浅谈超高层建筑的防雷设计
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浅析高层建筑防雷接地设计众所周知,雷电对建筑物的影响是相当广泛的。
这其中主要包括如下几个方面:①直击雷:直接击在建筑物上产生热效应作用及电动力作用,对建筑物外立面产生直接的破坏。
②雷电感应:雷电感应包括静电感应和电磁感应两部分。
静电感应产生的过电压在输电线路上可高达数百千伏,会导致线路绝缘闪络及所连接的电气设备的绝缘遭受损坏;在危险环境中未作等电位联结的金属管线间,还可能产生火花放电而导致火灾或爆炸危险。
电磁感应产生的闪电电磁脉冲感应电压耦合到电子信息设备中去,致使“噪声”干扰及测量误差,甚至对电子器件产生破坏性损坏。
通常,针对直击雷的防护,称为建筑物外部防雷;针对雷电感应的防护,称为内部防雷或防雷电电磁脉冲。
建筑楼房防雷设施的形式与种类繁多,对超高层建筑的防雷接地设计应有特定的选择。
本文就对高层建筑防雷接地设计进行了探讨。
1.防雷接地高层建筑通常利用地梁、承台和桩基础等混凝土基础内的钢筋作为接地装置,并利用建筑物混凝土柱内或剪力墙竖向主筋作为引下线与接闪器连接构成防雷系统。
高层建筑物的防雷接地系统通常由接闪器、引下线、接地装置等组成。
(1)接闪器是利用避雷网、避雷针、金属屋面组合用以防直击雷电流的金属导体。
在屋脊、屋角、屋檐及女儿墙这些容易受雷击的地方设置避雷网,避雷网可以吸收建筑物上的强电和弱电,将电流传向地面。
敷设时应该保证钢管的平正顺直、固定可靠,搭接长度满足规范要求,尤其在经过沉降缝或伸缩缝时应该做煨弯处理,保证钢管的焊接满足规范要求,屋面上所有的外露金属构件要与避雷带相连。
(2)引下线是利用钢筋混凝土中的钢筋将避雷网与接地装置连接在一起,使雷击时电流能够通过混凝土中的钢筋传向大地,在施工中通常使用主体结构的柱主筋或剪力墙中钢筋作暗装引下线。
高层建筑引下线必须保证全长焊通,避免错焊、漏焊等问题。
(3)接地装置的设计是接地系统设计的关键,其接地质量与接地电阻和接地方式有关,为了在工程施工中节省造价、提高施工速度,可以利用桩基内的钢筋相互连接成为一个接地体;为了保证接地效果,可以利用周圈式接地,方便与各种入户金属管道相连。
浅谈高层建筑电气工程的防雷接地高层建筑作为城市的标志性建筑,因其高度、大体量而容易成为雷电的主要吸引物。
高层建筑电气工程的防雷接地至关重要。
本文将从防雷接地的原理、设计要点以及常见问题等方面对高层建筑电气工程的防雷接地进行探讨。
一、防雷接地的原理防雷接地的基本原理是通过将建筑物内部和外部的金属构件与地下大型导电体(接地网)连接,将雷电引入地下,并将电荷有效释放到地下导电体中,从而减少雷击损害。
防雷接地系统实际上是一种电气接地系统,其目的是通过将雷电能够安全地引入地下而不会对建筑物和人员造成伤害。
在高层建筑中,防雷接地的设计要点包括:首先是接地体的选择要合理,接地电阻越小越好,并且要布置合理、均匀,以确保在雷击时能够迅速将雷电引入地下;其次是接地体与建筑物的连接必须牢固可靠,接地系统的接地极性能及接地电阻都要符合国家标准要求;最后是接地体的深度要足够,以确保能够将雷电安全导入地下。
二、高层建筑电气工程防雷接地的设计要点1. 选址确定在高层建筑电气工程中,防雷接地的选址是至关重要的。
一般来说,防雷接地应尽量选择在建筑物的角部或边缘位置,以便将雷电迅速引入地下。
建筑物的地下室、基础和周围环境的情况也需要考虑进去,以确保防雷接地的稳定和可靠。
2. 接地体的选择和布置接地体的选择要考虑接地电阻、受电荷能力、导电性、耐腐蚀能力等因素。
在高层建筑中,一般采用埋地导体材料作为接地体,常见的有镀锌钢板、铜条、镀锌钢管等。
接地体的布置要均匀、有序,不得有遮挡、阻碍等情况,以确保接地系统的全面性和有效性。
3. 接地体的深度和接地电阻接地体的深度要求一般为2米以上,以确保能够迅速将雷电引入地下。
接地电阻也是防雷接地设计的重要参数,一般来说,接地电阻要求在10Ω以内,但在高层建筑中,因其对防雷接地要求更高,因此接地电阻的要求可能更为严格。
4. 接地体与建筑物的连接接地体与建筑物的连接必须牢固可靠,一般采用焊接、螺栓连接等方式,确保连接点电阻足够小,能够有效导通雷电。
高楼建筑防雷设计随着城市化进程的加快,高楼建筑在城市中的数量也越来越多。
然而,高楼建筑本身的高度和结构特点,使其更容易成为雷击的目标。
因此,高楼建筑的防雷设计显得尤为重要。
本文将探讨高楼建筑防雷设计的原理、措施以及相关标准。
一、防雷设计原理高楼建筑防雷设计的核心原理是通过合理规划和布置建筑物的避雷系统,将雷电引入地下,保护建筑物和其中的人员设备免受雷电侵害。
具体原理如下:1. 避雷母线系统:在高楼建筑的顶部设置避雷母线系统,用于接收和引导雷电。
避雷母线通常由导体构成,能够将雷电通过导流到地下。
2. 避雷针系统:避雷针是防雷系统中的重要组成部分,通常设置在高楼建筑的顶端。
避雷针通过尖端突出,提供一个容易被雷击的路径,从而吸引雷电,减少雷电对建筑物的危害。
3. 接地系统:高楼建筑的接地系统非常重要,能够将引入的雷电安全地分散到地下。
接地系统通常由导线、接地装置和接地网等组成,能够有效降低雷电对建筑物及其中人员设备的危害。
二、防雷设计措施为了确保高楼建筑的防雷效果,以下措施应该被采取:1. 合理规划建筑物的避雷系统:在规划高楼建筑时,应充分考虑避雷系统的设置,合理确定避雷母线和避雷针的位置以及接地网的布置。
2. 选择合适的材料和结构:避雷系统的导体和支撑结构应选择适合的材料,具有良好的导电性和抗腐蚀性。
此外,建筑物的结构设计应考虑防雷安全性。
3. 定期检查和维护:高楼建筑的避雷系统需要定期检查和维护,确保其正常运行。
如发现损坏或老化的零部件,应及时更换。
4. 教育和培训:建筑物的管理人员和居民应接受相应的防雷教育和培训,了解避雷系统的工作原理,掌握相关应急措施,提高自身防雷意识。
三、相关标准在高楼建筑防雷设计中,有一些相关的国家标准需要遵守,以确保设计和施工的质量和安全性。
以下是一些相关的标准:1. GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》:该标准规定了建筑物防雷设计的基本原则、设计要求、技术规定等内容,是高楼建筑防雷设计的重要参考依据。
浅谈高层建筑物的防雷设计与施工摘要:高层建筑物防雷是一个复杂的系统工程,对建筑物的安全使用、电气设备的正常运行有着至关重要的作用。
在高层建筑物防雷设计施工中除了应严格遵守规范外,还应积极采用可靠的新技术以更有效地消除雷害。
文章对相关问题进行了论述。
关键词:建筑物;防雷设计;防雷施工雷电的破坏形式一般分为三类:直击雷,感应雷,雷电波侵入。
雷电流沿电气线路和管道引入建筑物内部,危及设备安全。
而一旦遭受雷灾,损失将非常严重,后果会不堪设想。
可见,建筑防雷系统的可靠性极为重要。
在防雷保护设计中,一般采用三级保护措施:(1)将绝大部分雷电流直接引入地下基础接地装置泄散;(2)阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压;(3)限制被保护设备浪涌过电压幅值。
一、高层建筑物外部防雷设计与施工建筑物防雷系统是由避雷针、避雷网(带)或混合组成的接闪器,主体结构的柱、梁、板钢筋或外接引下线组成的引下装置,及利用基础自然接地体(桩基、地梁、承台或底板钢筋)或人工接地体组成的接地装置合成,整个建筑形成一个法拉第笼,将雷电流引入大地。
以下对高层建筑具体的防雷措施进行探讨。
(一)接地装置现代高层建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地都是合在一起的,组成综合接地系统,接地电阻通常要求小于4Ω(鉴于目前高层建筑智能化设施日益增加,设计时接地电阻不宜大于1Ω)。
因为高层建筑的钢筋混凝土基础埋地深,与大地的接触面积大,其接地电阻比一般人工接地所得到电阻低得多,容易满足上述要求。
考虑到大部分高层建筑的基础均做了防水处理,致使接地电阻增大,应尽量在建筑物周边做圈式接地,周圈式接地可避开防水处理层,同时由于接地体埋在基础的外边,也具有均衡电位的效果,提高了安全性。
某酒店及办公为一体的高层综合大楼就是遇到这种情况,加上大地土壤电阻率偏高,基础完工测试接地电阻无法满足设计要求,后采用上述方法处理,效果显著。
在大地土壤电阻率高的地区,当一般做法的联合接地体的接地电阻值难以满足要求时,可以采用向外延伸接地体、改良土壤(换土、采用降阻剂)、深埋电极以及外引等方式。
高层建筑中的建筑防雷系统设计近年来,随着城市化进程的加快和人们对舒适生活的追求,高层建筑在城市中的数量倍增。
然而,天气变化的不可预测性带来了雷电的威胁,对高层建筑以及人身安全产生了巨大的挑战。
因此,在高层建筑中进行合理、科学的建筑防雷系统设计变得尤为重要。
本文将从建筑防雷系统的必要性、设计原则以及系统的组成部分等方面进行探讨。
一、建筑防雷系统的必要性建筑防雷系统的构建对于保护高层建筑及其内部设施,确保住户人身安全具有重要意义。
雷电天气不仅破坏力巨大,还存在引发火灾、电器设备损坏、建筑结构崩塌等风险。
通过合理设计的防雷系统,可以有效降低这些风险,确保楼内人员生命安全,减少财产损失。
因此,在设计高层建筑时,建筑防雷系统的考虑必不可少。
二、建筑防雷系统的设计原则高层建筑防雷系统的设计需要遵循以下原则:1. 社会结构的适应性:防雷系统的设计应考虑到特定建筑的特点和用途。
不同建筑的结构、高度、用途和位置等差异需被充分考虑。
2. 维护成本的可控性:设计防雷系统时应综合考虑系统的性能和运营成本。
防雷系统需要定期维护和检测,因此,在设计时应尽量降低维护成本,确保系统可持续运作。
3. 安全性和可靠性:高层建筑防雷系统应确保其安全性和可靠性。
系统中各个组成部分的选择和布置应考虑到问题的长期性和可靠性,以确保系统在雷电天气下能够正常工作。
三、建筑防雷系统的组成部分建筑防雷系统由接闪装置、接地装置和引下线组成。
1. 接闪装置:接闪装置是建筑防雷系统的核心组成部分。
它通常由针状接闪垫、避雷网和避雷针等组成。
接闪装置被安装在建筑物的顶部,具有被雷电击中后,将雷电迅速引向地下的能力,以保护建筑物内部设施和人员的安全。
2. 接地装置:接地装置是建筑防雷系统中至关重要的组成部分。
它通过与大地的连接,将雷电引入大地,以减少雷电对建筑物的影响。
接地装置通常由接地体和接地导线组成,接地体需要埋设在地下深处,确保有效地引入雷电。
3. 引下线:引下线是将接闪装置与接地装置连接的部分。
浅谈超高层建筑的防雷与接地在现代城市的天际线中,超高层建筑如同一座座巍峨的巨人,展现着人类建筑技术的辉煌成就。
然而,这些高耸入云的建筑也面临着诸多特殊的挑战,其中防雷与接地问题尤为关键。
雷电作为一种强大而不可预测的自然力量,对超高层建筑的安全构成了严重威胁。
因此,深入研究和有效实施超高层建筑的防雷与接地措施,是保障建筑及其内部人员和设备安全的重要任务。
超高层建筑之所以更容易遭受雷电袭击,主要是由于其高度突出,更容易成为雷电先导的目标。
雷电会沿着建筑物的外部结构,如金属框架、幕墙等传导,产生强大的电流和电磁场。
如果防雷措施不到位,这些电流和电磁场可能会导致电气设备损坏、火灾甚至人员伤亡。
在防雷设计中,接闪器是第一道防线。
常见的接闪器有避雷针、避雷带和避雷网等。
对于超高层建筑,通常会采用多种接闪器相结合的方式,以确保全方位的保护。
例如,在建筑物的顶部设置避雷针,沿着屋顶边缘布置避雷带,同时在幕墙等部位设置避雷网。
这些接闪器需要通过可靠的连接与引下线相连,将雷电电流引入地下。
引下线的作用是将接闪器接收到的雷电电流安全地传导至接地装置。
在超高层建筑中,由于建筑高度较高,引下线的长度也相应增加,这就需要考虑电流在引下线上的分布和电感效应。
为了减小电感的影响,通常会采用多根引下线均匀分布的方式,并且引下线应采用导电性能良好的材料,如铜、铝等。
接地装置是防雷系统的最终环节,其作用是将雷电电流迅速散入大地,以降低雷电对地电位的升高。
对于超高层建筑,接地电阻的要求非常严格。
因为接地电阻过大,会导致雷电电流不能及时散入大地,从而引起地电位反击,对建筑物内的设备和人员造成危害。
为了降低接地电阻,通常会采用深埋接地极、扩大接地面积、使用降阻剂等方法。
除了传统的防雷措施,超高层建筑还需要考虑一些特殊的防雷问题。
例如,随着电子设备在建筑物中的广泛应用,雷电电磁脉冲的防护变得越来越重要。
雷电电磁脉冲可能会通过电源线、信号线等线路进入建筑物内部,对电子设备造成损坏。
高层建筑防雷方案高层建筑防雷方案引言:高层建筑常常成为闪电击中的目标,因为它们的高度接近或超过了云层。
一旦高层建筑遭受闪电击中,可能会导致严重的火灾、结构损坏甚至人员伤亡。
因此,制定一套高效的防雷方案对于确保高层建筑的安全至关重要。
本文将探讨高层建筑防雷方案的重要性,并提出一些建议。
1. 雷电传导系统的安装:高层建筑的主要防雷措施之一是安装有效的雷电传导系统。
这个系统由导线、接地装置、避雷针和引雷装置组成。
导线贯穿建筑物各个部件,并连接到接地装置。
避雷针往往安装在建筑物顶部,以吸引闪电,使其沿导线传导到接地。
引雷装置则用于引导闪电除去建筑物附近的其他物体。
这个系统的作用是将闪电能量安全地引入地面,从而降低建筑物被闪电击中的概率。
2. 有效的接地系统:高层建筑的接地系统是防雷方案中至关重要的一环。
合理的接地系统可以迅速将雷电的能量引入地下,避免对建筑物造成伤害。
为了确保接地系统的有效性,需要进行地下导体的良好布置和合适的接地材料的选择。
此外,还需要进行定期的检查和维护,以确保接地系统的正常运行。
3. 定期的检测和维护:定期的检测和维护是确保高层建筑防雷方案有效运行的重要环节。
每年进行一次全面的系统检查,并根据需要进行修复和改进。
此外,对于暴风雨季节,建议增加检查频率,特别是在有雷暴警报的情况下。
检测过程应包括对导线、接地装置、避雷针等的检查,以确保它们处于良好的工作状态。
如果检测中发现任何问题,应立即采取措施修复。
4. 针对电子设备的保护:高层建筑内通常有大量的电子设备,例如电脑、电视和通信设备等。
一旦遭受闪电击中,电子设备可能会损坏或烧毁。
为了保护这些设备,可以设置防雷保护装置,例如浪涌保护器和防雷插座。
这些装置可以在闪电击中时提供保护,将过电流引离设备,防止它们受到损坏。
结论:高层建筑防雷方案对于确保建筑物和内部设备的安全非常重要。
有效的雷电传导系统、良好的接地系统、定期的检测和维护以及电子设备的保护都是保障方案的重要组成部分。
高层建筑防雷设计高层建筑的防雷设计是一项十分重要的工作,它直接关系到建筑的安全以及居民和工作人员的生命财产安全。
合理的高层建筑防雷设计可以有效地预防雷击事故的发生,保护建筑内外的设备和人员。
本文将介绍高层建筑防雷设计的原则和方法。
一、防雷设计的原则1. 安全性原则高层建筑的防雷设计首要原则是保证建筑的安全。
在设计和施工过程中,应符合国家相关标准和规范,确保建筑承受雷击电流和雷电冲击波能力。
必要时,建筑应配备避雷针、避雷网等设施,以提供准确、可靠的防雷保护。
2. 经济性原则高层建筑的防雷设计需要考虑到经济因素,合理控制设备和设施的投资成本。
设计师应根据建筑的功能和所处地域的雷电活动特点,合理选择合适的防雷技术和设备,避免过度设计,降低建设和运维成本。
3. 可行性原则高层建筑的防雷设计必须具备可行性,即设计方案在技术上可行,并且施工和运维方便。
设计师应具备丰富的工程经验和专业知识,确保防雷设施的设置符合实际情况,便于维护和监测。
二、高层建筑防雷设计的方法1. 确定防雷等级根据高层建筑的用途和重要性,以及所处地区的雷电活动情况,确定适当的防雷等级。
一般来说,高层住宅建筑的防雷等级不低于四级,而办公、商务等具有重要功能的建筑可考虑采用五级防雷设计。
2. 设置避雷针避雷针是高层建筑防雷的核心设备之一,能够有效地引导和释放雷电荷,减少雷击的可能性。
在高层建筑的顶部或檐口处设置避雷针,并确保其与大地连接良好。
3. 建立接地系统接地系统是高层建筑防雷的基础,通过将建筑物与地下导体相连接,将雷电流引入地下,保护建筑及其内部设备。
接地系统应合理布局,接地电阻要符合标准要求,确保其导电性能良好。
4. 安装避雷带在高层建筑的墙体和梁柱中安装金属避雷带,能够形成一条完整的防雷路径,减少雷电冲击波对建筑的影响。
避雷带的安装位置和数量应根据建筑结构和雷电活动情况进行科学确定。
5. 加强内部设备保护高层建筑内部的设备和电气系统也需要进行防雷设计。
浅谈超高层建筑幕墙防雷设计与施工随着我国城市建设的高速发展,超高层建筑越来越多,而幕墙作为存在于大型和高层建筑的装饰受到广泛的喜爱。
然而幕墙金属骨架的良导体给设计师提出更高的技术要求,为了防止雷击对幕墙造成破坏,在建筑设计阶段就要高度重视高层建筑的防雷设计及后期施工。
本文结合当代防雷工程的基本原理,给高层建筑幕墙防雷系统的设计提出一些合理化构想。
标签:防雷工程高层建筑幕墙防雷随着建筑科技难题的不断突破,城市建筑开始向高度发起了挑战,建筑幕墙作为高端建筑装饰的标志也得到了更多的应用,随之出现的幕墙防雷问题也越来越成为建筑行业关注的焦点。
幕墙所应用的面材都是脆性,如果收到雷击,所破坏形成的碎片势必会对周末造成不可估量的损失,因此幕墙防雷设计必须受到行业的高度重视。
1、高层建筑幕墙防雷设计的必要性雷电是一种在夏季尤为强烈的自然现象,但却有着极大的破坏力并且它的发生具有不确定性。
有的雷击电压会达到几百万伏特甚至更高,瞬间产生的电流强度更是超过十万安培,这必将会导致非常严重的破坏,比如:1.机械性破坏,有两种力产生,一种是巨大的电流在导体内部通过物体时产生的电动力;另一种是巨大的电流在导体内部通过物体时产生的热量,热量又使物体内部水分迅速蒸发产生的内压力而将造成劈裂破坏。
2.热力性破坏,由于雷击产生极大的热量而导致物体燃烧和金属材料熔化。
3.由绝缘而造成的击穿性破坏,雷擊产生的电压过高在击中电气系统中绝缘材料时而将其击穿,致使破坏的范围和程度增大。
这种破坏在电气系统中是非常危险的。
2、高层建筑幕墙防雷的基本设计原理雷电对建筑的破坏形式大致分为四类:雷电直击破坏、雷电侧击破坏、雷电电磁脉冲破坏、雷电波侵入破坏。
在高层建筑幕墙设计中,主要是为了预防雷电直击破坏、雷电侧击破坏、雷电电磁脉冲破坏等三种形式。
(1)防雷电直击破坏:在高层建筑幕墙防雷电直击破坏设计中,应充分考虑为建筑物安装一些装置,并根据国家相关规定,在建筑物收到雷击的时候通过这些装置组成的防雷系统将所获得的巨大电流快速的穿到地下,避免高层建筑物收到破坏。
高层建筑的防雷在现代城市中,高层建筑如雨后春笋般拔地而起,它们不仅是城市繁荣的象征,也为人们提供了更多的生活和工作空间。
然而,随着建筑高度的增加,雷电对高层建筑的威胁也日益凸显。
雷电是一种强大的自然现象,瞬间释放出巨大的能量,如果高层建筑没有有效的防雷措施,可能会引发火灾、设备损坏、人员伤亡等严重后果。
因此,做好高层建筑的防雷工作至关重要。
雷电是如何威胁高层建筑的呢?首先,雷电会直接击中建筑物。
高层建筑由于其突出的高度,更容易成为雷电的目标。
当雷电击中建筑物时,强大的电流会通过建筑物的结构、金属管道等传导,如果这些部位没有良好的接地和防护措施,电流可能会引起火灾、爆炸等危险。
其次,雷电产生的电磁场会对建筑物内的电子设备和电气系统造成干扰和损坏。
现代高层建筑中广泛使用了各种电子设备和智能化系统,如通信设备、计算机网络、安防系统等,这些设备对电磁干扰非常敏感,一旦受到雷电电磁场的影响,可能会出现故障甚至完全损坏。
此外,雷电还可能通过架空线路、电缆等引入建筑物内部,造成电气设备的损坏和人员触电事故。
为了保障高层建筑的安全,我们需要采取一系列的防雷措施。
首先是外部防雷装置。
这包括接闪器、引下线和接地装置。
接闪器通常安装在建筑物的顶部,如避雷针、避雷带等,其作用是将雷电吸引到自身,并通过引下线将电流引入接地装置。
引下线应沿建筑物外墙均匀布置,并与接地装置可靠连接。
接地装置则是将雷电电流引入大地,以消除其危害。
接地装置的接地电阻应符合相关标准的要求,一般不大于 10 欧姆。
其次是内部防雷措施。
内部防雷主要是防止雷电波侵入和雷电电磁脉冲的影响。
在建筑物的电源进线处应安装电涌保护器(SPD),以限制雷电过电压的幅值。
同时,对建筑物内的电子设备和电气系统应进行等电位连接,将所有金属部件连接在一起,形成一个等电位体,以减少电位差,防止雷电反击。
此外,还应采取屏蔽措施,如对电子设备机房进行屏蔽,减少雷电电磁场的干扰。
浅谈超高层建筑的防雷设计
摘要:建筑行业的迅猛发展,越来越多的超高层建筑出现在各大城市。
超高层建筑因其楼层高,功能复杂,防护要求高等特点,其防雷设计占有举足轻重的地位。
本文总结国内超高层建筑防雷实例,简要探讨了其的防雷设计要点。
关键词:超高层建筑; 防雷;设计
Abstract: the rapid development of the construction industry, more and more super-tall buildings appeared in major cities. Tall building because of its high floor, the function is complex, protection requirements higher characteristic, the lightning protection design plays a significant role. This paper summarizes the domestic tall building lightning protection examples, briefly discusses the key points of the design of the lightning protection.
Keywords: tall building; Lightning protection; design
中图分类号:TU97文献标识码:A 文章编号:
1 超高层建筑防雷设计概述
我国《民用建筑设计通则》(GB50352—2005)规定:当建筑高度高于100m时,不论住宅及公共建筑均为超高层建筑。
信息技术的快速发展让超高层建筑物内的计算机等电子设备增多,而这些设备灵敏度高、耐压低,受雷电电磁脉冲影响大,雷击将对其产生不对程度的影响。
超高层建筑的防雷设计也越来越得到人们的重视。
雷电对于建筑屋的作用主要体现在两个方面:第一是直击产生的热效应和电动力;第二则是雷电流带来的静电感应、电磁感应及雷电波侵入。
这样就使建筑防雷设计分为两个方面:一是针对与前者的外部防雷;二是针对与后者的建筑内部防雷。
一般来说,《建筑物防雷设计规范》(GB 50057-2010)对于建筑物防雷设计提供了有关的依据,主要分为三类建筑物,其防雷设计规范各异,本文不再赘述。
在防雷设计规范中,我们可以知道防雷设计的实现关键在于防雷装置,规范也对其防雷材料的选择做了相应的规定,一般是利用建筑物本身存在的钢材。
超高层建筑往往会被划分至第二类防雷建筑物,其一般防雷如规范所示包括设置接闪器、引下线和接地设备来防直击和侧击,以及防止雷电效益两个方面。
然而,超高层建筑的形式各异,防雷设计规范并未涉及全部情况,当规范未涉及时,应根据实际情况做特殊保护处理。
2 超高层建筑防雷设计要点
一般,超高层建筑防雷设计主要分为建筑外部防雷和内部防雷两个方面。
2.1外部防雷
如前文所述,针对防直击、侧击雷产生的热效应和电动力作用而进行的外部防雷设计,其主要的防雷装置为接闪器、引下线和接地装置三个方面。
(1)接闪器。
接闪器主要有避雷针、避雷带和避雷网。
避雷针通过将雷电引向自己,从而达到了对保护对象免遭直击的效果,宜采用短针多针保护。
避雷针的局限性就在于其高度增加,雷击概率增越大。
此时,可利用避雷带、避雷网来进行放雷设计。
一般来说,在屋面或者易受雷击部位设置的避雷针或避雷带,网格尺寸不大于10m x 10m(或是12 x 8m)。
避雷带一般用的直径不小于6mm 的圆钢,或是不小于24mm×4mm的扁钢,其可直接利用结构刚接焊接,或是暗设表面抹灰层内。
此外超高层建筑屋接闪器应考虑屋顶存在的特殊设备在其保护范围。
(2)引下线。
引下线连接了避雷设备和接地装置,从而形成了电流通路。
它一般利用柱主筋或是剪力墙钢筋。
实际设计工作中,其数量和布置对分流效果有着明显的影响,一般沿建筑物四周对称设置,其间距和数量应符合规范要求,规范规定第2类防雷建筑,引下线一般不少于2根,间距不超过18m。
理论上,应尽可能减小线上的电流,所以可通过增加数量,适当减小间距来达到这一效果。
然而,超高层建筑引下线很长,雷电感应强烈,需要按一定距离设置均压环,并做好连接。
此外,引下线应符合基本的机械强度、耐腐蚀、热稳定等要求,设计工作也应考虑施工存在的问题。
(3)接地装置。
一般有接地体和接地线。
按规范规定,建筑物高于45米,45米以上建筑让防雷装置与金属外墙向连,同时应将自然接地体作为接地装置.但是基础内钢筋作为接地装置有一定的条件,要求基础采用硅酸盐水泥,采用无防腐层或沥青防腐层的基础,同时其周围土壤的含水量至少达到4%。
2.2内部防雷
建筑内部为了防止雷电流带来的感应作用及雷电波的侵入而设置的防雷措施一般有等电位联结、屏蔽等措施。
(1)等电位联结。
利用导线或过电压保护器,将防雷装置、金属装置、外来导体、电气装置等连接。
只有保证这一通路处于相同电位,建筑物内部才不会产生危险的接触电压。
因此,实际的建筑物内斗预埋了雨防雷导体相连的等电位连接板,其实际的设置要求也严格参照规范进行设计。
一般来说等电位联结分为总等电位联结、局部等电位联结及辅助等电位联结三种。
总电位联结作用的范围是建筑物全体,局部等电位联结则是针对于部分范围将各可导电部分连通,两种都能降低危险电压的危害。
(2)屏蔽。
屏蔽能有效达到防雷电电磁干扰的效果。
屏蔽措施的有效性
与以下几个方面相关:仪器金属外壳;防过电压;等电位联结;接地措施等。
电气线路的主干线应远离引下线柱筋,应保证穿线钢管线槽与接地母线和等电位联结板连接完好。
超高层建筑物内应通过各种措施和有效的设计形成一个总体的等电位,形成一个“法拉第笼”,这样才能更好的防止电磁作用对其用超高层建筑的影响。
国内的相关工作者对于超高层建筑的防雷设计有着不少的工程实例,例如广州电视塔项目、青岛万邦中心、山东商业大厦、青岛开发区国贸中心等等,在这些工程实例中,超高层建筑防雷设计针对于超高层建筑存在的某些特殊结构例如停机坪,不仅考虑了这些特殊结构对于防雷设计工作的影响,并结合规范规定的设计要求和实际情况,设计人员也做了许多创造性的分析和尝试,为超高层建筑的防雷设计提供了宝贵的工程经验。
结语
超高层建筑物防雷设计是一项系统性设计工作,占有重要的地位。
相关工作者应总结实际经验,综合考虑雷击对于超高层建筑的危害特点、途径,有针对性的设置准确的防雷措施,这样才能确保超高层建筑物的安全性。
参考文献:
[1] 韩松柏.超高层建筑的防雷设计[J].电气应用,2008,27(7).
[2] 林艳,陈潇,成明.超高层建筑物综合防雷技术应用——以广州新电视塔项目为例[J].科技与生活,2010(18).
[3] 陈莹,庄钧.超高层建筑防雷接地设计探讨[J].建筑电气,2010,29(z1).
[4] 毛丽伟.超高层建筑电气设计总结[J]. 建筑电气,2010,29(z1).
[5] 孙玉武,房海.浅谈超高层建筑的防雷与接地[J].建筑与工程,2011(25).。