人類在不斷地前進,社會在不斷地發展,建筑行業日新月異,建筑工程突飛猛進。在國內外,建筑幕墻的形式越來越多,如今,建筑幕墻主要的形式有玻璃幕墻,石材幕墻,金屬幕墻,組合幕墻及屋面板等,其中的玻璃幕墻又分為全玻 璃幕墻,鋁合金明框玻璃幕墻,鋁合金隱框玻璃幕墻,鋁合金半隱框玻璃幕墻等, 這幾種建筑幕墻已在國內建筑工程中得到了廣泛的應用,為防止或減少雷擊建筑 幕墻所發生的人身傷害和文物、財產的損失,并做到安全可靠、技術先進、經濟 合理,固此,做好建筑幕墻的防雷措施也越來越重要,建筑幕墻防雷系統的設計已是當今一個重要問題。
我們知道,雷電是天空云層中一種自然的放電現象,雷電流是一種強度極大,作用時間極短的瞬變過程。雷電擊中建筑物時,通常會產生電效應,雷電流在瞬間釋放出的巨大能量,會把被擊中的建筑物遭到破壞。高層建筑幕墻的金屬材質由于雷電的效應,將會產生靜電感應作用,當天空雷云和大地形成電場時,幕墻的金屬體就會積聚與雷云極性相反的大量感應電荷,當雷云瞬間放電后,云與大地的電場忽然消失,將會產生高達萬伏以上的對地電位,這對人和設備將會產生 危害。所以,建筑幕墻設計時必須做好防雷設計,以防范雷電對建筑幕墻的損害。然而,我國建筑幕墻的施工圖設計、工程施工、工程驗收等對這方面內容的 闡述十分有限,建筑幕墻設計單位對建筑幕墻防雷技術作法也不十分具體、明確,從而給從事建筑幕墻施工的技術人員把握質量要求帶來一定的難度。對此,建筑 幕墻防雷系統設計就顯得十分重要。我們根據多年建筑幕墻工程設計和施工的實 際經驗,以及有關國家防雷規范的要求,認為建筑幕墻防雷裝置必須滿足以下幾個方面要求:
一.建筑幕墻的防雷分類:根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94 的規定,建筑物的防雷共分三類,其中第一類主要是屬于具有爆炸危險環境的建筑物,如使用或貯存炸 藥、火藥、起爆藥等爆炸物質的建筑物等,而現階段我們常用的建筑幕墻的防雷 分類主要是屬于第二類或第三類的。
二.建筑幕墻的防雷措施:對于第一類建筑物和具有爆炸危險環境的建筑物的防雷措施,除了防直擊雷外還需防雷電侵入的措施;而對于第二類或第三類的常用建筑幕墻的防雷措施主 要是防直擊雷。主要防直擊雷的建筑幕墻,不僅要考慮頂層直擊雷,還要考慮側 向直擊雷,防頂層直擊雷的防雷措施是在建筑物頂上裝設避雷網(帶)或避雷針或 由其混合組成的接閃器,其避雷網一般按規定沿著屋角,屋脊,屋檐,檐角等易 受雷擊的部位敷設,并在整個屋面組成不大于 10x10m或 12x8m的網格(第三類防 直擊雷為 20m×20m或 24m×l6m的網格),防側向直擊雷的防雷措施是通過在建 筑幕墻層間部位設置一圈圈閉合的均壓環,然后通過引下線傳到接地裝置。
三.建筑幕墻的防雷裝置:建筑幕墻的防雷裝置主要包括接閃器、引下線和接地裝置。在建筑幕墻的防 雷設計中,應充分利用建筑物的這些裝置,將建筑幕墻豎向龍骨、橫向龍骨和建 筑物防雷網接通,連成一個防雷整體,把建筑幕墻獲得的巨大雷電能量,通過建筑幕墻的防雷系統,迅速地輸送到地下,保護建筑幕墻免遭雷電破壞的作用。
1.接閃器:接閃器是直接接受雷擊的避雷針、避雷帶、避雷網,以及用作接閃的金屬屋面和金屬構件等。建筑幕墻常用的防雷裝置的接閃器,通常是采用直接裝設在建筑物上的避雷針、避雷帶或避雷網作為接閃器。用于作接閃器的避雷 針所采用的尺寸,若按熱穩定性檢驗,則只要很小的截面就夠了,所采用的尺寸主要是考慮機械強度和防腐蝕問題,避雷針宜采用圓鋼或焊接鋼管,其直徑不應小于下列數值:針長1m以下,圓鋼為12mm,鋼管為20mm;針長1-2m,圓鋼為16mm,鋼管為25mm;而對作接閃器的避雷網和避雷帶宜采用圓鋼或扁鋼,優先采用圓鋼, 圓鋼直徑不應小于8mm,扁鋼截面不應小于48mm2,其厚度不應小于4mm。在同一截面下,圓鋼的周長比扁鋼的小,其與空氣的接觸面也小,受空氣腐蝕相對也小,此外,圓鋼易于施工,材料易得,所以,建議優先采用圓鋼。建筑幕墻接閃器布置時,對于第一類防雷的建筑物,避雷網網格尺寸不大于 5x5m(或 6x4m);第二類防雷的建筑物,避雷網網格尺寸不大于 10x10m(或 12x8m);第三類防雷的建筑物,避雷網網格尺寸不大于 20x20m(或 24x16m)。
在建筑幕墻設計時,我門通常是將建筑幕墻頂部女兒墻的蓋板部分,有目的地把它設計成幕墻接閃器,因為該部分處于建筑幕墻的頂部,常用3mm鋁單板(或4mm鋁塑板)做為蓋板。我們知道,鋁板是一種良好的導體,其電場強度很大,當它沿建筑物女兒墻的頂部分布時,雷電先驅很自然地被吸引過來,是雷擊率最大的部位,從而起到接閃器的作用。這樣,幕墻接閃器接受到的雷電流,就可以通過幕墻女兒墻的避雷均壓環和防雷引線,安全地把雷電流引到建筑物的防雷網,并導通到接地裝置,達到避雷的作用。
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