与LPZ1区界面处做等电位连接；当外来导电物、电力线、通信线在不同地点进入建筑物时，宜设若干等电位连接带，并应将其就近连到环形接地体、内部环形导体或此类钢筋上；环形接地体和内部环形导体应连到钢筋或金属立面等其它屏蔽构件上；对于电子系统，当无法采用屏蔽电缆或穿金属管敷设时，应在线路的首端和末端以及防雷区交界处安装电涌保护器（SPD）。6.3电涌保护器（SPD）的选择与安装：电涌保护器（SPD）的选择和安装应符合下列规定：在LPZ0区与LPZ1区界面处，应安装符合I级分类试验的SPD；在LPZ1区与LPZ2区界面处，应安装符合II级分类试验的SPD；在后续的防雷区界面处，应安装符合III级分类试验的SPD。SPD的最大持续工作电压（Uc）应符合下列规定：在TN系统中，Uc不应小于1.15U0（U0为相线对中性线的标称电压）；在TT系统中，Uc不应小于1.55U0；在IT系统中，Uc不应小于1.15U线电压（U线电压为线间标称电压）。SPD的冲击放电电流（Iimp）和标称放电电流（In）的选择应符合下列规定：第一级SPD的Iimp值不应小于12.5kA；第二级SPD的In值不应小于5kA；第三级SPD的In值不应小于3kA。SPD的安装位置应靠近被保护设备，并应尽可能缩短连接导线的长度。SPD两端的连接导线总长度不宜超过0.5m。当SPD具有能量自动配合功能时，各级SPD之间的线路长度不受限制；当SPD不具有能量自动配合功能时，各级SPD之间的线路长度应符合下列规定：当开关型SPD与限压型SPD之间的线路长度小于10m时，应加装退耦装置；当限压型SPD之间的线路长度小于5m时，应加装退耦装置。7特殊场所的防雷措施7.1有爆炸危险场所的防雷措施：有爆炸危险的建筑物，其防雷措施应符合下列规定：当建筑物内存在0区或1区爆炸危险环境时，应采取防直击雷、防闪电感应和防闪电电涌侵入的措施；当建筑物内存在2区爆炸危险环境时，应采取防直击雷和防闪电电涌侵入的措施；防雷装置的引下线应沿建筑物四周均匀布置，其间距沿周长计算不宜大于12m；接地装置的冲击接地电阻不应大于10Ω。在爆炸危险区域内，所有金属设备、管道、金属构架、电缆金属外皮等均应做等电位连接。平行敷设的长金属管道，其净距小于100mm时，应每隔不大于30m进行跨接；交叉敷设时，其交叉净距小于100mm时，应进行跨接。防闪电感应的措施应符合下列规定：建筑物内的设备、管道、构架、电缆金属外皮、钢屋架、钢窗等较大金属物和突出屋面的放散管、风管等金属物，均应接到防闪电感应的接地装置上；金属屋面周边每隔18m～24m应采用引下线接地一次；现场浇制的或由预制构件组成的钢筋混凝土屋面，其钢筋宜绑扎或焊接成闭合回路，并应每隔18m～24m采用引下线接地一次。7.2发电厂和变电站的防雷措施：发电厂和变电站的防雷设计应符合下列规定：直击雷防护应采用独立接闪杆或架空接闪线；独立接闪杆的接地电阻不宜大于10Ω；在高土壤电阻率地区，可适当增大接地电阻，但不应大于30Ω。110kV及以上的配电装置，宜将构架作为接闪器；60kV及以下的配电装置，可将构架作为接闪器，但应满足动稳定和热稳定的要求。变电站的进线段应设置架空接闪线保护，保护角不宜大于25°。变电站内应设置统一的接地网，接地网的接地电阻应符合设计要求。防雷接地、电气接地、保护接地和防静电接地宜共用同一接地网。7.3计算机机房的防雷措施：计算机机房应设置在防雷区的LPZ2区或后续防雷区内。机房的屏蔽措施应符合下列规定：机房应采用金属板或金属网做屏蔽层，金属网的网孔尺寸不宜大于200mm×200mm；机房的门窗应采用金属网或金属板进行屏蔽，金属网应与屏蔽层进行电气连接。机房的等电位连接应符合下列规定：机房内应设置等电位连接网格，网格尺寸宜为0.6m×0.6m；机房内的金属设备、金属管道、金属线槽、防静电地板支架等均应与等电位连接网格连接；等电位连接网格应与机房内的环形接地母线连接。电源线路和信号线路的防雷击电涌措施应符合下列规定：在电源线路进入机房处，应安装符合I级分类试验的SPD；在信号线路进入机房处，应安装信号SPD；SPD的参数应根据线路的工作电压、传输速率、接口类型等参数选择。8施工与验收8.1施工要求：防雷装置的施工应符合设计文件和本规范的要求。施工前应进行技术交底，施工过程中应进行质量检查。接地体的埋设深度、间距、焊接质量、防腐处理等应符合设计要求。接地体的焊接应采用搭接焊，搭接长度应符合下列规定：扁钢与扁钢搭接长度为扁钢宽度的2倍，且至少三面施焊；圆钢与圆钢搭接长度为圆钢直径的6倍，且双面施焊；圆钢与扁钢搭接长度为圆钢直径的6倍，且双面施焊；扁钢与钢管、扁钢与角钢焊接，应紧贴角钢外侧两面，或紧贴钢管表面，上下两侧施焊。引下线的敷设应平直、牢固，固定点间距均匀。引下线在转弯处不应有锐角弯曲。引下线与接地装置的连接应可靠。接闪器的安装应位置正确、固定牢固、防腐良好。接闪带应平直，转弯处弧度均匀。接闪网的网格尺寸应符合设计要求。8.2验收要求：防雷装置的验收应包括下列内容：接地装置的接地电阻测试；接闪器、引下线、接地装置的材质、规格、敷设位置、连接方式检查；等电位连接带的布置、连接情况检查；屏蔽措施检查；电涌保护器（SPD）的安装位置、型号、参数检查；接地电阻测试应在晴天或土壤湿度较小时进行，测试时应断开与电子系统的连接。验收合格后，应出具防雷装置验收合格证。验收不合格的，应进行整改，整改后重新验收。9维护与管理9.1维护周期：防雷装置的维护周期应符合下列规定：对易受机械损坏、人为破坏的防雷装置，应定期进行巡查，巡查周期不宜超过3个月；对一般性的防雷装置，应每年进行一次定期检查；对安装在爆炸危险场所的防雷装置，应每半年进行一次定期检查。在雷雨季节来临前，应对防雷装置进行全面检查。9.2维护内容：检查接闪器有无锈蚀、断裂、松动；检查引下线有无锈蚀、断裂、松动，连接点是否可靠；检查接地装置有无外露、腐蚀，接地电阻是否符合要求；检查等电位连接带有无松动、断裂；检查电涌保护器（SPD）的工作状态指示是否正常，有无失效、老化。发现防雷装置有损坏、腐蚀、松动等情况时，应及时进行修复或更换。9.3管理要求：建筑物产权人或使用人应负责防雷装置的日常维护和管理。应建立防雷装置维护档案，记录检查、测试、维修等情况。当建筑物进行改建、扩建时，应同步对防雷装置进行整改。防雷装置的设计、施工、验收、维护等资料应长期保存。10防雷设计计算方法10.1建筑物年预计雷击次数的计算：建筑物年预计雷击次数（N）可按下式计算：N=k×Ng×Ae式中：k——校正系数，在一般情况下取1；位于山顶上或旷野孤立的建筑物取2；金属屋面的砖木结构建筑物取1.7；位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取1.5。Ng——建筑物所处地区雷击大地的年平均密度（次/km²/a）。Ae——与建筑物截收相同雷击次数的等效面积（km²）。10.2等效面积（Ae）的计算：建筑物的高度H小于100m时，其等效面积Ae可按下式计算：Ae=[LW+2(L+W)×√H(200-H)+πH(200-H)]×10^-6式中：L、W、H分别为建筑物的长、宽、高（m）。建筑物的高度H等于或大于100m时，其等效面积Ae可按下式计算：Ae=[LW+2H(L+W)+πH²]×10^-6当建筑物周边有其他建筑物时，应计算其相互影响，等效面积应适当减小。10.3接地电阻的计算：人工垂直接地体的接地电阻（Rv）可按下式计算：Rv=(ρ/2πl)×[ln(2l/d)+0.5]式中：ρ——土壤电阻率（Ω·m）；l——接地体长度（m）；d——接地体直径（m）。人工水平接地体的接地电阻（Rh）可按下式计算：Rh=(ρ/2πl)×[ln(l²/hd)+A]式中：h——水平接地体埋深（m）；A——水平接地体的形状系数。复合接地体的接地电阻可利用上述公式进行估算，或利用计算机软件进行精确计算。10.4电涌保护器（SPD）能量配合的计算：在多级SPD系统中，应进行能量配合计算，以确保各级SPD能够承受通过的雷电流能量，并有效限制电压。能量配合可通过以下方式实现：具有去耦元件（如电感或电阻）的配合；利用SPD的伏安特性（V-I特性）进行的配合；通过级间距离进行的配合。当利用级间距离进行配合时，级间线路上的感应电压