高層建筑金屬幕墻鋁合金門窗的防雷措施

1、解決方案示范文本 | Excellent Model Text 資料編碼：CYKJ-FW-426編號(hào)：_高層建筑金屬幕墻鋁合金門窗的防雷措施審核：_時(shí)間：_單位：_高層建筑金屬幕墻鋁合金門窗的防雷措施用戶指南：該解決方案資料適用于為完成某項(xiàng)目而進(jìn)行的活動(dòng)或努力工作過(guò)程的方案制定，通過(guò)完善工作思路，在正常運(yùn)行中起到指導(dǎo)作用，包括確定問題目標(biāo)和影響范圍、分析問題并提出解決方案和建議、成本計(jì)劃和可行性分析、實(shí)施和跟進(jìn)?？赏ㄟ^(guò)修改使用，也可以直接沿用本模板進(jìn)行快速編輯。當(dāng)前，隨著防雷技術(shù)、法制建設(shè)、規(guī)范管理等方面的發(fā)展，因雷擊引起火災(zāi)、爆炸和人體傷亡的事故已逐漸減少，但有些地區(qū)受雷災(zāi)造成的損失仍然頻繁

2、發(fā)生。引起雷電災(zāi)害頻繁發(fā)生，既有主觀原因也有客觀原因。主觀原因是：高層建筑物的直擊雷防護(hù)措施不完善；大量通信、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等弱電設(shè)備和相當(dāng)部分建筑物防雷設(shè)計(jì)不符合技術(shù)規(guī)范；人們防范雷電災(zāi)害發(fā)生的意識(shí)薄弱等。客觀原因是：新建高層、超高層建筑物導(dǎo)致雷電活動(dòng)的影響不斷加劇；通信、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等抗干擾能力較弱的現(xiàn)代化設(shè)備越來(lái)越普及；易爆易燃場(chǎng)所迅速增長(zhǎng)等。因此，雷電災(zāi)害必須引起我們高度的重視，加強(qiáng)對(duì)防雷設(shè)計(jì)進(jìn)行研究、審核、檢測(cè)和驗(yàn)收等一系列規(guī)范化管理。本文是筆者對(duì)高層建筑金屬幕墻、鋁合金門窗防雷措施的個(gè)人看法，供同行討論和參考。一、防雷類別與不設(shè)防的判定按強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-9

3、4第2.0.3條和第2.0.4條，確定該高層建筑物是屬第二類防雷建筑物、第三類防雷建筑物或者不需考慮防雷。1、國(guó)家級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物、國(guó)家級(jí)的會(huì)堂、辦公建筑物、大型展覽和博覽建筑物、大型火車站、國(guó)賓館、國(guó)家級(jí)檔案館等特別重要的建筑物；國(guó)家級(jí)計(jì)算中心、國(guó)際通訊樞紐等對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有重要意義且裝有大量電子設(shè)備的建筑物屬第二類防雷建筑物。2、省級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物及省級(jí)檔案館；預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于或等于0.06次a的一般性工業(yè)建筑物，屬于第三類防雷建筑物。3、部、省級(jí)辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物。當(dāng)其預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.06次a時(shí)屬于第二類防雷建筑物；當(dāng)其預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)等于或小于0.06次

4、 a，且大于或等于0.012次a時(shí)屬于第三類防雷建筑物。該類公共建筑物的預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)小于0.012次 a時(shí)可不考慮防雷。4、住宅、辦公樓等一般性民用建筑物，當(dāng)其預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.3次a時(shí)屬于第三類防雷建筑物；當(dāng)其預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)等于或小于0.3次 a，且大于或等于0.06次a時(shí)屬于第三類防雷建筑物。該類民用建筑物的預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)小于0.06次a時(shí)可不考慮防雷。預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)應(yīng)按建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范附錄一計(jì)算。二、高層建筑防雷設(shè)計(jì)原理雷電是天空云層中一種自然的放電現(xiàn)象，大氣的流動(dòng)冷熱變化形成了雷云，在氣流的作用下，雷云下部的水滴帶負(fù)電荷，而附近地面及建筑物積聚著正電荷地面和雷云之間形成強(qiáng)大的電場(chǎng)。隨著對(duì)

5、流的加強(qiáng)，雷云下部負(fù)電荷積累，電場(chǎng)強(qiáng)度增大到極限值，超過(guò)了空氣的擊穿強(qiáng)度，于是空氣電離產(chǎn)生云間放電。雷電流是一種強(qiáng)度極大，作用時(shí)間極短的瞬變過(guò)程，雷電流擊中建筑物時(shí)，通常會(huì)產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械力，破壞建筑物和傷害人體。而高層或超高層建筑物使地表的電場(chǎng)分布發(fā)生嚴(yán)重的畸變，其電場(chǎng)強(qiáng)度比一般建筑物大得多，容易構(gòu)成雷電發(fā)展條件，且離放電云層近，更易受到雷擊。防雷設(shè)計(jì)就是充分利用建筑物的防雷裝置：接閃器（避雷針、避雷網(wǎng)等）、引下線、接地裝置，把雷電流的巨大能量，通過(guò)建筑物的接地系統(tǒng)，迅速傳送到地下，從而防止建筑物受雷擊破壞。三、防側(cè)擊和等電位連接為減少在需要防雷的空間內(nèi)發(fā)生火災(zāi)、爆炸、生命危險(xiǎn)，等電

6、位是一個(gè)很重要的措施。等電位是用連接導(dǎo)線或過(guò)電壓保護(hù)器將處在需要防雷的空間內(nèi)的防雷裝置、建筑物的金屬構(gòu)架、金屬裝置、外來(lái)的導(dǎo)體物、電氣和電訊裝置等連接起來(lái)。高層建筑物必然是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)的建筑物，應(yīng)充分使用其金屬物做防雷裝置的一部分，將其金屬物盡可能連成整體。鋼筋混凝土構(gòu)件和鋼構(gòu)架中的鋼筋應(yīng)互相連接，構(gòu)件之間必須連結(jié)成電氣通路，使整個(gè)建筑物處于均壓中。因此金屬幕墻、鋁合金門窗設(shè)計(jì)人應(yīng)充分了解建筑物的防雷裝置和幕墻、門窗洞口的防雷裝置引出線，然后確定一個(gè)合理、經(jīng)濟(jì)、安全的幕墻、門窗防雷設(shè)計(jì)方案。金屬幕墻、鋁合金門窗框架等較大的金屬物，如果距離地面等于滾球半徑及以上時(shí)，應(yīng)將其與防雷裝置連接

7、，這是首先應(yīng)采取的防側(cè)擊的預(yù)防性措施。（所謂滾球半徑是以Hr為半徑的一個(gè)球體沿需要防直擊雷的部位滾動(dòng)，當(dāng)球體只觸及接閃器，或只觸及接閃器和地面而不觸及需要保護(hù)的部位時(shí)，則該部位就得到接閃器的保護(hù)）。金屬幕墻的連接導(dǎo)體必須敷設(shè)在金屬幕墻的金屬立柱與連接著圈梁或柱子鋼筋的預(yù)埋件之間，使金屬幕墻與整個(gè)建筑物的防雷裝置連接成電氣通路。如果施工時(shí)沒有埋沒預(yù)埋件，而用膨脹螺栓固定金屬幕墻的安裝錨板，則必須先采用不小于8mm直徑的圓鋼或4X12扁鋼，將每層每塊錨板串連起來(lái)，形成自身的防雷體系，最后與主體結(jié)構(gòu)的防雷體系可靠連接，連接間距參照避雷網(wǎng)網(wǎng)格尺寸：第二類防雷建筑物必須10X10或12X8（米），第三類

8、防雷建筑物必須20X20或24X16（米）。 鋁合金門窗的連接導(dǎo)體的敷設(shè)必須在鋁合金門窗框定位后，墻面裝飾層或抹灰層施工前進(jìn)行，連接導(dǎo)體應(yīng)采用截面不少于100平方毫米的鋼材，用鉚釘或螺釘緊固于窗框上。連接導(dǎo)體引出端應(yīng)采用不小于8mm直徑的圓鋼或4X12扁鋼，連接導(dǎo)體引出端與防雷裝置引出線進(jìn)行搭接焊接時(shí)，搭接長(zhǎng)度必須50mm，滿焊縫。四、防直擊雷措施高層建筑物的防直擊雷，可分為三部分，建筑物地面以上等于滾球半徑的部位，可不采取防側(cè)擊的措施；建筑物屋頂應(yīng)防直擊雷；第三部分是第一、第二部分之間，應(yīng)采取防側(cè)擊雷措施。屋頂部分的防直擊雷措施。根據(jù)建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范第5.2.1條布置接閃器時(shí)，可

9、單獨(dú)或組合采用滾球法、避雷網(wǎng)。由于建筑物高，雷閃擊中建筑物屋頂周邊的雷電流可能會(huì)很大。而大雷電流對(duì)應(yīng)大的滾球半徑，雷電流通常從上空接近于垂直向下進(jìn)行。如180米高的建筑物，取其高度為滾球半徑，其相對(duì)應(yīng)的雷電流約為（180/9.4）1.5=83.79KA。也就是說(shuō)在距建筑物屋頂周邊180m范圍內(nèi)大于83.79 KA雷電流的雷擊，極大可能將擊到建筑物屋頂周邊上。金屬幕墻如果位于女兒墻外側(cè)時(shí)就屬于屋頂周邊，容易受到雷擊。因此，高層建筑物的屋頂防直擊雷，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沿；也可用屋頂其他明設(shè)金屬物作為接閃器；也有直接利用金屬幕墻與女兒墻之間的封頂金屬板作接閃器，這時(shí)要求金屬板厚度大于0.5mm，板與板之間的搭接長(zhǎng)度大于100mm，金屬板無(wú)絕緣覆蓋層（氧化保護(hù)膜與保護(hù)油漆不屬于覆蓋層），金屬板與女兒墻內(nèi)的鋼筋連接成電氣通路。天面上設(shè)有小屋時(shí)，所安裝的鋁合金門窗是容易受到雷擊的部位，門窗框必須與主體結(jié)構(gòu)防雷體系連接成電氣通路。五、其他建議與考慮對(duì)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(jì)算機(jī)、電子控制系統(tǒng)等現(xiàn)代化設(shè)備建筑物，為了增加屏蔽作用，建議將防側(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金屬幕墻、