一级建筑师《建筑物理与设备》复习笔记：电气安全和建筑物防雷_第2页

　　二、建筑物防雷

　　雷电流的幅值很大，有数千安到数百千安。而放电时间只有几十微秒。雷电流的大小与土壤电阻率、雷击点的散流电阻有关。

　　雷电的危害可分为三类，第一类是直击雷，即雷电直接击在建筑物，构成物和设备上发生的电效应、机械效应和热效应;第二类是闪电感应，即雷电流产生的电磁效应和静电效应;第三类是闪电电涌侵入，即雷电击中电气线路和管道，雷电流沿这些电气线路和管道引入建筑物内部。雷云的电位大约为1万～l0万kV。

　　㈠建筑物的防雷分类

　　根据建筑物的重要性、使用性质，发生雷电事故的可能性及后果，按防雷要求分为3类。

　　1.第一类防雷建筑物

　　⑴凡制造、使用或贮存炸药、起爆药、火工品等大量爆炸物质的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者;

　　⑵具有0区或20区爆炸危险环境的建筑物;

　　⑶具有l区或21区爆炸危险环境的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。

　　2.第二类防雷建筑物

　　⑴国家级重点文物保护的建筑物;

　　⑵国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站和飞机场、国宾馆、国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物;

　　⑶国家级计算机中心、国际通信枢纽等对国民经济有重要意义的建筑物;

　　⑷国家特级和甲级大型体育馆;

　　⑸预计雷击次数>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及火灾危险场所;

　　⑹预计雷击次数>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。

　　3.第三类防雷建筑物

　　⑴省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆;

　　⑵预计雷击次数0.01～0.05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以及火灾危险场所;

　　⑶预计雷击次数0.05～0.25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;

　　⑷在平均雷暴日>15d/a的地区，高度≥15m的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物;在平均雷暴日≤15d/a的地区，高度≥20m的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。

　　㈡建筑物的防雷保护措施

　　1.第一类防雷建筑物的防雷措施

　　⑴第一类防雷建筑物防直击雷的措施，应符合下列要求：

　　①应装设独立接闪杆或架空接闪线(网)，使被保护的建筑物及风帽、放散管等突出屋面的物体均处于接闪器的保护范围内。架空接闪网的网格尺寸应≤5×5m或6×4m;

　　②独立接闪杆的杆塔、架空接闪线的端部和架空接闪网的每根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;

　　③独立接闪杆和架空接闪线(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相关计算式的要求，但须≥3m;

　　④架空接闪线(网)至屋面和各种突出屋面的风帽、放散管等物体之间的距离，应符合相关计算式的要求，但应≥3m;

　　⑤独立接闪杆、架空接闪线或架空接闪网应有独立的接地装置，每一引下线的冲击接地电阻宜≤10Ω;在土壤电阻率高的地区，可适当增大冲击接地电阻。

　　⑵第一类防雷建筑物防闪电感应的措施，应符合下列要求：

　　①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18～24m应采用引下线接地一次。

　　现场浇制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18～24m采用引下线接地一次。

　　②防闪电感应的接地装置应与电气和电子系统的接地装置共用，其工频接地电阻应≤10Ω。

　　屋内接地干线与防雷电感应接地装置的连接，不应少于两处。

　　⑶第一类防雷建筑物防闪电电涌侵入的措施，应符合下列要求：

　　①室外低压线路应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、钢管接到防闪电感应的接地装置上。当全线采用电缆有困难时，应采用钢筋混凝土杆和铁横担的架空线，并应使用一段金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入，架空线与建筑物的距离应≥15m。

　　在电缆与架空线连接处，尚应装设户外型电涌保护器。电涌保护器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻应≤30Ω。

　　②架空金属管道，在进出建筑物处，应与防闪电感应的接地装置相连。距离建筑物 lOOm内的管道，应每隔25m接地一次，其冲击接地电阻应≤30Ω，并宜利用金属支架或钢筋混凝土支架的焊接、绑扎钢筋网作为引下线，其钢筋混凝土基础宜作为接地装置。

　　埋地或地沟内的金属管道，在进出建筑物处亦应等电位连接到等电位连接带或防闪电感应的接地装置上。

　　⑷当难以装设独立的外部防雷装置时，可将接闪杆或网格不大于5×5m或6×4m的接闪网或其他混合组成的接闪器直接装在建筑物上，接闪网应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设。并必须符合下列要求：

　　①接闪器之间应互相连接;

　　②引下线不应少于两根，并应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距应≤12m;

　　③建筑物应装设等电位连接环，环间垂直距离应≤12m，所有引下线、建筑物的金属结构和金属设备均应连到环上，均压环可利用电气设备的接地干线环路;

　　④外部防雷的接地装置应围绕建筑物敷设成环形接地体，每根引下线的冲击接地电阻应≤10Ω，并应与电气和电子系统等接地装置及所有进入建筑物的金属管道相连，此接地装置可兼作防闪电感应之用;

　　⑤当建筑物>30m时，尚应采取以下防侧击的措施：

　　a.从30m起，每隔≤6m，沿建筑物四周设水平接闪带并与引下线相连;

　　b.30m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接。

　　⑸当树木邻近建筑物且不在接闪器保护范围之内时，树木与建筑物之间的净距应≥5m。

　　2.第二类防雷建筑物的防雷措施

　　第二类防雷建筑物的防雷措施与第一类防雷建筑物的防雷措施类同，只是屋面网格组成≤1O×1Om或12×8m，引下线≥2根，其间距应≤18m，每根引下线的冲击接地电阻应≤10Ω。当建筑物高于45m时，应采取相应的防侧击和等电位的保护措施。

　　3.第三类防雷建筑物的防雷措施

　　第三类防雷建筑物的防雷措施与第一类防雷建筑物的防雷措施类同，只是屋面网格组成≤20×20m或24×l6m，引下线≥2根，其间距应≤25m。周长不超过25m且高度不超过40m的建筑物可只设一根引下线。当建筑物高于60m时，应采取相应的防侧击和等电位的保护的措施。

　　4.接闪器

　　⑴接闪杆采用热镀锌圆钢或钢管制成时，其最小直径：

　　⑵接闪网和接闪带采用热镀锌圆钢或扁钢，优先采用圆钢。圆钢直径应≥8mm。扁钢截面应≥50mm2，其厚度应≥2.5mm。

　　当独立烟囱上采用热镀锌接闪环时，其圆钢直径应≥12mm。扁钢截面应≥100mm2，其厚度应≥4mm。

　　⑶用铁板、铜板、铝板等做屋面的建筑物，常利用屋面做接闪器，当需要防金属板雷击穿孔时，其厚度应≥下列数值：铁板4mm，铜板5mm，铝板7mm。

　　5.引下线

　　引下线宜采用热镀锌圆钢或扁钢。圆钢直径应≥8mm，扁钢截面应≥48mm2，其厚度应≥4mm。

　　独立烟囱上的引下线，圆钢直径应≥12mm。扁钢截面应≥1OOmm2，扁钢厚度应≥4mm。

　　6.接地装置

　　民用建筑宜优先利用钢筋混凝土中的钢筋作为接地装置，当不具备条件时，宜采用热镀锌圆钢、钢管、角钢、扁钢等金属体作人工接地极。圆钢直径应≥10mm，扁钢截面应≥100mm2，其厚度应≥4mm，角钢厚度应≥4mm，钢管壁厚应≥3.5mm

　　防直击雷的人工接地体距建筑物出入口或人行道应≥3m。当小于3m时，应采取相应的保护措施。