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建筑物防雷設計、施工與驗收的新規范《建筑物防雷設計規范》GB 50057—2010[1]和《建筑物防雷工程施工與質量驗收規范》GB 50601—2010[2]已經頒布實施，文獻[1] 的相關條文與其舊版本《建筑物防雷設計規范》GB 50057—94（2000年版）[3] 在建筑物防雷分類、防雷措施、等電位連接等方面做了諸多修改。文獻[2]是新制定的防雷工程施工驗收規范，它與文獻[1]一樣，是與國際雷電防護新標準體系接軌的國家標準。為了全面地理解掌握新規范，在金屬門窗防雷設計、施工與驗收的實際工作中正確運用新規范的標準要求，有必要對金屬門窗雷電防護措施的有關問題重新進行討論。

2 金屬門窗防雷設計相關技術規范

文獻[1]和文獻[2]是建筑物防雷設計、施工與驗收上位規范的現行版本。這兩本標準的修訂和制訂均參照和采納了國際電工委員會IEC 62305系列標準，是與國際雷電防護新標準體系接軌、技術水平先進的標準規范。

與金屬門窗防雷設計、施工與驗收相關的技術規范還有《民用建筑電氣設計規范》JGJ 16—2008、《鋁合金門窗工程技術規范》JGJ 214—2010和《建筑裝飾裝修工程質量驗收規范》GB 50210—2001。JGJ 16—2008由于并未采納國際雷電防護新標準體系，存在一些與文獻[1]相抵觸的規定。JGJ 214—2010的相關條文未與文獻[1]、文獻[2]協調，GB 50210—2001未列入金屬門窗防雷措施驗收的條文。

還有幾個推薦性標準，《雷電保護》GB/T 21714—2008，共有4個部分。現行的版本等同采用IEC 62305：2006，但由于IEC 62305目前已更新至2010版，文獻[1]已參照IEC 62305：2010進行修訂，《雷電保護》GB/T 21714—2008已落后于IEC 62305的現行版本。《防雷裝置施工質量監督與驗收規范》QX/T 105—2009和《防雷裝置設計技術評價規范》QX/T 106—2009，這兩個標準主要參照《建筑物防雷設計規范》GB 50057—94（2000版）和IEC 62305：2006，其時效性落后于文獻[1]。

因此，筆者認為金屬門窗的防雷設計、施工與驗收應滿足文獻[1]和文獻[2]的規定。其他相關規范的規定若與文獻[1]和文獻[2]相抵觸，應按文獻[1]和文獻[2]執行。其他相關規范的要求若高于文獻[1]和文獻[2]的要求，則可根據具體情況協商確定。同時，其他相關規范在作修訂時，應與文獻[1]和文獻[2]協調一致。

3 建筑物防雷設計、施工與驗收新規范的有關規定

3.1 建筑物的防雷分類要求有所提高

文獻[1]根據建筑物重要性、使用性質、發生雷電事故的可能性及后果，把建筑物的防雷要求分為三類：第一類防雷建筑物是指受雷擊容易引起爆炸危險，會造成巨大破壞和人身傷亡的建筑物；第二類防雷建筑物是指國家級建筑物、有爆炸危險場所但受雷擊不容易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡的建筑物、預計雷擊次數＞0.05次/a的部省級辦公建筑物和其他重要或人員密集的公共建筑物以及火災危險場所、預計雷擊次數＞0.25次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物和一般性工業建筑物；第三類防雷建筑物是指省級重點文物保護建筑物及檔案館、預計雷擊次數≥0.01次/a且≤0.05次/a的部省級辦公建筑物和其他重要或人員密集的公共建筑物以及火災危險場所、預計雷擊次數≥0.05次/a且≤0.25次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物和一般性工業建筑物、平均雷暴日＞15d/a且高度≥15m的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物、平均雷暴日≤15d/a且高度≥20m的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物。

應當注意，新規范對建筑物的防雷分類要求有所提高，而且分類更加明確。對第一類防雷建筑物和第二、三類的一部分（如爆炸危險場所、國家級建筑物、重點文物保護建筑物等）仍沿用以往的做法，不考慮以風險作為分類的基礎。對以風險作為劃分基礎的建筑物，只有在以下4種情況下可不設防雷裝置：

1）預計雷擊次數＜0.01次/a的部省級辦公建筑物和其他重要或人員密集的公共建筑物以及火災危險場所；

2）預計雷擊次數＜0.05次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物和一般性工業建筑物；

3）平均雷暴日＞15d/a且高度＜15m的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物；

4）平均雷暴日≤15d/a且高度＜20m的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物。

在進行某建筑物的金屬門窗防雷設計時，應查閱其建筑施工圖的建筑設計總說明或建筑防雷裝置設計說明，明確建筑物的防雷分類。

3.2 增加了地下室及首層金屬體的接地要求

文獻[1]4.1.2—1規定：在建筑物的地下室或地面層處，下列物體應與防雷裝置做防雷等電位連接：a）建筑物金屬體。b）金屬裝置。c）建筑物內系統。d）進出建筑物的金屬管線。

此條為強制性條文。因此，位于建筑物的地下室或地面層處的金屬門窗應與建筑物的防雷裝置做等電位連接。

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一、高層建筑物防雷系統的構成與防雷分類

1 防雷系統構成

高層建筑物的防雷已經由傳統的外部防雷轉變為現代綜合防雷系統，整個系統由外部防雷系統和內部防雷系統兩部分組成，外部防雷系統主要由基礎接地體、人工接地體、引下線、均壓環（防側擊雷）、接閃器、等電位連接導體等構成，其作用是將雷電流接閃直接引入大地；內部防雷系統主要由基礎接地體、人工接地體、引下線、電涌保護器、綜合布線系統、屏蔽系統及等電位連接導體等構成，作用是將雷電感應和雷擊電磁脈沖攔截在建筑物以外，保護內部設備和人員安全，二者緊密相連不可分割。這些裝置的性能直接影響建筑物的整體防雷效果，所以建筑物的防雷工程必須整體考慮其系統性、規范性和可行性。

2 防雷分類

按照現行的國家標準，根據建筑物重要性、使用性質、發生雷電事故的可能性和后果，將防雷類別劃分為3 類，一般公共和民用建筑屬于第二類、第三類防雷建筑物，以建筑物可能遭受的年預計雷擊次數來確定（見表1）。經對2002～2010年防雷圖紙審核的10～33層（高度在100m以內的） 新建建筑物防雷類別統計，屬于二類防雷建筑的約占60%，三類防雷建筑的約占40%。

表1 年預計雷擊次數與防雷類別的關系

二、新建高層建筑物防雷跟蹤檢測的要點

在確定防雷類別的前提下，根據防雷系統的構成以及各組成部分的功能，從以下幾方面對新建高層建筑物防雷性能進行跟蹤檢測，確定是否達到國家規范和設計要求[2，3，5]。

1 基礎接地體的檢測

基礎接地體是利用建筑物整體基礎內的主鋼筋作為接地體，以達到良好的整體接地散流效果，所以，基礎內主筋的焊接或綁扎質量直接影響接地性能，其是跟蹤檢測的要點之一。要檢測基礎主筋的材料規格、焊接或綁扎搭接長度是否符合規范要求；地梁內設的接地短路環關系到整個基礎的電位平衡，檢測其材料規格、與地梁主筋的焊接搭接長度是否符合規范及設計要求，用接地電阻測試儀測量基礎接地電阻一般要求小于2Ω，用回路電阻測試儀實測地梁接地短路環阻值一般不大于0.05Ω。檢測基礎的同時要檢測塔吊、龍門架等架體要與建筑物的基礎接地連接在一起，還要分E、S、W、N 四個方向測試土壤電阻率。對雷州地區2008～2010年實施檢測的上千幢建筑物基礎進行統計，經比較得出基礎類型與防雷接地電阻的關系（見表2）。

表2基礎類型與防雷接地阻值合散流性能比較

基礎類型 接地電阻

獨立基礎、條形及十字交叉基礎、箱形基礎/接地電阻偏大，實測一般5～10Ω，穩定性較差

片筏基礎、樁基礎 /接地電阻最小，實測一般小于2Ω，穩定性最好

2 人工接地體

人工接地體是為降低接地電阻而人工設置的垂直和水平接地體，當基礎接地體的接地電阻達不到設計要求時要補設人工接地體，形成聯合接地網，此為跟蹤檢測要點之二。要嚴格檢測垂直和水平接地體的材料規格、垂直接地體的長度、敷設間距、焊接點的搭接長度和焊接質量、埋地深度、防腐處理、聯合接地網的接地電阻是否符合規范要求。為了防止地電位反擊，要測量聯合接地網和其他臨近接地設施之間的距離，一般應大于3m，否則要采取隔離或連接措施。

3 引下線

從基礎主筋上引出的引下線的材料規格和焊接質量直接影響接閃后雷電流引入大地的通道，此為跟蹤檢測要點之三。必須檢測引下線的間距、柱主筋利用系數、材料規格、焊接質量、標識是否符合規范及設計要求，引下線間距二類防雷建筑小于18m，三類防雷建筑小于25m。柱主筋利用系數是引線下根數與柱主筋數的比值，越接近1越好。二類防雷建筑中，每根引下線在0.5m 處鋼筋總面積不得小于0.82m2，三類防雷建筑不得小于0.37m2。如果遇到轉換層，上述項目需逐項重復檢測。

4 均壓環（側擊雷接閃器）

均壓環的作用一是防止側擊雷直接擊在建筑物上使之遭受破壞，二是使接閃的雷電流在所有引下線上泄放，其是跟蹤檢測要點之四。應按不同的防雷類別來檢測均壓環的起始高度、間距、敷設方式、材料規格和引下線的焊接搭接長度是否符合規范及設計要求，二類防雷建筑從45m 起設置，三類防雷建筑從60m 起設置，間距為6m，即每兩層設置一次，用回路電阻測試儀實測均壓環環阻值不應大于0.05Ω。

5 接閃器（直擊雷）

接閃器的類型有針、帶、網3種，其作用是直接截收雷擊，使雷電流安全泄入大地，避免雷擊直接損壞建筑物，這是跟蹤檢測要點之五。在實際工作中必須檢測接閃器的材料規格、敷設方式、敷設高度、網格尺寸、焊接點的搭接長度和焊接質量、抗拉力、防腐處理、敷設工藝、接地電阻是否符合規范及設計要求。網格尺寸為：二類建筑不大于10m×10m或12m×8m，三類防雷建筑不大于20m×20m或24m×16m。根據被保護物的實際情況還應采用滾球法計算接閃器的保護范圍是否達到要求[1]。

6 浪涌保護器（surge protective device 簡稱SPD）

浪涌保護器的作用是將雷電電磁脈沖限制或攔截在用電設備前端，預防和減少電子設備損壞，這是跟蹤檢測要點之六。實際工作中必須要檢查電源部分、信號部分（包括電話、寬帶、電視、監控、消防等）SPD 的接入方式以及相線材料規格和長度、接地線的材料規格和長度、安裝工藝是否符合規范及設計要求，尤其是接地線的長度不能大于0.5m，同時，還要檢查SPD 的最大持續運行電壓、通流量、波形、響應時間是否達到要求。

7 等電位連接導體

等電位連接導體可以將分開的其他裝置、設備等連接起來，其作用是使產生漏電或接閃時所有裝置和設備的電位相等，不至于威脅人身安全和損壞電子設備，這是跟蹤檢測要點之七。在實際工作中必須檢測所有的裝置、設備包括各類管道、金屬門窗和護欄的等電位連接情況， 其焊接點的過渡電阻應小于0.03Ω。尤其重要的是衛生間的等電位連接板和電源插座安全保護地的接地電阻必須達到設計要求，以防止在使用熱水器、洗衣機等用電設備時因雷擊或絕緣損壞而漏電，對人身安全造成傷害。

三、新建高層建筑物附屬設施的檢測

高層新建建筑的主要附屬設施有電梯、燃氣鍋爐、通風設備。

1 電梯的防雷檢測

電梯是高層建筑的重要運輸設施，一旦遭受雷擊會造成人身傷亡。所以，電梯檢測也非常重要，檢測重點有軌道接地、強弱電井接地、線纜橋架跨接與接地。檢測軌道和電井時要首層和頂層分別檢測接地電阻，線纜橋架的接地電阻和橋架接頭處的跨接接觸電阻要逐一檢測，接地電阻要達到國家標準和設計要求[5]。

2 燃氣鍋爐的防雷檢測

燃氣鍋爐是建筑物的取暖設施，屬于易燃易爆設備，一旦因雷擊發生爆炸，損失不可估量，所以不但要檢測其防雷性能，還要檢測防靜電性能，檢測重點有供電系統、燃燒機系統。供電系統主要檢查檢測供電方式、電源過電壓保護器的安裝；燃燒機系統主要檢測燃燒機接地、樓體接地、樓體表面靜電電壓、煙囪接地等是否達到國家規范和設計要求[8]，接地電阻要求小于4Ω，表面靜電電壓要求小于300V。

3 通風設施的防雷檢測

通風設施是高層建筑必不可少的設施，一般風機都安裝在樓頂，其檢測重點是供電系統的SPD 保護情況、風機機殼是否和天面的防雷設施做可靠連接、通風管道接地和管道接頭處的跨接接觸電阻是否達到國家規范和設計要求[2、4]，通風管道接頭間跨接接觸電阻不得大于0.03Ω

四、結束語

新建高層建筑物的防雷工程是一個系統工程，是建筑物的重要組成部分。只要了解高層建筑的概念、類別、防雷系統的構成，掌握防雷跟蹤檢測的要點和附屬設施的檢測重點，從基礎開始跟蹤，逐層逐項檢測，把握好每個環節直至竣工驗收，保證檢測設備準確、方法科學、操作規范、資料完整，就可以確保高層建筑的整體防雷性能，為建筑物整體工程驗收提供必要的依據。

參考文獻：

[1] 國家技術監督局，中華人民共和國建設部. GB50057- 94 建筑

物防雷設計規范[S]. 北京：人民出版社，2001.

[2] 國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.GB/T

21431- 2008建筑物防雷裝置檢測技術規范[S].北京：中國標準出版社，2008.

[3] 中華人民共和國建設部. JGJ16- 2008 民用建筑電氣設計規范

[S]. 北京：中國建筑工業出版社，2008.

[4] 中華人民共和國建設部，國家質量監督檢驗檢疫總局.GB50310

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一般住宅建筑層高為3m，則12層建筑為36m，15層建筑為45m，20層建筑為60m。《建筑物防雷設計規范》（GB50057-2010）防雷類別規定，第一類防雷建筑的滾球半徑為30m，第二類防雷建筑的滾球半徑為45m，第三類防雷建筑的滾球半徑為60m，正常高層建筑都屬于第二類防雷建筑。

2確定高層建筑防護措施

2.1明確規范條款

第一類建筑一般不屬于高層建筑，《建筑物防雷設計規范》（GB50057-2010）第二類與第三類防雷建筑的規定基本類同，本文僅以第二類防雷建筑條款作出規定，《建筑物防雷設計規范》4.3.9條規定：高度超過45m的建筑物，除屋頂的外部防雷裝置應符合本規范第4.3.1條的規定外，尚應符合下列規定：1.對水平突出外墻的物體，當滾球半徑45m球體從屋頂周邊接閃帶外向地面垂直下降接觸到突出外墻的物體時，應采取相應的防雷措施。2.高于60m的建筑物，其上部占高度20%并超過60m的部位應防側擊，防側擊應符合下列規定：1）在建筑物上部占高度20%并超過60m的部位，各表面上的尖物、墻角、邊緣、設備以及顯著突出的物體，應按屋頂的保護措施考慮。2）在建筑物上部占高度20%并超過60m的部位，布置接閃器應符合對本類防雷建筑物的要求，接閃器應重點布置在墻角、邊緣和顯著突出的物體上。3）外部金屬物，當其最小尺寸符合本規范第5.2.7條第2款的規定時，可利用其作為接閃器，還可利用布置在建筑物垂直邊緣處的外部引下線作為接閃器。4）符合本規范第4.3.5條規定的鋼筋混凝土內鋼筋和符合本規范第5.3.5條規定的建筑物金屬框架，當作為引下線或與引下線連接時，均可利用其作為接閃器。3.外墻內、外豎直敷設的金屬管道及金屬物的頂端和底端，應與防雷裝置等電位連接。

2.2高層建筑物等電位連接措施和作用

防雷裝置地上高度hx處的電位：U=UR+UL=IRi+Lo•hx•di/dt。在第二類典型雷電流參數，建筑物電阻取4Ω的情況下，高度為60米的位置，U=150kA•4Ω+1.5uH/m•60m•150kA/10us=600kV+1350kV=1950kV.參考GB50057規范電阻電壓降空氣中的擊穿距離500kV/m，和對應該二類防雷電感電壓降空氣中的擊穿強度660kV/m。那么該建筑在60米時可能的擊穿放電距離為s=600/500+1350/660=3.246米。那么該點會對周圍3.246米的人或者設備放電，將產生巨大的安全隱患。

3高層建筑檢測基本要點

高層建筑物檢測，首先是應該在建筑物施工的階段做好跟蹤檢測，層層跟蹤檢測，確保每一個預留的接地點和均壓環都與建筑物引下線連接可靠，這些預留接地點包括等電位連接點、綜合布線接地點、屏蔽體接地點、防雷區交界處接地點等。其次是在建筑物竣工檢測時，應綜合把握各個防雷要點，如在不同樓層需安裝防雷裝置的部位，這些部位是否應按照天面的防雷裝置進行安裝。安裝的防雷裝置材料規格是否合格；等電位措施是否完善；防雷區的劃分是否合理；綜合布線是否符合檢測規范要求；屏蔽、接地等措施是否合理。

4高層建筑金屬物等電位連接檢測要點

高層建筑金屬物等電位連接是高層建筑的檢測重點，以前經常采用直接從外墻拋線到地面進行檢測，這樣會產生很大的工作量，也容易引起安全事故。根據高層建筑物的特點和跟蹤檢測時的記錄，可以用環路電阻測試儀（鉗表）對同一樓層和不同樓層進行等電位檢測。環路電阻表測量同一層，金屬門窗與門窗，與等電位連接點。不同層之間。不用放線下去測綜合電阻，只需在地面測試點與上面金屬物之間用環路電阻測試儀測環路電阻。如圖一所示，測量窗A與窗C之間的環路電阻值，如果電阻數據合格，則可以確定窗A與窗C的等電位連接良好，同樣測量窗B與等電位連接點的環路電阻值，也可以判斷窗B與等電位連接帶的連接情況。如果出現窗AC環路電阻符合標準，窗BD測量時環路電阻超過標準值，那么只需要重新測量窗AB、AD或者窗CB、CD就可以精確判斷出窗BD的等電位連接情況，如果窗AB電阻合格，窗AD電阻超過標準值，則可以判斷D窗的等電位連接出現問題。對于在建筑物上部占高度20%并超過60m的部位的金屬門窗應全部采用此類方法測量是否等電位連接可靠。

5結束語

隨著城市化的快速發展，高層建筑物在大中小城市都越來越多，高層建筑面臨的側擊雷風險也越來越大，只有確實做好高層建筑物的防雷設施，在保證防雷接閃裝置綜合接地電阻合格的情況下，同樣應確保所有高層金屬物的等電位連接可靠，才能有效保證高層建筑自身與里面的人員的安全。

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隨著世界能源及化工 工業 的 發展 ，電氣工程技術人員對爆炸危險環境的接觸越來越廣泛。由于爆炸危險環境的建筑物遭受雷擊后，會引發大功率雷電放電，從而形成電火花引起爆炸，造成巨大的破壞和人身傷亡，這樣的例子不少。對這類建筑物采取有效的防雷設施業已成為電氣工程技術人員的重要任務。這既是難點，也是重點。

2 相關概念

2．1 爆炸危險環境建筑物的防雷劃分

《建筑物防雷設計規范》gb50057－94根據建筑物的重要性、使用性質以及發生雷電事故的可能性和后果把爆炸危險環境的建筑物防雷分為兩類。如表1－1所示：

表1-1 爆炸危險環境的建筑物防雷分類

危險區域防雷等級 0區（10區） 1區 2區（11區） 第一類防雷建筑物 是 電火花容易引起爆炸并造成巨大破壞和人身傷亡者 否 第二類防雷建筑物 是 電火花不易引起爆炸或爆炸不致造成巨大破壞和人身傷亡者 是 另外，有爆炸危險的露天鋼制封閉氣罐屬于第二類防雷建筑物。wWW.133229.COM那么，上表中0區（10區）、1區和2區（11區）又是如何劃分的呢？

2．2 爆炸危險環境的等級劃分

iec79－10標準和我國的《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》gb50058－92對爆炸氣體環境做了如下的闡述：

（一）在大氣條件下，易燃氣體、易燃液體的蒸汽或薄霧與空氣形成爆炸氣體混合物；

（二）閃點低于或等于環境溫度的可燃液體的蒸汽或薄霧與空氣形成爆炸氣體混合物；

（三）在物料操作溫度高于可燃液體閃點的情況下，可燃液體可能泄漏時，其蒸汽或薄霧與空氣形成爆炸氣體混合物。

上述爆炸氣體環境根據爆炸氣體混合物出現的頻繁程度和持續時間，按照下列規定進行等級分區：

（一）0區：連續出現或長期出現爆炸氣體混合物的環境，或者說存在著連續級釋放源的區域；

（二）1區：在正常運行時可能出現爆炸氣體混合物的環境，或者說存在著第一級釋放源的區域；

（三）2區：在正常運行時不可能出現爆炸氣體混合物的環境，即使出現也是短時間存在爆炸氣體混合物的環境，或者說存在著第二級釋放源的區域；

（四）當通風良好時，應降低爆炸危險區域等級；當通風不良時，應提高爆炸危險區域等級。

我國的《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》對爆炸粉塵環境做了如下的闡述：

在大氣條件下，爆炸粉塵、可燃性導電粉塵、可燃性非導電粉塵和可燃纖維與空氣形成爆炸氣體混合物。同樣根據爆炸粉塵混合物出現的頻繁程度和持續時間，按照下列規定進行等級分區：

（一）10區：連續出現或長期出現爆炸粉塵混合物的環境；

（二）11區：有時會將積留下來的粉塵揚起而偶然出現爆炸粉塵混合物的環境。

對上述這些爆炸危險環境的一、二類防雷建筑物，其防雷設施應如何選擇和布置呢？

3 防雷設施的選擇和布置

為簡便起見，本章節所列建筑物均為爆炸危險環境建筑物。另外，雷電的危害主要有三種：直擊雷、感應雷和雷電波入侵，本章節所闡述的建筑物防雷設施針對前兩種，對于雷電波入侵所采取的措施請參見相關的技術 文獻 。

3．1接閃器

眾所周知，雷電放電有兩種，一種為云間或云內放電；另一種為云對地放電，也就是常說的直擊雷。直擊雷放電主要由雷云負、正先導電荷同地面高聳突出物的正、負先導電荷“中和”而形成，兩者之間的電位可高達數千萬伏甚至上億伏。地面的突出物越高，則產生上行先導需要的平均雷云下電場e0越小，相對放電電流il越小。

基于上述原由，如果爆炸危險環境建筑物沒有防雷設施，則建筑物以下部位易遭受雷擊，如圖3－1所示：

為了保護爆炸危險環境建筑物避免雷擊放電形成電火花引起爆炸，應設置接閃器，接閃器由下列一種或多種設施組合而成：

（一）獨立避雷針；

（二）架空避雷線或架空避雷網；

（三）直接裝在建筑物上的避雷針、避雷帶或避雷網，且避雷網（帶）應沿圖3－1所示易受雷擊的部位敷設。

避雷針、避雷帶、避雷網保護范圍 計算 有多種 方法 ，一般來說，我們采用“滾球”計算法，其具體計算過程參見《建筑物防雷設計規范》gb50057－94。

表3-1 爆炸危險環境建筑物防雷設施選擇和布置形式表

防雷等級防雷設施 第一類防雷建筑物 （滾球半徑30m）

第二類防雷建筑物 （滾球半徑45m）

架空避雷網 布置尺寸 ≤5m×5m或6m×4m

不需要 裝在建筑物上的避雷網（帶）

當建筑物太高或其它原因難以裝設獨立避雷針、架空避雷線、架空避雷網時可以采用這種措施并同建筑物上的避雷針組成混合接閃器，避雷網格布置尺寸如上。 布置尺寸 ≤10m×10m或12m×8m

相關備注

當排放物達不到爆炸濃工、長期點火燃燒、一排放就點火燃燒以及發生事故時才達到爆炸濃度的通風管、安全閥，接閃器保護范圍可僅保護到管帽，無管帽時可以保護到管口。否則，為了防止接閃器在0區或1區接閃以及感應雷在0區或1區放電，無管帽時，接閃器應保護到管口上方5m的半球體；有管帽時，保護范圍見表3-2

對裝有阻火器的排放爆炸氣體蒸氣或粉塵的放散管、呼吸閥、排風管等管道，1區、11區和2區爆炸危險環境的 自然 通風管 （一）金屬物體可不裝接閃器；

（二）在屋面接閃器保護范圍之外的非金屬物體應裝設接閃器，并和屋面防雷設施相聯。

其它同第一類防雷建筑物

表3-2 有管帽的管口接閃器的保護范圍

裝置內的壓力與周圍空氣壓 力的壓力差（kpa）

排放物的比重 管帽以上的垂直 高度（m）

距管口處的水平 距離

＜5 重于空氣 1 2 5～25 重于空氣 2.5 5 ≤25 輕于空氣 2.5 5 ＞25 重或輕于空氣 5 5 布置接閃器時，應該采取表3－1所涉及的措施，使保護范圍更加全面、合理。

另外，當直擊雷擊中接閃器，且接閃器與被保護建筑物、與被保護建筑物附屬金屬物之間沒有等電位措施時，為防止接閃器產生高電位對這些物體發生反擊，還應使接閃器與這些物體之間保持一定的安全距離，這一點可以通過圖3－2所示的簡化模型加以理解。表3－3中則列出了式3－2簡化以后應該在工程中采取的接閃器防雷電反擊距離。

3．2引下線

當雷電流經過接閃器引流后，將通過引下線進入大地“中和”。引下線布置的合理，會大大降低雷電過電壓。在我國的《建筑物防雷設計規范》中，引下線布置應注意以下幾點。

對于一類防雷建筑物：

（1）金屬屋面周邊每隔18～24m應采用引下線接地一次；（2）現場澆制的或由預制構件組成的鋼筋混凝土屋面，其鋼筋宜綁扎或焊接成閉合回路，周邊每隔18～24m應采用引下線接地一次；（3）建筑物上有接閃器時，其周邊引下線間距不大于12m。

對于二類防雷建筑物：

引下線不應少于2根，并應沿建筑物四周均勻或對稱布置，其間距不應大于18m。

對于一、二類防雷建筑物，沒有采取等電位措施時，應滿足表3－3所列引下線的防雷電反擊距離。

實際上，要保證表3－3所列安全距離，還是有一定困難的。因此，對于裝有防雷設施的建筑物，在防雷設施與其它設施及建筑物內人員無法隔離的情況下，應采取等電位聯結。這一點也是在工程實際中經常采取的措施。

引下線的制作及安裝參見相關國家標準圖集。如99d562等。

3．3防雷接地裝置

從圖3－2和式3－2可以看出，接地裝置的選擇和布置可以大大 影響 建筑物的防雷效果，對于獨立避雷針、架空避雷線或架空避雷網應有其獨立的防雷接地裝置，應滿足表3－3的安全距離要求。裝在建筑物上的避雷針、避雷網（帶），其接地裝置可以與電氣設備接地、防雷電感應接地合并設置，取其中接地電阻的最小值，不合并時，須滿足表3－3的安全距離要求。接地裝置工頻接地電阻值選擇和 計算 應符合《電力裝置的接地設計規范》。

表3-3 防雷設施至被保護建筑物,附近金屬的安全距離

防雷等級防雷設施 第一類防雷建筑物 第二類防雷建筑 ri:沖擊接地電阻ω。 hx:計算點的高度（m）。

h:支柱高度（m）。

t:避雷線的長度

t1:從避雷網中間最低點沿導體至電近支柱的距離（m）。

n:避雷網11的倍數。

kc:分流系數。

架空避雷線sa1、架空避雷網（接閃器）sa2 1.sa1≥0.2ri+0.03(h+1/2)

[(h+1/2)＜5ri]

sa1≥0.05ri+0.06(h+1/2)

[(h+1/2)＜5ri]

2.sa2≥(1/n)[0.4ri+0.03(h+11)]

[(h+11)＜5ri]

sa2≥(1/n)[0.1ri+0.12(h+11)]

[(h+11)≥5ri]

安全距離除滿足上述表達式外,還不應小于3m

獨立避雷針和架空避雷線、網的支柱或引下線sa3，建筑物防雷的引下線sa4 1.sa3≥0.4(ri+0.1hx)

(hx＜5ri)

sa3≥0.1(ri+0.1hx)

(hx≥5ri)

安全距離除滿足上述表達式外,還不應小于3m

1.sa4≥0.3kc(ri+0.1hx)

(hx＜5ri)

sa4≥0.075kc(ri+hx)

(hx＜5ri)

2.sa4≥0.075kchx

當金屬物或電氣線咱與防雷接地裝置汀連時,應滿足上述表達式1.相連或通過過電壓保護器相連時,應滿足上述表達式.

防雷接地裝置se1

sel≥0.4ri

安全距離除滿足上述表達式外,還不應小于3m

sel≥0.3kcri

安全距離除滿足上述表達式外,還不應小于2m.

另外，防直擊雷的人工接地體距建筑物出入口或人行道不應小于3m，小于3m時應采取下列措施之一：

（1） 水平接地體局部深埋不應小于1m；（2） 水平接地體局部應包絕緣物，可采用50～ 80mm厚的瀝青層，其寬度應超過接地體2m；（3） 采用瀝青碎石地面或在接地體上面敷設 50～80mm厚的瀝青層，其寬度應超過接地體2m；在防雷接地裝置與電氣接地裝置共用或相連的情況下：當低壓電源線路采用全長電纜或架空線換電纜引入時，宜在電源線路引入的總配電箱處加裝過電壓保護器；當y ,yn0型或d,yn11型接線的配電變壓器在本建筑物內或附設于外墻處時，在高壓側和低壓側均應裝設避雷器。防雷接地裝置可采用環形接地裝置網，以降低各種感應過電壓。

另外，接至防雷接地裝置的各種形式接地，除并列管道外不得串聯接地。

接地裝置的制作及安裝參見相關國家標準圖集，如86d563等。

3．4特殊建筑物防雷

有爆炸危險的露天鋼制封閉氣罐，當其壁厚不小于4mm時，可不裝設接閃器，但應接地，且接地點不應少于兩處；兩接地點間距離不宜大于30m，沖擊接地電阻不應大于30m 。放散管和呼吸閥應滿足表3－1的要求。

4 相關原則和結論

在現實生活中，由于防雷設施選擇和布置不當造成損失的例子很多，如1987年7月，日本茨縣取手市一幢三層樓頂上安裝的避雷針遭雷擊，雷電涌流不能及時通過引下線瀉入大地，形成局部電位抬高。室內電器設備全部損壞，如果該建筑物為爆炸危險環境建筑物，后果不堪設想。

可以看出，對爆炸危險環境建筑物必須采取防雷設施，并且要做到安全可靠、技術先進、 經濟 合理。這同時也是對爆炸危險環境建筑物采取防雷設施的原則。

通過對爆炸危險環境防雷設施的闡述并結合防雷設施選擇的原則，作者認為爆炸危險區域范圍的準確劃分或者說防雷等級的準確劃分是合理選擇爆炸危險環境防雷設施的重要出發點。否則，將會選擇無端復雜的防雷設施，人為地提高防雷難度和工程投資。

在規范允許的情況下，應多利用建筑物自身布置防雷設施，這樣大大可以降低實現表3－3所列安全距離的難度。

另外，從本文中還可以看出，等電位聯結是解決表3－3所列安全距離難度有效 方法 ，在布置防雷設施時，應該多想想等電位聯結的措施，這對降低防雷難度，提高防雷質量大有裨益。在工程實際中，還應因地制宜，就地取材，盡可能利用鋼制支柱做引下線，對孤立的氣體放空金屬管道，如果裝上阻火器，防雷采用管柱直接接地即可，而阻火器的安裝對工藝專業來講也是容易做到的。

作者對這類建筑物的防雷也深感棘手，今天，認真考慮個中原由，爭取從中獲取點滴經驗，并借此機會和同行探討，懇請各位專家批評指正，心中將不勝感激。

參考 文獻

1． 解廣潤主編，電力系統過電壓，水利電力出版社，1985年6月；

2． 徐永根主編， 工業 與民用配電設計手冊，水利電力出版社，1994年12月；

篇5

1 引言

在幾乎所有涉及過電壓保護的建筑防雷設計中，都有這樣的設計方案：“第X條：過電壓保護：在電源總配電柜內裝第一級電涌保護器，在各分配電柜、屋頂風機、室外照明配電箱內裝二級電涌保護器。”在一次防雷技術競賽中，多數參賽選手進行過電壓保護設計時，也是運用和上述同樣的設計方法。按照這一設計的思路，雷電流或其它過電壓只能是從配電線路直接或感應產生，根據分級保護的原則，那么就是在電源總配電柜內裝第一級電涌保護器，在各分配電柜、屋頂風機、室外照明配電箱內裝二級電涌保護器，以實現對建筑物內電氣設備的過電壓保護。顯然這樣設計是不正確的，產生這樣普遍錯誤的原因，一方面是沒有深刻領會《建筑物防雷設計規范》（GB50057-94.2000年版）中第六章第四節中對電涌保護器的要求說明的條文；是只考慮了過電壓要采取多級保護措施，而沒有考慮為什么要采取多級保護措施，更沒有根據設計對象研究采取怎樣的多級保護。

隨著防雷管理和防雷技術服務工作的深入開展，遇到的疑難技術問題也越來越多，譬如，安裝了避雷帶，還被雷擊掉了樓角，是設計不合理，是施工質量有問題，還是另有原因？很多建筑、設施，按規范要求應視為Ⅲ類防雷建筑，安裝的卻是Ⅱ類或Ⅰ類才要求的防雷裝置，但又不完全滿足Ⅱ類或Ⅰ類的某些條款要求，那么這類的防雷裝置是合乎規范的合格防雷裝置，還是不合格的？問題看上去似乎并不復雜，但回答起來卻并不容易，而且一旦出錯，就關系到被檢測單位整改問題和檢測部門的技術水平。

2 檢測實例分析

2.1實例介紹

圖1為某武警部隊槍械庫區平面圖，abcd為庫房建筑，呈凹形布局，高度為3米；a’b’c’d’為庫區圍墻，圍墻西北角設一高6米的警衛崗樓，樓頂設避雷帶。在庫房兩側各安裝獨立避雷針一支，針高15米，距庫房的水平距離分別為2.5米和1.8米，距圍墻根的距離分別為1.5米和1.2米。

圖1：某槍械庫區平面圖 圖2：黃土洞庫剖面圖

根據《建筑物防雷設計規范》（GB50057-94）（以下簡稱規范）第2.0.3條第四款之規定，該建筑屬于第二類防雷建筑物，但所采取的直擊雷防護措施卻是只有對第一類防雷建筑物才明確要求的獨立避雷針裝置。根據《規范》第3.2.1條第五款之規定，獨立避雷針和架空避雷線支架及其接地裝置距被保護建筑物及與其有聯系的管道、電纜等金屬物之間的距離應…，但至少不得小于3米。

在該槍械庫管理人員提供的2001年檢測報告中，指出避雷針距被保護建筑物之間的距離不符合《規范》要求，建議整改，但一直未予實施。

2.2 對規范的理解

理解一：像2001年檢測報告中指出的那樣，該槍械庫所安裝的獨立避雷針距被保護建筑物之間的距離顯然不符合《規范》要求的至少3米，應予整改。

理解二：安裝獨立避雷針是《規范》要求第一類防雷建筑采取的直擊雷防護措施，要求獨立避雷針距被保護物保持不小于3米的安全距離，目的是為了防止雷擊電流流過防雷裝置時所產生的高電位對被保護的建筑物或與其有聯系的金屬物發生反擊。

3設計實例分析

3.1實例介紹

圖2 為某煤礦民爆炸藥庫的位置示意圖，庫室于30多米高的陡峭三崖根部掘進形成，庫房出口對面正對的是15米高的土崖，整個庫區范圍被兩面山崖遮擋。根據建筑設計有關規范，該炸藥庫在設計時被定性為黃土洞庫，其直擊雷防護參照覆土庫的要求設計，即在距庫房5米的適當位置，安裝兩支獨立避雷針加以保護，避雷針的設計高度，根據一類防雷建筑的設計要求，以30 米的滾球半徑計算為15米。

3.2對規范的理解

理解一：該炸藥庫為覆土炸藥庫，炸藥庫應按一類防雷設計，根據《建筑物防雷設計規范》（GB50057-94）和《地下及覆土火藥倉庫設計安全規范》（GB50154-2009）的有關規定，該建筑應安裝獨立避雷針加以保護。

理解二：該建筑雖然是一類防雷建筑，但應考慮該建筑所處的實際位置和構成形式，它和一般的覆土炸藥庫并不相同，其覆土不是一般意義上的人工覆土，而是利用了30米高的山崖，且較近的對面還有足夠高度的土崖遮擋。顯然，第二種理解更符合防雷技術和規范的要義，跟能有效地實現趨利避害的目的。

防雷是在雷電理論研究和防護工作實踐中不斷探索、不斷進步的一門新興的邊緣學科。到目前為止，還沒有形成完全成熟的雷電學理論和十分有效的防雷技術。防雷裝置不像其它功能性設備那樣，只要設計安裝完成，就能基本或完全實現它預想的功能。因此，防雷技術規范只是對最新防雷理論和技術的總結和應用，并不是說只要照規范安裝就能確保被保護設施不遭受雷電侵害（在對規范理解應用正確的前提下），更不能生搬硬套規范，以為自己的設計只要滿足規范要求就行。因此，在防雷實踐中，將對防雷技術規范的理解和應用與當前防雷技術的最新進展以及被保護對象的具體特點相結合的問題就顯得特別重要。因地制宜地提出對某一對象的保護方案，使其既符合規范要求，又最大限度地運用當前的防雷理論技術，才能正確地把握規范的要求，合理地解決實際遇到的防雷技術問題。

4 結論

4.1、《規范》是對相應技術領域的最低標準的基本要求，其底線不可以突破，但可以提高設計要求標準。在日常的防雷設計審核業務中遇到的防雷設計對接地電阻的要求一般均是小于1歐姆，但現行的防雷技術標準并沒有這樣的要求。

4.2、《規范》所述的每一條款均有嚴格而準確的含義，相聯系的條款之間均有著嚴密的邏輯關系，在實際理解與應用中必須全面考慮，準確把握。

4.3、在日常的檢測和審核業務中，并不是所有的設計方案和防雷裝置都嚴格按規范條文設計安裝，只要總體設計并不違反《規范》要求即可，大部分情況是設計高于《規范》要求。

4.4、在《規范》的應用中有時并沒有現成的條款套用，但可以參照類似的情況分析應用。譬如避雷帶的安裝位置，《規范》要求應沿屋角、屋脊、屋椽和椽角等易受雷擊的部位敷設，但有些建筑因造型需要，屋角、屋脊、屋椽的位置、尺寸范圍較大，難以確定避雷帶安裝的恰當部位。這一問題也是被建筑設計部門一直忽視的細節問題。

4.5、在防雷檢測工作中，檢測人員的主要精力往往都集中在接地電阻的測量上。《規范》對防雷裝置的要求并不僅僅是接地電阻的大小，實際上《規范》對接地電阻的要求只是諸多要求中的一點。檢測報告中對某一防雷裝置的檢測結論也不是單指其接地電阻是否符合規范要求。

參考文獻：

篇6

1.接閃器

1 可采用裝設在建筑物上的接閃網、接閃帶、接閃桿或由其混合組成的接閃器接閃。

2 宜沿建筑物屋面四周、女兒墻、梯間屋面四周等易受雷擊的部位明敷接閃帶，同一平面內的接閃帶應閉合，不同平面間的接閃帶應保持電氣導通。

3 接閃帶中心線距離屋面或墻面的高度應不小于150㎜，接閃帶為扁形導體時，固定支架間距500㎜為宜，接閃帶為圓形導體時，固定支架間距1000㎜為宜。

4在屋角、屋脊、檐角等易受雷擊處宜設置接閃桿，其規格應符合規范要求。

5宜優先利用屋面結構鋼筋構成暗敷接閃網，接閃網和接閃帶在屋面構成的網格應滿足：第一類防雷建筑物不大于5m×5m或6m×4m，第二類防雷建筑物不大于10m×10m或12m×8m，第三類防雷建筑物不大于20m×20m或24m×16m。（為均衡地電位，防止發生反擊，可局部加密網格）

6屋頂上永久性金屬物宜作為接閃器，其各部件之間應連成電氣貫通且規格尺寸應符合規范要求。

7 玻璃幕墻壓頂板為金屬板材時，可利用其構成接閃器，其厚度和電氣導通性應應符合規范要求。

8鑒于目前國際和國內均無提前放電避雷針的使用標準，也沒有權威檢測機構出具的能證明該類避雷針保護范圍達到制造商宣稱的范圍，相反，國外有些科研機構對該類避雷針進行了測試，其結論是其保護效果并不優于普通避雷針。因此，不建議安裝提前放電避雷針。若確需安裝非常規接閃裝置的，則其保護范圍的計算按照常規接閃裝置對待。

第一類防雷建筑物不能用金屬屋面作為接閃器，此時金屬屋面作為防閃電感應裝置的一部分，仍需要做等電位連接和接地處理；第二和第三類防雷建筑可利用金屬屋面或屋面上永久性金屬物做接閃器，金屬物的厚度應滿足要求，只要求連接部位電氣貫通性，不再要求搭接長度。

直接設置接閃杠的做法基本已經淘汰，因為接閃杠的防雷模型可以看做是傘狀防護，它會存在接閃盲區，也不能防側擊雷，但由于其引雷電的功能強大，在一級防雷的地區的建筑物就會采用接閃杠、接閃帶加設均壓環混合安裝做法。通過以上安裝施工，我們人為把建筑物構成了鋼筋接閃籠子，可以全方位的避免建筑物遭雷擊時受到損害。

2.引下線

1宜優先利用建筑物鋼筋混凝土柱或剪力墻中對角兩條直徑不小于φ10的主筋或鋼結構柱作引下線。

2 引下線應沿建筑物四周均勻對稱布置，主要陽角位應設有引下線，其間距沿周長計算應符合：一類防雷建筑物不大于12m，二類防雷建筑物不大于18m，三類防雷建筑物不大于25m的要求。當建筑物的跨度較大，無法在跨距中間設置引下線時，應在跨距兩端設置引下線，并適當減小其他引下線的間距。

3當利用鋼筋混凝土柱中鋼筋、鋼柱作引下線，并采用基礎鋼筋做接地裝置時，引下線可不設斷接卡，應在室內、外適當位置設若干與柱內鋼筋相連的連接板，供測量、外接人工接地體和等電位連接使用，設置高度不應低于300mm。

4對于含有較多信息系統機房或控制中心的建筑物，為達到良好屏蔽效果，有效減低保護空間的干擾場強，建議將所有結構柱設為引下線，可有效減低分流系數，減小分流到各條引下線的雷電流，減低保護空間的干擾場強，擴大信息系統機房或控制中心的有效使用面積。

防側擊

第一類防雷建筑物（非獨立防雷裝置）防側擊按照30m以上設置接閃器方式，當建筑物高于30m 時，尚應采取以下防側擊的措施：

1. 從30 m起每隔不大于6m沿建筑物四周設水平接閃帶并與引下線相連；

2 .30m及以上外墻上的欄桿、門窗等較大的金屬物與防雷裝置連接。

滾球半徑（第二類滾球半徑為45m，第三類滾球半徑為60m）高度以下樓層，每三層設置一次均壓環；滾球半徑高度以上樓層，每兩層設置一次均壓環。

3.均壓環可利用建筑物圈梁兩條面筋通長焊接并與本樓層所有引下線電氣連通構成。

對于第二、三類防雷建筑物防側擊側重于超過滾球半徑，尤其是對“其上部占高度20%并超過60m的部位”作出明確要求：

1 ) 在這部位各表面上的尖物、墻角、邊緣、設備以及顯著突出的物體，如陽臺、平臺等，應按屋頂上的保護措施考慮；

2 ) 在這部位布置接閃器應符合對本類防雷建筑物的要求，接閃器應重點布置在墻角、邊緣和顯著突出的物體上；

3 ) 外部金屬物，如金屬覆蓋物、金屬幕墻，當其最小尺寸符合規范第5.2.7條2款的規定時，可利用其作為接閃器，還可利用布置在建筑物垂直邊緣處的外部引下線作為接閃器；

4.接地裝置

1 接地裝置優先采用閉合環形網狀地網，接地裝置網格尺寸宜等同于天面避雷網格。第二類防雷建筑物，網格尺寸不大于10m×10m或12m×8m；第三類防雷建筑物，網格尺寸不大于20m×20m或24m×16m。為均衡地電位，防止發生反擊，可局部加密網格。

2 宜優先充分利用建筑物樁、承臺、基礎內的結構鋼筋構成自然接地裝置。利用鉆（挖）孔樁主筋作垂直接地極時，每處引下線宜每樁利用結構主筋中對角不少于2根主筋作為垂直接地體，同時利用箍筋將樁基主筋焊接連通構成鋼筋籠。利用預制樁主筋作垂直接地極時，每處引下線宜利用樁結構主筋中對角不少于2根主筋作為垂直接地體，每處引下線多樁承臺內樁的利用數不少于2根。選取承臺上或下層外圈鋼筋焊接連通構成承臺環，承臺環分別與作為垂直接地體的樁筋和作為引下線的柱內結構主筋焊接連通。構件內有箍筋連接的鋼筋或成網狀的鋼筋，其箍筋與鋼筋、鋼筋與鋼筋應連接成電氣通路，優先采用焊接連接。（考慮到電阻問題，為保證接地電阻達到規范要求，優先采用焊接連接；至于捆綁連接方法，只要能達到規范要求電阻也是允許的。）

3采用綜合接地系統，交流工作接地、直流工作接地、安全保護接地、防雷接地應共用接地裝置，共用接地裝置的工頻接地電阻值不大于1Ω，若系統或設備需要更低的接地電阻時，則需滿足系統或設備要求。

4 若附近還有其它建（構）筑物的接地裝置，要求接地裝置之間的地中水平間距應不小于20m，否則應采取等電位連接措施，形成聯合接地網。

5.電源系統安裝電涌保護器

建議對電源系統安裝兩級或三級電涌保護器。鑒于廣州地區雷電活動頻繁，局地雷電流累積概率對應雷電流強度較大，推薦各級電涌保護器通流量為：第一級（LPZ0/LPZ1邊界處，如總配電箱、配電柜或變壓器低壓側母線上），裝設I級試驗的電涌保護器，其沖擊放電電流宜不小于20kA，第二級（LPZ1/LPZ2邊界處，如分配電箱或樓層配電箱），裝設Ⅱ級試驗的電涌保護器，其標稱放電電流宜不小于40kA，第三級（LPZ2及后續防雷區邊界處，如設備機房配電箱或特殊要保護的信息設備電源端口），裝設Ⅱ級試驗或Ⅲ級試驗的電涌保護器，其標稱放電電流宜不小于20kA。

6.結束語：  

     雷電對建筑物的損害途徑是多方面的。 因此建筑物的防雷保護設計是一項既簡單又繁瑣的內容，但對建筑物的安全使用、電氣設備的正常運行有著至關重要的作用，總之，防雷保護設計應綜合考慮，更要結合現實施工條件,才能獲得良好的效果。 

篇7

0 引言

古建筑是某一地區、某一時代文化發展的標志，歷經滄桑的古建筑因為所具有的獨特造型和風格以及豐富的歷史文化內涵，成為我國歷史文化的寶貴遺產。然而古建筑多為木質或磚木結構，若建筑防雷稍有疏忽，就可能成為雷擊對象，引發火災，造成不可挽回的損失。據統計，建國以來，雷擊古建筑火災約占古建筑火災的15%左右，而未引發火災的雷擊事故就更多了。現存的古建筑中有很多是遭雷擊受損后修復或重建的，因此古建筑的防雷安全工作事關重大，加強古建筑物的綜合防雷是非常有必要的。

岳飛廟址位于河南省安陽市湯陰縣城內西南街，是一處完整的古建筑群。現有面積4 000多m2，殿宇建筑近百間，坐北朝南，外廊呈長方形。臨街大門為精忠坊，木結構牌樓。屬于國家級重點保護建筑。

通過現場勘察，根據《建筑物防雷設計規范》、《古建筑木結構維護與加固技術規范》、《建筑物防雷設施安裝》圖籍中“古建筑防雷作法”等標準，對岳飛廟古建筑群進行了綜合防雷設計。

1 岳飛廟防雷類別的確定

根據GB50165-92《古建筑木結構維護與加固技術規范》第5.3.1條的規定，古建筑分為三類：第一類：國家級重點保護的古建筑；第二類：省、自治區、直轄市保護的古建筑；第三類：其他古建筑[1]。根據古建筑物的特殊結構和對防雷的要求，將古建筑物防雷標準納入到建筑物防雷設計規范GB50057-94之中。根據《建筑物防雷設計規范》，建筑物的防雷分類根據其重要性、使用性質、發生雷電事故的可能性和后果來確定[2]。國家級重點文物保護單位的古建筑物根據其大小至少應劃為二類以上防雷建筑物。

2001年，岳飛廟被國務院公布為全國重點文物保護單位，其建筑規模較大，而且整個建筑群以木結構為主，遭受雷擊時極易起火燃燒，將造成無法彌補的巨大損失。根據GB50057-94規定，第一類防雷建筑物是指有爆炸危險，因電火花而引起爆炸，會造成巨大損失和人身傷亡者。因此岳飛廟古建筑群應按照第一類防雷建筑物標準進行防護。

2 岳飛廟外部防雷設計

對岳飛廟古建筑群的防直擊雷措施主要從接閃器、引下線、接地裝置等幾個方面進行設計。

2.1 接閃器

根據《建筑物防雷設計規范》，岳飛廟古建筑群按照第一類防雷建筑物級別進行直擊雷防護，在各祠宇屋頂上安裝尺寸不大于5m×5m或6m×4m的避雷網格。在屋脊、屋檐上暗敷避雷帶，為保持古建筑的美觀，避雷帶應沿古建筑物屋脊的輪廓彎曲，避雷帶應高出正脊、斜脊、屋檐瓦當的高度20cm。在脊頂、寶頂、寶頂、尖塔、塑像、獸頭、人物、挑檐等處用Φ16以上的銅棒做避雷小針，使整座祠宇建筑最易受雷擊的部位均處于接閃器的保護范圍內[3]。全部接閃器共需使用紫銅棒Φ16×50cm94根、Φ18×80cm22根、Φ18×100cm的43根、Φ18×120cm的18根和Φ25×50cm的3根。使用紫銅既耐腐蝕，又與古建筑相匹配，不會影響岳飛廟的原貌。

2.2 引下線

防雷引下線根數與雷電流分流的大小成正比，與每根引下線所承受的雷電流成反比，因此在引下線設置不合理時，易產生雷電反擊及其二次危害。各祠宇多為磚木結構，應采用明敷，敷設時應注意引下線要對稱，為保持各祠宇的外型美觀，在間距符合規范的前提下，盡量不要在正面敷設引下線，引下線的間距不應大于12m。岳飛廟內東西廂房、岳云祠、四子祠、岳珂祠、孝娥祠等面積較小，每座祠宇只需對稱的引下線兩根便滿足要求。精忠坊因外形較大，應在其四角設置引下線。

2.3 接地裝置

古建筑物接地裝置的布設應根據其用途、性質、地理環境和游客多少等情況來選擇結構方式和位置。在岳飛廟內做接地裝置時應注意游客集中場所與地下管線路的安全距離。對于面積較小的幾個祠宇的接地裝置應連接成一體，構成均壓接地網，使接地網界面以內的電場分布均勻，減少跨步電壓對游客的危害，同時減小地面電位梯度大而產生的反擊高壓危害。為降低雷擊跨步電壓對游客的危害，當接地體距建筑物出入口或人行道小于3m時，接地體局部應埋深1m以下，若深埋有困難，則應敷設50mm~80mm厚的瀝青層，其寬度應超過接地體2m。埋在土壤中的接地裝置，其連接應采用焊接，并在焊接處作防腐處理[2]。

3 岳飛廟內部防雷設計

為了加強對古建筑物文化遺產的保護和監管，各文物保護管理單位在古建筑群內設置監控、電話、消防、照明等設施，增強了古建筑物的防雷安全隱患，因此在做好外部防雷的同時，還應做好等電位連接、安裝SPD、合理布線、接地等內部防雷。

1）電源系統的防雷：岳飛廟內各祠宇的高度一般較低，電源線不易采用架空線路引入，因此應采用穿鋼管埋地敷設的方式引入電源線路，并且在引入端電源箱內安裝電源浪涌保護器；

2）把各類金屬管包括鎧裝電纜的金屬外皮在相應的防雷交界區處就近與防雷接地或建筑基礎地作等電位連接，使沿各類金屬管和電纜侵入的雷電流及時泄入地中。各祠宇內防雷電感應的接地干線與接地裝置的連接不應少于兩處。同時在天饋線、通訊、電話線、信號線路進入各祠宇時安裝信號浪涌保護器；

3）岳飛廟古建筑群各祠宇內外安裝的監控攝像系統，在保護范圍內，金屬外殼應接地，并與各祠宇的防雷接地連接；在攝像頭端安裝三合一避雷器，作為對攝像頭電源、信號、控制的雷電防護。在監控主機前安裝多端口BNC接口避雷箱，作為對監控主機的防護；

4）沿木質介質敷設的電纜采用阻燃型電纜。

4 結論

通過以上設計，能夠對岳飛廟古建筑群內存在防雷安全隱患的部位進行了有效的防護，最大程度的減小了雷電災害造成的損失。然而根據現行的《建筑物防雷規范》，也不能保證建筑物防雷達到百分百的安全，古建筑物的防雷并不是很完善。因此，各級防雷安全管理部門要加強監管，定期進行安全檢測，每年至少檢測一次，發現問題及時解決，切實做好古建筑物的防雷安全保護工作。

參考文獻

篇8

一、引言

高層建筑是指層數較多、高度較高的建筑物，隨著我國社會經濟的發展，各地的高層建筑不斷增加，以中山市為例，十年前，25層以上的建筑物不到十棟，最近十年，25層以上的建筑如雨后春筍般冒了出來，如今已超過100多棟。普通的住宅、辦公樓已逐漸向高層建筑發展，可以預見，今后的高層建筑將越來越多。高層建筑高度高，遭受雷擊的概率也隨高度的增加而增大，高層建筑內往往有大量的電子設備，這些設備抗干擾能力弱，容易受到雷電流的影響，建筑物受到雷擊的時候，如果防雷措施不合理，往往造成巨大的損失，本文根據高層建筑防雷設計普遍存在的問題，提出高層建筑防雷設計的意見和方法。

二、建筑物雷電防護的基本方法

雷擊的主要形式有兩種：一種稱為直擊雷，是指雷雨云直接對建筑放電，擊毀建筑物并損害其內部的電子設備。二是雷電放電過程中強大的脈沖電流在放電通道周圍形成瞬變的電磁場，使鄰近的導體產生電磁感應而形成高電壓。高電壓沿金屬管線入侵建筑物以至發生閃擊現象，通常稱為“感應雷”。根據雷電對建筑物的破壞途徑，一般把建筑物的雷電防護分為外部防雷和內部防雷兩部分，外部防雷目的是為了防止建筑物及外部設施遭受直接雷電；內部防雷則是為了保護室內人員和設施的安全。

外部防雷通常包括接閃器、引下線和接地裝置。接閃器包括接閃桿、接閃帶和接閃網等，直接安裝在被保護的建筑物上或設置在建筑物上面及近旁。

接閃器的作用是攔截雷電從而保護建筑物，接閃器的保護范圍采用滾球法確定，即以給定半徑的球體從地面滾過建筑物，球體只能接觸地面和接閃器，而不能觸及受保護的建筑物或其他受保護的空間（圖1）。

圖1不同滾球半徑的防雷保護

滾球的半徑hr根據建筑物不同類別區別對待：第一類防雷建筑物：hr=30m，第二類防雷建筑物：hr=45m，第三類防雷建筑物：hr=60m。可見，高度超過30m的第一類防雷建筑物、高度超過45m的第二類防雷建筑物和高度超過60m第三類防雷建筑物，僅在天面安裝接閃器還不能保護整棟建筑物，需要在建筑物增加防側擊雷措施，防止雷電從側面襲擊。

建筑物的防雷引下線的作用是把接閃器攔截到的雷電流引導至接地裝置，高層建筑一般利用結構柱內的鋼筋作防雷引下線，沿建筑物四周均勻或對稱分布，第一類建筑物引下線間距不應大于12m，第二類建筑物引下線間距不應大于18m，第三類建筑物引下線間距不應大于24m。接地裝置用于泄放雷電流進入大地，并在引下線之間起等電位的作用，是埋入土壤或混凝土基礎中作散流的金屬體，現代建筑的接地裝置通常采用自然接地體，利用建筑結構中的基礎鋼筋，包括樁鋼筋、承臺鋼筋、地梁鋼筋等焊接連通成一個整體作為接地裝置。

內部防雷措施包括屏蔽、等電位連接、安裝電涌保護器等。現代防雷技術的一個重要概念是防雷區（LPZ），根據雷電電磁環境的不同，將建筑物劃分為不同的防雷區（LPZ），在不同的防雷區的交界面上，電磁環境有明顯的變化，LPZ的序號越大，其內部的電磁強度也就越小。（圖2）

圖2建筑物雷電防護區（LPZ）劃分

其中LPZ0A區是建筑物外部的直擊雷區域，該區域內的物體可受直接雷擊，并傳導全部的雷電流，是暴露區域，雷電產生的電磁場沒有衰減；LPZ0B區亦在建筑物外部，但區內的各種物體受到接閃器的保護，一般不可能遭受大于所選滾球半徑對應的雷電流直接雷擊，區內的電磁場強度沒有得到衰減；LPZ1區內的物體不會遭受直接雷擊，雷電電磁場強度得到衰減；LPZ2區是具有比LPZ1區更多屏蔽要求的空間。劃分防雷區可以根據不同區內雷電電磁脈沖的強度采取進一步的屏蔽措施，確定等電位連接點的位置，選用和安裝不同的電涌保護器，確定電子設備的安全位置。

三、高層建筑防雷工程設計應注意的問題

1、查閱相關建筑施工圖，了解項目的基本概況，進行防雷設計前，要對建筑物有一個總體的了解，查閱相關圖紙，必要時還要進行現場勘查：

（1）查看總規劃平面圖，主要了解項目的四置情況和周圍的防雷環境；

（2）查閱建筑設計說明，了解項目的使用性質、建設規模和結構；

（3）查看立面圖，對建筑物樓層、高度、造型等形成一個基本的整體認識；

（4）對項目所處區域的地理環境、地質條件（土壤電阻率）和雷電活動規律有大概的認識，為設計提供基本的依據。

2、確定建筑物的防雷類別

依據GB 50057-2010《建筑物防雷設計規范》對建筑物的分類標準，計算建筑物年預計雷擊次數：

N = kNgAe

式中N——建筑物的預計雷擊次數（次/a）；

k——校正系數，一般k取1.0；

Ng——地面年平均雷擊次數[次/（km2·a）]；

Ae——與建筑物接受相同雷擊次數的等效面積（km2）；

當建筑物的預計雷擊次數均大于0.25次/a，應定為第二類防雷建筑物。

3、確定外部防雷措施

外部防雷措施是防止雷電直接襲擊建筑物，一般在建筑物頂部設置接閃器攔截雷電，實際工程中往往出現建筑裝飾與防雷效果的矛盾，防雷設計規范中有利用屋頂女兒墻壓頂鋼筋作為接閃器（暗敷），這種做法不適合于高層建筑。近年的雷擊調查表明，雷擊時暗敷接閃器外的水泥塊會被擊毀墜落造成危險。某一高層建筑天面四周女兒墻用大理石敷面，寬近80cm，而接閃帶緊貼女兒墻中央敷設，外沿不能受到保護，一旦發生雷擊，碎石可從200多米高空墜落，危及周圍的行人和車輛的安全，這樣的設計顯然是不合理的，高層建筑的防雷接閃器應能保護建筑物外沿，易受雷擊部位可結合使用接閃桿，不可采用暗敷接閃器。

高層建筑的防側擊雷措施一般采用建筑外墻金屬門窗、欄桿接地的方法，對突出墻體不受保護的物體，還應設置接閃器進行保護，具體做法可利用建筑物圈梁內鋼筋焊接連通，并與所有防雷引下線連通構成均壓環，在建筑物金屬門窗、護欄等地方預留接地端與之連接，均壓環宜每層或每二層設計一道，方便金屬門窗、護欄接地。

通過合理設置防雷引下線，把雷電流均勻地分布在建筑物的向大地泄放，引下線的布設應符合規范的要求，并考慮以下因數:

（1）引下線應沿建筑物均勻布設；

（2）建筑物天面轉角、易受雷擊部位應設置引下線；

（3）引下線應以最短路徑引至接地裝置；

（4）引下線應避免接近電梯、線井等位置。

建筑物的外部防雷措施對建筑物起到防直接雷擊作用外，也是整個綜合防雷系統的基礎，外部防雷措施布設的接閃器應盡可能捕獲擊向建筑物的雷電閃擊，然后通過分布在建筑物四周的引下線把雷電流引向接地裝置，并迅速泄放進入大地，為建筑物內部電子設備的雷電防護提供良好的基礎。

4、確定內部防雷措施

閃電擊中防雷設施后，接閃器、引下線附近會產生瞬變電磁場，并在金屬導線上產生很高的感應電壓，對建筑物內的電子設備帶來極大的傷害。屏蔽、等電位連接、安裝電涌保護器（SPD）是建筑物內部防雷的主要方法。

（1）屏蔽。高層建筑外部防雷措施把樓層和柱子、剪力墻等建筑物結構鋼筋連接成“法拉第籠”并進行接地，對建筑物產生一定的屏蔽，但對電子設備而言，這種保護是不夠的，還要對設備及線路進行特別的保護：對進出建筑的線路，應采用鎧裝電纜或把線路放置在金屬槽管內，電子設備機房可以采用金屬網格或金屬板進行屏蔽。雷擊時建筑物的中部、底部電磁環境較好，合理布設線路、機房的位置可提高電子設備的安全。

（2）等電位連接。在不同雷電防護區的交界面處應做等電位連接，以防止雷電沖擊波穿過雷電防護區的界面進入建筑物內。進出高層建筑的管道一般集中在地下室或地面，進行防雷設計時，應認真考慮等電位連接的需要，預留等電位連接端子，地下室的配電房、電梯井、線井，燃氣管、水管進出處等位置應預留接地端子做等電位連接，各樓層的線井、電梯井等也應預留等電位接地端子，供樓層接地用。

（3）電涌保護器（SPD）。電涌保護器應安裝在建筑物不同防雷區（LPZ）界面或設備前端等特定的位置，第一級的SPD安裝在線路的入口端，電源系統應設在總配電箱，選用Ⅰ級試驗電涌保護器，通信等信號系統設在終端配線箱；電源系統一般應在樓層的分配電箱設第二級SPD，選用Ⅱ級試驗電涌保護器，并根據設備的耐壓水平確定后續的保護措施。

四、結束語

高層建筑的內部通常有大量的電氣和電子設備，對防雷措施要求嚴格，防雷設計應采用綜合防護的概念，使用外部防雷和內部防雷的綜合防護措施，對建筑物本身，主要是防直擊雷，通過裝設接閃器攔截擊向建筑物的雷電流并使之迅速泄放進入大地；而對建筑物內部的電子設備，重點是防止感應雷的危害，在設計過程中，要充分考慮屏蔽、等電位連接、電涌保護等方法，結合建筑物及其內部的電子設備的特性，才能制定合理完善的設計方案。

參考文獻：

虞浩.現代防雷技術基礎（第二版）.北京：清華大學出版社，2005

梅衛群.江燕如.建筑防雷工程與設計.北京：氣象出版社，2003

篇9

根據我國《建筑物防雷設計規范》中的相關規定，應該根據建筑的重要程度、使用性質以及雷擊事故可能的程度等，將建筑的防雷等級分為一、二、三類。對于那些沒有在這三類當中的建筑物而言，并沒有做出強制性的防雷要求，也沒有對這些建筑做出防雷建議。同樣，對一些沒有達到防雷標準的其他事物，諸如家用電氣等都沒有做出對應的規定和建議。

1不達防雷等級之外建筑的防雷問題

1.1對不達防雷等級建筑防雷的必要性

不達防雷標準的建筑，諸如絕大多數的農村中小學、農村村社以及相當部分的城鎮建筑等，同時還包括城市近郊的地層小戶型住宅以及處于曠野中的小型建筑等，這些建筑的預計遭受雷擊的次數遠遠小于《建筑物防雷設計規范》中對第三類防雷的建筑物，可以不進行防雷處理。但是，在現實中卻往往存在遭受雷擊的現象，造成了一定程度上的損失。

尤其是隨著經濟社會的不斷發展以及人民生活水平的不斷提高，在對防雷要求方面也提出了更高的要求，而建造防雷設計過程中也應該體現出這種“以人為本”的基本概念，爭取更大限度的保護人民的生命和財產的安全。從這個角度來看，個人以及建造設計單位都應該對自己的防雷觀念進行適當的改變，不能認為沒有達到強制性的防雷標準就不進行防雷處理和防雷設計，而應該將防雷理念提高到一個新的高度，在強制防雷標準規定之外還應該進行建筑物的防雷設置，尤其是對于一些人員相對集中的建筑應該進行防雷裝置的設置，諸如農村小學、宗教場所等，避免群死群傷的現象。

1.2在農村和城市近郊的建筑中設置防雷裝置

在農村、城市近郊等新建設的房屋，或者是統一建設的新農村住宅，農村中小學校、鄉鎮辦公樓等，不論其是否達到最低的防雷設置強制標準，都應該采用合適方式來進行防雷設計。因為：其一，可以有效的避免人員以及建筑物遭受到雷擊的危害；其二，進行防雷設計之后的建筑在以后進行改造的過程中將更加的方便和簡潔；其三，進行防雷裝置的安裝帶來建筑成本的增加較少，尤其是對那些建筑中設置了構造柱、圈梁等的建筑，只需要在合適的位置焊接上鋼筋，并連接好地下引線、接地體等，再加上避雷針就完成了，不會帶來過大的經濟負擔。

1.3處于易受雷擊地域的建筑應該設置好防雷裝置

通常而言，雷擊具有一定的選擇性，那些電阻率較小的土壤的導電性通常較好，諸如河床、濕地以及大型的鹽礦等場所，處于這些區域的建筑物都容易遭受雷擊。同時，那些地表土壤的電阻率存在突變的區域也容易遭受雷擊，諸如土壤和巖石的交接處、濕地與山坡的交接處等，處于這些區域的建筑都容易受到雷擊的危害。還有，那些有利于雷擊云層的地方也容易遭受雷擊，諸如山地的東、南坡面就比山地的西、北坡容易遭受雷擊，山地中峽谷等容易遭受雷擊，尤其是靠山且臨水的地區，容易構成雷暴走廊而受到雷擊。雖然這些地區的建筑沒有達到最低的防雷設計強制標準，都應該采用一定的措施來進行防雷設計。

2不達防雷等級家用電氣設備防雷

2.1積極的進行防雷知識的普及

通過進行防雷知識的普及可以有效的提高群眾的防雷意識。尤其是一些群眾對于雷電波侵入的理論以及感應雷擊等的了解還較為欠缺，可以通過防雷知識以及雷電知識的普及教育來進行預防。因此，通過各種渠道，諸如媒體或者是小品宣傳等方式來進行這方面知識的宣傳與普及就顯得尤為必要，通過有效提高群眾的防雷意識來提高防雷的效果是一種有效的方式。

2.2躲避為主，攔截、分流為輔的防雷手段

處于建筑物當中的電器設備由于有建筑物作為防雷擊的第一道屏障，因此一般不會容易的受到雷擊，但是依然存在著一定的遭受雷擊概率。尤其是當感應雷擊、雷電波的侵入而導致的雷擊，諸如供電線路、網絡數字信號線等的接入，容易造成使用設備或者是設備使用人員的雷擊事故。

我國的《建筑物電子信息系統防雷技術規范》中對電子系統的防雷保護一般是采用屏蔽、接地、等電位連接以及設置浪涌保護器等多種措施來進行攔截或者是分流而實現的。這是因為一些設備即是在雷擊發生時也不能夠通過停止其工作來躲避雷電的

襲擊。

而家用電器在進行防雷設計時就不能夠按照上述方法進行，這時因為上述方法一般存在著造價較高、設備復雜的問題，有時候防雷裝置的成本都會比需要保護的設備自身的成本高。因此，在對家用電器設備進行防雷保護時，一般都可以采用停止該類型設備工作的方式來實現，諸如將電源線、電視信號線、網線和電話線拔除等方式來主動的躲避雷擊的危害。

2.3住宅小區防雷裝置的檢測和設置

隨著城市住宅小區的增加以及新農村建設步伐的加快，在小區建筑中接入的電子設備和信息系統迅速的增加，這就使得建筑的防雷設計要求不斷的得到提高，其對應的防雷設備和裝置的檢測就顯得更加的重要。

我國在2008年頒布和實施的《建筑物防雷裝置檢測技術防范》中就做出了明確的規定，對于那些設置有低壓電氣系統、電子系統的建筑，雖然不屬于第一、二、三類防雷建筑物的強制防雷保護范圍當中，但是應該將之作為第三類防雷建筑來進行處理。這種對防雷類別的補充在一定程度上有效的減少了在防雷檢測的覆蓋盲區，保證一些沒有達到強制防雷標準的建筑同樣能夠受到防雷擊裝置的保護。

在進行住宅小區的防雷擊裝置的檢測工作過程中，應該注意這樣兩個方面的工作：其一，對于那些新建設的住宅小區，在施工的過程中就應該對防雷進行跟蹤檢測，尤其是那些隱蔽性工程，在進行竣工驗收的過程中尤其要做好防雷設計的驗收工作；其二，對于那些已經投入到使用中的住宅小區，要對防雷設備的安全情況進行檢測。尤其是在經過雨季之后，要對那些可能受到雷擊的或者是環境腐蝕較為嚴重的地區進行安全檢測。這樣，才

（下轉第105頁）

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能保證這些區域的地下或者是人為損壞而造成的失效概率達到最低，確保建筑中得到有效的防雷保護。尤其是小區中的居民，應該主動的檢測和關注防雷設計的標準以及防雷設備的使用情況，對其進行定期的檢測和安全檢查。

3結束語

除了從建筑、電氣等方面來對防雷的強制標準范圍盲區進行防雷設計之外，本人認為還應該從法律和相關的章程來對防雷標準來進行完善，尤其是一些技術性文件，應該通過進一步的完善來確定。同時，各個地方政府及相關的功能部門都應該參與到防雷減災的工作中來，對防雷規范進行更進一步的完善。消防、建筑、安全監察以及教育等多個部門應該聯合起來，通過相互配合而形成合力，在地方政府的積極支持下，更進一步的做好防雷減災工作，爭取將雷擊危害降到最低。

參考文獻

[1]汪順勤.防雷類別等級覆蓋盲區的防雷問題探討[J].農技服務,2010,27(7):

913-914.

篇10

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、建筑物防雷規范的概述及比較

現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范》?JGJ/T16－92?推薦性行業標準，1994年11月1日起實施的《建筑物防雷設計規范》?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，設計施工更加規范化、標準化。

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中的規定。

三、預計的年雷擊次數確定設置防雷設施

除少量的一、二級防雷建筑物外，數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。現計算舉例說明：

例1：在地勢平坦的住宅小區內部設計一棟住宅樓：6層高?層數不含地下室，地下室高2.2m?，三個單元，其中：長L=60m，寬W=13m，高H=20m，當地年平均雷暴日Td=33.2d/a，由于住宅樓處在小區內部，則校正系數K=1。

據JCJ/T16－92中公式?D?2－1?、?D?2－2?、?D?2－3?、?D?2－4?得：與建筑物截收相同雷擊次數的等效面積?km2?：Ae=?L?W＋2?L＋W?H?200－H?＋πH?200－H??×10－6=?60×13＋2（60＋13）20（200－20）＋3.14×20（200－20）?×10－6=0.02084?km2?

建筑物所處當地的雷擊大地的年平均密度：

Ng=0.024Td1.3=0.024×33.21.3=2.28次/?km2?a?

建筑物年預計雷擊次數：

N=KNgAe=1×2.28×0.02084=0.0475?次/a?

據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。

根據以上計算步驟，現以L=60m，W=13m，分別以H=7m、10m、15m、20m四種不同的高度，K值分別取1，1.5，1.7，2，Ng=2.28?km2?a?進行計算N值，計算結果見表2。

從表2中的數據可知，在本區內：①當K=1時，舉例中的建筑物均N<0.05，不需設置防雷設施。②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。③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。④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措施。關鍵因素在于建筑所處的地理位置、環境、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1998年約竣工600～800棟，僅增設的防雷設施其工程直接費約為450～600萬元。以此類推，在全省、全國因提高防雷等級而提高工程造價?浪費?的數字是巨大的。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進行計算，根據計算結果，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的避雷網，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＋L?1?

式中Ik―雷電流幅值?kA?

Rq―防雷裝置的接地電阻?Ω?

L―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?μH?

雷電流的波頭陡度?kA/μH?

?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GB50057－94有關規定，三類?級?防雷建筑物中，可取雷電流Ik=100kA，波頭形狀為斜角形，波頭長度為10μs，則雷電流波頭陡度==10kA/μs，取引下線單位長度電感Lo=1.4μH/m，則由?1?式可得出

Uo=100Rq＋1.4×h×10=100Rq＋14h?kV??2?

根據?2?式，在不同的接地電阻Rq及高度h時，可求出相應的Uo值，但引下線數量不同，則Uo的數值有較大差異。下面以例1中引下線分別為4、8根?假定每根引下線均流過相同幅度的雷擊電流，且忽略雷電流在水平避雷上的電阻及電感壓降?，計算出的UR/UL值列于表3。

由表3中可知，接地電阻?Rq?即使為零，在不同高度的接地引下線由于電感產生的電位?電感分量?也是相當高的，同樣會產生反擊閃絡。

2.引下線與人體之間的安全間距

雷擊電流流過引下線及接地體上產生的雷擊電壓，其電阻分量存在于雷電波的持續時間?數十μs?內，而電感分量只存在于波頭時間5μs內，因此兩者對空氣絕緣作用有所不同，可取空氣擊穿強度：電感UL=700kV/m，電阻ER=500kV/m。混凝土墻的擊穿強度等于空氣擊穿強度，磚墻的擊穿強度為空氣擊穿強度的一半。

據表3計算的數據，下面計算引下線與人體之間的安全距離。因每組引下線利用構造柱中的4?12鋼筋，可以認為引下線與人體、金屬管道、金屬物體之間為空氣間隔，且認為引下線與空氣之間間隔層為抹灰層，可忽略不計。

?1?當引下線為4組時，人站在一層，h1=3m，Rq=30Ω，則URI=750kV?UL1=10.5kV?人體與引下線之間安全距離L安全1>

?方可產生的反擊。人站在5層，h2=15m，Rq=30Ω，則：UR2=750kV?U12=52.5kV?則安全距離L安全2>

1.575m<1.83m。在上述兩個房間內，保持如此的距離是很難做到的，因此存在很危險的雷電壓反擊。

（2）當引下線為8組時，當站在一層房間內，h1=3m，Rq=30Ω，則UL1=5.25kV?UR1=3.75kV?則安全間距L安全1>

0.757m。人站在5層時，h2=15m?則UL2=26.25kV?UR2=375kV?則安全間距L安全2>

可見，引下線數量增加一倍，安全間距則減小一半。因此設置了防雷設施后，應嚴格按照規范設置引下線的數量及間距。同時建議可縮短規范內規定的引下線間距，多設一定數量的引下線，可減少雷電壓反擊現象。這樣處理，對增加工程造價微乎其微。

3.引下線與室內金屬管道、金屬物體的距離

?1?當防雷接地裝置未與金屬管道的埋地部分連接時，按例一中數據：樓頂的引下線高度h=Lx=20m，Rq=30Ω時，據JCJ/T16－92第12.5.7條規定，Lx<5Rq=5×30=150m，則

Sal≥0.2Kc?Ri＋0.1Lx?

式中Kc―分流系數，因多根引下線，取0.44

Ri―防雷接地裝置的沖擊電阻，因是環路接地體，Ri=Rq=30Ω

Sal―引下線與金屬物體之間的安全距離/m

則

Sal≥0.2×0.44×?30＋0.1×20?=2.816m。

?2?當防雷接地體與金屬管道的埋地部分連接時，按式?12.3.6－3?，Sa2≥0.075KcLx=0.075×0.44×20=0.66

由以上計算的Sal≥2.816m，Sa2≥0.66m，在實際施工時，均很難保證以上距離，因為金屬管道靠墻0.1m左右安裝，又由于Sa2≤Sal，因此可將防雷接地裝置與金屬管道的埋地部分連接起來，同時，在樓層內應將引下線與金屬管道?物體?連接起來，防止雷電反擊。

4.引下線接地裝置與地下多種金屬管道及其它接地裝置的距離Sed

據JCJ/T16－92第12.5.7條及公式?12.3.6－4?：Sed≥0.3KcRi=0.3×0.4×30=3.96m，而在實際施工中，地下水暖管道交錯縱橫，先于防雷及電氣接地裝置施工，等施工后者時，已經很難保證Sed≥3.96m了，也難于保證不應小于2m的規定，因此可將防雷接地裝置與各種接地裝置共用，即實行一棟建筑一個接地體。將接地裝置與地下進出建筑物的各種金屬管道連接起來，實行總等電位聯結。

綜上所述，在實行一棟建筑一個總帶電位聯結、一個共用接地體的措施后，在樓頂部應將避雷帶?針?與伸出屋面的金屬管道金屬物體連接起來，在每層內的建筑物內應實行輔助等電位聯結，即引下線在經過各個樓層時，將它與該樓層內的鋼筋、金屬構架全部聯結起來，于是不論引下線的電位升到多高，同樓層建筑物內的所有金屬物?包括地面內鋼筋、金屬管道、電氣設備的安全接地?都同時升到相同電位，方可消除雷電壓反擊。

五、跨步電壓與接地裝置埋地深度

跨步電壓是指人的兩腳接觸地面間兩點的電位差，一般取人的跨距0.8m內的電位差。跨步電壓的大小與接地體埋地深度、土壤電阻率、雷電位幅值等諸多因素。當接地體為水平接地帶時，

?3?

式中ρ―土壤電阻率/?Ω.m?

L―水平接地體長度m

Ik―雷電流幅值kA

K―接地裝置埋深關系系數，見表4

Ukmax―跨步電壓最大值?kV?

按例一中的接地裝置計算，接地體長度L=146m，取Ik=150k，土質為砂粘土，ρ=300Ω.m，則按埋深深度0.3m，0.5m，0.8m，1m時相應的K值取2.2，1.46，0.97.0.78。按?3?式計算：

其Ukmax值分別為107.97，71.66，47.61，38.28/kV。

世界各國根據發生的人身沖擊觸電事故分析，認為相當于雷電流持續時間內人體能承受的跨步電壓為90～110kV。從計算結果可知，該工程的防雷接地體埋深0.8m時，跨步電壓已在安全范圍內。JCJ/T16－92第12.9.4規定接地體埋設深度不宜小于0.6m，第12.9.7條規定：防擊雷的人工接接地體距建筑物入口處及人行道不應小于3m，當小于3m時，接地體局部埋深不應小于1m，或水平接地體局部包以絕緣物。包以絕緣物易增大其接地電阻，因此還是以埋深大于1m時為好。這樣處理，只增加少量工程造價，卻將接地裝置處理得更加安全可靠，起到事半功倍的效果。

若采用基礎和圈梁內鋼筋作為環形接地體，但由于三級防雷的建筑物大多為毛石基礎，毛石基礎上的圈梁埋地一般為0.3m左右，較淺根本達不到防止危險的跨步電壓需將接地裝置埋深1m的要求，因此不宜采用圈梁做為環形接地體?指三級防雷建筑物?。

六、區別工頻、沖擊接地電阻

工頻、沖擊接地電阻兩者的區別及關系，許多施工技術人員不能區別與明晰，使部分工程的防雷裝置接地電阻已達到設計值，而仍然盲目采用降阻措施，增加了工程造價。

工頻接地電阻是按通過接地體流入地中工頻電流求得的電阻。可以認為是接地體20m以內土壤的流散電阻，距接地體20m以外的大地是電氣上的零電位點。用接地電阻測量儀測量的電阻，即為工頻接地電阻。

篇11

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、建筑物防雷規范的概述及比較

現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范》JGJ/T16－92推薦性行業標準，1994年11月1日起實施的《建筑物防雷設計規范》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，設計施工更加規范化、標準化。

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中的規定。

三、預計的年雷擊次數確定設置防雷設施

除少量的一、二級防雷建筑物外，數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。現計算舉例說明：

例1：在地勢平坦的住宅小區內部設計一棟住宅樓：6層高層數不含地下室，地下室高2.2m，三個單元，其中：長L=60m，寬W=13m，高H=20m，當地年平均雷暴日Td=33.2d/a，由于住宅樓處在小區內部，則校正系數K=1。

據JCJ/T16－92中公式D·2－1、D·2－2、D·2－3、D·2－4得：與建筑物截收相同雷擊次數的等效面積km2：Ae=L·W＋2L＋WH200－H＋πH200－H×10－6=60×13＋2（60＋13）20（200－20）＋3.14×20（200－20）×10－6=0.02084km2

建筑物所處當地的雷擊大地的年平均密度：

Ng=0.024Td1.3=0.024×33.21.3=2.28次/km2·a

建筑物年預計雷擊次數：

N=KNgAe=1×2.28×0.02084=0.0475次/a

據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。

根據以上計算步驟，現以L=60m，W=13m，分別以H=7m、10m、15m、20m四種不同的高度，K值分別取1，1.5，1.7，2，Ng=2.28km2·a進行計算N值，計算結果見表2。

從表2中的數據可知，在本區內：①當K=1時，舉例中的建筑物均N<0.05，不需設置防雷設施。②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。③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。④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措施。關鍵因素在于建筑所處的地理位置、環境、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1998年約竣工600～800棟，僅增設的防雷設施其工程直接費約為450～600萬元。以此類推，在全省、全國因提高防雷等級而提高工程造價浪費的數字是巨大的。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進行計算，根據計算結果，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的避雷網，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＋L1

式中Ik—雷電流幅值kA

Rq—防雷裝置的接地電阻Ω

L—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μH

雷電流的波頭陡度kA/μH

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GB50057－94有關規定，三類級防雷建筑物中，可取雷電流Ik=100kA，波頭形狀為斜角形，波頭長度為10μs，則雷電流波頭陡度==10kA/μs，取引下線單位長度電感Lo=1.4μH/m，則由1式可得出

Uo=100Rq＋1.4×h×10=100Rq＋14hkV2

根據2式，在不同的接地電阻Rq及高度h時，可求出相應的Uo值，但引下線數量不同，則Uo的數值有較大差異。下面以例1中引下線分別為4、8根假定每根引下線均流過相同幅度的雷擊電流，且忽略雷電流在水平避雷上的電阻及電感壓降，計算出的UR/UL值列于表3。

由表3中可知，接地電阻Rq即使為零，在不同高度的接地引下線由于電感產生的電位電感分量也是相當高的，同樣會產生反擊閃絡。

2.引下線與人體之間的安全間距

雷擊電流流過引下線及接地體上產生的雷擊電壓，其電阻分量存在于雷電波的持續時間數十μs內，而電感分量只存在于波頭時間5μs內，因此兩者對空氣絕緣作用有所不同，可取空氣擊穿強度：電感UL=700kV/m，電阻ER=500kV/m。混凝土墻的擊穿強度等于空氣擊穿強度，磚墻的擊穿強度為空氣擊穿強度的一半。

據表3計算的數據，下面計算引下線與人體之間的安全距離。因每組引下線利用構造柱中的412鋼筋，可以認為引下線與人體、金屬管道、金屬物體之間為空氣間隔，且認為引下線與空氣之間間隔層為抹灰層，可忽略不計。

1當引下線為4組時，人站在一層，h1=3m，Rq=30Ω，則URI=750kVUL1=10.5kV人體與引下線之間安全距離L安全1>

方可產生的反擊。人站在5層，h2=15m，Rq=30Ω，則：UR2=750kVU12=52.5kV則安全距離L安全2>

1.575m<1.83m。在上述兩個房間內，保持如此的距離是很難做到的，因此存在很危險的雷電壓反擊。

（2）當引下線為8組時，當站在一層房間內，h1=3m，Rq=30Ω，則UL1=5.25kVUR1=3.75kV則安全間距L安全1>

0.757m。人站在5層時，h2=15m則UL2=26.25kVUR2=375kV則安全間距L安全2>

可見，引下線數量增加一倍，安全間距則減小一半。因此設置了防雷設施后，應嚴格按照規范設置引下線的數量及間距。同時建議可縮短規范內規定的引下線間距，多設一定數量的引下線，可減少雷電壓反擊現象。這樣處理，對增加工程造價微乎其微。

3.引下線與室內金屬管道、金屬物體的距離

1當防雷接地裝置未與金屬管道的埋地部分連接時，按例一中數據：樓頂的引下線高度h=Lx=20m，Rq=30Ω時，據JCJ/T16－92第12.5.7條規定，Lx<5Rq=5×30=150m，則

Sal≥0.2KcRi＋0.1Lx

式中Kc—分流系數，因多根引下線，取0.44

Ri—防雷接地裝置的沖擊電阻，因是環路接地體，Ri=Rq=30Ω

Sal—引下線與金屬物體之間的安全距離/m

則

Sal≥0.2×0.44×30＋0.1×20=2.816m。

2當防雷接地體與金屬管道的埋地部分連接時，按式12.3.6－3，Sa2≥0.075KcLx=0.075×0.44×20=0.66

由以上計算的Sal≥2.816m，Sa2≥0.66m，在實際施工時，均很難保證以上距離，因為金屬管道靠墻0.1m左右安裝，又由于Sa2≤Sal，因此可將防雷接地裝置與金屬管道的埋地部分連接起來，同時，在樓層內應將引下線與金屬管道物體連接起來，防止雷電反擊。

4.引下線接地裝置與地下多種金屬管道及其它接地裝置的距離Sed

據JCJ/T16－92第12.5.7條及公式12.3.6－4：Sed≥0.3KcRi=0.3×0.4×30=3.96m，而在實際施工中，地下水暖管道交錯縱橫，先于防雷及電氣接地裝置施工，等施工后者時，已經很難保證Sed≥3.96m了，也難于保證不應小于2m的規定，因此可將防雷接地裝置與各種接地裝置共用，即實行一棟建筑一個接地體。將接地裝置與地下進出建筑物的各種金屬管道連接起來，實行總等電位聯結。

綜上所述，在實行一棟建筑一個總帶電位聯結、一個共用接地體的措施后，在樓頂部應將避雷帶針與伸出屋面的金屬管道金屬物體連接起來，在每層內的建筑物內應實行輔助等電位聯結，即引下線在經過各個樓層時，將它與該樓層內的鋼筋、金屬構架全部聯結起來，于是不論引下線的電位升到多高，同樓層建筑物內的所有金屬物包括地面內鋼筋、金屬管道、電氣設備的安全接地都同時升到相同電位，方可消除雷電壓反擊。

五、跨步電壓與接地裝置埋地深度

跨步電壓是指人的兩腳接觸地面間兩點的電位差，一般取人的跨距0.8m內的電位差。跨步電壓的大小與接地體埋地深度、土壤電阻率、雷電位幅值等諸多因素。當接地體為水平接地帶時，

3

式中ρ—土壤電阻率/Ω.m

L—水平接地體長度m

Ik—雷電流幅值kA

K—接地裝置埋深關系系數，見表4

Ukmax—跨步電壓最大值kV

按例一中的接地裝置計算，接地體長度L=146m，取Ik=150k，土質為砂粘土，ρ=300Ω.m，則按埋深深度0.3m，0.5m，0.8m，1m時相應的K值取2.2，1.46，0.97.0.78。按3式計算：

其Ukmax值分別為107.97，71.66，47.61，38.28/kV。

世界各國根據發生的人身沖擊觸電事故分析，認為相當于雷電流持續時間內人體能承受的跨步電壓為90～110kV。從計算結果可知，該工程的防雷接地體埋深0.8m時，跨步電壓已在安全范圍內。JCJ/T16－92第12.9.4規定接地體埋設深度不宜小于0.6m，第12.9.7條規定：防擊雷的人工接接地體距建筑物入口處及人行道不應小于3m，當小于3m時，接地體局部埋深不應小于1m，或水平接地體局部包以絕緣物。包以絕緣物易增大其接地電阻，因此還是以埋深大于1m時為好。這樣處理，只增加少量工程造價，卻將接地裝置處理得更加安全可靠，起到事半功倍的效果。

若采用基礎和圈梁內鋼筋作為環形接地體，但由于三級防雷的建筑物大多為毛石基礎，毛石基礎上的圈梁埋地一般為0.3m左右，較淺根本達不到防止危險的跨步電壓需將接地裝置埋深1m的要求，因此不宜采用圈梁做為環形接地體指三級防雷建筑物。

六、區別工頻、沖擊接地電阻

篇12

    直擊雷和感應雷是雷電入侵建筑物內電氣設備的兩種主要形式。直擊雷是雷電直接擊中線路并經過電氣設備入地的雷擊過電流；感應雷是由雷閃電流產生的強大電磁場變化與導體感應出的過電壓，過電流對電氣設備的毀壞。根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94（2000年版）規定，建筑物的防雷區劃分為LPZOA，LPZOB，LPZ1，LPZn+1等區（各區的具體含義本文不再贅述）。將需要保護的空間劃分為不同的防雷分區，是為了規定各部分空間不同的雷擊電磁脈沖的嚴重程度和等電位聯結點的位置，從而決定位于各區域內的電子設備采用何種電涌保護器在何處以何種方式實現同聯合接地體的等電位聯結。

    建筑物直擊雷防護的保護區域為LPZOB區，其保護設計已為電氣設計人員所熟知，根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94（2000年版），設計由避雷網（帶），避雷針或混合組成的接閃器，基礎內的鋼筋網、柱筋及鋼屋架等構成一個整體，避雷網通過全部立柱基礎內的鋼筋作為接地體，將強大的雷電流入大地。建筑物感應雷的保護區域為LPZOB，LPZ1，LPZn+1區，即不可能直接遭受雷擊區域；感應雷是由雷擊電磁脈沖感應而產生的，形成感應過電壓的機率很高，對建筑物內的電氣設備，尤其對低壓電子設備威脅更大，所以說對建筑物內部設備的雷電保護的重點是防感應雷入侵。感應雷產生的過電壓、過電流主要有以下三個途徑：（1）由供電線路入侵；高壓電力線路遭直擊雷襲擊后，經過變壓器耦合到各低壓0.38KV/0.22KV線路后傳送到建筑物內各低壓電氣設備；另外低壓線路也可能被直擊雷擊中或由于附近雷閃感應出過電壓。據測，低壓線路上感應的雷電過電壓平均可達10KV，完全可以擊壞各種電氣設備，尤其是電子信息設備。（2）由建筑物內信息線路入侵；可分為三種情況：①當地面突出物遭受直擊雷時，強雷電壓將鄰近土壤擊穿，雷電流直接入侵到電纜外皮，進而擊穿外皮，使高壓入侵線路。②雷云對地面放電時，在線路上感應出上千伏的過電壓，擊壞與線路相連的電氣設備，通過設備連線侵入通信線路。這種入侵沿通信線路傳播，涉及面廣，危害范圍大。③若通過一條多芯電纜連接不同來源的導線或者多條電纜平行鋪設時，當某一導線被雷電擊中時，會在相鄰的導線感應出過電壓，擊壞低壓電氣設備。（3）地電位反擊電壓通過接地體入侵；雷擊時強大的雷電流經過引下線和接地體泄入大地，在接地體附近放射型的電位分布，若與有連接電子設備的其他接地體靠近時，即產生高壓地電位反擊。建筑物防直擊雷的避雷裝置接受了強大的雷電流通過引下線入地，在附近空間產生強大的電磁場變化，會在相鄰的導線（包括電源線和信號線）上感應出雷電過電壓，因此建筑物避雷系統不但不能保護計算機，反而可能引入了雷電。計算機網絡系統等設備的集成電路芯片耐壓能力很弱，通常在100伏以下，因此必須建立多層次的防雷系統，層層設防，確保計算機網絡系統的安全。由此可見，對建筑物內各電氣設備進行防感應雷保護設計是必不可少的一項內容；設計的合理與否，對電氣設備的安全使用與運行有著至關重要的作用。

     根據國家標準《建筑物防雷設計規》GB50057-94（2000年版）第6.4.4條規定：電涌保護器必須能承受預期通過它們的雷電流，并應符合以下兩個附加要求：通過電涌時的最大鉗壓，有能力熄滅在雷電流通過后產生的工頻續流。即電涌保護器的最大鉗壓加上其兩端的感應電壓應與所屬系統的基本絕緣水平和設備允許的最大電涌電壓協調一致。

    現在，我們根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94（2000年版）附錄六規定的各類防雷建筑物的雷擊電流值進行電涌保護器的最大放電電流的選擇。

篇13

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、建筑物防雷規范的概述及比較

現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范》JGJ/T16－92推薦性行業標準，1994年11月1日起實施的《建筑物防雷設計規范》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，設計施工更加規范化、標準化。

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中的規定。

三、預計的年雷擊次數確定設置防雷設施

除少量的

一、二級防雷建筑物外，數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。現計算舉例說明：

例1：在地勢平坦的住宅小區內部設計一棟住宅樓：6層高層數不含地下室，地下室高2.2m，三個單元，其中：長L=60m，寬W=13m，高H=20m，當地年平均雷暴日Td=33.2d/a，由于住宅樓處在小區內部，則校正系數K=1。

據JCJ/T16－92中公式D·2－1、D·2－2、D·2－3、D·2－4得：與建筑物截收相同雷擊次數的等效面積km2：Ae=L·W＋2L＋WH200－H＋πH200－H×10－6=60×13＋2（60＋13）20（200－20）＋3.14×20（200－20）×10－6=0.02084km2

建筑物所處當地的雷擊大地的年平均密度：

Ng=0.024Td1.3=0.024×33.21.3=2.28次/km2·a

建筑物年預計雷擊次數：

N=KNgAe=1×2.28×0.02084=0.0475次/a

據JCJ/T16－92第12.3.1條，只有在N≥0.05GB50057－94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。

根據以上計算步驟，現以L=60m，W=13m，分別以H=7m、10m、15m、20m四種不同的高度，K值分別取1，1.5，1.7，2，Ng=2.28km2·a進行計算N值，計算結果見表2。

從表2中的數據可知，在本區內：①當K=1時，舉例中的建筑物均N<0.05，不需設置防雷設施。②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。③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。④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措施。關鍵因素在于建筑所處的地理位置、環境、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1998年約竣工600～800棟，僅增設的防雷設施其工程直接費約為450～600萬元。以此類推，在全省、全國因提高防雷等級而提高工程造價浪費的數字是巨大的。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進行計算，根據計算結果，結合具體條件，確定是否設置防雷設施。轉

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的避雷網，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＋L1

式中Ik—雷電流幅值kA

Rq—防雷裝置的接地電阻Ω

L—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μH

雷電流的波頭陡度kA/μH

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GB50057－94有關規定，三類級防雷建筑物中，可取雷電流Ik=100kA，波頭形狀為斜角形，波頭長度為10μs，則雷電流波頭陡度==10kA/μs，取引下線單位長度電感Lo=1.4μH/m，則由1式可得出

Uo=100Rq＋1.4×h×10=100Rq＋14hkV2

根據2式，在不同的接地電阻Rq及高度h時，可求出相應的Uo值，但引下線數量不同，則Uo的數值有較大差異。下面以例1中引下線分別為4、8根假定每根引下線均流過相同幅度的雷擊電流，且忽略雷電流在水平避雷上的電阻及電感壓降，計算出的UR/UL值列于表3。

由表3中可知，接地電阻Rq即使為零，在不同高度的接地引下線由于電感產生的電位電感分量也是相當高的，同樣會產生反擊閃絡。

2.引下線與人體之間的安全間距

雷擊電流流過引下線及接地體上產生的雷擊電壓，其電阻分量存在于雷電波的持續時間數十μs內，而電感分量只存在于波頭時間5μs內，因此兩者對空氣絕緣作用有所不同，可取空氣擊穿強度：電感UL=700kV/m，電阻ER=500kV/m。混凝土墻的擊穿強度等于空氣擊穿強度，磚墻的擊穿強度為空氣擊穿強度的一半。

據表3計算的數據，下面計算引下線與人體之間的安全距離。因每組引下線利用構造柱中的412鋼筋，可以認為引下線與人體、金屬管道、金屬物體之間為空氣間隔，且認為引下線與空氣之間間隔層為抹灰層，可忽略不計。

1當引下線為4組時，人站在一層，h1=3m，Rq=30Ω，則URI=750kVUL1=10.5kV人體與引下線之間安全距離L安全1>

方可產生的反擊。人站在5層，h2=15m，Rq=30Ω，則：UR2=750kVU12=52.5kV則安全距離L安全2>

1.575m<1.83m。在上述兩個房間內，保持如此的距離是很難做到的，因此存在很危險的雷電壓反擊。

（2）當引下線為8組時，當站在一層房間內，h1=3m，Rq=30Ω，則UL1=5.25kVUR1=3.75kV則安全間距L安全1>

0.757m。人站在5層時，h2=15m則UL2=26.25kVUR2=375kV則安全間距L安全2>

可見，引下線數量增加一倍，安全間距則減小一半。因此設置了防雷設施后，應嚴格按照規范設置引下線的數量及間距。同時建議可縮短規范內規定的引下線間距，多設一定數量的引下線，可減少雷電壓反擊現象。這樣處理，對增加工程造價微乎其微。

3.引下線與室內金屬管道、金屬物體的距離

1當防雷接地裝置未與金屬管道的埋地部分連接時，按例一中數據：樓頂的引下線高度h=Lx=20m，Rq=30Ω時，據JCJ/T16－92第12.5.7條規定，Lx<5Rq=5×30=150m，則

Sal≥0.2KcRi＋0.1Lx

式中Kc—分流系數，因多根引下線，取0.44

Ri—防雷接地裝置的沖擊電阻，因是環路接地體，Ri=Rq=30Ω

Sal—引下線與金屬物體之間的安全距離/m

則

Sal≥0.2×0.44×30＋0.1×20=2.816m。

2當防雷接地體與金屬管道的埋地部分連接時，按式12.3.6－3，Sa2≥0.075KcLx=0.075×0.44×20=0.66

由以上計算的Sal≥2.816m，Sa2≥0.66m，在實際施工時，均很難保證以上距離，因為金屬管道靠墻0.1m左右安裝，又由于Sa2≤Sal，因此可將防雷接地裝置與金屬管道的埋地部分連接起來，同時，在樓層內應將引下線與金屬管道物體連接起來，防止雷電反擊。

4.引下線接地裝置與地下多種金屬管道及其它接地裝置的距離Sed

據JCJ/T16－92第12.5.7條及公式12.3.6－4：Sed≥0.3KcRi=0.3×0.4×30=3.96m，而在實際施工中，地下水暖管道交錯縱橫，先于防雷及電氣接地裝置施工，等施工后者時，已經很難保證Sed≥3.96m了，也難于保證不應小于2m的規定，因此可將防雷接地裝置與各種接地裝置共用，即實行一棟建筑一個接地體。將接地裝置與地下進出建筑物的各種金屬管道連接起來，實行總等電位聯結。轉綜上所述，在實行一棟建筑一個總帶電位聯結、一個共用接地體的措施后，在樓頂部應將避雷帶針與伸出屋面的金屬管道金屬物體連接起來，在每層內的建筑物內應實行輔助等電位聯結，即引下線在經過各個樓層時，將它與該樓層內的鋼筋、金屬構架全部聯結起來，于是不論引下線的電位升到多高，同樓層建筑物內的所有金屬物包括地面內鋼筋、金屬管道、電氣設備的安全接地都同時升到相同電位，方可消除雷電壓反擊。

五、跨步電壓與接地裝置埋地深度

跨步電壓是指人的兩腳接觸地面間兩點的電位差，一般取人的跨距0.8m內的電位差。跨步電壓的大小與接地體埋地深度、土壤電阻率、雷電位幅值等諸多因素。當接地體為水平接地帶時，3式中ρ—土壤電阻率/Ω.m

L—水平接地體長度m

Ik—雷電流幅值kA

K—接地裝置埋深關系系數，見表4

Ukmax—跨步電壓最大值kV

按例一中的接地裝置計算，接地體長度L=146m，取Ik=150k，土質為砂粘土，ρ=300Ω.m，則按埋深深度0.3m，0.5m，0.8m，1m時相應的K值取2.2，1.46，0.97.0.78。按3式計算：

其Ukmax值分別為107.97，71.66，47.61，38.28/kV。

世界各國根據發生的人身沖擊觸電事故分析，認為相當于雷電流持續時間內人體能承受的跨步電壓為90～110kV。從計算結果可知，該工程的防雷接地體埋深0.8m時，跨步電壓已在安全范圍內。JCJ/T16－92第12.9.4規定接地體埋設深度不宜小于0.6m，第12.9.7條規定：防擊雷的人工接接地體距建筑物入口處及人行道不應小于3m，當小于3m時，接地體局部埋深不應小于1m，或水平接地體局部包以絕緣物。包以絕緣物易增大其接地電阻，因此還是以埋深大于1m時為好。這樣處理，只增加少量工程造價，卻將接地裝置處理得更加安全可靠，起到事半功倍的效果。

若采用基礎和圈梁內鋼筋作為環形接地體，但由于三級防雷的建筑物大多為毛石基礎，毛石基礎上的圈梁埋地一般為0.3m左右，較淺根本達不到防止危險的跨步電壓需將接地裝置埋深1m的要求，因此不宜采用圈梁做為環形接地體指三級防雷建筑物。

六、區別工頻、沖擊接地電阻

工頻、沖擊接地電阻兩者的區別及關系，許多施工技術人員不能區別與明晰，使部分工程的防雷裝置接地電阻已達到設計值，而仍然盲目采用降阻措施，增加了工程造價。

工頻接地電阻是按通過接地體流入地中工頻電流求得的電阻。可以認為是接地體20m以內土壤的流散電阻，距接地體20m以外的大地是電氣上的零電位點。用接地電阻測量儀測量的電阻，即為工頻接地電阻。