建筑物防雷设计规范范例6篇

建筑物防雷设计规范

建筑物防雷设计规范范文1

关键词: 建筑电气;防雷设计;接闪器;引下线

近年来,国家对防雷设计规范进行了重新修订,防雷设计随之得到了不断完善与更新。然而,在建筑电气防雷设计过程中,由于设计人员对防雷规范存在着一些分歧,因此导致同一类型的建筑防雷设计差异较大,引起设计上的一些错误。因此,下面结合GB50057―2010《建筑物防雷设计规范》提出了自己的一些看法与理解,以供同行参考。

1 建筑防雷类别的划分问题

1.1 防雷类别的确定

依据 GB 50057―2010《建筑物防雷设计规范》的规定,建筑物防雷类别应根据建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果,按防雷要求分为三类。其中确定其类别的一个重要指标是年预计雷击次数N。在许多工程设计中,设计者不计算年预计雷击次数,只凭经验或建筑物的高度确定其防雷类别。经多次验算证明,有许多设计按此方法确定的防雷类别是错误的,因此在设计中应计算出年预计雷击次数,并以此为依据确定该建筑物的防雷类别。

建筑物的年预计雷击次数可根据规范中给出的公式计算,也可利用设计软件进行计算。规范中规定建筑物年预计雷击次数应按下式计算:

N=kNgAe

式中: N为建筑物年预计雷击次数,次/a;Ng为建筑物所处地区雷击大地的年平均密度,次/( km2・a) ;Ae为与建筑物截收相同雷击次数的等效面积,km2;k为校正系数。 k一般情况下取 1;位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土 山顶部、山谷封口等处的建筑物,以及特别潮湿的建筑物取1.5;金属屋面没有接地的砖木结构建筑物取1.7;位于山顶上或旷野的孤立建筑物取2。

1.2 变电站建筑防雷分类的划分

GB50057―2010《建筑物防雷设计规范》的规定:“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,应划分为二类防雷”。该条为强制性条文,变电站一般应划分为二类防雷建筑。

2 防雷引下线布置不合理问题

在进行建筑物的防雷设计时,往往注重引下线的间距和数量,而忽视了其合理的布置,在许多屋角为直角的转弯处没有设置防雷引下线。当屋角受到雷击时,因屋角没有设置防雷引下线,致使巨大的雷电流得不到及时泄流,从而导致屋角破损。因此,在进行建筑物防雷引下线设计时,除应注意符合规范中规定的间距、数量外,还必须注意其引下线的布置合理性,从而达到防雷效果。

如GB50057―2010《建筑物防雷设计规范》中第4.3.3条对第二类防雷建筑物的引下线设置规定如下: 专设引下线应多于2 根,并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀对称布置,其间距沿周长计算不宜大于18m。当建筑物的跨度较大,无法在跨距中间设引下线,应在跨距两端设引下线并减小其他引下线的间距宜使专设引下线的平均间距不大于18m。

另外,此规范中第5.3.8条对防雷装置的引下线规定:第二类和第三类防雷建筑物为钢筋混凝土或者钢结构建筑物时,对建筑钢筋或者钢构件之间的连接需要满足规范规定,并利用其作为引下线的条件下,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。

从中可以看出,新规范中降低了接地引下线间的距,但考虑到建筑的安全性,利用建筑物的钢构件或钢筋作引下线,沿建筑物四周和内庭院四周均匀对称布置,二类防雷建筑物平均间距应不大于18m,三类防雷建筑物平均间距应不大于25m。而变电站的防雷建筑物设计时,要求每个柱子作引下线,并按照《建筑物防雷设计规范》GB50057―2010第5.3.8条进行设计。

3 防雷措施表达不准确

依据GB50057―2010《建筑物防雷设计规范》中第4.1.1条的规定,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。许多设计者在设计说明中仍说明本设计采取防直击雷和防雷电波侵入的措施。防雷电波侵入的说法与规范中的术语不符,表达不准确,应以GB50057―2010《建筑物防雷设计规范》的术语为准,准确表达各种防雷措施。

4 防雷接闪器设置问题

根据《建筑物防雷设计规范》GB50057―2010第4.3.1条对第二类防雷建筑物外部防雷的措施规定,应采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆。整个屋面组成要确保≤10m×10m或12m×8m的网格。而规范第4.4.1 条第三类防雷建筑物外部防雷的措施规定,应采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆。整个屋面组成不大于 20m×20m或24m×16m的网格。

随着我国城市化进程的加快,汽车数量日益增多,一些大型商场屋顶做成露天停车场,由于这些商场面积一般比较大。商场屋顶若按照常规防雷设施进行设置,通常不能对屋顶停车场上的人员及汽车实施保护。例如,某高层大型商场,高为30米,商场屋顶为露天停车场。考虑到保护屋顶停车场的汽车和人,《建筑物防雷设计规范》GB50057―2010中没有相关的规定。而按照《民用建筑电气设计规范》JGJ16―2008第11.5.5条规定:屋面露天汽车停车场需要采用接闪杆、架空接闪线作接闪器,并使屋面车辆和人员处于接闪器保护的范围内。但该规范对人和汽车的保护高度没有明确的规定。

正因为如此,设计人员在进行建筑防雷设计时无法合理设计接闪杆、架空接闪线的高度。如果保护高度过高,就会造成浪费;而如果保护高度过低,则达不到保护车辆和人员的目的。为此,对于此类问题,在设计阶段设计人员需要与业主到当地的防雷中心进行咨询,由防雷专业公司设计预放电接闪杆,以解决了这些问题。但是国内设计规范不认可预放电接闪杆。如《民用建筑电气设计规范》JGJ16―2008第11.1.3条中规定:建筑物防雷不应采用装有放射性物质的接闪器。为此,对于设有屋顶露天停车场的项目,其防雷设计还没有明确的设计依据。

5 接地体形式选择

GB50057―2010《建筑物防雷设计规范》对利用建筑物的基础内钢筋做接地装置时已做明确的规定。许多设计者在做防雷接地设计时,不与结构专业沟通,不分建筑物的基础类型,均采用利用建筑物基础内钢筋做接地装置,忽略了规范中关于利用建筑物的基础内钢筋做接地装置时的规定,从而造成设计的接地装置不符合规范要求,达不到接地装置应起的分散雷电流的目的。因此,设计者应在设计时充分了解所设计的建筑物的基础形式,对不符合规范中所要求的基础形式应采用人工接地体形式,而不能一律采用利用建筑物基础内钢筋做接地体。

6 结论

总之,建筑物防雷是一个复杂性工程,其设计质量关系到建筑物的安全使用、电气设备的正常运行。因此,在进行建筑物防雷设计时,需要正确地理解已有规范中的相关规定,对规范中存在着一些不明之处,需要不断地改进与完善,以确保防雷设计的安全性和可靠性。

参考文献

建筑物防雷设计规范范文2

关键词:防雷 图审 问题

中图分类号:$42 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2010)011-091-02

新(改)建建筑物防雷设计图纸的审核是一项技术性较强的基础工作,也是防雷减灾工作的重要环节之一。防雷设计图纸审核是否全面。结论是否科学、正确,将直接影响防雷工程的施工质量。在近年防雷图纸的审核工作中发现很多设计人员对现行规范掌握了解不够,在施工图纸设计中常出现各种各样的问题,给建筑物防雷工程留下了安全隐患,现就防雷设计图纸审核中若干问题进行分析探讨。

1 设计依据的引用

设计依据作为防雷设计图纸的指导思想,在防雷项目设计图纸中必须首先确定,因为不同的设计依据将决定不同的设计思路与方法。如果使用了旧的、过时的、不匹配的设计依据,将导致整个防雷图纸设计内容的偏差。从防雷的角度出发,我们引用的依据应是《建筑物防雷设计规范))GB50057-94(2000年版)。目前很多设计人员引用《民用建筑电气设计规范》的有关条款来进行防雷设计,应加以更正,后者很多防雷设计理念与前者相矛盾。还有些设计人员未在《建筑物防雷设计依据))GB50057-94后注明为2000年版,而2000版中增补的第六章为建筑物防雷击电磁脉冲的设计提供了必要参考。

另外建筑物中若有信息系统的防雷设计,那么还应在设计依据中引用《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004,且其中的防雷设计应满足雷电防护分区、分级确定的防雷等级要求。其它相关的设计依据还有《智能建筑设计规范))GB50314,-2000;《石油库设计规范》GB50074-2002《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002:《电子计算机机房设计规范》GB50174,1993及雷电电磁脉冲的防护系列规范等。

2 防雷类别的划分

防雷类别的划分依据首先是重要性,其次是使用性质,第三是预计发生雷电事故的可能性和后果,最后是按建筑物年预计雷击次数的计算值来确定。设计人员经常只直接写出建筑物的防雷类别,而未对其划分依据作出说明。如果是按照年预计雷击次数值来确定的,还应标明计算时所用的年平均雷暴日数和建筑物等效面积。对于一些人员密集的公共建筑物(如集会、展览、博览、体育、商业、影剧院、医院、学校等)年预计雷击次数大于0.06次,a的应划为第二类防雷建筑物,小于或等于0.06次,a的应划为第三类防雷建筑物。另外参照GB50057第6.1.3条在设有信息系统的建筑物需防雷击电磁脉冲的情况下,当该建筑物没有装设防直击雷装置和不处于其它建筑物或物体的保护范围内时,宜按第三类防雷建筑物采取防直击雷的防雷措施。

3 雷电防护等级的划分

不同雷电防护等级的信息系统防雷设计有不同的要求,而大多数设计图纸中并未对信息系统的雷电防护等级进行划分,只是笼统地对信息系统的防雷进行设计,缺乏针对性,防雷效果亦不好。因此信息系统的防雷设计首先应确定其雷电防护等级,可根据建筑物电子信息系统雷击风险评估确定或根据建筑物电子信息系统的重要性和使用性质确定。

4 防雷图纸的类型

很多设计人员只提供了设计说明、低压配电系统图、屋顶防雷平面图,甚至连基础接地平面图都没有设计,而仅仅以上这些图纸是不能够完全体现所有的防雷设计内容的,还应设计相应的防雷接地系统图、均压环设置平面图及立面图、等电位连接平面图及立面图、等电位连接预留件图、弱电系统配置图、强、弱电系统电涌保护器配置图及其参数等。

5 图纸中防雷内容的设计

(1)避雷带建议明敷,不宜暗敷,且不同的女儿墙宽度要求避雷带的支撑高度是不同的,不能笼统地要求避雷带的支撑高度为lOcm或15cm,因为避雷带支撑高度与女儿墙宽之间关系极其密切。近年来发生多起女儿墙遭受直接雷击,造成石块坠落,砸伤地面物体的雷灾示例,其原因即避雷带暗敷或避雷带支撑架高度不够,无法完全保护到女儿墙。

(2)屋面接闪器保护范围之外的非金属物体应装接闪器,并和屋面防雷装置相连。

(3)金属物体可不装接闪器,但应和屋面防雷装置相连。

(4)当利用建筑物的基础内钢筋网作为接地体时,在周围地面以下距地面不小于0.5米,每根引下线所连接的钢筋表面积总和为:

第二类防雷建筑物应

第三防雷建筑物应

(5)当互相邻近的建筑物之间有电力和通信电缆连通时,宜将其接地装置互相连接。

(6)电子信息系统设备由TN交流配电系统供电时,配电线路必须采用TN-S系统的接地方式(GB50343-2004第5.4.1第2条),但现在很多设计仍采用TN-C-S系统的接地方式。

(7)在TN系统中,PE或PEN线应与防雷装置连接,引入各楼层的PE线应采用局部等电位连接方式重复接地。

(8)低压配电间、配电箱、卫生间(淋浴间)、弱电设备机房、电梯机房、电气竖井等宜在一些合适的地方预埋连接板,做局部等电位连接及接地用。

(9)所有进入建筑物的外来导电物均应在LPZOA或LPZOB与LPZl区的界面处做等电位连接。当金属管道从不同地点进入时,宜设若干等电位连接排,并应将其就近连到环形接地体,内部环形导体或此类钢筋上。

(10)弱电线缆敷设时与防雷引下线、保护地线、电力电缆和电气设备的净距应符合GB50343-2004规范第5.3.3条的规定。且通信线缆的布放应尽量集中在建筑物的中部,通讯缆线槽布放应尽量避免紧靠建筑物立柱或横梁:设计时,应尽可能位于建筑物立柱或横梁较远的位置。在综合布线时,不仅要以合适的路径敷设线缆,对弱电系统的电缆宣采用屏蔽电缆或穿金属管线敷设(不宜穿PVC管),屏蔽层和金属管应有良好接地,这将对线路起到很好的屏蔽效果,可减小雷电流通过对电视线缆、通信线缆、控制信号电缆等线缆的感应造成系统的不正常运行。

(11)低压电源系统、弱电系统的信号、视频及控制部分应设计多级电涌保护器(SPD),且应根据雷电防护等级的规定在各防雷区的交界处设置,并应标明电涌保护器的技术参数,如波形、最大放电电流、标称放电电流、残压、额定电压、最大持续运行电压、信号传输频率等。而不是简单地按照线路的走向来确定第一、二、三级电涌保护器。例如很多处于屋面的信息系统设备虽然在线路走向上属于末端设备,但在电涌保护器的选择上却应根据其所处的防雷区来确定,往往应选择第一或第二级电涌保护器。

建筑物防雷设计规范范文3

关键词:建筑物防雷;防雷设计;等电位连接

中图分类号:TU22 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20150733169

雷电对建筑物的威胁随着建筑群体多样化、高层化日渐加重。降低建筑物雷击隐患的有效手段是对建筑物进行防雷设计技术评价,可确保工程设计符合国家技术规范标准要求,便于及时发现设计中不规范现象并给予可行性建议,改善建筑物防雷设计缺陷,最大程度上确保建筑物防雷的安全系数,同时做好防雷技术评价也是一项繁琐、需要一定的技术要求和规范的任务。

1 建筑物防雷设计技术评价目的

对建筑物进行防雷设计技术评价首先是为了确保工程设计符合国家相关法规要求和技术标准,确保工程质量安全,保障建筑物的防雷击指数,保护群众财产和人身安全不受破坏。技术评价可确保建筑物防雷设计因地制宜采取合理措施,避免和减少建筑物及内部人员财产因雷击发生的事故和损失,防止雷击电磁脉冲导致的电子系统损坏,做好防雷设计技术的安全、科学、经济性。

2 防雷设计技术评价依据和内容

防雷设计技术评价是建筑物在进行防雷装置安装的有力依据,因此在进行防雷设计评价时须严格按照有关国标及地方相关专业技术规范设计标准,依据《建筑物防雷设计规范》、《接地装置安装》等相关行业防雷技术标准规范及地方防雷技术规定。技术评价在相关规范要求的基础上,综合查阅建筑物的图纸设计说明、总平面图、配电系统图和弱电系统图等全面图纸信息。同时防雷设计技术评价工作必须坚持公开、公正的原则,保证评价活动依据被评价对象实际情况综合做出权威可靠的评价报告。评价技术人员自身应具有专业知识,坚持独立、客观、公正和科学的原则并遵守行规。在进行图纸审核时坚持科学性、可靠性、经济性原则,以做出全面科学的防雷措施设计。

建筑防雷设计是一项综合性强的防雷系统,主要对防雷类别、接地装置、引下线、接闪器、等电位连接、屏蔽、均压环、SPD及预留接地等内外部综合防雷措施的评价,评价过程包括对各个防护措施环节的审核,及时发现其中设计缺陷,并提出修改建议,做到防雷技术科学合理、安全先进、经济可靠。

3 技术评价中的重点问题

3.1 接闪器

在对建筑物进行接闪器设计时容易存在暗敷避雷带、未注明避雷带敷设位置或扩大避雷针保护范围等问题。现代新建建筑物为了设计外表美观,将接闪器设计为外敷,这种做法大大降低了接闪效果,未能保护女儿墙边缘,同时雷击避雷带热膨胀导致混凝土脱落,可能对建筑物人员造成伤害;部分防雷设计图中仅说明避雷带沿周边女儿墙敷设,较宽的女儿墙若明敷壁垒带位置靠近内部,则防雷避雷带的辐射对女儿墙不受保护,因此防雷设计图纸应做详细说明,楼顶超过一定距离应按照规范设计,确保女儿墙在保护范围内;另外在建筑物防雷设计中经常出现非常规避雷针,这种避雷针的保护范围计算没有相关规范标准为依据,保护范围计算仍按照普通针滚球法计算,这种计算方式扩大了避雷针的保护范围。

3.2 引下线

新建建筑物的引下线设计大多利用混凝土钢结构的支柱作为暗设防雷引下线,这种设计中易出现引下线位置设计不合理、短路环未设计等问题。由于部分设计人员在对引下线设计时忽略了布设的对称性和均匀性,边角或拐弯处的结构没有设计,或曲折形建筑物引下线间距按直线距计算,这种错误的计算可能降低防雷设计效果。为加强雷电泄流,应沿垂直方向每隔6m,将1个箍筋与引下线主筋焊接形成短路环路,作为引下线柱内主筋电位均衡,而大部分设计图中并未对此做要求说明。

3.3 防侧击雷装置

高层建筑物应设计防侧击雷装置。其中防侧击雷装置的主要措施是均压环设计,对高层建筑物可每层设置一圈且垂直距离不得大于6m,均压环的设计可利用建筑物外圈梁钢筋焊通形成回路,或使用外设扁钢在建筑物焊接形成电气回路;均压环必须与所有引下线就近连接。而在实际设计时并存在不同漏洞。

3.4 等电位连接

等电位连接是防感应雷的重要措施,以降低建筑物内产生的电位差,在等电位连接设计中存在接地干线或未设计设备等电位连接装置等问题,建筑物电气竖井内接地干线接地与其他垂直辐射金属物接地一样,而高层建筑电气竖井内的接地干线由于长度较长,易产生较强的电感效应,SPD接地线接于该电路降低了感应电流的泄放效果。对室内设计需要同时把卫生间接入总等电位设计中,但未对其设计设备等电位装置,导致引入室内的雷电流在建筑物内部设备或人与设备之间产生高电位差,造成设备损坏或人员受伤,因此在进行等电位连接设计时要有明确的设备连接装置图说明。

参考文献

[1] 普通新建建筑物防雷装置设计技术评价[Z].

建筑物防雷设计规范范文4

关键词:建筑;高层建筑;雷电危害;防雷

我国是一个雷暴活动较为频繁的国家,受雷击灾害比较严重。近年来我国建筑物及建筑物内电气设备经常因雷击而遭受破坏的事件时有发生,所造成的损失非常巨大。近年来,随着经济的发展和社会的进步,我国的建筑事业取得了较快的发展,在城市化进程中,每年新建的高层建筑物逐渐增多,受雷击的概率比普通建筑更大[1]。特别是一些高层建筑物只注重楼体结构,却没有重视建筑物的防雷工作,造成雷电危害经常发生[2]。如何在建筑设计中考虑防雷,使雷击灾害的影响降到最低,已成为设计人员、用户普遍关心的问题。

1 雷电的危害分析

1.1 雷电现象

雷击灾害是十种自然灾害之一。雷电现象是指带电云层与大地相撞或者是两种带不同电荷的云层相撞后产生的一种猛烈放电现象,同时在这种猛烈放电过程中伴随着巨大的雷声和强烈的闪电。雷电现象具有高电压、高电流、强辐射、危害性大等特征。根据雷电形成原理的不同,可以将雷分为:直接雷、感应雷和球形雷三种。直接雷是由带电云层与地面物体相撞而产生的一种放电现象,可在瞬间击伤击毙人畜,也可以击中电子电气设备造成损害;感应雷是由于雷电流的变化而产生交变磁场,进而使该磁场周围的金属构件产生感应电动势而形成的一种放电现象,它可能使金属部件之间产生火花,从而损坏电子电气设备等;球形雷是由球状发光气团释放能量而引起的放电现象,能从门、窗、烟囱等通道侵入室内,极其危险。

1.2 雷电的危害分析

雷电的电流的强度大、作用时间短。雷电对地面建筑物造成危害主要是通过直接雷的电效应、热效应和机械力成灾,也可以或是通过间接雷的电荷积聚而成灾。一般情况下,雷电也很难对地面建筑物造成危害,但是这并不意味着雷电不会对建筑物造成危害。在雷电放电强度达到最高时,电压往往能达到几百万伏甚至是上千万伏以上,电流也能达到几十万安,在如此强大的放电环境下,如果建筑物的防雷体系不够完善,建筑物就可能出现较大的损害,重则危及人们的生命和财产安全。

2 住宅建筑防雷设计的必要性分析

全球每年因雷击事件导致火灾、爆炸、信息系统瘫痪等事故不计其数,进而导致重大的人员伤亡和财产损失。建筑物内特别是高层建筑物内的电器、电子信息系统及微电子器件都会受到雷电灾害的严重威胁。随着我国经济的快速发展,城市化进程的不断加快,城市高层住宅小区拔地而起,就连新农村建设住宅小区也是大片建设,随着生活水平的提高,建筑内部电子信息系统逐渐增多,遭受雷击的可能性在不断增加,因此对雷电防护的要求就越来越高。建筑物的防雷设计不合理将会为建筑物内的各项设备造成损坏,严重者还会造成人员伤亡。因此重视建筑物的雷害分析以及采取合理的防雷设施是非常必要的。

3 建筑防雷措施

建筑物的防雷系统分外部防雷和内部防雷两部分。

建筑物外部防雷装置一般是由三大部分所组成,包括接地装置、接闪器(避雷线、避雷针、避雷带及避雷网)与引下线。建筑物外部防雷装置主要是用来保护建筑物自身不受损害,减弱雷击对建筑物内部空间产生的各种影响。建筑物防雷系统中的接闪器一般采用接闪杆、接闪带、接闪网以及金属屋面、金属构件等组成。接地装置是接地体和接地线的总称,其目的是将雷击电流流散至大地,一般可以采用自然接地体作为接地装置,也可以采用人工接地装置,在实际设计施工中应使用一些导电性高、耐腐蚀的新型材料。

为了限制雷电电磁脉冲起作用,保护建筑物内各类电器设备的安全,免受雷电的危害,建筑物的内部防雷一般采用屏蔽、等电位联结、合理布线及过电压保护等措施来防护感应雷。根据雷电流的“集肤效应”,室内的电磁场在柱子即引下线附近达到最大,因此室内电子设备与机房的电子设备系统等的位置应选择在建筑物的中部,使其与下引线保持所要求的距离。在实际施工中金属材质的构架、门窗和管线等均焊接在一起,使其与地网保持良好的电气连接以达到阻挡电磁波的侵入与防雷的效果。

4 政府应制定严格防雷规范

各地区政府应根据当地的实际情况,出台了严格的专门规范防雷减灾工作的地方性法规或规章,防止和减少雷电对人们造成的灾害,保护国家和人民生命财产安全。在我国为规范防雷减灾工作而制定的有关防雷规范性的文件出台了很多,如《中华人民共和国气象法》,以及其补充文件防雷管理规范性文件、中国气象局颁布的《防雷减灾管理办法》、《国务院412号令》中的有关“防雷装置检测、防雷工程专业设计、施工单位资质认定”、“防雷装置设计审核和竣工验收”行政许可规定等。然而要做好防雷减灾工作仅靠这些法律法规规章和技术规范是不够的,各级地方政府及有关职能管理部门还应该出台更细致的规范性文件,进一步规范管理防雷减灾工作。气象、建筑、消防、安监、教育等管理部门应当互相配合,地方政府大力支持,一定能更有效地做好防雷减灾工作,将雷电灾害损失降低到最低限度。在进行住宅建筑设计时,必须严格遵循有关的规范和标准,重点关注《建筑物防防雷设计规范》、《利用建筑物金属体做防雷及接地装置安装》、国家标准图集《建筑物防雷设施安装》以及《接地装置安装》。在进行高层建筑防雷设计时,应综合设计,做到科学性、实用性和经济性相结合,确保建筑物的财产安全及居民的生命安全。

5 结语

每年我国所遭受的雷击次数较多,所造成雷击灾害与次生灾害均很严重,因此在建筑物的设计中必须仔细考虑建筑的防雷等级及相应的防雷措施,以免造成经济与生命财产安全的损失。建筑物防雷是一个全方位防护,综合治理的系统工程,防雷设计应立足于传统的防雷措施积极创新,在安全的前提下大胆运用新型防雷技术,充分考虑经济效益等多项因素。

参考文献:

[1]姜畔.浅谈建筑外部防雷与接地[J].林业科技情报, 2014,46(03): 66-71.

建筑物防雷设计规范范文5

【关键词】 建(构)筑物;防雷工程;防雷设计;图纸审核

引言

雷电是严重的自然灾害之一,随着城市建筑物不断的增多和增高以及现代化电子设备的广泛应用,建筑物遭受雷电灾害的概率加大,造成国家经济及人民群众生命财产严重损失,因此应严格按照国家技术规范对建筑物防雷装置进行设计、审核、施工等雷电安全防护。雷电安全防护工作属于系统工程,包括对外部防雷和内部防雷进行有效接闪、分流引下、接地泄流、屏蔽防护、等电位连接、合理布线等设计,而加强防雷设计图纸审核则是查找建(构)筑物防雷设计是否存在安全隐患的重要环节。本文针对建(构)筑物防雷图纸设计与审核在防雷工程中的应用进行分析探讨,以规范建(构)筑物直击雷防护、等电位连接、屏蔽、综合布线、电涌保护器安装、接地系统等环节,通过专业、准确的技术评价与审查及时发现设计中存在的缺陷及不合理之处,防患于未然,切实做好建(构)筑物防雷工程建设。

1.建筑物防雷图纸设计应注意的问题

进行建(构)筑物防雷工程图纸设计时,要重视对建(构)筑物防护效果、建筑物内设备防护效果、建筑物内人员安全效果等的分析。在进行雷电防护图纸设计时,首先,根据建筑物实际情况进行防雷类别判断,然后按照建筑物防雷设计规范具体要求,对接闪器用材规格、位置设置、保护范围、安装方法和引下线用材、位置、间距及接地装置规格尺寸、接地电阻、接地体间距、埋设深度、共同接地等进行分析和规定,最后对防雷设计方案中的直击雷、侧击雷及感应雷、电磁脉冲防护措施是否到位、完善、合理作论证分析。随着人民群众物质水平的提高,家用电器及计算机等弱电子设备越来越多,按照防雷设计规范,应对建筑物内部设备的感应雷及电磁脉冲防护中的接地形式、屏蔽措施和屏蔽层安全距离、等电位连接、电涌保护器设置级别、接地电阻阻值等进行分析和规划,并分析防护设计效果;而且电气(器)设备外露金属导体遭雷击后会在不同导体上产生电位差,极易对附近人员造成伤害,因此还要加强建筑物内人员人身安全防护设计,严格按照防雷设计规范要求规划室内进出金属线路、插座、电气(器)设备、金属门窗、出入金属管道等电位联结,并分析设计效果。

2.建(构)筑物防雷图纸设计应用

2.1 屏蔽及综合布线

屏蔽是感应雷防护的最有效手段。将建筑物钢筋混凝土结构内屋顶、底板、墙面、梁柱及墙体中钢筋、金属门窗等连接起来构成一个六面体网笼,这种法拉第笼式避雷网能起到屏蔽感应雷的目的。综合布线方面,所有的进出室内的金属线路均要穿金属管作保护或采用双层屏蔽电缆及同轴电缆,金属管及屏蔽层两端作可靠接地。雷电击中建筑物后,由建筑物外墙四周柱子内钢筋接地装置将巨大的雷电流泄流入地,所以建筑物外墙处电流密度较大,其周围磁场偏强,在作防雷图纸设计时,应将建筑物内所有电器、电子设备的交流电源线、信号线、数据传输线的主干线远离外墙敷设,可将所有线路进行优化设计,架设于建筑物内部中心位置处。

2.2 等电位连接及共用接地装置

在进行建筑物防雷装置设计施工时,除了重视建筑物外部防雷装置及内部电涌保护外,还不能忽视雷电防护中等电位连接和共用接地装置的重要作用。参照IEC标准,建筑物内各类电器如果采用独立接地,各类系统之间可避免相互干扰,但一旦出现雷击灾害,各类系统接地就会产生不同的电位形成电位差,瞬间形成的高电位差会迅速击坏电子(器)设备,因此要将建筑物内所有的电气(器)系统采用共同的接地系统,这样进行雷电防护的各金属部件及各系统之间就不致出现较高的电位差,避免雷电反击现象。因此,要将建筑物内及其周围所有的金属管道、电力系统接地线、防雷接地线、电缆金属屏蔽层、金属门窗及地板框架、设施管路等一并采用电气连接方法统一连接起来,使整座建筑物形成一个良好的等电位体,然后测量出最近距离以最短线路连接等电位连接带。等电位连接和共用接地装置的设计方法避免了讯号接地形成闭合回路及共模型态杂讯的产生,而且还可消除静电和电场以及磁场对设备造成干扰。

3.防雷图纸审核应用

3.1 防雷图纸审核步骤

①首先审查参与建筑物防雷图纸设计的单位是否具备防雷设计资质证,进行防雷工程设计的人员是否拥有防雷设计资格证,两证俱全方可从事设计,并保证无超越资质的设计。

②在审核图纸前,先充分了解建(构)筑物所在区域地理位置、地质土壤电阻率、周围环境、年雷暴日数及雷暴活动规律等,掌握建(构)筑物自身状况、特点以及有无防雷设施等情况。

③审核图纸时,先总的查看图纸设计依据是否全面及有无错误,分析建筑物风雷分类结果是否无误,采用的防雷技术参数是否符合规范标准。然后根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000版)、IEC/TC81系列防雷技术标准,分析判断该建筑物防雷设计图纸是否符合防雷规范要求。

3.2 防雷图纸审核内容

3.2.1 外部防雷

①接闪器。建筑物接闪器通常有避雷针、避雷带和避雷网三种形式,常装设在建筑物顶部用于引雷或截获闪电。进行审核时,要查看避雷针(带、网)材料,在看其布设及布设方式,建筑物四角及阳角部位需加设避雷短针,查看避雷带是明敷或暗设以及突出天面金属物体的接地是否良好;要求斜屋面或层高不同时应将避雷带设计为闭合情况,按照规格要求设计避雷针(带、网格)。

②引下线。引下线上接接闪器、下连接地装置,用于将接闪器截获的雷电流引至接地装置。首先要查看引下线条数、位置、间隔距离、有无在四角及拐角处设置等布局是否合理,要求充分利用建筑物外墙柱内钢筋及阳角位柱子作引下线,如果是非框架结构的建筑物,其引下线要敷设在建筑物角位。

③接地装置。接地装置埋设于一定深度的地下,用于将雷电流泄入大地。主要审核接地装置及其设置、防跨步电压措施、接地电阻值,当采用自然接地体时,要分析地桩及钢筋利用率、基础网格、接地电阻是否与天面网格布置符合;采用人工接地体时,要对接地形式、接地安全距离、接地电阻进行审核,并检测接地预留端子。

3.2.2 内部防雷

①等电位连接。审核建筑物内部所有用电设备及进入室内的各种金属线路、管道等是否设计等电位连接措施。

②信息系统屏蔽、接地、电涌保护措施。参照《建筑物防雷设计规范》GB50057-94、《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92,查看总电源高低压部分是否是否安装电涌保护器及其他过电压保护措施,要求电涌保护器型号、数量及位置符合安装要求。

③侧击雷防护措施。对于高度超出滚球半径部分应设置均压环用于防护侧击雷危害,审核时应查看均压环安装位置、布置形式及间隔距离是否正确,要求外墙栏杆、金属门窗以及较大的金属构件均应按规范接地。

④供电系统。审核供电系统是否采用了TN-S式,查看供电系统为共设还是分设接地形式,要求完全符合安全规范规定。

参考文献

[1]《建筑物防雷设计规范》GB50057-94. 2000年版

建筑物防雷设计规范范文6

关键词:加油站防雷防雷改造 综合防雷防感应雷中图分类号:TU856 文献标识码:A文章编号:

汽车加油站一旦发生雷击并引发火灾将造成不可估量的损失。本文就中山市一家汽车加油站在进行防雷设计与安装过程中,总结出的经验做一些分享。

一、汽车加油站现场勘测

1)地理位置:中山市XX加油站地处五镇山镇城桂路旁,地处偏僻旷野,周围无高耸建筑物,如若在此地区发生雷击,此加油站容易遭受雷击。

2)建筑物防直击雷系统:汽车加油站建筑主要由站房、营业厅、加油亭、辅助用房等,已安装防直击雷装置。

3)电源系统:未安装任何电涌保护器。

4)电子信息系统:液位仪、监控系统、传真电话、网络等未安装电涌保护器。

5)每年雷雨季节,该站液位仪、监控等系统都会受雷电影响造成设备损坏,严重影响加油站的正常工作。

从雷电防护角度来看,汽车加油站属于易燃易爆场所,任何防雷系统必须符合规范要求,因此需要采取强有力的防护措施。根据 GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》、GB15599-95《石油与石油设施雷电安全规范》、 GB 50074-2002《石油库设计规范》等国家标准及 IEC61312 《雷电电磁脉冲的防护》 标准,除了需要安装完整的直击雷防护装置外,还必须安装防雷电感应的防护装置。

二、设计目的及范围

目的:为减少雷电对建筑物电子信息系统造成的危害,降低油罐区由于雷击而发生重大事故的可能性。

范围:在进行建筑物电子信息系统防雷设计时,应根据建筑物电子信息系统的特点,将外部防雷措施和内部防雷措施协调统一,按工程整体要求,经行全面规划,做到安全可靠、技术先进,经济合理。本次防感应雷改造工程,受加油站现状限制,应建设单位的要求,其内部防雷措施仅在加油站内抑制线路过压(安装SPD)及接地系统改造两方面作考虑,其线路屏蔽、合理布线均不予考虑(油罐信号线及加油枪信号线已采取屏蔽措施),所以只对一、二级电源、液位仪系统进行安装专用浪涌保护器与接地处理。

三、加油站防雷等级的确认

该汽车加油站占地510㎡,其中站房长23米,宽8米,高4.2米;营业室长10.6米,宽6米,高3.8米;中山市年雷暴日为84.5d,依据GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷设计规范》,

建筑物及入户设施预计雷击次数N值可按下式确定:

N=N1+N2

㈠、N1= k·Ng·Ae ; N g = 0.1Td

式中 N1 建筑物预计雷击次数(次/年);

k 雷击次数校正系数;在此类型情况下取2;

Ng 建筑物所处地区雷击大地的年平均密度[次/(km2 ·a)];

Ae 与建筑物截收相同雷击次数的等效面积(km2 );

Td 该地区的年平均雷电日数;

在下列情况下 k取相应数值:

a、位于旷野孤立的建筑物取2;

b、金属屋面的砖木结构建筑物取1.7;

c、位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物,以及特别潮湿的建筑物取1.5;

根据以上年预计雷击次数参数,该加油站位于公路旁边,由此计算出该加油站的预计雷击次数为:

N1 = kN g A e ≈ 0.15次/a

㈡、N2=Ng·Aeˊ=(0.1·Td )

·(Ae1ˊ+ Ae2ˊ)

式中N2 入户设施年预计雷击次数(次/年)

Ng 建筑物所处地区雷击大地的年平均密度[次/(km2 ·a)];

Td 该地区的年平均雷电日数;(中山市的年均雷暴日84.5天)

Ae1ˊ电源线缆入户设施的截收面积(K㎡);低压埋地电源电缆2·ds·L·10-6( L取最大值为1000m,ds取最大值500)

Ae2ˊ信号线缆入户设施的截收面积(K㎡);埋地信号线 2·ds·L·10-6 (L取最大值为1000m,ds取最大值500)

由此计算 N2≈15.35次/a

所以N=N1+N2=15.5次/a

按防雷装置拦截效率E的计算式E=1-Nc/N确定其雷电防护等级:

式中Nc=5.8X10-1.5/C

由此算得E≈0.96。当0.90

建筑物电子信息系统年平均最大雷次数按下式计算: Nc=5.8×/C

C-各类因子C1,C2,C3,C4,C5,C6之和;

C1为信息系统所在建筑物材料结构因子,此加油站屋顶和主体结构均为钢筋混凝土材料,故C1取1.0;

C2为信息系统重要程度因子,此加油站安装的是D类电子信息系统,即一般用途的电子信息设备,故C2取1;

C3为电子信息系统设备耐冲击类型和抗冲击过电压能力因子,此加油站的电子信息系统设备耐冲击类型和抗冲击过电压能力较弱,故C3取值1.0;

C4为电子信息系统所在防雷防护区的因子,此加油站的设备在LPZ1区内,故C4取值1.0

C5为电子信息系统发生雷击事故的后果因子,此加油站信息系统业务原则上不允许中断,但在中断后无严重,故C5取1.0

C6表示区域雷暴等级因子,中山地处多雷区,故C6取1.2

综上所述 C=C1+C2+C3+C4+C5+C6=6.2

Nc=5.8×/C≈0.093

综上所述,参照 GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》第2.0.3条的要求,其属于标准规定的“ 具有 1区爆炸危险环境的建筑物,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”。因此应定为二类防雷建筑物,电源线路至少应采取两级雷电防护,信号线路至少应采取一级雷电防护才能达到雷电防护的要求。

四、设计内容

⑴ 电源部分

根据 IEC 61312《雷电电磁脉冲的防护》、GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》、GB 50074-2002《石油库设计规范》及GB 50058-92《爆炸和火灾危险环境电力设计规范》中防雷及过电压规范有关防雷分区的划分和各级电源系统雷电及过电压保护要求,针对汽车加油站配电系统的特点,可将其分为三个防雷区分别加以考虑。由于如前所述单级防雷可能会带来因雷电流过大而导致的泄流后残压过大或者保护能力不足引起的设备损坏。因此选用电源系统多级保护,可防范从直击雷到操作浪涌的各级过电压的侵袭。

A、电源一级防雷

依据《建筑物防雷设计规范》第 6.3.4条及第6.4.7条规定,在LPZOA或LPZ0B区与LPZ1区交界处,从室外引来的线路上安装SPD当线路有屏蔽时,每个SPD的雷电流按雷电流的幅值的30%考虑,汽车加油站为二类防雷建筑物,首次雷电流幅值为150KA,电源线路为非屏蔽埋地的TN配电模式,因此首次直击雷在低压配电线路上每线的分配电流为:在建筑物已安装合格的防直击雷措施后,有 50%的雷电流通过引下线流入接地装置,因此每线分配电流为: In =[150 KA×50%]÷4 = 18.75KA ,按 《建筑物防雷设计规范》第 6.4.7条要求每线标称放电电流不宜小于15KA。同时,依据《建筑物防雷设计规范》第6.4.4条及 IE C61312 《雷电电磁脉冲的防护》第三部分:浪涌保护器的要求,浪涌保护器可以将数万伏的感应雷击过电压限制到 4KV以下。

在加油站 380V低压总配电箱安装防爆型电源电涌保护器 ,用于整个加油站所有用电设备的第一级电源防护 (该浪涌保护器的基本参数:标称工作电压为:380V/50HZ,冲击电流为:25KA(10/350us),响应时间为:小于等于25NS)。

B、电源二级防雷

根据《建筑物防雷设计规范》第 6.4.1至6.4.12条LPZ1区对电涌保护器(SPD)的要求及GB 50054-95《低压配电设计规范》的有关规定,依据雷电分流理论,需使用8/20μs波形,通流容量20KA。《建筑物防雷设计规范》第六章对于配电盘、断路器、固定安装的电机等第Ⅲ类耐冲击过压,其耐压为4KV。为防止浪涌保护器遭受雷击后损坏后,电源对地短路,需要在浪涌保护器前安装空气开关作为短路保护装置。

在加油站 380V低压营业厅配电箱安装电源电涌保护器 ,用于整个加油站所有用电设备的第二级电源防护 (该浪涌保护器的基本参数:标称工作电压为:380V/50HZ,冲击电流为:20KA(8/20 us),响应时间为:小于等于25NS)。

⑵ 信号部分

在雷击发生时,产生巨大瞬变电磁场,在 1KM范围内的金属环路,如网络、信号及通讯金属连线等都会感应到雷击,将会影响网络、信号及通讯系统的正常运行甚至彻底破坏系统。对于网络、信号及通讯方面的防雷工作是较易被忽视的,往往是当系统受到巨大破坏、资料损失惨重时才想到应该做预先的防范。本设计中网络、信号设备防护方面,依据GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷设计规范》和加油站的相关技术规范中信号系统雷电及过电压防护要求,在进入营业厅液位仪总控制线上安装4个信号电涌保护器, 用于4台液位仪总控制线路的保护(该浪涌保护器的基本参数:标称工作电压为:24V,标称放电电流为:5KA,响应时间为:小于等于1NS)。

⑶接地设计

㈠电源系统的接地:加油站总配电电源电涌保护器连接至原有接地装置上。在营业厅的电源避雷器安装处安装一个等电位接地端子,接地端子引至原有加油站地网上。

㈡信号系统的接地:营业厅内安装的信号避雷器接地线(2.5㎡铜线)也均引到室内等电位接地端子上。

五、实施效果

该加油站的防雷改造工程于2008年春节完工,交付甲方使用。根据售后访问,至今已经历五年多时间,多个雷雨季节的考验,没有再发生由于雷击而导致的财产损失及电子系统的损害,甲方对此次防雷改造工程的效果满意。

六、总结

对于汽车加油站防感应雷设计中应注意几点:

1.现场勘察时应该注意细节,如:配电系统的形式、电子信息系统的重要性、使用性质和价值;

2.设计前应结合实际确定防护类别;

3.设计全面考虑各类防护因素和甲方需求;

4.施工中应注意安全性与投资的协调性;

参考文献

1、《雷电与避雷工程》 苏邦礼等 中山大学出版社