每當(dāng)臨近梅雨季節(jié)，我國長江中下游地區(qū)的天空都會連日陰沉，降水連綿不斷，時大時小，偶爾伴隨著雷電。那么，建筑物防雷問題就需要重視起來。

 

近幾年，由于輕鋼結(jié)構(gòu)建筑物擁有造型美觀大方、建設(shè)周期短、工程造價低等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于各類工業(yè)廠房、倉庫、體育館等場所。然而金屬板屋面容易遭受雷擊，所以與普通磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)建筑物的防雷設(shè)計有所不同。今天就讓我們結(jié)合一個鋼結(jié)構(gòu)車間實例，來探討一下金屬屋面防雷設(shè)計的相關(guān)問題吧！
 

1、工程概況

某鋼結(jié)構(gòu)廠房是一個以發(fā)電、電解鋁、碳素為一體的企業(yè)。而其中的熔鑄車間主要負(fù)責(zé)加工鋁線桿及鋁錠產(chǎn)品。整個建筑采用輕鋼結(jié)構(gòu)，該建筑實際尺寸為長方形，L=182m，W=93m，H=18.5m（地坪至屋頂通風(fēng)器底部）。據(jù)悉，此地年平均雷暴日為22.0d/a，由于該車間位于廠區(qū)內(nèi)，周圍還有很多建筑群，并不為孤立建筑，故按一般建筑計算，校正系數(shù)取1。

 

2、建筑物防雷等級的確定

根據(jù)已知條件計算年雷擊大地的平均密度：

Ng =0.024Td1.3

=0.024×221.3

=1.334次/（km2.a）

與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積：

Ae=［LW+2（L+W）·

+πH（200-H）］·10-6

=［182×93+2×（182+93）×

+3.14×18.5（200-18.5）］×10-6

=0.05934km2

最后得建筑物年預(yù)計雷擊次數(shù)：

N=KNgAe

=1×1.334×0.05934

=0.0791次/a

式中：Td—年平均雷暴日（d/a）；

Ng—建筑物所處地區(qū)雷擊大地的年平均密度（次/km2.a）；

Ae—與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積（m2）；

L、W、H—分別為建筑物的長、寬、高（m）；

預(yù)計雷擊次數(shù)0.3次/ a≥N≥0.06次/a，故按第三類防雷設(shè)。

 

3、接閃器

根據(jù)輕鋼結(jié)構(gòu)的建筑物，采用避雷針顯的笨重，與整個建筑外觀不相協(xié)調(diào)，而采用金屬屋面做接閃器，需滿足四個要求。

針對規(guī)范要求“金屬板下面無易燃物品時，其厚度不應(yīng)小于0.5mm”。本車間主廠房圍護(hù)結(jié)構(gòu)（屋面）采用熱浸鍍鋁鋅鋼板，基板厚度為0.53mm（含鍍鋁鋅層），屋面板下加設(shè)玻璃棉墊75mm厚，用鋁箔包裹，用φ1.5不繡鋼絲網(wǎng)層托與檁條上緣部位。玻璃絲棉屬于A級建筑材料，導(dǎo)熱系數(shù)為小、阻燃、無毒、化學(xué)性能穩(wěn)定，完全滿足規(guī)范不易燃燒的要求。同時據(jù)土建專業(yè)介紹，輕鋼結(jié)構(gòu)建筑物的圍護(hù)系統(tǒng)連接方式施工中采用咬合與搭接，塔接長度至少要達(dá)到一個波峰或波谷，超過100m是完全滿足規(guī)范要求的。

另外，屋面采用的熱浸鍍鋁鋅鋼板為良好的導(dǎo)體，而表面涂的薄油漆保護(hù)層按規(guī)范注釋說明也不算是絕緣被覆層，所以滿足規(guī)范要求。

綜上所述，在該工程中，屋頂輕鋼結(jié)構(gòu)的金屬面板可以做為接閃器，不僅美觀大方，工程造價有所降低，安裝起來方便，而且也不影響整個建筑物效果。

做好金屬板屋面防雷系統(tǒng)的設(shè)計，除了要選擇好防雷形式，選用一個好的接閃器，還要做好引下線及接地工作。

 

4、引下線

對于輕鋼結(jié)構(gòu)建筑物，彩色壓型板的種類很多，分為單板和復(fù)合型板，本車間采用復(fù)合板。施工中要求土建專業(yè)與電氣專業(yè)配合，保證屋頂金屬壓型板、屋架、檁條與鋼柱可靠連接，于是施工中均利用鋼柱做為引下線。

 

5、接地裝置

目前設(shè)計中，往往利用基礎(chǔ)鋼筋作為自然接地體，用40X4的鍍鋅扁鋼將其聯(lián)通，并實施總的等電位聯(lián)結(jié)。在此次設(shè)計中，并沒有嚴(yán)格要求用40X4的鍍鋅扁鋼，而是利用鋼柱間條形基礎(chǔ)與鋼柱獨立基礎(chǔ)可靠焊接形成電氣通路。對于輕鋼結(jié)構(gòu)的建筑物，鋼柱獨立基礎(chǔ)施工時要土建預(yù)埋地腳螺栓，這樣當(dāng)鋼柱就位時將地腳螺栓、螺母和鋼柱連接在一起。要求注意的是地腳螺栓和鋼柱基礎(chǔ)鋼筋在地下是不相連的！所以，電氣設(shè)計人員要要求土建專業(yè)在設(shè)計說明中注明施工中用不小于φ10鋼筋或圓鋼將基礎(chǔ)鋼筋和接地螺栓可靠焊接，并在焊接處做防腐處理，以便接地用。這樣從屋頂?shù)戒撝⒃俚交A(chǔ)形成可靠連接，保證雷電流具備完整的泄放通道。

此外，不要忘了在室外適當(dāng)位置預(yù)留接地連接板，防止施工中當(dāng)接地電阻達(dá)不到要求時，方便施工單位連接人工接地裝置和測試接地電阻。

 

6、小結(jié)

金屬屋面建筑物防雷是個較難處理的工程，但在此類建筑中，只要厚度達(dá)到0.5mm的輕鋼結(jié)構(gòu)建筑物的屋面夾芯板（或壓型鋼板）可以作為接閃器，利用鋼柱做引下線，基礎(chǔ)鋼筋做自然接地體并通過鍍鋅扁鋼或地圈梁可靠聯(lián)結(jié)并做等電位連接。

 

好啦，小編結(jié)合了案例為大家介紹了鋼結(jié)構(gòu)建筑物的防雷手段和技巧，不知各位有沒有理解呢？
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