建筑幕墙防雷设计

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我国有关建筑物的防雷规范，按建筑物的重要性，使用性质、以生雷电的可能性进行了建筑物的防雷分类。参照其规范的分类范围及方法，结合当前幕墙建筑的实际情况，我们不防将超高层建筑幕墙大于等于150m归为一类防雷幕墙，将高层幕墙大于等于100m归为第二类防雷幕墙，普通幕墙大于（30m-50m）归为第三类防雷幕墙。对于历史上雷害事故严重地区，位于土壤电阻率较小的地区的建筑物的铝合金幕墙，可以适当提高其分类档次。

1、建筑幕墙有顶部队建设女儿墙上的铝合金防水盖板，是人为地设立良好导体，它沿建筑物女儿墙的顶部分布，其电场强度很大。雷电先驱很自然地被吸引过来，是雷击率最大的部位。作为防止雷击电流的直击措施，我们不妨将铝合金盖板设计成直接接受雷击的装置，起到引雷作用的接闪器，相当于原来女儿墙上的避雷带。其作用在于接受雷电流，同时又安全地把雷电流与建筑物防雷网接通。并导通入地达到避雷作用。接闪器可通过焊接在上钢件上的均压环，每隔12m（一类）、15m（二类）、18m（三类）和建筑物防雷网接通，每幅幕墙接通的数量不得少于2个。我国的防雷规范没有对铝合金材料作接闪器的具体规定，参照国际防雷技术标准（IEC1204-1，993）和日本防雷标准，同时根据我们对多个高层、超高层金属幕墙的实施经验，我们认为：对于作为接闪器的金属板厚度为：三类幕墙不小于2.0mm；二类幕墙不小于2.2mm；一类幕墙不小于2.5mm比较合适。既考虑了经济性，又不致于被击穿。对于雷活动强烈地区的超高层建筑幕墙，金属接闪器的厚度可大于2.5mn（二类）或大于3.2mn（一类）比较合适。其最小截面积以70mn，（一类）或50mm，（二、三类）为好，材质可用L3（1100）或LF21（3003）。

2、高层建筑幕墙顶部的接闪器，不能防止闪电电流的侧面向发展绕击作用。虽然小强度的闪电绕击概率较少，但不能忽略。在30m以上的建筑幕墙部分，每隔三层高设置一圈焊接在上墙钢件上的均压环，均压环每隔15m（一类），18m（二、三类）和建筑物防雷网接通。同时每幅幕墙接通数量不得小于2个。均压环除了有通过建筑幕墙受侧击雷电流外，还有等电位的作用和分流作用。

3、30m以下的金属幕墙部分，特别是独立裙房幕墙部分，每隔18m与建筑物防雷系统的引下线接地，每幅幕墙接通数量不得少于2个，以防止静电感应电压对人和设备造成的危害。

4、建筑幕墙的均压环及与建筑防雷网连接的引下线除不低于规定外，如没有特殊规定可按下面要求执行，其尺寸不应小于以下数值：圆钢：直径为D=12mm（一类）或D=8MM（二、三类）。扁钢：厚度t>=4mm.截面积S=100mm2（一类）或S=48mm2（二、三类），如均压环及引下线长度不够，允许焊接接长，焊缝的搭接长度圆钢不少于6D、扁钢不少于2B（B为宽度）。焊接应采对地面焊。

5、建筑楼房过长，建筑物上再现伸缩缝和沉降缝时，两部分应构成统一的防雷系统。在伸缩缝和沉降缝之间必须进行防雷系统的跨越处理，处理方法最好用软导管线连接断开的防雷装置；或用不少于4mm厚的镀锌扁钢弯曲成U形状后连接，以易于伸缩。一般U形的半径应大于伸缩的两倍至三倍。

6、建筑幕墙的防雷装置和建筑物防雷网的接通办法，一是在钢筋混凝土墙上通过柱或墙内的主钢筋设置预埋连接板和引出作为供测试、连接之用；二是利用建筑幕墙上的墙预埋件和建筑物防雷网接通后作连接通道；三是在立柱、梁墙浇注混凝土之前，焊好预留出来的接线，以作为连接通道。

7、考虑到防雷装置年久锈蚀，会减少雷电流的通道截面积，应尽量采用热镀锌件，或刷二道防锈漆。焊接时由于对钢件原有表面处理有所破坏，在焊缝上去掉焊渣后，应再刷上二道防锈漆。

8、为确保接地效果，建筑幕墙的防雷装置完成后，要测试其接地电阻，通常要求冲击接地电阻Ri不大于5Ω（一、二类）、100Ω（三类）采用了以上的设计措施后，我们对多个高层建筑幕墙的防雷电阻值的实测结果，其工频电阻值Rn很低，几乎全都小于3Ω，我们认为完全可以满足金属幕墙的防雷需要。