摘要:電閃雷鳴是一種常見的自然現(xiàn)象,但是直到今天人們尚未完全掌握和利用它。建筑物,特別是高層建筑物因?yàn)楦叨雀?,容易落雷,如果沒有可靠的防雷系統(tǒng),極易對(duì)建筑及建筑內(nèi)的設(shè)備造成損壞或火災(zāi),對(duì)人員造成傷害。當(dāng)前,預(yù)防的方法有“抗”和“泄”兩種,而現(xiàn)階段主要用“泄”的方法。防雷系統(tǒng)就是為了避免直接雷擊造成機(jī)械破壞、電磁力破壞或熱效應(yīng)損壞。?
關(guān)鍵詞:建筑防雷;雷電
一、雷電現(xiàn)象
大氣流動(dòng)形成雷云,隨著下部負(fù)電荷的積累,其電場(chǎng)強(qiáng)度增加到極限值,于是開始電離并向下方梯級(jí)式放電,成為下行放電。當(dāng)這種雷擊距地面一定距離時(shí),地面物體在強(qiáng)電場(chǎng)作用下產(chǎn)生尖端放電形成向上的先導(dǎo),并朝下行先導(dǎo)發(fā)展,兩者匯合形成雷電回路,開始主放電,發(fā)出閃電和雷聲,此為負(fù)極性下行先導(dǎo)雷擊。此雷擊占全部雷擊的大約90%。此外還有正極性下行先導(dǎo)雷擊、負(fù)極性上行先導(dǎo)雷擊和正極性先導(dǎo)雷擊。下行先導(dǎo)的最后一次跳越距離稱為閃擊距離。安裝避雷裝置的目的就是對(duì)雷電流形成最強(qiáng)的先導(dǎo)回路。
二、防雷系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)、施工要點(diǎn)
防雷系統(tǒng)主要有接閃器(避雷針、避雷帶、避雷線和避雷網(wǎng))、引下線和接地裝置組成。建筑物的耐雷水平是指建筑物防雷系統(tǒng)承受最大雷電流沖擊而不至于損壞時(shí)的電流值(單位Ka)。
避雷針:適用于保護(hù)細(xì)高的建筑物或構(gòu)筑物、露天變配電裝置、電力線路等??梢杂忙?5的鍍鋅圓鋼或SC40鋼管制成,針上端砸扁并搪錫,以利于尖端放電。獨(dú)立避雷針適用于保護(hù)較低矮的庫房和廠房,特別適用于那些要求防雷導(dǎo)線與建筑物內(nèi)各種金屬及管線隔離的場(chǎng)合。也可使用海膽狀多針避雷針,如北京亞運(yùn)會(huì)國(guó)家奧林匹克體育中心游泳館有兩組,各12根針。
避雷帶和避雷網(wǎng):避雷帶是指沿屋脊、山墻、通風(fēng)管道以及平屋頂?shù)倪呇氐茸羁赡苁芾讚舻牡胤椒笤O(shè)的導(dǎo)線。當(dāng)屋頂面積很大時(shí),采用避雷網(wǎng)。它是為了保護(hù)建筑的表層不被擊壞,避雷網(wǎng)和避雷帶宜采用鍍鋅圓鋼或扁鋼,應(yīng)優(yōu)先選用圓鋼,其直徑不應(yīng)小于8mm,扁鋼寬度不應(yīng)小于12mm,厚度不應(yīng)小于4mm。避雷線適用于長(zhǎng)距離高壓供電線路的防雷保護(hù)。架空避雷線和避雷網(wǎng)宜采用截面積大于35mm?的鍍鋅鋼絞線。
除利用混凝土構(gòu)件內(nèi)鋼筋作為接閃器外,接閃器均應(yīng)熱鍍鋅并涂漆。此外,不能利用安裝在接收無線電視廣播的公用天線的桿頂上的接閃器保護(hù)建筑物。而應(yīng)把天線納入建筑物防雷系統(tǒng),并與防雷系統(tǒng)的引下線相焊接。
引下線:引下線分為暗裝和明裝兩種形式。暗裝引下線通常采用結(jié)構(gòu)柱鋼筋作引下線,但鋼筋直徑不能小于12mm。并且利用柱內(nèi)的主筋作引下線時(shí),IEC規(guī)范指出“通常不需要裝設(shè)連接各引下線的專用環(huán)形導(dǎo)體,因?yàn)殇摻罨炷了搅簝?nèi)連接的鋼筋能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)功能”。高層建筑中采用專門的扁鋼作為引下線時(shí),一方面敷設(shè)困難,另一方面引下線的數(shù)量較小,流過的電流較大,易因高電位引起反擊事故。故對(duì)高層來說不是好的做法。
引下線應(yīng)與各樓層的等電位連接母線相連,可以使室內(nèi)反擊電壓顯著降低。所以,鋼筋混凝土建筑物應(yīng)當(dāng)在各層的適當(dāng)位置預(yù)埋與房屋結(jié)構(gòu)內(nèi)防雷導(dǎo)體相連的等電位連接板,以便于和接地主干線相連。此外,用柱內(nèi)鋼筋作暗裝引下線時(shí),由于結(jié)構(gòu)柱內(nèi)的鋼筋不能斷開,故不需要作斷接卡子,測(cè)量接地電阻時(shí),只需要從預(yù)埋連接板處接線就可以了。對(duì)于高層建筑(24m~100m稱為高層建筑,100m以上稱為超高層建筑),30m以下每三層沿把建筑物四周圈梁內(nèi)的主筋焊接起來,并與引下線焊接,來實(shí)現(xiàn)均壓環(huán)焊接。30m以上,每隔不大于6m或者三層沿建筑物四周外墻的圈梁內(nèi)用扁鋼(25X4mm)作均壓帶,并與引下線焊接。此外,將高層建筑外墻所有金屬門窗及陽臺(tái)等與引下線焊接起來,使整個(gè)建筑的金屬部分焊接成為一個(gè)整體,即法拉第籠,將有效防止直接雷擊。