2022年轻钢结构建筑物的防雷设计措施.docx

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1、2022年轻钢结构建筑物的防雷设计措施 论文导读：轻钢结构系新型建筑材料，它采纳H型钢及薄壁冷弯C、Z型钢组合而构建房屋骨架，屋面和墙体采纳彩色涂层压型钢板或夹芯彩板，并逐步取代传统的钢筋混凝土建筑。依据轻钢结构建筑物的特点，明显，高大沉重的避雷针不适合在此类建筑物上安装，而建筑物防雷设计规范第4.1.4条给出了金属屋面作为建筑物防雷接闪器的四个要求。此图集是建筑专业图集，电气设计人员较少接触，而国家标准图集建筑物防雷设施安装和利用建筑物金属体做防雷及接地装置安装都没有轻钢结构屋面避雷带的细部做法。在现行设计中，一般将基础钢筋作为自然接地体，用40X4的镀锌扁钢将其连通，并施行总等电位联结。关

2、键词：轻钢结构，接地，防雷，等电位 1轻钢结构建筑物的特点 轻钢结构系新型建筑材料，它采纳H型钢及薄壁冷弯C、Z型钢组合而构建房屋骨架，屋面和墙体采纳彩色涂层压型钢板或夹芯彩板，并逐步取代传统的钢筋混凝土建筑。轻钢结构建筑物基础分为钢筋混凝土独立基础和钢筋混凝土条形基础，前者在地质状况较好的场地运用，后者则应用于地质状况较差的场地。施工时需预埋地脚螺栓，加垫片后和钢柱相连。轻钢结构建筑物采纳预制构件，不允许现场钻孔、焊接。主钢架为焊接型钢或热轧型钢，以充分发挥高强度钢材的力学性能。次构件为高强度的、经防腐处理的冷弯薄壁C型或Z型钢，和主钢架采纳螺栓连接。 轻钢结构建筑物的围护系统分为彩钢压型板

3、和彩钢夹芯板，大多采纳自攻螺栓和檩条连接。压型钢板是以彩色涂层钢板或镀锌钢板为基材，经辊压冷弯成型的建筑用围护板材，其保温及隔热层为离心超细玻璃丝棉卷毡。此种板材现场制作，有利于解决大范围内面板搭接易于出现的接缝不严的状况，现场复合使整个大面积的屋面成为一个整体，更加坚实、易排水、防漏、保温，而且建筑外形更加统一、协调、美观。而夹芯板是将彩色涂层钢板面板及底板与保温芯材通过粘接剂复合而成的保温复合围护板材，按保温芯材的不同可分为硬质聚氨脂夹芯板、聚苯乙烯夹芯板、岩棉夹芯板。夹芯板一般为工厂预制。围护系统连接方式一般为咬合连接或者搭接连接。 一般而言，墙体的做法先是砌1.2m高、厚0.3m的砖墙

4、或者加气混凝土砌块，其上才是夹芯板或者压型板。 2轻钢结构建筑物的防雷及接地 2.1接闪器 依据轻钢结构建筑物的特点，明显，高大沉重的避雷针不适合在此类建筑物上安装，而建筑物防雷设计规范第4.1.4条给出了金属屋面作为建筑物防雷接闪器的四个要求。 规范针对金属板下面有无易燃品的不怜悯况，对金属板的厚度做了不同的要求，明确规定金属板下面无易燃品时，其厚度不应小于0.5mm。让我们看看四种保温芯材的物理特性。硬质聚氨脂属B1级建筑材料，导热系数为0.0160.025，犯难燃体；聚苯乙烯属阻燃型材料，氧指数不小于30，导热系数为0.029，为阻燃自熄型；岩棉属于不燃烧材料，导热系数为0.044；玻璃

5、丝棉属A级建筑材料，导热系数为0.0380.042，为非燃烧体。另外，保温芯材所用粘胶剂也是阻燃型。所以，轻钢结构建筑物的围护系统为非燃体，当利用金属板做接闪器时，厚度不应小于0.5mm即可。规范中四个要求的第三条不再考虑。 从结构专业角度动身，屋面板的厚度选择一般考虑三个因素：第一是风荷载；其次是雪荷载；第三是檩距。所以，不同地域可能所选的屋面板厚度就不一样，电气设计人员须要和结构专业刚好沟通，厚度满意规范要求时，再考核其他条件。比如在新疆，檩距在1.5m左右时，屋面面板厚度一般为0.6mm，底板厚度一般为0.5mm，是满意规范的厚度要求的。若厚度不满意要求怎么办？则应当参考国家标准图集压型

6、钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造做避雷带，其中压型钢板屋面避雷带的细部做法参见48页，夹芯板屋面避雷带的细部做法参见66页。此图集是建筑专业图集，电气设计人员较少接触，而国家标准图集建筑物防雷设施安装和利用建筑物金属体做防雷及接地装置安装都没有轻钢结构屋面避雷带的细部做法。所以，电气设计人员引用标准做法时应留意。避雷带网格大小应当按规范的要求和各类建筑物的防雷类别严格对应，施工图纸应当按规范划分的标准精确标注。 轻钢结构建筑物的围护系统连接方式一般为咬合或者搭接。无论是压型钢板还是夹芯板，其外观都是瓦楞形的。在施工中，采纳搭接时的搭接长度至少要达到一个波峰或波谷，超过101mm则完全满意规范的要

7、求。 另外，规范注释提到薄的油漆爱护层不算是绝缘被覆层。因此，可以认为彩色涂层钢板无绝缘被覆层，而镀锌钢板则更是电的良好导体。所以，笔者以为建筑物防雷设计规范第4.1.4条的第四个要求也是满意的。 综上所述，笔者认为厚度达到0.5mm的轻钢结构建筑物的屋面夹芯板可以作为接闪器。 2.2引下线 从前面轻钢结构建筑物的建筑体系的介绍可以看出，主钢架、次构件、围护系统在施工中已经作了牢靠的连接，形成了长久的电气通路。因此，只要设置了牢靠的接地装置，就可以按跨度将钢柱作为引下线。这一点，建筑物防雷设计规范第4.2.3条已经作了规定。当然，规范对各类防雷建筑物的引下线间距做了要求，不过在土建施工时，只要

8、全部的钢柱和接闪器、接地装置做了牢靠连接，那么它们都是引下线，实际效果超过了规范的标准。 针对建筑物防雷设计规范第4.2.5条的规定，即是否要对地上1.7m至地下0.3m一段作为引下线的钢柱实行爱护措施，笔者认为没必要。第一，不用担忧钢柱简单受到机械损坏；其次，从轻钢结构的建筑体系看，距地有1.2m高的砖墙或者加气混凝土砌块，对人身接触有肯定的防护；第三，钢柱本身做了防腐处理，含绝缘被覆层，也起到肯定的防护作用。另外，此条规定的条文说明指出它适合设断接卡子的状况，而依据规范第4.2.4条，当利用钢柱做引下线同时采纳基础接地体时是可以不设断接卡的。 2.3接地装置 在现行设计中，一般将基础钢筋作

9、为自然接地体，用40X4的镀锌扁钢将其连通，并施行总等电位联结。这样进行处理，接地电阻很小，一般简单达到设计要求。在设计中应当留意，应在室外合适位置预留接地连接板，做法可以参考国家标准图集接地装置安装(03D501-4)。这样，当接地电阻值达不到要求时，施工单位可以便利地连接人工接地体和测试接地电阻值，这一点应当在设计图纸中有所体现。 另外，在设计图纸中，不能泛泛而谈利用建筑物基础钢筋做自然接地体。前面已经提到，轻钢结构建筑物在基础施工时需预埋地脚螺栓，加垫片后才能和钢柱相连。须知：预埋的接地螺栓本身和基础钢筋是没有电气连接的！所以，土建施工时可用不小于10钢筋或圆钢将基础钢筋和接地螺栓牢靠焊

10、接，详细做法参见国家标准图集利用建筑物金属体做防雷及接地装置安装的17页。这样，从接闪器到引下线，再到接地装置，雷电流才具备完整的泄放通道。这样做还不够，还应当用短钢筋和基础钢筋牢靠焊接，并引出基础外，供联结接地环网，方有利于降低自然接地体的接地电阻值和实施有效的等电位联结。这一点对于设置独立基础的轻钢结构建筑尤其重要，所以有必要在设计图纸中交待清晰。 假如忽视了轻钢结构建筑物接地装置的特别性，即基础钢筋和接地螺栓本身并没有电气连接这一事实，造成的后果则是整个建筑物没有牢靠的接地网。实行的补救措施是用40X4的镀锌扁钢做等电位环网，镀锌扁钢过钢柱时应和柱底脚板下侧牢靠焊接，这样，镀锌扁钢充当了

11、接地极和接地线的双重角色。 除等电位接地环网沿建筑物外围敷设一周外，在建筑物内还应当按跨度设置均压网格，不但降低跨步电压，爱护人身平安，而且有利于工业厂房生产设备就地实施等电位联结，缩短等电位联结线的长度。 3结语 以上是对轻钢结构建筑物防直击雷措施的总结。结论是：厚度达到0.5mm的轻钢结构建筑物的屋面夹芯板可以作为接闪器，利用钢柱做引下线，利用基础钢筋做自然接地体并通过镀锌扁钢连接成牢靠的等电位接地环网。 参考文献:1GB50057-94,建筑物防雷设计规范(2000版).2王时煦.建筑物防雷综述.电气世界,19101年2期. 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页