建筑物是否需要進行防雷保護,應(yīng)采取哪些防雷措施,要根據(jù)建筑物的防雷等級來確定。對于一、二類民用建筑,應(yīng)有防直擊雷和防雷電波侵入的措施;對于第三類民用建筑,應(yīng)有防止雷電波沿低壓架空線路侵入的措施,至于是否需要防止直接雷擊,要根據(jù)建筑物所處的環(huán)境以及建筑物的高度、規(guī)模來判斷。
一、防直擊雷的措施
防直擊雷采取的措施是引導(dǎo)雷云與避雷裝置之間放電,使雷電流迅速流散到大地中去,從而保護建筑物免受雷擊。避雷裝置由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。
(一)接閃器
接閃器也叫做受雷裝置,是接受雷電流的金屬導(dǎo)體。接閃器的作用是使其上空電場局部加強,將附近的雷云放電誘導(dǎo)過來,通過引下線注入大地,從而使離接閃器一定距離內(nèi)一定高度的建筑物免遭直接雷擊。接閃器的基本形式有避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)、籠網(wǎng)4種。
避雷針的針尖一般用鍍鋅圓鋼或鍍鋅鋼管制成。上部制成針尖形狀,鋼管厚度不小于3mm,長為1~2m。高度在20m以內(nèi)的獨立避雷針通常用木桿或水泥桿支撐,更高的避雷針則采用鋼鐵構(gòu)架。
磚木結(jié)構(gòu)房屋,可將避雷針敷于山墻頂部或屋脊上,用抱箍或?qū)︽i螺栓固定于梁上,固定部位的長度約為針高的1/3。避雷針插在磚墻內(nèi)的部分約為針高的1/3,插在水泥墻的部分約為針高的1/4~1/5。
避雷針的保護范圍可以用一個以避雷針為軸的圓錐形來表示。圖6-7-2為單根避雷針保護范圍示意圖,如果建筑物正處于這個空間范圍內(nèi),就能夠得到避雷針的保護。
避雷帶是用小截面圓鋼或扁鋼做成的條形長帶,裝設(shè)在建筑物易遭雷擊部位。根據(jù)長期經(jīng)驗證明,雷擊建筑物有一定的規(guī)律,最可能受雷擊的地方是屋脊、屋檐、山墻、煙囪、通風(fēng)管道以及平屋頂?shù)倪吘壍?。在建筑物最可能遭受雷擊的地方裝設(shè)避雷帶,可對建筑物進行重點保護。為了使對不易遭受雷擊的部位也有一定的保護作用,避雷帶一般高出屋面0.2m,而兩根平行的避雷帶之間的距離要控制在10m以內(nèi)。避雷帶一般用8mm鍍鋅圓鋼或截面不小于50mm2的扁鋼做成,每隔1m用支架固定在墻上或現(xiàn)澆的混凝土支座上,如圖6-7-3所示。
避雷網(wǎng)相當于縱橫交錯的避雷帶疊加在一起,它的原理與避雷帶相同,其材料采用截面不小于50mm2的圓鋼或扁鋼,交叉點需要進行焊接。避雷網(wǎng)宜采用暗裝,其距面層的厚度一般不大于20cm。有時也可利用建筑物的鋼筋混凝土屋面板作為避雷網(wǎng),鋼筋混凝土板內(nèi)的鋼筋直徑不小于3mm,并須連接良好。當屋面裝有金屬旗桿或金屬柱時,均應(yīng)與避雷帶或避雷網(wǎng)連接起來。避雷網(wǎng)是接近全保護的一種防雷籠網(wǎng)是籠罩著整個 防雷籠網(wǎng)是籠罩著整個物的金屬籠,它是利用建筑結(jié)構(gòu)配筋所形成的籠作接閃器,對于雷電它能起到均壓和屏蔽作用。接閃時,籠網(wǎng)上出現(xiàn)高電位,籠內(nèi)空間的電場強度為零,籠上各處電位相等,形成一個等電位體,使籠內(nèi)人身和設(shè)備都被保護。對于預(yù)制大板和現(xiàn)澆大板結(jié)構(gòu)的建筑,網(wǎng)格較小,是理想的籠網(wǎng),而框架結(jié)構(gòu)建筑,則屬于大格籠網(wǎng),雖不如預(yù)制大板和現(xiàn)澆大板籠網(wǎng)嚴密,但一般民用建筑的柱間距離都在7.5m以內(nèi),所以也是安全的。利用建筑物結(jié)構(gòu)配筋形成的籠網(wǎng)來保護建筑,既經(jīng)濟又不損壞建筑物的美觀。
另外,建筑物的金屬屋頂也是接閃器,它好像是網(wǎng)格更密的避雷網(wǎng)一樣。屋面上的金屬欄桿,也相當于避雷帶,都可以加以利用。
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引下線又稱引流器,接閃器通過引下線與接地裝置相連。引下線的作用是將接閃器“接”來的雷電流引入大地,它應(yīng)能保證雷電流通過而不被熔化。引下線一般采用圓鋼或扁鋼制成,其截面不得小于48mm2,在易遭受腐蝕的部位,其截面應(yīng)適當加大。為避免腐蝕加快,最好不要采用膠線作引下線。
建筑物的金屬構(gòu)件,如消防梯、煙囪的鐵爬梯等都可作為引下線,但所有金屬部件之間都應(yīng)連成電氣通路。
引下線沿建(構(gòu))筑物的外墻明敷設(shè),固定于埋設(shè)在墻里的支持卡子上。支持卡子的間距為1.5m。為保持建筑物的美觀,引下線也可暗敷設(shè),但截面應(yīng)加大。
引下線不得少于兩根,其間距不大于30m。而當技術(shù)上處理有困難的,允許放寬到40m,最好是沿建筑物周邊均勻引下。但對于周長和高度均不超過40m的建筑物,可只設(shè)一根引下線。當采用兩根以上引下線時,為了便于測量接地電阻以及檢查引下線與接地線的連接狀況,在距地面1.8m以下處,設(shè)置斷接卡子。
引下線應(yīng)躲開建筑物的出入口和行人較易接觸的地點,以避開接觸電壓的危險。建筑物寬在12m以下的,引下線可裝在建筑物一側(cè),建筑物寬在12m以上時,應(yīng)裝于建筑物的兩側(cè)。
在易受機械損傷的地方,地面上1.7m至地面下0.3m的一段,可用竹管、木槽等加以保護。
在高層建筑中,利用建筑物鋼筋混凝土屋面板、梁、柱、基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為防雷引下線,是我國常用的方法。
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接地裝置是埋在地下的接地導(dǎo)體(即水平連接線)和垂直打入地內(nèi)的接地體的總稱。其作用是把雷電流疏散到大地中去。接地裝置如圖6-7-4所示。
圖6-7-4接地裝置圖
接地體的接地電阻要?。ㄒ话悴怀^10Ω),這樣才能迅速地疏散雷電流。
一般情況下,接地體均應(yīng)使用鍍鋅鋼材,使其延長使用年限,但當接地體埋設(shè)在可能有化學(xué)腐蝕性的土壤中時,應(yīng)適當加大接地體和連接點的截面,并加厚鍍鋅層。各焊接點必須刷漳丹油或瀝青油,以加強防腐。
在安裝接地體時,首先從地面挖下0.8m左右,然后把接地體垂直打入地下,頂端與接地線焊接在一起。
為滿足接地電阻的要求,垂直埋設(shè)的接地體常不只1根,用水平埋設(shè)的扁鋼將它們連接起來,所采用扁鋼的截面不小于100mm2,扁鋼厚度不小于4mm。