建筑物防雷装置中的接闪器可否暗敷

1、建筑物防雷装置中的接闪器可否暗敷 编者 关象石编者注：最近几年，编者常常接到一些电话或信函，询问建筑物防雷装置中的接闪器可否暗敷？特别是河北省秦皇岛市防雷中心更以公函形式要求答复。此函转建筑物防雷设计规范GB 50057-1994国标管理组中元国际工程设计研究院（原机械工业部设计研究院）后，国标起草人林维勇先生亲自复函答复。现将秦皇岛市防雷中心的请示，国标管理组的复函及附件原文照刊，以解决这一疑点。一、请示 关于建筑物避雷装置中接闪器安装方法的请示 规范管理组：自去年底我们接管新建建（构）筑物的防雷装置竣工验收工作以来，发现我市大部分新建楼房的接闪器都做成暗敷式的（接闪器埋到灰里）。经了解，主

2、要有三方面原因：1、有些设计部门在设计时要求的；2、我市原建筑工程质检部门管理时，主管此项工作的同志提倡的；3、有些施工单位非常愿意做的。对暗敷式接闪器我们查阅了建筑物防雷设计规范GB50057-94，并没有明确肯定或否定。但规范中第3.3.5条和3.4.3条规定中，是否可以理解为接闪器可以做成暗敷的。我们又查阅了国家建筑标准设计防雷与接地安装合订本D六（1999版）和河北省建设委员会下发的河北98建筑工程标准图集，都没有暗敷接闪器的安装做法。这样就给我们验收工作带来了一些困难和问题：（1）接闪器如何安装；（2）根据什么标准检查验收；（3）监理部门和施工单位向我们要依据与施工方法。如何答复。为

3、此，特请示如下：1、建筑物的接闪器是否可以暗敷；2、如何理解规范中第3.3.5条和3.4.3条规定；3、如果接闪器可以暗敷，如何安装。以上请示妥否，请指示。秦皇岛市防雷中心（公章）二000年十一月十五日二、复函 秦皇岛市防雷中心：2000-11-15的来函收悉。现答复于下。附寄来的我们于1987-09-22答复的复印件是我们针对甘玉清同志1987-09-10的来函答复的，现附寄去来函复印件。也就是专门答复在女儿墙上暗敷专设避雷带的问题。这不能理解为，不论具体条件均可暗敷。上述复文是在原GBJ57-83规范的条件下的答复。现在已有新规范以及十几年来国内外对此问题的具体反映。现补充说明以下几点：1

4、原复文的精神不变。GB50057-94第3.3.5和3.4.3条仅对利用建筑物钢筋作防雷装置的规定，屋顶上可利用钢筋做为接闪器的前提是，“允许屋顶遭雷击时混凝土会有一些碎片脱开以及一小块防水、保温层遭破坏”，请参见3.3.5条的条文说明。历次规范的意图是，专设防雷装置中的接闪器和引下线通常采用明敷方式。但仅对引下线允许在一定条件下可暗敷，请见规范第4.2.2条。2高屋建筑物屋顶周边防直击雷建议明敷专设接闪器。理由见1997年建筑电气第4期“高屋建筑物防雷”，现附去其中“三、高层建筑物防直击雷措施”这部分的复印件。3女儿墙上暗敷避雷带最重要的是要固定好，应与女儿墙上压顶内钢筋绑扎或焊接在一起；不

5、应无固定地仅敷设在与压顶混凝土表面持平的位置。已有反映，若这样做，当遭受雷击时暗敷的避雷带有很长一段将会脱开。其原因之一，从理论上分析原理是（见下图a）：图a雷击点的电流i向两侧分流，各为i/2。女儿墙上压顶钢筋有箍筋互相连接（绑扎或焊接），若它们与屋面钢筋或圈梁钢筋有连接，将形成一些闭合环路，分流i/2会在这些环路感应出电流，其在压顶钢筋的流动方向与i/2的方向相反。因此，专设避雷带与压顶钢筋之间产生推斥力。故不加固定的专设暗敷避雷带会从压顶脱开，若要将专设明敷避雷带暗敷，必须与其下的压顶钢筋绑扎或焊接在一起，建议每隔约0.5m连一次。这样连接之后，雷电流不仅流过专设避雷带也流过压顶钢筋。其

6、电流方向相同，产生的是吸引力。4按规范第3.3.5条二款的规定，当女儿墙压顶钢筋的截面积总和25mm2（一根直径10钢筋的截面积）时可不用另敷设暗敷专设避雷带。当压顶钢筋为两根8钢筋（截面积总和=3225）或3根6钢筋（截面积总和=2725）时就满足上述条件。此致敬礼机械工业部设计研究院建筑物防雷设计规范国家标准管理组（公章）2000-12-04三、附件甘玉清同志来函总院负责同志：我市糖业烟酒展销厅防雷装置，由冶金工业部冀东黑色冶金矿山设计研究院设计。图纸说明第二条，综合楼为高层建筑，在14.4平面， 18.9平面， 23.4平面采用暗敷的避雷带作为防雷，接闪器利用柱内12园钢作引下线，用角铁

7、作为接地体，其冲击接地电阻应不大于10。第三条说明，在各层女儿墙暗敷的避雷带12园钢必须与各层的引下线可靠焊接，并形成闭环。接闪器暗敷女儿墙内之问题，我站与设计人员商讨时，他说东北有这样作的，这样作是否可以，请给予指教。秦皇岛市建筑工程质量监督站（公章）甘玉清1987年9月10日“高层建筑物防雷”摘选三、高层建筑物防直击雷措施高层建筑物的防直击雷，从立面上看，可分为三部分，见图1。建筑物地面以上等于滚球半径的部位(当将建筑物视为一孤立物体，四周无其他物体时)，一半径等于相应该球半径的球体沿建筑物周围滚动，球体的一点接触地面，则球体在距地面为其半径以下的部分不可能接触到建筑物。所以，规范允许这部

8、分可不采取防侧击的措施。美国高层建筑物的数量在世界上是首位，根据其80年代初期的资料，认为高避雷针和高层建筑物在其顶点及屋顶以下的侧面有遭到雷击的记载，因此希望考虑其它高层建筑物上部侧面的防雷保护。笔者认为，这类雷击事故是轻微的，因为：第一，侧击雷具有短的吸引半径(即小的滚球半径hr)，其相应的雷电流也是小的；第二，高层建筑物的建筑结构通常能够耐受这类办雷电流的侧击；第三，建筑物遭受侧击雷损坏的记载尚不多，这点可证实前两点的真实性。因此，对于高层建筑物上部侧面雷击的保护不需另设专门接闪器，而利用建筑物本身的钢构架、钢筋及其它金属物。屋顶部分的防直击雷措施，根据规范表5.2.1的规定（下表)。布

9、置接闪器时，可单独或任意组合采用滚球法、避雷网。接闪器布置建筑物防雷类别 滚球半径hr（m）避雷网网格尺寸（m）第二类防雷建筑物451010或128第三类防雷建筑物602020或2416图2注：外墙上的金属栏杆、门窗等与防雷装置相连接。由于建筑物高，雷闪击中建筑物屋顶周边的雷电流可能会很大。因大雷电流对应大的滚球半径，大雷电流通常从上空接近于垂直向下进行。如200m高的建筑物，取其高度作为滚球半径，其相对应的雷电流约为(200/9.4)3/2=98kA。也就是说，在距建筑物屋顶周边200m范围内大于98kA雷电流的雷击，可能性极大地将击到建筑物屋顶周边上。为此，高层建筑物的屋顶防直击雷，首先宜

10、沿屋顶周边设避雷带，其安装位置宜略为突出屋顶外沿，如图2所示。从美化建筑物立面着眼，也宜在屋顶周边装设与建筑立面协调的金属栏杆，其布置位置也宜突出屋顶外沿。当然,如果在屋顶周边有符合规范要求的其他明设金属物，宜利用其作为接闪器。结构钢筋是否可以作为接闪器呢?虽然规范没有不允许利用高层建筑物屋顶结构钢筋作接闪器的规定，笔者仍不推荐利用高层建筑屋顶周边混凝土内的钢筋作为接闪器。因为，雷闪击中屋顶周边结构钢筋时，钢筋表面的小块混凝土落到地面的动量将比从多层建筑物落到地面的动量大许多，从而造成危险。但是，它们宜与防雷装置连接，作为屏蔽和后备接内器之用； 屋顶防直击雷除了上述沿周边敷设的避雷带外，下面介

11、绍屋面防直击雷的几种其它做法。1单独采用避雷网。首先应按规范附录二的规定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设避雷带。然后，在整个屋面组成不大于表l所规定的网格。2单独采用滚球法。举个例子说明之，图3是屋顶的某一剖面（以最大剖面为准，左右对称），A为屋顶处的避雷带或可被利用作接闪器的金属物，B为需要保护的突出屋面的物体上最外的一点。先以A、B为圆心，相应的滚球半径hr为半径，作圆弧交于C点，再以C点，为圆心，hr为半径，作圆弧交于垂直平分线的O点。然后，用比例尺直接量出OO的长度、在O点上立一支避雷针，其长度大于OO就可以了。图3、图43. 滚球法和避雷网组合。该例与图3类同，但屋面比较大（