玻璃幕墻防雷接地的作法探討

第第頁(yè)玻璃幕墻防雷接地的作法探討本文主要介紹建筑物玻璃幕墻防雷電及接地的一些做法,確保建筑物玻璃幕墻不受雷擊。

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玻璃幕墻防雷接地的作法探討

隨著建筑裝飾工程的不斷進(jìn)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(lái)玻璃幕墻及建筑物的安全性如何保證已是當(dāng)今一個(gè)重要問(wèn)題。我國(guó)現(xiàn)行的電氣施工及驗(yàn)收規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)施工圖集對(duì)這方面內(nèi)容的闡述尚未非常明確，設(shè)計(jì)單位對(duì)玻璃幕墻防雷技術(shù)作法說(shuō)明常見(jiàn)的也不非常詳細(xì)，從而給從事詳細(xì)施工和監(jiān)理的技術(shù)人員精確把握質(zhì)量安全技術(shù)要求帶來(lái)肯定的難度。

一、雷電對(duì)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(qiáng)度極大，作用時(shí)間極短的瞬變過(guò)程。雷電擊中建筑物時(shí)，通常會(huì)產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械力。雷電流在瞬間釋放出的巨大能量，會(huì)把被擊中金屬熔化，使物體水份受熱膨脹，產(chǎn)生強(qiáng)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(chǎng)分布發(fā)生了嚴(yán)峻的畸變，其電場(chǎng)強(qiáng)度比一般建筑物大得多，簡(jiǎn)單構(gòu)成雷電進(jìn)展條件，加上離放電云層近，所以易蒙受雷擊。

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)，難以防止徑直雷擊，往往閃電造成對(duì)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(huì)產(chǎn)生靜電感應(yīng)作用，當(dāng)天空雷云和大地形成電場(chǎng)時(shí)，幕墻的金屬體就會(huì)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(chǎng)突然消逝，這時(shí)幕墻的金屬體感應(yīng)電荷不能以相應(yīng)的速度流散，將會(huì)產(chǎn)生高達(dá)萬(wàn)伏以上的對(duì)地電位，這就是靜電感應(yīng)電壓，對(duì)人和設(shè)備產(chǎn)生危害。

二、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(jì)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(gè)防雷整體，把玻璃幕墻獲得的巨大雷電能量，通過(guò)建筑物的接地系統(tǒng)，快速地輸送到地下，愛(ài)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(chǎng)強(qiáng)度很大。雷電先驅(qū)很自然地被吸引過(guò)來(lái)，是雷擊率最大的部位。作為防止雷擊的直擊措施，可將蓋板設(shè)計(jì)成徑直接受雷擊的裝置，起到引雷作用的接閃器。其作用在于接受雷電流，同時(shí)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)面橫向進(jìn)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。

三、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

3.1通過(guò)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閱歷，我們認(rèn)為玻璃幕墻防雷需要在以下幾個(gè)重要方面滿意要求：

3.1.1玻璃幕墻的防雷設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》〔GB500057－93〕

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的有關(guān)規(guī)定。

3.1.2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(shí)截面需要達(dá)到100mm2。

3.1.3滿意機(jī)械強(qiáng)度的要求

除去焊接方式以外，采納壓接方式其金屬材料厚度達(dá)到3mm。

3.1.4采納焊接方式要滿意施工規(guī)范的要求

圓鋼搭接長(zhǎng)度為其直徑的6倍，且雙面施焊；扁鋼搭接長(zhǎng)度為其寬度的2倍，且三面施焊；焊接處做防腐處理。

3.1.5不同金屬壓接，要做防電化腐蝕處理

如：鋼與鋁連接時(shí)，鋼要鍍錫；或在鋼、鋁之間加不銹鋼墊片。

3.1.6施工完成后，要有權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，需要達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的接地電阻值。

3.2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(wàn)平方米，為全現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(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(xiě)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93.10米；D棟地上23層，檐高93.38米；裙房5層〔28.60米〕。

該工程外墻運(yùn)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(shuō)明其玻璃幕墻防雷接地詳細(xì)作法：

3.2.1從六層開(kāi)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303鍍鋅扁鋼，并與建筑物四周防雷引下線的引出鋼筋〔Φ12〕焊接，焊接長(zhǎng)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穿，用303鍍鋅扁鋼一端與均壓環(huán)焊接，焊接長(zhǎng)度應(yīng)為其寬度的2倍，并三面施焊，另一端用兩個(gè)M8不銹鋼對(duì)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。

3.2.2全部豎向主龍骨的連接處采納303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(gè)M8不銹鋼對(duì)穿螺栓進(jìn)行壓接〔可動(dòng)的一端避開(kāi)插芯〕，并加不銹鋼平墊和彈簧墊〔如圖一所示〕。

3.2.3設(shè)置均壓環(huán)的樓層全部豎向主龍骨與橫向龍骨的連接處，通過(guò)303鋁角碼兩端各用兩個(gè)M6不銹鋼對(duì)穿螺栓進(jìn)行壓接，并加不銹鋼平墊和彈簧墊〔如圖二所示〕。

3.2.4幕墻頂部女兒墻的蓋板是起到引雷作用的接閃器。用φ12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3033鍍鋅角鋼，每塊鋁板安裝兩段角鋼〔每段長(zhǎng)300mm〕，兩段之間用φ12鍍鋅圓鋼焊接連通。并用φ12鍍鋅圓鋼一端與女兒墻頂φ12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(gè)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〔如圖三所示〕。

四、檢測(cè)結(jié)果

通過(guò)實(shí)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(gè)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(cè)站實(shí)地檢測(cè)，在A棟共設(shè)置95個(gè)測(cè)試點(diǎn)實(shí)測(cè)，接地電阻值均在0.3～0.7Ω之間〔詳細(xì)檢測(cè)數(shù)值見(jiàn)如

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下表格〕，完全滿意設(shè)計(jì)〔R≤1Ω〕及規(guī)范要求。

五、結(jié)語(yǔ)

該大廈于一九九九年六月峻工入住至今已經(jīng)過(guò)三個(gè)雷雨季節(jié)，未發(fā)生雷擊現(xiàn)象，證明玻璃幕墻與大廈的防雷體系是安全牢靠的。關(guān)于高層建筑玻璃幕墻的防雷措施仍有很多環(huán)節(jié)需要我們總結(jié)和完善，本文如有不妥之處，敬請(qǐng)專家、同行批判指正。

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玻璃幕墻防雷接地的作法探討

隨著建筑裝飾工程的不斷進(jìn)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(lái)玻璃幕墻及建筑物的安全性如何保證已是當(dāng)今一個(gè)重要問(wèn)題。我國(guó)現(xiàn)行的電氣施工及驗(yàn)收規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)施工圖集對(duì)這方面內(nèi)容的闡述尚未非常明確，設(shè)計(jì)單位對(duì)玻璃幕墻防雷技術(shù)作法說(shuō)明常見(jiàn)的也不非常詳細(xì)，從而給從事詳細(xì)施工和監(jiān)理的技術(shù)人員精確把握質(zhì)量安全技術(shù)要求帶來(lái)肯定的難度。

一、雷電對(duì)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(qiáng)度極大，作用時(shí)間極短的瞬變過(guò)程。雷電擊中建筑物時(shí)，通常會(huì)產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械力。雷電流在瞬間釋放出的巨大能量，會(huì)把被擊中金屬熔化，使物體水份受熱膨脹，產(chǎn)生強(qiáng)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(chǎng)分布發(fā)生了嚴(yán)峻的畸變，其電場(chǎng)強(qiáng)度比一般建筑物大得多，簡(jiǎn)單構(gòu)成雷電進(jìn)展條件，加上離放電云層近，所以易蒙受雷擊。

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)，難以防止徑直雷擊，往往閃電造成對(duì)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(huì)產(chǎn)生靜電感應(yīng)作用，當(dāng)天空雷云和大地形成電場(chǎng)時(shí)，幕墻的金屬體就會(huì)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(chǎng)突然消逝，這時(shí)幕墻的金屬體感應(yīng)電荷不能以相應(yīng)的速度流散，將會(huì)產(chǎn)生高達(dá)萬(wàn)伏以上的對(duì)地電位，這就是靜電感應(yīng)電壓，對(duì)人和設(shè)備產(chǎn)生危害。

二、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(jì)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(gè)防雷整體，把玻璃幕墻獲得的巨大雷電能量，通過(guò)建筑物的接地系統(tǒng)，快速地輸送到地下，愛(ài)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(chǎng)強(qiáng)度很大。雷電先驅(qū)很自然地被吸引過(guò)來(lái)，是雷擊率最大的部位。作為防止雷擊的直擊措施，可將蓋板設(shè)計(jì)成徑直接受雷擊的裝置，起到引雷作用的接閃器。其作用在于接受雷電流，同時(shí)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)面橫向進(jìn)展繞擊作用。在30m以上的高層建筑玻璃幕