综论建筑物防雷文╱王时煦20xx100819∶07作者：北京市建筑设计研究

综论建筑物防雷文╱王时煦20xx100819∶07作者：北京市建筑设计研究内容摘要：

实 现等电位的条件，因为其内部结构钢筋的大部分都是自然而然地焊接或绑扎在一起的。 为满足防雷装置的要求，应有目的地把接闪装置与梁、板、柱和基础可靠地焊接、绑扎或搭接在一起，同时再把各种金属设备和金属管线与之焊接或卡接在一起，这就使整个建筑物成为良好的等电位体。 （ 4）屏蔽作用： 屏蔽的主要目的是使建筑物内的通信设备、电子计算机、精密仪器以及自动控制系统免遭雷电电磁脉冲的危害。 建筑物内的这些设施，不仅在防雷装置接闪时会受到电磁干扰，而且由于它们本身灵敏性高且耐压水平低，有时附近打雷或接闪时，也会受到雷电波的电磁 辐射的影响，甚至在其他建筑物接闪时，还会受到从该处传来的电磁波的影响。 因此，我们应尽量利用钢筋混凝土结构内的钢筋，即建筑物内地板、顶板、墙面、及梁、柱内的钢筋，使其构成一个六面体的网笼，即笼式避雷网，从而实现屏蔽。 由于结构构造的不同，墙内和楼板内的钢筋有疏有密，钢筋密度不够时，设计人应按各种设备的不同需要增加网格的密度。 良好的屏蔽不仅使等电位和分流这两个问题迎刃而解，而且对防御雷电电磁脉冲也是最有效的措施。 此外，建筑物的整体屏蔽还能防球雷、侧击和绕击雷的袭击。 （ 5）接地效果： 指接地效果的好坏。 良好的 接地效果也是防雷成功的重要保证之一。 每个建筑物都要考虑哪种接地方式的效果最好和最经济。 笔者认为，当钢筋混凝土结构的建筑物符合规范条件时，应利用基础内的钢筋作为接地装置。 当达不到规范中规定的条件或基础包在防水卷材层内时，可做周圈式接地装置，但应将周圈式接地装置预先埋在基础槽的最外边（不必离开建筑物 3m 以外）。 接地体靠近基础内的钢筋有利于均衡电位，同时还可节省为挖深沟所花费的人力和物力。 在基础完工后再挖深沟则易影响基础的稳定性。 对木结构和砖混结构建筑物，必须做独立引下线并采用独立接地方式。 当土壤电阻率大，使用接地极较多时，也可做周围式接地装置。 因为周圈式接地装置的冲击阻抗小于独立接地装置的冲击阻抗，而且有利于改善建筑物内的地电位分布，减小跨步电压。 采用独立式接地方式时，以钻孔深埋接地极（约 4~12m）的效果为最好，深孔接地极容易达到地下水位，且能减少接地极的用钢量。 （ 6）合理布线： 指如何布线才能获得最好的综合效果。 现代化的建筑物都离不开照明、动力、电话、电视和计算机等设备的管线，在防雷设计中，必须考虑防雷系统与这些管线的关系。 为了保证在防雷装置接闪时这些管线不受影响，首先，应该将这些电线穿于金属管内 ，以实现可靠的屏蔽；其次，应该把这些线路的主干线的垂直部分设置在高层建筑物的中心部位，且避免靠近用作引下线的柱筋，以尽量缩小被感应的范围。 在管线较长或桥架等设施较长的路线上，还需要两端接地；第三，应该注意电源线、天线和屋顶高处的彩灯及航空障碍灯等线路的引入做法，防止雷电波侵入。 除考虑布线的部位和屏蔽外，还应在需要的线路上加装避雷器、压敏电阻等浪涌保护器。 因此，设计室内各种管线时，必须与防雷系统统一考虑。 3．安全隔离距离与等电位连接 在建筑物内部，就总体来说，防雷措施可分为安全隔离距离和等电位连接两大类。 安全隔离距离指在需要防雷的空间内，两导电物体之间不会发生危险的火花放电的最小距离，即不会发生反击的最小距离。 等电位连接的目的是减小或消除内部防雷装置各个部位上所产生的电位差，包括靠近进户点的外来导体上的电位差。 笔者主张，若采用安全距离法就应严格按照《建筑物防雷设计规范》（ GB5005794）规定的各类防雷措施去计算；若采用等电位连接法，就应彻底实现等电位。 木结构和砖混结构结构应采用安全距离措施，钢筋混凝土结构和钢结构应采用等 电位连接措施。 1957 年首次为天安门（木结构建筑物）补做防雷装置时，在其上部设置了明装避雷带和避雷网；在其内部采用了安全距离措施。 由于是补装，难度相当大，对内部达不到安全距离的管线都做了改装或加强了绝缘并把进户处的各种架空电源线、电话线和广播线一律拆除，改为地下电缆。 为确保木结构建筑物的安全，工程人员每年都在结构上稍有变形的部位加固，到 1986年，在天安门大顶内加固总共用了 60 吨钢材。 此时，再也不能给建筑物增加荷重了，因此中央决定将天安门城楼上的建筑物全部拆掉，彻底翻建。 这给我们的防雷设计带来了有利条 件。 所以， 1969 年第二次设计天安门防雷装置时，就采用了等电位连接措施（外部防雷装置仍用原方案），在城台上的地面（包括屋内地面）下的“金砖”下面铺设了一层钢筋网（即等电位面）并将各种金属管线（包括屋顶彩灯管线）、斗拱上的防鸟铁丝网、检阅台前的铁栏杆和铁旗杆等物体统一连接到等电位面上，此外，又增加了引下线的根数，使之达到等电位的条件。 1958 年，人民大会堂工程采用了彻底的等电位防雷设计，这是我国首次将等电位避雷网应用于工程。 人民大会堂是钢筋混凝土框架结构和钢结构相结合的建筑物，又是现浇施工做法，对防雷装 置的设计十分有利。 其防雷方案是：在各建筑段的屋顶上分别采用明装避雷网、暗装避雷网和四周避雷带相结合的方式，接闪装置均与楼板内的钢筋连接成一体；柱子内的钢筋用作引下线；基础内的钢筋用作接地装置。 从基础到梁、板、柱到屋顶的避雷带和避雷网的全部连接点（包括各种管线的连接点）都是焊接的，从而构成一个笼式避雷网，所以我们说它是最彻底的等电位连接工程。 1963年，瑞士的波哥（ ）提出，利用建筑物内的结构钢筋作防雷系统时，钢筋之间如有多点绑扎，则不必焊接就可以构成电气导通系统，他还做了试验。 所以，我们以后就 不全部焊接了，但作为引下线的柱内钢筋，仍必须焊接两根主筋。 1974 年审查《建筑物防雷设计规范》时，规定为：可以绑扎或焊接。 人民大会堂工程是全国最重要的工程，当时是不敢不焊接的。 就防火而言，等电位连接和安全隔离距离至关重要。 火灾多属不易预防的事故，对多数建筑物，能采取等电位连接措施的，应做彻底的等电位连接；不能采取等电位连接措施的，应尽量保证安全隔离距离，以防发生火灾。 4．常规防雷装置与非常规防雷装置 常规防雷装置即传统上所使用的防雷装置，包括避雷针、避雷带、避雷线和避雷网。 它是继 1759 富兰克林发明避雷针后各国防雷专家经 200 多年研究和实践的成果，有充分的理论根据、实验数据和长期的实际运行经验。