民用建筑防雷技术设计要点

于影超

摘  要：介绍了民用建筑防雷设计的基本原则、防雷等级的确定及防直击雷等的措施。

关键词：民用建筑；防雷装置；直击雷；侧击雷；雷电感应；雷电波  

0.引言

   目前，由于各设计单位对防雷规范的把握深度及理解程度不尽相同，因而设计图纸也五花八门，这给施工单位的施工及当地防雷检测部门的监督管理造成了很大的困难，有的甚至造成甲方重复建设及资源的浪费。因此，设计出一个既符合国家规范，又便于施工管理的规范化建筑的防雷模式很有必要，下面谈一般民用建筑的防雷设计。

1．基本原则：

防雷设计的技术措施应按现行国家标准《建筑物防雷设计规范》进行等级确定及防雷装置设计，并进行防雷分类，参照《建筑物防雷设计规范》的相应要求，采用滚球法计算避雷针的保护范围，采用等电位连接这一保障安全的最重要措施。

2．民用建筑防雷等级的确定

（1）建筑物防雷设计的第一步要确定建筑物的防雷等级，《建筑物防雷设计规范》（GB50057-97）中，对建筑物防雷类别的划分，除了由建筑物的功能定性外，第二、第三类防雷建筑还取决于建筑物的预计年雷击数N。

（2） 防雷装置中接闪器的设计宜利用避雷带与避雷小针相结合组成接闪器系统。避雷带采用Φ12镀锌圆钢，用Φ12、间距为1.5m、高为0.2m的支持卡固定于屋面、墙壁及楼梯顶上，同时在屋面阳角处及屋顶四角上另加设Φ16、高为0.5m的避雷小针 ，并在屋面加设不少于20m×720m的避雷网格。这样的设置既美观大方，又经济实惠，实践证明防雷效果非常明显。

（3）利用建筑物柱内对角主筋作防雷引下线，利用建筑物基础作自然基础接地体，不仅可节约钢材，而且比较安全。引下线主筋从上到下通长焊通，其上部应与接闪器焊接，下部与基础焊接，并分别与各层板筋，梁筋及桩笼纵筋、螺旋箍筋，地梁面筋焊接通，构成一完整的电气通路。

（4）利用建筑物的基础作接地装置，具有经济和有利于雷电流场流散及不必维护和寿命长等优点。利用柱基础作接地体时，对建筑物地梁的处理是很重要的一个环节，地梁的主筋要和柱基础主筋连成一个环路，这样才能将各个基础连成一个联合接地体。

3．防直击雷的措施

（1）接闪器采用避雷针、避雷带（网），或两者混合的方式，还宜利用建筑物的金属屋面作为接闪器，但应符合规范要求。不应采用装有放射性物质的接闪器。其他形式的消雷器，只宜用于屋面上架设有高杆铁塔的建筑物上。

  屋面上的突出物，如卫星和共用天线接收装置、节日彩灯、航空障碍灯和屋面风冷机组等，应在防雷装置保护范围内，若按滚球法计算不在保护范围内时，应另设避雷针、带加以保护，并与屋面防雷装置相连。

  （2）引下线应优先利用建筑物钢筋混凝土柱或剪力墙中的主钢筋，还宜利用建筑物的消防梯、钢柱、金属烟囱等作为引下线。

  当利用钢筋混凝土柱中的钢筋、钢柱作为防雷引下线，并同时采用基础钢筋作为接地装置时，不设断接卡，但应在室外适当地点设若干与柱内钢筋相连的连接板，供测量、外接人工接地体和作等电位联结用。

  砖混结构的建筑物，在外墙四周另设引下线，并在离地1.8m出装设断接卡，其1.7m至地下0.3m一段应采取保护措施。

  （3）接地装置应优先利用建筑物钢筋混凝土基础内的钢筋。有钢筋混凝土地梁时，应将地梁内钢筋连成环形接地装置；没有钢筋混凝土地梁时，可在建筑物周边无钢筋的闭合条形混凝土基础内，用一40mm×4mm镀锌扁钢直接敷设在槽坑外沿，形成环形接地。

4．防侧击雷的措施

  高度超过30米的钢筋混凝土结构、钢结构建筑物，应采取下列防侧击雷和等电位联结的保护措施。

（1）钢构架和钢筋混凝土的钢筋应互相连接。

（2）应利用钢柱或钢筋混凝土柱内钢筋作为防雷装置引下线。

（3）应将30m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置相连；

（4）竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端应与防雷装置连接。

（5）没有组合柱和圈梁的建筑物，应每隔3层在外墙内敷设1圈Φ12的镀锌圆钢做均压环；有组合柱和圈梁时，利用圈梁的钢筋作均压环，将建筑物的各种竖向金属管道每3层与均压环连接1次，均压环应与防雷装置引下线连接。

5．防雷电感应的措施

（1）被保护建筑物内的金属物接地，是防雷电感应的主要措施。因此，建筑物内的设备外壳、管道、构架等主要金属物，应就近接到防雷接地装置或电气设备的保护接地装置上 

   （2）平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮的长金属物，其净距小于100mm时应采用金属线跨接，跨接点的间距不应大于30m；交叉净距小于100mm时，其交叉处亦应跨接。

6．防雷电波入侵的措施

（1）低压线路宜全线采用电缆直接埋地引入，在入户端将电缆金属外皮或保护钢管接到防雷接地装置上；若为架空线应换接50m电缆进户，线缆换接处应装设避雷器，并将其与电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚等连在一起，其冲击接地电阻不应大于10Ω。若采用架空线引入时，引入处应装设避雷器。

（2）架空和埋地的金属管道，应在进出建筑物处与防雷接地装置相连。

  （3）固定在建筑物上的节日彩灯、航空障碍灯及其他用电设备的线路，应根据建筑物的重要性采取相应的防雷电波侵入的措施。

  ①无金属外壳或保护网罩的用电设备应在接闪器的保护范围内。

②从配电箱引出的线路应穿钢管。钢管的一端与配电箱金属外壳相连；另一端与用电设备的金属外壳、保护罩相连，并就近与屋顶防雷装置相连。钢管中间断开时应设跨接线。    

7．结束语   

对于民用建筑，防雷设计作用不容忽视，应此一定按规范设计，灵活运用。

参考文献

［1］梅卫群.建筑防雷工程与设计/雷电防护系列教材.北京:气象出版社，2006:20-70.

Key of Designing Lightning Protection in Civil Buildings

Yu Ying-chao

Abstract: The paper introduces the basic principle about lightning protection design of civil construction,the determination of lightning protection level and the precautions about direct lighting protection.

Key words: civil building; devices of lightning protection; direct lightning; side lightning;lightning sensor; lightning wave