三級防雷建筑物設計施工中的問題

1、三級防雷建筑物設計施工中的問題摘要對iec、gb50057 94、jgj/t16 - 92等建筑物防雷規(guī)范進行對 比，指出對三級防雷建筑物的防直擊雷設計與施工中存在的誤區(qū)以及 應采用的相應措施，論述建筑物防雷設計中應計算的設計參數(shù)， 安全、 經濟地實現(xiàn)設計標準。關鍵詞建筑物 防雷設施 裝置間距 跨步電壓 埋地深度 接地電阻一、前言在建筑物防雷設計中，設計人員對一、二級防雷建筑物的防雷設計比 較重視，疏漏差錯很少，但對大量的三級防雷建筑物的防雷設計卻常 有忽視。由于設計質量管理規(guī)定：對于一般工程的電氣設計允許可以 不要計算書，因此許多設計人員對三級防雷建筑物的防雷設計，不再進行設計計算，僅憑經驗

2、而設計。對于防雷設施的是否設置及防雷設 施的各種安全間距未進行計算、驗算，因此造成大量的三級防雷的建 筑物的防雷設計、施工存在較大的的盲目性，使有些工程提高了防雷 級別，增加了工程造價，而有些工程卻未按規(guī)范設計、施工，造成漏 錯，帶來很大隱患和不應有的損失。二、建筑物防雷規(guī)范的概述及比較現(xiàn)今建筑物防雷標準有1993年8月1日起實施的民用建筑電氣設 計規(guī)范?jgj/t16 92?隹薦性行業(yè)標準，1994年11月1日起實施的建筑物防雷設計規(guī)范？gb50057 94?強制性國家標準。gb50057 94使建筑物的防雷設計、施工逐步與國際電工委員會 ?iec?防雷標準 接軌，設計施工更加規(guī)范化、標準化

3、。gb50057 94將民用建筑分為兩類，而jcj/t16 92將民用建筑防雷設 計分為三級，分得更加具體、細致、避免造成使某些民用建筑物失去 應有的安全，而有些建筑物可能出現(xiàn)不必要的浪費。為更好的掌握iec、gb50057 94、jcj/t16 92三者的實質，特擇其主要條款列于表1。且后面的分析、計算均引自jcj/t16 92中的規(guī)定。三、預計的年雷擊次數(shù)確定設置防雷設施除少量的一、二級防雷建筑物外，數(shù)量眾多的還是三級防雷及等級以 外的建筑物防雷，而對此類建筑物大多設計人員不計算年預計雷擊次 數(shù)n使許多不需設計防雷的建筑物而設計了防雷措施，設計保守， 浪費了人、材、物?，F(xiàn)計算舉例說明：例1

4、：在地勢平坦的住宅小區(qū)內部設計一棟住宅樓：6層高？層數(shù)不含地下室，地下室高2.2m?,三個單元，其中：長l=60m，寬w=13m, 高h=20m,當?shù)啬昶骄妆┤誸d=33.2d/a,由于住宅樓處在小區(qū)內部， 則校正系數(shù)k=1。據(jù) jcj/t16 92 中公式？d?21? ?d?2- 2?、?d?2- 3?、?d?2- 4?得:與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積?km2?： ae=?l?w + 2?l +w?h?200 h?+ n h?20h?X!0 6=?60XI3 + 2 (60+ 13) 20 (20020)+ 3.14 X0 (200 20) ?X0 6=0.02084?km2?建筑物

5、所處當?shù)氐睦讚舸蟮氐哪昶骄芏龋簄g=0.024td1.3=0.024 33.21.3=2.28次/?km2?a?建筑物年預計雷擊次數(shù)：n=kngae=1 X2.28 0.02084=0.0475?次/a?據(jù) jcj/t16 - 92 第 12.3.1 條，只有在 n>0.05?gb50057 94 中：n>0.06?才設置三級防雷，而本例中：n=0.0475<0.05,且該住宅樓在住宅樓群 中不是最高的也不在樓群邊緣，故該住宅樓不需做防雷設施。根據(jù)以上計算步驟，現(xiàn)以l=60m，w=13m，分別以h=7m、10m、15m、 20m四種不同的高度，k值分別取1，1.5，1.7，

6、2，ng=2.28?km2?a? 進行計算n值，計算結果見表2。從表2中的數(shù)據(jù)可知，在本區(qū)內：當k=1時，舉例中的建筑物均*0.05，不需設置防雷設施。當k=1.5時，即建筑物在河邊、湖邊、 山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山谷 風口等處的或特別潮濕的建筑物，在高度達15m或以上者，必須設置三級防雷措施。當k=1.7時，即金屬的磚木結構的建筑物，高度 達7m及以上者，必須設置三級防雷措施。當k=2時，即建筑物位于曠野孤立的位置，高度達 7m?兩層以上者，均設置三級防雷措施。 可見，有的建筑物在20m的高度，卻不需設置防雷措施，而有的建 筑物高度在7m,就必須設置三級防雷

7、措施。關鍵因素在于建筑所處 的地理位置、環(huán)境、土質和雷電活動情況所決定。同時在峻工的工程中，我們也看到，例1中的民用建筑物，有許多類 似的工程不該設置防雷卻按三級防雷設計施工了， 施工后的防雷接地 裝置如圖1所示。其中8組引下線均利用結構中的構造柱的 4?12主筋，水平環(huán)路接地 體埋深1m，距樓外墻1m。以上鋼材均為鍍鋅件，則共需鍍鋅鋼材 0.192t，人工費2950元，定額預算工程直接費約 0.75萬元。類似這種三級防雷以外的住宅樓、辦公樓及其他民用建筑，在我們地區(qū)1998 年約竣工600800棟，僅增設的防雷設施其工程直接費約為450600萬元。以此類推，在全省、全國因提高防雷等級而提高工

8、程造價 ？ 浪費？的數(shù)字是巨大的。因此，設計人員對民用建筑物的防雷設計必 須對建筑物年預計雷擊次數(shù)進行計算，根據(jù)計算結果，結合具體條件， 確定是否設置防雷設施。四、防雷設施與人、金屬管道等的安全距離1雷電流反擊電壓與引下線間距的關系當建筑物遭受雷擊時，雷擊電流通過敷設在樓頂?shù)谋芾拙W，經接地引下線至接地裝置流入地下，在接地裝置上升高的電位等于電流與電阻 的乘積，在接地引下線上某點？離地面的高度為h?的對地電位則為 uo=ur+ ul=ikrq + I ?1?式中ik 雷電流幅值？ka?rq 防雷裝置的接地電阻？3?I 避雷引下線上某點？離地面的高度的為h?到接地裝置的電感？卩h? 雷電流的波頭陡度?ka/卩h?1?式中右邊第一項？ur即ikrq?為電位的電阻分量，第二項?ul?即 ?為 電位的電感分量，據(jù)gb50057 94有關規(guī)定，三類？級?防雷建筑物中，