浅谈对现行《建筑物防雷设计规范》的理解.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流浅谈对现行建筑物防雷设计规范的理解.精品文档.浅谈对现行建筑物防雷设计规范的理解摘 要 针对防雷设计现状从施工图审查角度,浅谈笔者对现行建筑物防雷设计规范的理解。关键词 防雷 施工图审查 接闪器 引下线 直击雷 电涌保护器我国自2005年起,以IEC62305系列标准为主对建筑物防雷设计规范进行了重新修订。这是一次重大的修订,修订的主要内容为:1)增加了术语一章。2)变更了防接触电压和跨步电压措施。3)补充了外部防雷装置采用不同金属物的要求。4)修改了防侧击的规定。5)详细规定了电气系统和电子系统选用电涌保护器的要求。6)简化了雷击大地的年平
2、均密度计算公式,并调整了预计雷击次数判定建筑物的防雷分类的数值。7)部分条款作了更具体的要求。自建筑物防雷设计规范GB50057-2010(以下简称雷规)实施以来,尽管得到了设计和审查人员的高度重视,但由于雷规前后变化较大,又没有与之相配套的国标图集,对设计人员和审查人员来说都需要有一个熟悉和接受的过程,设计人员还习惯沿用以前的防雷概念和做法,很多的防雷设计还是拷贝以往的设计说明,总体来说,雷规的实施情况并不理想。笔者通过平时与设计人员QQ群交流,结合在施工图审查过程中发现的问题,浅谈对现行建筑物防雷设计规范的理解,希望与同行共同学习交流。 一、建筑物防雷分类 建筑物防雷分类,涉及:雷规3.0
3、.2条、3.0.3条、3.0.4条;民用建筑电气设计规范JGJ16-2008(以下简称民规)11.2.3条1款;住宅建筑电气设计规范JGJ242-2011(以下简称住电规)10.1.1条、10.1.2条,都是强制性条文。1.1 建筑物防雷分类,我们平时常做的项目主要看这三本规范。雷规为主,民规、住电规为辅,有矛盾处以雷规为准。这三本规范的防雷分类罗列如下:雷规3.0.2条规定:在可能发生对地闪击的地区,遇下列情况之一时,应划为第一类防雷建筑物:1凡制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物,因电火花而引起爆炸、爆轰,会造成巨大破坏和人身伤亡者。2 具有0区或20区爆炸危险环境的建筑物。3 具有
4、1区或21区爆炸危险场所的建筑物,因电火花引起爆炸,会造成巨大破坏和人 身伤亡者。 雷规3.0.3条规定:在可能发生对地闪击的地区,遇下列情况之一时,应划为第二类防雷建筑物:1 国家级重点文物保护的建筑物。2国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站和飞机场、国 宾馆、国家级档案馆、大型城市的重要给水泵房等特别重要的建筑物。注:飞机场不含停放飞机的露天场所和跑道。3 国家级计算中心、国际通信枢纽等对国民经济有重要意义的建筑物。4 国家特级和甲级大型体育馆。5 制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。6 具有1区或21区爆炸
5、危险场所的建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。7具有2区或22区爆炸危险场所的建筑物。8 有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。9 预计雷击次数大于0.05次/a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。10 预计雷击次数大于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。 雷规3.0.4条规定:在可能发生对地闪击的地区,遇下列情况之一时,应划为第三类防雷建筑物:1 省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。2 预计雷击次数大于或等于0.01次/a,且小于或等于0.05次/a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物,以及火灾
6、危险场所。3 预计雷击次数大于或等于0.05次/a,且小于或等于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。4 在平均雷暴日大于15d/a的地区,高度在15m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物;在平均雷暴日小于或等于15d/a的地区,高度在20m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。 民规11.2.3条1款规定:高度超过100m的民用建筑应划为第二类防雷建筑物。住电规10.1.1条规定:建筑高度超过100m或35层及以上的住宅建筑和年预计雷击次数大于0.25的住宅建筑,应按第二类防雷建筑物采取相应的防雷措施。住电规10.1.2条规定:建筑高度为50m100m或19层34
7、层的住宅建筑和年预计雷击次数大于或等于0.05且小于或等于0.25的住宅建筑,应按第三类防雷建筑物采取相应的防雷措施。1.2 雷规条文说明3.0.2条中20、21、22区爆炸危险场所的划分方法,与爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-1992的划分方法是不一样的,而后者是旧版防雷规范爆炸火灾危险环境划分的依据。雷规条文说明3.0.2条规定:20区:以空气中的可燃性粉尘云持续地或长期地或频繁地短时存在于爆炸性环境中的场所。 (如:粉尘容器内、料斗、料仓、施风除尘器和过滤器、粉料传输系统、搅拌机、研磨机、干燥机等。)21区:正常运行时,很可能偶然地以空气中可燃性粉尘云形式存在于爆炸性环
8、境中的场所。(如:为操作而频繁打开粉尘容器的周围。)22区:正常运行时,不太可能以空气中可燃性粉尘云形式存在于爆炸性环境中的场所,如果存在仅是短暂的。雷规条文说明3.0.2条同时指出:易燃液体泵房当置于地下或半地下时为1区属于第一类防雷建筑物,易燃液体泵房当布置在地面上时为2区属于第二类防雷建筑物。建筑物年预计雷击次数的计算1.3 雷规简化了雷击大地的年平均密度计算公式(Ng=0.1*Td) ,并调整了预计雷击次数判定建筑物的防雷分类的数值。与建筑物截收相同雷击次数的等效面积Ae计算公式,按照周边情况增加了4个,从这些计算公式中还可以看出不必要将相邻建筑等效面积合并计算。 雷规附录A.0.3条
9、中,与建筑物截收相同雷击次数的等效面积计算公式如下:当(不考虑周边情况,相当于独立)建筑物的高度小于100m时,其每边的扩大宽度D和等效面积Ae的计算公式未变:D=H(200-H)1/2 Ae=LW+2(L+W)D+H(200-H)*10-6例1:已知:L=60m,W=30m,H=20m,k=1,Td=52d/a (下面例题中k,Td取值不变)计算结果:D=60m, Ae=0.0239k,N=0.124次/a当建筑物的高度小于100m, 同时其周边在2D 范围内有等高或比它低的其他建筑物,这些建筑物不在所考虑建筑物以hr=100(m)的保护范围内时:Ae= LW+2(L+W)D+H(200-H
10、)-(D/2)*(这些建筑物与所考虑建筑物边长平行以米计的长度总和)*10-6例2-1:已知:L=60m,W=30m,H=20m,这些建筑物与所考虑建筑物边长平行以米计的长度总和=60m 计算结果:Ae=0.0239k,N=0.115次/a当建筑物的高度小于100 m,同时四周在2D 范围内都有等高或比它低的其他建筑物,这些建筑物不在所考虑建筑物以hr=100(m)的保护范围内时:Ae=LW+(L+W)D+H(200-H)/4*10-6例2-2:已知:L=60m,W=30m,H=20m 计算结果: Ae=0.0100k,N=0.052次/a当建筑物的高度小于100m, 同时其周边在2D范围内有
11、比它高的其他建筑物时:Ae= LW+2(L+W)D+H(200-H)-D*(这些建筑物与所考虑建筑物边长平行以米计的长度总和)*10-6例3-1:已知:L=60m,W=30m,H=20m,这些建筑物与所考虑建筑物边长平行以米计的长度总和=60m 计算结果:Ae=0.0221k,N=0.096次/a 当建筑物的高度小于100m,同时四周在2D范围内都有比它高的其他建筑物时:Ae= LW*10-6例3-2:已知:L=60m,W=30m,H=20m 计算结果:Ae=0.0018k,N=0.009次/a 当(不考虑周边情况,相当于独立)建筑物的高度等于或大于100 m时,Ae=LW+2H(L+W)+H
12、2*10-6例4:已知:L=60m,W=30m,H=110m 计算结果:Ae=0.0596k,N=0.310次/a 当建筑物的高度等于或大于100 m, 同时其周边在2H 范围内有等高或比它低的其他建筑物,且不在所确定建筑物以滚球半径等于建筑物高度( m )的保护范围内时,Ae=LW+2H(L+W)+H2-(H/2)*(这些建筑物与所确定建筑物边长平行以米计的长度总和)*10-6例5-1:已知:L=60m,W=30m,H=110m,这些建筑物与所确定建筑物边长平行以米计的长度总和=60m 计算结果:Ae=0.0596k,N=0.293次/a 当四周在2H 范围内都有等高或比它低的其他建筑物时,
13、Ae=LW+H(L+W)+H2/4*10-6例5-2:已知:L=60m,W=30m,H=110m 计算结果:Ae=0.0212k,N=0.110次/a 当建筑物的高度等于或大于100 m, 同时其周边在2H 范围内有比它高的其他建筑物时,Ae=LW+2H(L+W)+H2-H*(这些建筑物与所确定建筑物边长平行以米计的长度总和)*10-6例6-1:已知:L=60m,W=30m,H=110m,这些建筑物与所确定建筑物边长平行以米计的长度总和=60m 计算结果:Ae=0.0596k,N=0.276次/a 当建筑物的高等于或大于100 m,同时四周在2H 范围内都有比它高的其他建筑物时,Ae= LW*
14、10-6例6-2:已知:L=60m,W=30m,H=110m,这些建筑物与所确定建筑物边长平行以米计的长度总和=60m 计算结果:Ae=0.001k8,N=0.009次/a 当建筑物各部位的高不同时,应沿建筑物周边逐点算出最大扩大宽度,其等效面积应按每点最大扩大宽度外端的连接线所包围的面积计算。通过例题计算可以得出结论:不考虑周边情况,相当于独立建筑物的年预计雷击次数是最大的。二、专设引下线与自然引下线 专设引下线与自然引下线,涉及:雷规4.2.4条2款、4.3.3条、4.4.3条、4.3.5条、4.4.5条、4.5.6条1.1)和2.1)款、5.3.4条、5.3.5条、5.3.6条及5.3.
15、8条,其中黑字体条款是强制性条文,其他条款是应执行条文。2.1 由于雷规增加的术语一章中没有专设引下线与自然引下线这两个重要术语,因此很容易有歧义。雷规条文说明4.3.3条指出,“专设”指专门敷设,区别于利用建筑物的金属体。雷规5.3.4中也指出,“专设引下线应沿建筑物外墙外表面明敷,;建筑外观要求较高时可暗敷,”,所以,专设引下线一般用于木结构建筑、砖结构建筑、改造项目及古建筑等。不言而喻,利用建筑物的金属体(如:利用钢筋混凝土屋顶、梁、柱、基础内钢筋、钢梁、钢柱、消防梯等金属构件,以及幕墙的金属立柱)作引下线的就是自然引下线。2.2 雷规5.3.8条指出,“第二类防雷建筑物或第三类防雷建筑
16、物为钢结构或钢筋混凝土建筑物时,当其垂直支柱均起到引下线的作用时,可不要求满足专设引下线之间的间距。”因此,应该利用建筑物内全部或绝大多数的钢柱或钢筋混凝土柱筋作自然引下线。而如果仍然沿用以前的防雷做法仅利用四周柱筋作引下线时,便与规范不符。雷规4.5.6条1款1)项指出,作为自然引下线的柱子位于建筑物四周和建筑物内的。另外还应注意到,对自然引下线均未作间距要求,因为柱距就是间距;而专用引下线按防雷类别不同则有不同的要求。2.3 构件内钢筋的连接应按照雷规4.3.5条6款明确,特别是第二类防雷建筑物时,这是个强制性条文。雷规条文说明4.3.5条指出,钢筋混凝土建筑物的钢筋体偶尔采用焊接连接,此
17、时提供了肯定的电气贯通。而金属绑线绑扎也是可以保证电气贯通的,因为“这样一类建筑物具有许许多多的钢筋和连接点,它们保证将全部雷电流经过许多次再分流流入大量的并联放电路径,”。当金属绑线绑扎施工时,只要保证钢筋之间用绑线固定钢筋,垂直方向的钢筋与钢筋之间和水平钢筋与垂直钢筋之间都做好绑扎,就能保证电气连贯性。笔者以为金属绑线绑扎是成本较小的一种施工方法,可以减少业主和设计人员的成本担忧。因此,自然引下线乃至整个防雷装置采用金属绑线绑扎施工应是首选。 三、防雷装置使用的材料、接闪器和接闪导体固定支架防雷装置使用的材料、接闪器和接闪导体固定支架,涉及:雷规5.1.1条、5.2.3条、5.2.6条,是
18、应执行条文。3.1 防雷装置使用的材料在旧版规范中,基本只用热镀锌钢材料,而新版规范有了很大的变化,也就有了更多的选择。防雷装置使用的材料及其应用条件,宜符合雷规表5.1.1的规定,见下表。 材料使用于大气中使用于地中使用于混凝土中耐腐蚀情况在下列环境中能耐腐蚀在下列环境中增加腐蚀与下列材料接触形成直流电耦合可能受到严重腐蚀铜单根导体,绞线单根导体,有镀层的绞线,铜管单根导体,有镀层的绞线在许多环境中良好硫化物有机材料-热镀锌钢单根导体,绞线单根导体,钢管单根导体,绞线敷设于大气、混凝土和无腐蚀性的一般土壤中受到的腐蚀是可接受的高氯化物含量铜电镀铜钢单根导体单根导体单根导体在许多环境中良好硫化
19、物-不锈钢单根导体,绞线单根导体,绞线单根导体,绞线在许多环境中良好高氯化物含量-铝单根导体,绞线不适合不适合在含有低浓度硫和氯化物的大气中良好碱性溶液铜铅有镀铅层的单根导体禁止不适合在含有高浓度硫和氯化物的大气中良好-铜不锈钢注:1 敷设于黏土或潮湿土壤中的镀锌钢可能受到腐蚀;2 在沿海地区,敷设于混凝土中的镀锌钢不宜延伸进入土壤中;3 不得在地中采用铅。3.2 接闪杆头部宜做成半球头,而不宜做成我们通常以为最好的尖头(这是根据美国防雷标准要求的,认为接闪头做成钝形比较好)。3.3 明敷接闪导体固定支架的高度不宜小于150mm,固定支架宜做成上部向外稍弯的形状,固定支架间距应注意接闪器采用热
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