建筑幕墙防雷专家讲座上海第一课-张芹 - 图文

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3.0.4 在可能发生对地闪击的地区，遇下情况之一时，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它重要或人员密集的公共建筑物。（小于0.01次/a可以不设防）

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。（小于0.05次/a可以不设防）

4 在平均雷爆日大于15d/a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 爆日小于或等于15d/a地区，高度在20m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。 （条文说明）3.0.4 本条为强制性条文。增加了“在可能发生对地闪击的地区”，并删去原第4、5款。 2 增加了“以及火灾危险场所”。当没有防雷装置时η=0，从表2查得公共建筑物的NT=1×10-2，将这两数值代入关系式(7)，得0≥1-(1×10-2/N)，所以N≤0.01。这表明对这类建筑当N≤0.01时可以不设防雷装置；当N≥0.01时要设防雷装置。 3 增加了“或一般工业建筑物”。当没有防雷装置时η=0，从表2查得一般建筑物的NT值为5×10-2。将这两个数值代入式（7），得0≥1-(5×10-2/N)，所以N≤0.05。这表明对这类建筑物当N≤0.05时可以不设防雷装置；当N≥0.05时要设防雷装置。

下面用长60m、宽13m（即四个单元住宅）的一般建筑物作为例子进行验算对比，其结果列于表3。原规范的建筑物年计算雷击次数计算式为N=kNgAe=k×0.024Td1.3×Ae，修改后，本规范的建筑物年预计雷击次数为N=kNgAe=k×0.1Td1.3×Ae。k值均取1。

计算结果的比较表 表3

地区名称 雷暴日(d/a) N为以下数值时算出的建筑物高度(m) 用原规范计算式 0.06 北京 成都 昆明 贵阳 上海 南宁 湛江 广州 海口 35.2 32.5 61.8 49.0 23.7 78.1 78.9 73.1 93.8 25.3 29.6 8.4 13.4 60.8 5.3 5.1 6.0 3.6 0.3 174.6 184.8 114.5 136.7 232.2 70.0 67.6 100.5 43.3 用本规范计算式 0.05 11.2 12.7 4.7 6.8 20.4 3.2 3.1 3.5 2.3 0.25 128.0 134.0 59.8 105.3 160.8 38.8 38.2 43.5 29.1 4.1.1 各类防雷建筑物应设防直击雷的外部防雷装置，并应采取防闪电电涌侵入的措施。 第一类防雷建筑物和本规范第3.0.3条第5~7款所规定的第二类防雷建筑物，尚应采取防闪电感应的措施。

4.1.2 各类防雷建筑物应设内部防雷装置，并应符合下列规定：

1 在建筑物的地下室或地面层处，下列物体应与防雷装置做防雷等电位连接： 1）建筑物金属体。 2）金属装置。 3）建筑物内系统。

4）进出建筑物的金属管线。

2 除本条第1款的措施外，外部防雷装置与建筑物金属体、金属装置、建筑物内系统之间，尚应满足间隔距离的要求。

4.2 第一类防雷建筑物的防雷措施

4.2.2 第一类防雷建筑物的防闪电感应应符合下列规定：

1 建筑物内的设备、管道、构架、电缆金属外皮、钢屋架、钢窗等较大金属物和突出屋面的放散管、风管等金属物，均应接到防闪电感应的接地装置上。

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金属屋面周边每隔18m~24m应采用引下线接地一次。 ---------

条文说明）4.2.2 本条说明如下：

1 被保护建筑物内的金属物接地，是防闪电感应的主要措施。-------

4.2.4 --------当建筑物高度超过30 m时，首先应沿屋顶周边敷设接闪带，接闪带应设在外墙外表面，或屋沿边垂直边面上，也可设在外墙外表面，或屋沿边垂直边面外，并应符合下列规定：

1 接闪器之间应互相连接。

2 引下线不应少于2根，并应沿建筑物四周和内庭四周均匀或对称布置其间距沿周长计算不宜大于12 m。

4 建筑物应装设等电位连接环，环间垂直距离不应大于12m，所有引下线、建筑物的金属结构和金属设备均应连到环上，等电位连接环可利用电气设备的等电位连接干线环路。

7 当建筑物高于30m时尚应采取下列防侧击措施：

1）应从30 m起每隔不大于6 m沿建筑物四周设水平接闪带并应与引下线相连。 2）30 m及以上外墙上的拦杆、门窗等较大的金属物应与防雷装置连接。 （条文说明）4.2.4

4 对较高的建筑物，引下线很长，雷电流的电感压降将达到很大的数值，需要在不大于12m

之处，用均压环将各条引下线在同一高度连接起来，并接到同一高度的室内金属物体上，以减小其间的电位差，避免发生火花放电。

7 对第一类防雷建筑物，由于滚球半径规定为30m和危险性大，所以30m以上要考虑防侧击，

-------由于侧击的概率和雷电流都很小，网格的横向距离不采用4m，而按引下线的位置（不大于12 m）考虑。

4.3 第二类防雷建筑物的防雷措施

4.3.1 第二类防雷建筑物外部防雷措施----------但当建筑物高度超过45 m时，首先应沿屋面周边敷设接闪带，接闪带应设在外墙外表面或屋檐垂直面上，也可设在外墙外表面或屋檐垂直面外，接闪器之间应互相连接。

4.3.3 专设引下线不应少于2根，并应沿建筑物四周和内庭四周均匀对称布置，其间距沿周长计算不宜大于18 m。当建筑物的跨度较大，无法在跨中设引下线时，应在跨距两端设引下线并减小其他引下线间距，专设引下线的平均间距不应大于18 m。

4.3.4 外部防雷装置的接地应和防闪电感应、内部防雷装置、电气和电子系统等接地共用接地装置，并应与引入的金属管线做等电位连接。外部防雷装置的专设外部防雷装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。 4.3.5 利用建筑物的钢筋作为防雷装置时，应符合下列规定：

1 建筑物宜利用钢筋混凝土屋顶、梁、柱、基础内的钢筋作为引下线。----

6 构件内有箍筋连接的钢筋或成网状的钢筋，其箍筋与钢筋、钢筋与钢筋应采用土建施工的绑扎法、螺丝、对焊或搭焊连接。单根钢筋、圆钢或外引预埋连接板、线与构件内钢筋应焊接或采用螺栓紧固的卡夹器连接。构件之间必需连接成电气通路。

（条文说明）4.3.5利用钢筋混凝土柱和基础内钢筋作引下线和接地体，国内外在20世纪60年代初期就已采用了，现已较为普遍。利用屋顶钢筋作为接闪器，国内外在20世纪70年代初期就逐渐被采用了。 1 关于利用建筑物钢筋体作防雷装置，IEC62305-3：2010中的规定如下：-----对宜考虑利用建筑物的金属体作为自然接闪器是“覆盖有非金属材料屋面的屋顶结构的金属构件（桁架、构架、互相连接的钢筋，等等）若覆盖屋面的该非金属材料可以不需要受到保护时”；-------对宜考虑利用建筑物的金属体作为引下线是“建筑物的电气贯通的钢筋混凝土框架的金属体”；----“混凝土基础内互相连接的钢筋，当其满足5.6条（本规范第5章）的要求时或其他合适的地下金属结构，应优先考虑利用其作为接地体”。-------

6 混凝土内的钢筋借绑扎作为电气连接，当雷电流通过时，在连接处是否可能由此而发生混凝土的爆炸性炸裂，为了澄清这一问题，瑞士高压问题研究委员会进行过研究，认为钢筋之间的普通金属绑丝连接对防雷保护来说是完全足够的，而且确证，在任何电流下，在这样连接附近的混凝土决不会碎裂，甚至出现雷电流本身把绑在一起的钢筋焊接起来，如点焊一样，通过电流以后，一个这样的连接点的电阻下降为

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几个毫欧的数值。

4.3.9 高度超过45 m的建筑物，除屋顶的外部防雷装置应符合本规范第4.3.1条的规定外，尚应符合下列规定：

1 对水平突出外墙的物体，当滚球半径45m球体从屋顶周边接闪带外向地面垂直下降接触到外墙的物体时，应采取相应的防雷措施。

2 高于60m的建筑物，其上部占高度20%并超过60m的部位应防侧击，防侧击应符合下列规定：

1）在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位，各表面上的尖物、墙角、边缘、设备以及显著突出的物体，应按屋面上的保护措施处理。

2）在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位，布置接闪器应符合对本类防雷建筑物的要求，接闪器应布置在墙角、边缘和显著突出的物体上。

3）外部金属物，当其最小尺寸符合本规范第5.2.7条第2款的规定时，可利用其作为接闪器，还可以利用布置在建筑物垂直边缘处的外部引下线作为接闪器。

4）符合本规范第4.3.5条规定的钢筋混凝土内的钢筋和符合本规范第5.3.5条规定的建筑物金属框架，当作为引下线或与引下线连接时，均利用其作为接闪器。

3 外墙内、外竖直敷设的金属管线及金属物的顶端和底端，应与防雷装置等电位连接。

（条文说明）4.3.9 本条是根据IEC62305-3：2010 修改的，其第19页“5.2.3 高层建筑物防侧击的接闪器的规定如下：

5.2.3.1 高度低于60m的建筑物 研究显示，小雷击击到高度低于60 m的建筑物的垂直侧面的概率是足够低的，所以不需要考虑这种侧击。屋顶和水平突出物应按IEC62305-2风险计算确定的防雷装置（LPS）级别加以保护。

5.3.2.2 高60m及高于60m的建筑物

高于60m的建筑物，闪击击到其侧面是可能发生的，特别是各表面的突出尖物、墙角和边缘。

注：通常这种侧击是低的，因为它只占高层建筑物遭闪击数的百分之几，而且其雷电流参数显著低于闪电击到屋顶的电流参数，然而，装在建筑物外墙上的电气和电子设备，甚至被低峰值雷电流侧击击中，也可能损坏。

高层建筑物的上面部位（例如，通常是建筑物高度的最上面20%部位，这些部位要在建筑物60m高以上）及安装在其上的设备应装接闪器加以保护（见附录A）。

在高层建筑物的这个上端部位布置接闪器的规则，应至少符合第Ⅳ级防雷级别的要求，并布置在墙角、边缘和显著突出物（如阳台、观景平台，等等）处。

在高层建筑物的侧面有外部的金属物（如满足表3最小尺寸要求的金属覆盖物、金属幕墙）时可以满足安装接闪器的要求。当无自然的外部导体时也可以采用布置在建筑物垂直边缘的外部引下线。

可利用所安装的引下线或利用适当互相连接的自然引下线（如符合本规范第5.3.5条规定的建筑物金属框架，或在电气上贯通的钢筋混凝土钢筋）来满足上述要求所要安装的或特别要求的接闪器。”

对于第二类防雷建筑物，由于滚球半径h r规定为45m（见本规范表5.2.12），所以本条规定为“高度超过45m的建筑物”。

竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置等电位连接。由于两端连接使其引下线成了并连路线，必然参与导引一部分雷电流，并使它们之间在各平面处的电位相等。 4.4 第三类防雷建筑物的防雷措施

4.4.3 专设引下线不应少于2根，并应沿建筑物四周和内庭四周均匀对称布置，其间距沿周长计算不宜大于25m。当建筑物的跨度较大，无法在跨中设引下线时，应在跨距两端设引下线并减小其他引下线间距，专设引下线的平均间距不应大于25m。

4.4.4 防雷装置的接地应与电气和电子系统等接地共用接地装置，并应与引入的金属管线做等电位连接。外部防雷装置的专设外部防雷装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。

4.4.8 高度超过60m的建筑物，除屋顶的外部防雷装置应符合本规范第4.4.1条的规定外，尚应符合下列规定：

1 对水平突出外墙的物体，当滚球半径45m球体从屋顶周边接闪带外向地面垂直下降接触到外墙的物体时，应采取相应的防雷出措施。

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2 高于60m的建筑物，其上部占高度20%并超过60m的部位应防侧击，防侧击应符合下列规定：

1）在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位，各表面上的尖物、墙角、边缘、设备以及显著突出的物体，应按屋面上的保护措施处理。

2）在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位，布置接闪器应符合对本类防雷建筑物的要求，接闪器应布置在墙角、边缘和显著突出的物体上。

3）外部金属物，当其最小尺寸符合本规范第5.2.7条第2款的规定时，可利用其作为接闪器，还可以利用布置在建筑物垂直边缘处的外部引下线作为接闪器。

4）符合本规范第4.3.5条规定的钢筋混凝土内的钢筋和符合本规范第5.3.5条规定的建筑物金属框架，当作为引下线或与引下线连接时，均利用其作为接闪器。

3 外墙内、外竖直敷设的金属管线及金属物的顶端和底端，应与防雷装置等电位连接。

（条文说明）4.4.8 参见本规范第4.3.9条条文说明。对于第三类防雷建筑物，由于滚球半径h r规定为60m（见本规范表5.2.12），所以45 m改为60m”。

4.5.6* 在建筑物引下线附近保护人身安全需采用的防接触电压和跨步电压的措施，应符合以下规定： 1 防接触电压应符合以下规定之一：

1）利用建筑物金属构架和建筑物互相连接的钢筋在电气上是贯通的且不少于10根柱子组成的自然引下线，自然引下线的柱子包括位于建筑物四周和建筑物内的。

3）外露引下线其距地面2.7 m 以下的导体用耐1.2/50μs冲击电压100kV的绝缘层隔离，或用至少3mm厚的交联乙烯层隔离。

4）用护拦、警告牌使接触引下线的可能性降至最低限度。（*林修）

2 防跨步电压应符合以下规定之一：

1）利用建筑物金属构架和建筑物互相连接的钢筋在电气上是贯通的且不少于10根柱子组成的自然引下线，自然引下线的柱子包括位于建筑物四周和建筑物内的。 3）用网状接地装置对地面做均衡电位处理。

4）用护拦、警告牌使接触引下线的可能性降至最低限度。 5.2.1 接闪器的材料、结构和最小截面应符合表5.2.1的规定。 （摘录）单根扁铝 最小截面70mm2、厚度3mm； 单根园铝 最小截面50mm2、直径8mm； 单根扁形铝合金导体 最小截面50mm2、厚度2.5mm； 单根园形铝合金导体 最小截面50mm2、直径8mm； 单根扁钢（热浸镀锌） 最小截面50mm2、厚度2.5mm； 单根园钢（热浸镀锌） 最小截面50mm2、直径8mm； 单根扁不锈钢 最小截面50mm2、厚度2.5mm； 单根园不锈钢 最小截面50mm2、直径8mm；

5.2.6明敷接闪导体固定支架的间距不宜大于表5.2.6的规定。.固定支架的高度不宜小于150mm。

表5.2.6 明敷接闪导体和引下线固定支架的间距

布 置 方 式 安装于水平面上的水平导体 安装于垂直面上的水平导体 安装于从地面至高20m垂直面上的垂直导体 安装在高于20m垂直面上的垂直导体 扁形导体和绞线固定支架的间距(mm) 500 500 1000 500 单根园形导体固定支架的间距(mm) 1000 1000 1000 1000 5.2.7 除第一类防雷建筑物外，金属屋面的建筑物宜利用其屋面作为接闪器，并应符合下列规定： 1 板间连接应是持久的电气贯通，可采用铜锌合金焊、熔焊、卷边压接、缝接、螺钉或螺栓连接。 2 金属板下面无易燃物品时，铅板的厚度不应小于2mm，不锈钢板、热镀锌钢、钛和铜板的厚度不应小于0.5mm，铝板的厚度不应小于0.65mm，锌板的厚度不应小于0.7mm。

3 金属板下面有易燃物品时，不锈钢板、热镀锌钢、钛板的厚度不应小于4mm，铜板的厚度不应小于5mm，铝板的厚度不应小于7mm。