玻璃幕墻防雷設(shè)計[工藝技巧]

1、探討玻璃幕墻防雷接地的作法1.前言隨著建筑裝飾工程的不斷發(fā)展，玻璃幕墻在中高檔建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用。但隨之而來玻璃幕墻及建筑物的安全性如何保證已是當(dāng)今一個重要問題。我國現(xiàn)行的電氣施工及驗收規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)施工圖集對這方面內(nèi)容的闡述尚未十分明確，設(shè)計單位對玻璃幕墻防雷技術(shù)作法說明常見的也不十分具體，從而給從事具體施工和監(jiān)理的技術(shù)人員準(zhǔn)確把握質(zhì)量安全技術(shù)要求帶來一定的難度。 2.雷電對玻璃幕墻高層建筑的危害眾所周知，雷電是天空云層中一種自然的放電現(xiàn)象，雷電流是一種強度極大，作用時間極短的瞬變過程。雷電擊中建筑物時，通常會產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械力。雷電流在瞬間釋放出的巨大能量，會把被擊中金屬熔化，

2、使物體水份受熱膨脹，產(chǎn)生強大的機(jī)械力，或者分解成氫氣和氧氣，產(chǎn)生爆炸，使建筑物遭到破壞，甚至雷電的高溫引起建筑物燃燒構(gòu)成火災(zāi)和引起觸電。 高層或超高層建筑玻璃幕墻使地表的電場分布發(fā)生了嚴(yán)重的畸變，其電場強度比一般建筑物大得多，容易構(gòu)成雷電發(fā)展條件，加上離放電云層近，所以易遭受雷擊。高層建筑玻璃幕墻圍護(hù)高層建筑物后，建筑物防雷裝置由于玻璃幕墻的屏蔽效應(yīng)，難以防止直接雷擊，往往閃電造成對玻璃幕墻的雷擊。高層建筑玻璃幕墻的金屬材質(zhì)由于雷電的效應(yīng)，將會產(chǎn)生靜電感應(yīng)作用，當(dāng)天空雷云和大地形成電場時，幕墻的金屬體就會積聚與雷云極性相反的大量感應(yīng)電荷，當(dāng)雷云瞬間放電后，云與大地的電場忽然消失，這時幕墻的金屬

3、體感應(yīng)電荷不能以相應(yīng)的速度流散，將會產(chǎn)生高達(dá)萬伏以上的對地電位，這就是靜電感應(yīng)電壓，對人和設(shè)備產(chǎn)生危害。 3.高層建筑玻璃幕墻防雷措施通常建筑物的防雷裝置有三部分：接閃器、引下線和接地裝置。在玻璃幕墻的防雷設(shè)計中，應(yīng)充分利用建筑物的這些裝置，將幕墻豎向龍骨、橫向龍骨和建筑物防雷網(wǎng)接通，連成一個防雷整體，把玻璃幕墻獲得的巨大雷電能量，通過建筑物的接地系統(tǒng)，迅速地輸送到地下，保護(hù)玻璃幕墻和建筑物免遭雷電破壞的作用。高層建筑玻璃幕墻的頂部的女兒墻的蓋板，是人為地設(shè)立的良好導(dǎo)體，它沿建筑物女兒墻的頂部分布，其電場強度很大。雷電先驅(qū)很自然地被吸引過來，是雷擊率最大的部位。作為防止雷擊的直擊措施，可將蓋板

4、設(shè)計成直接接受雷擊的裝置，起到引雷作用的接閃器。其作用在于接受雷電流，同時又安全地把雷電流與建筑物防雷網(wǎng)接通，并導(dǎo)通入地達(dá)到避雷作用。高層建筑幕玻璃墻頂部的接閃器，不能防止電流的側(cè)面橫向發(fā)展繞擊作用。在30m以上的高層建筑玻璃幕墻部位，每三層設(shè)置一圈均壓環(huán)，并和建筑物防雷網(wǎng)及玻璃幕墻自身的防雷體系接通。 4.高層建筑玻璃幕墻的防雷接地要求及某大廈玻璃幕墻防雷接地作法 4.1通過查閱一些有關(guān)防雷接地的技術(shù)資料并結(jié)合某大廈及其它以往竣工工程的經(jīng)驗，玻璃幕墻防雷必須在以下幾個重要方面滿足要求： 4.1.1玻璃幕墻的防雷設(shè)計應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑物防雷設(shè)計規(guī)范（GB50005794）的有關(guān)規(guī)定。4.1

5、.2引下線截面應(yīng)符合要求玻璃幕墻豎向主龍骨應(yīng)視為引下線，豎向主龍骨的跨接用扁鋼制品時截面必須達(dá)到100mm2。 4.1.3滿足機(jī)械強度的要求除去焊接方式以外，采用壓接方式其金屬材料厚度達(dá)到4mm。 4.1.4采用焊接方式要滿足施工規(guī)范的要求圓鋼搭接長度為其直徑的6倍，且雙面施焊；扁鋼搭接長度為其寬度的2倍，且三面施焊；焊接處做防腐處理。 4.1.5不同金屬壓接，要做防電化腐蝕處理如：鋼與鋁連接時，鋼要鍍錫；或在鋼、鋁之間加不銹鋼墊片。 4.1.6施工完成后，要有權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測，必須達(dá)到設(shè)計和規(guī)范要求的接地電阻值。 4.2某大廈玻璃幕墻防雷接地的作法該工程總建筑面積約22萬平方米，為全現(xiàn)澆

6、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。A、B、C、D四棟塔樓座落在連體裙房之上，A、B棟為寫字樓，C、D棟為公寓。A棟地上27層，檐高108.57米；B棟地上16層，檐高73.7米；C棟地上22層，檐高94.10米；D棟地上24層，檐高93.48米；裙房5層（28.60米）。該工程外墻使用大面積花崗巖掛板、玻璃幕墻及復(fù)合鋁板。下面以A棟為例，說明其玻璃幕墻防雷接地具體作法： 4.2.1從六層開始，九層、十二層、十五層直至二十七層，每三層在建筑物四周結(jié)構(gòu)樓板表面敷設(shè)一根404鍍鋅扁鋼，并與建筑物四周防雷引下線的引出鋼筋（12）焊接，焊接長度為圓鋼直徑的6倍，雙面施焊、焊接處刷兩道防銹漆（以后焊接處均刷兩道防銹漆），從

7、而形成一道均壓環(huán)。為使玻璃幕墻豎向鋁合金主龍骨保持接地的貫通，用404鍍鋅扁鋼一端與均壓環(huán)焊接，焊接長度應(yīng)為其寬度的2倍，并三面施焊，另一端用兩個M8不銹鋼對穿螺栓與豎向主龍骨進(jìn)行壓接，為防止鍍鋅扁鋼與鋁合金的電化學(xué)腐蝕，在其間加墊1mm厚不銹鋼墊片，并加不銹鋼平墊和彈簧墊。 4.2.2所有豎向主龍骨的連接處采用404鋁合金制成的可伸縮的“歐姆彎”進(jìn)行壓接，連接處上下各用兩個M8不銹鋼對穿螺栓進(jìn)行壓接（可動的一端避開插芯），并加不銹鋼平墊和彈簧墊（如圖一所示）。 4.2.3設(shè)置均壓環(huán)的樓層所有豎向主龍骨與橫向龍骨的連接處，通過404鋁角碼兩端各用兩個M6不銹鋼對穿螺栓進(jìn)行壓接，并加不銹鋼平墊和

8、彈簧墊（如圖二所示）。 4.2.4幕墻頂部女兒墻的蓋板是起到引雷作用的接閃器。用12鍍鋅圓鋼沿女兒墻周圈安裝，并與主體結(jié)構(gòu)防雷引下線焊接。在蓋板內(nèi)側(cè)安裝4044鍍鋅角鋼，每塊鋁板安裝兩段角鋼（每段長300mm），兩段之間用12鍍鋅圓鋼焊接連通。并用12鍍鋅圓鋼一端與女兒墻頂12鍍鋅圓鋼焊接，另一端與角鋼焊接。每段角鋼與鋁板之間用四個M620不銹鋼自攻螺絲壓接（角鋼與鋁板之間加墊1mm厚不銹鋼墊片），并加不銹鋼平墊和彈簧墊。 5.檢測結(jié)果通過實施上述的技術(shù)質(zhì)量安全措施，使玻璃幕墻與大廈的防雷系統(tǒng)成為一個整體，較好地完成了玻璃幕墻防雷系統(tǒng)的全部工作。后經(jīng)北京市建工集團(tuán)避雷裝置安全檢測站實地檢測，在

9、A棟共設(shè)置95個測試點實測，接地電阻值均在0.30.7之間（具體檢測數(shù)值見如下表格），完全滿足設(shè)計（R1）及規(guī)范要求。幕墻防火施工幕墻防火的施工是幕墻防火有效的關(guān)鍵和保證。 （1）承包幕墻施工的單位必須具備相應(yīng)的資質(zhì)。建筑幕墻工程施工企業(yè)應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求提出有關(guān)施工安裝的技術(shù)要求并對幕墻材料、幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工制作部件等的工程質(zhì)量負(fù)責(zé)。 （2）建筑幕墻工程施工企業(yè)必須嚴(yán)格按照經(jīng)有資質(zhì)的審核單位審定的設(shè)計文件和施工圖進(jìn)行施工，不得擅自修改。 （3）防火材料的安裝應(yīng)有固定措施，確保安裝牢固，做到不松懈不遺漏，拼縫不留縫隙。防火棉厚度不能少于60mm，鋪設(shè)要飽滿均勻無遺漏，且不能與玻璃有直接接觸。 （

10、4）防火材料不得與幕墻玻璃直接接觸，防火材料朝玻璃面處宜用裝修材料覆蓋。 （5）擱置玻璃幕墻防火棉的金屬板應(yīng)為厚度不小于1.2mm的鍍鋅鋼板，而金屬和石材幕墻的防火層必須采用經(jīng)防腐處理且厚度不小于1.5mm的耐熱鋼板，兩者均不得采用鋁板。 （6）鍍鋅鋼襯板不得與鋁合金型材直接接觸，襯板就位后應(yīng)進(jìn)行密封處理。 （7）幕墻四周與主體結(jié)構(gòu)之間的縫隙應(yīng)采用防火保溫材料填塞，不得采用水泥砂漿等干硬性材料填塞，內(nèi)外表面應(yīng)采用密封膠連續(xù)封閉，接縫要嚴(yán)密，做到不滲漏不漏氣。 （8）雙面膠帶、泡沫棒硅酮密封膠的填充棒)、復(fù)合鋁板等易燃、可燃材料，在實際的工程應(yīng)用中，大量使用時要有相當(dāng)?shù)姆阑鸫胧褂娩X板時，盡量

11、使用單層鋁板。 （9）在施工過程中，幕墻防火構(gòu)造、防火節(jié)點應(yīng)作隱蔽驗收。防火材料應(yīng)有產(chǎn)品合格證或材料耐火檢驗報告。 （10）施工完畢，必須檢查所有的防火節(jié)點、防火隔斷是否都密封嚴(yán)密，各層間防火隔斷是否都按要求用防潮材料將礦棉等不燃燒材料包裹進(jìn)行填塞，其防火隔斷能否滿足防火規(guī)范要求。其檢驗手段一般采用觀察和觸摸方法，必要時可在防火節(jié)點處用火苗試試是否漏氣、串煙，是否真正達(dá)到既防火又防煙的作用。 幕墻的防雷建筑幕墻的金屬骨架是良導(dǎo)體，幕墻的防雷措施不當(dāng)，可能會遭到雷電的側(cè)擊破壞，嚴(yán)重的可能招至火災(zāi)，所以幕墻的防雷必須嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計和施工。 （1）墻的防重設(shè)士人應(yīng)迷細(xì)3解建坦主生的防重裝置

12、和幕墻、門窗洞口的防雷裝置引出線，要充分利用幕墻、門窗型材的金屬導(dǎo)電特性，確定一個合理、安全、經(jīng)濟(jì)的防雷設(shè)計方案。 （2）幕墻應(yīng)形成自身的防雷網(wǎng)，并與主體結(jié)構(gòu)的防雷體系有可靠的連接。幕墻自身的防雷網(wǎng)不宜大于100平方米。 （3）建筑物每隔三層要裝設(shè)均壓環(huán)，環(huán)間垂直距離不應(yīng)大于12m，均壓環(huán)內(nèi)的縱向鋼筋必須采用焊接連接并與接地裝置連通。所有引下線、建筑物的金屬結(jié)構(gòu)和金屬設(shè)備均應(yīng)連到環(huán)上。 （4）根據(jù)建筑物防雷設(shè)計規(guī)范，幕場防側(cè)擊措施如下:一類防雷建筑物從30m起每隔不少于6m沿建筑物四周設(shè)水平避雷帶并與引下線相連30m以上幕墻的金屬物與防雷裝置連接。應(yīng)將二類防雷建筑物45m以上，三類防雷建筑物6

13、0m以上幕墻的金屬物與防雷裝置連接。 （5）對設(shè)有許多較重要的敏感電子系統(tǒng)，如通信設(shè)備、電子計算機(jī)、電子控制系統(tǒng)等現(xiàn)代化設(shè)備的建筑物，為了增加屏蔽作用，可將防側(cè)擊雷和等電位措施從地面首層做起，即將首層以上的外墻上的建筑幕墻、鋁和金門窗、金屬欄桿等較大金屬物與防雷裝置連接。（6）幕墻防側(cè)雷做法:幕墻位于均壓環(huán)處的預(yù)埋件的錨筋必須與均壓環(huán)處的梁的縱向鋼筋連通，固定在設(shè)均壓環(huán)樓層上的立柱必須與均壓環(huán)連通，位于均壓環(huán)處與梁縱筋連通的立柱上的橫梁必須與立柱連通。 （7）幕墻立面上，水平方向每8m以內(nèi)位于未設(shè)均壓環(huán)樓層的立柱，必須與固定在設(shè)均壓環(huán)樓層的立柱連通。 （8）幕墻頂?shù)姆览卓捎帽芾讕Щ虮芾揍?，由建筑物防雷系統(tǒng)統(tǒng)一考慮。建筑幕墻位于女兒墻外側(cè)時可沿屋頂周邊設(shè)避雷帶，其安裝位置略為突出女兒墻頂部外圍；也可用屋頂其他明設(shè)金屬物作為接閃器；也有直接利用建筑幕墻與女兒墻之間的封頂金屬板作接閃器，這時要求金屬板厚度大于0.5mm,板與板之間的搭接長度大于100mm,金屬板無絕緣覆蓋層，金屬板與女兒墻內(nèi)的鋼筋連接成電器通路。在女兒墻部位幕墻構(gòu)架與避雷帶裝置的連接節(jié)點應(yīng)明露。 （9）幕墻避雷導(dǎo)線與鋁合金材料連接時應(yīng)滿足等電位要求。當(dāng)用銅質(zhì)材料與鋁合金材料連接時，銅質(zhì)材料外表面應(yīng)經(jīng)熱鍍鋅處理。導(dǎo)