初探某建筑工程防雷装置的技术应用

巩玉国

【摘 要】本文针对某建筑工程电气施工中的防雷和接地技术进行研究，对接地系统及防雷装置问题进行了阐述，最后总结了接地系统在施工中的注意事项，以期给同行参考。

【关键词】建筑物；防雷；接地

0.引言

建筑电气施工的防雷接地工作是一项系统工程，具有较广的覆盖面积，同时又与很多其他相关专业交叉，在具体设计施工中，应该进行认真细致的综合考虑。本文针对建筑电气施工中的防雷和接地技术进行研究，对接地系统及施工过程中应注意的问题进行了阐述，最后总结了几个常被忽视的防雷问题，以期给同行参考。

1.工程概况

该工程是一所大型现代多功能歌剧院。其占地面积为36010m，总建筑面积为43997m2，建筑高度为59m，包括一个1606座歌剧院和一个409座多功能实验歌剧院及配套设施、中西餐厅、文化酒吧、艺术商场等公众文化设施。

2.设计特点

（1）该大剧院由西侧内倾72.65“的正锥状螺旋上升圆台曲面与向东侧外倾72.65。的倒锥状螺旋下降台阶底面圆台曲面相交，构成芭蕾舞演员旋转摆裙造型，外观效果西侧为顺时针上升的螺状曲面，东侧为逆时针下降的外斜展开弧面。

（2）平面上西侧由两段相切的圆弧构成，东侧由两段相切的展开摆线构成，剧院自东向西采用收缩式布置，依次为沿摆线展开的公众活动区，底面倾斜的台阶式扇形曲面观众厅和长方形的小剧院，中心“T"型舞台区，围绕舞台的弧形演员活动区和办公区，平面布置形状复杂多样。

（3）设计上创新地采用了复杂的螺旋体钢构架一混凝上交叉空间结构，综合应用各种混凝土和钢结构形式，地下室采用桩承倒T台箱形混凝土结构；地上结构37m以下部分主要分内外两圈，外圈采用62“角内倾锥形框架混凝土结构和大跨度72.65“角外倾锥形台阶钢结构复合结构形式，37m以上部分为62“角内倾螺旋形钢架，在立面效果上采用螺旋状花岗岩幕墙与点支式玻璃幕墙结构相结合的形式，并在空间上布置各种结构犬牙交错，相交关系极其复杂，形成了复杂的大空间结构形式。

3.防雷装置

防雷是一个综合性问题，具有一定的复杂性，试图想利用一两种先进设备和技术达到完全消除雷击的效果是不可能的。本节针对该项目建筑电气施工中的防雷问题进行探讨。

建筑物的防直击雷方法和观念通常是由避雷针、避雷网或混合组成接闪器，钢结构的柱、梁、板钢筋或外接引下线组成引下装置，及利用基础自然接地体（桩机、地梁、承台或底板钢筋）或人工接地体组成的接地装置合成，整个建筑物形成一个法拉第笼，将雷电流引人地面。

3.1接闪器

幕墙顶部女儿墙的盖板是起拦截雷闪作用的接闪器，用ф12mm镀锌圆钢沿女儿墙周围安装，并与主体结构防雷引下线焊接，在盖板内侧安装40mmx4mmx4mm镀锌角钢，每块铝板安装两段角钢，每段长300mm，两段之间用ф12mm镀锌圆钢焊接连通，并用ф12mm镀锌圆钢一端与女儿墙顶ф12mm镀锌圆钢焊接，另一端与角钢焊接，每段角钢与铝板之间用四个M6×20不锈钢自攻螺丝压接（角钢与铝板之间加垫1mm厚不锈钢垫片），并加不锈钢平垫和弹簧垫，如图2所示。

3.2引下线

（1）所有竖向主龙骨的连接处采用40mmx4mm铝合金制成的可伸缩“欧姆弯”进行压接，如图3所示。连接处上下各用两个M8不锈钢对穿螺丝进行压接，并加不锈钢平垫和弹簧垫，设置均压环的楼层，所有竖向主龙骨与横向龙骨通过40mmx4mm铝合金连接，两端各用两个M6不锈钢对穿螺丝进行压接，并加不锈钢平垫和弹簧垫。

（2）用作防雷引下线的柱子内对角纵向钢筋上下采用双面焊接连接，焊接长度大于20d（d为钢筋直径）。

（3）每三层框架内的两根主钢筋焊接，围绕建筑物成均压环，并将其与所有引下线钢筋双面焊接，焊接长度大于20d（d为钢筋直径）。

（4）每楼层在防雷引下线柱子处皮外预埋一根40mmx4mm镀锌扁钢，并与柱内防雷引下线钢筋双面焊接，焊接长度为200mm。

3.3接地

（1）为使玻璃幕墙竖向铝合金主龙骨保持接地贯通，用40mmx4mm镀锌扁钢，一端与均压环焊接，焊接长度应为其宽度的2倍，并三面施焊；另一端用两个M8不锈钢对穿螺旋与竖向主龙骨进行压接，为防止镀锌扁钢与铝合金的电化学腐蚀，在其间加垫1～厚不锈钢平垫和弹簧垫。

（2）用作防雷引下线的柱子内的贯通主筋与基础钢筋双面焊接连接，焊接长度大于20d（d为钢筋直径）。对地上1.7m至地下0.3m，作为引下线的钢柱采取保护措施

3.3.1接地系统在施工中的注意事项

（1）在建筑的电气设计中，通常有独立接地系统和统一接地系统之分，其中，前者中的各个部分需要分别建立独立的接地网，同时，要注意接地网之间的距离要恰当，防止不必要的干扰。根据实践经验发现，如果采用的是单根接地极，离其20米以外的地方可以被看成是零电位。现代建筑具有结构复杂的特点，加上土地面积紧张，要想真正分开各接地系统，在实际设计以及施工中都是很难实现的，所以，通常情况下都是采用统一接地系统，防雷接地、工作接地以及保护接地使用共同的接地装置，在这一过程中，要注意抗干扰、屏蔽和隔离的处理。

（2）如今，智能化建筑越来越多，基本上都设置有相应的电子数据处理设备，对供电系统提出了更高的要求，通常情况下，建筑物中都设置有必要的高低压变电室，将建筑物的基础接地装置作为各个设备的接地装置。值得注意的一点是，一旦线路出现接地故障，由于PE线上具有高电压，如果没有在允许时间内将故障回路切除，故障电压将会不断蔓延，造成无法估量的后果，因此，在电气施工中，应该重视PE线的作用。

（3）在具体的电气施工操作中，要严格区分PE线和N线，不能将两者混接在一起了，一旦两者混接，工作电流将流经PE线，如果系统具有较大的负载，在PE线上将会造成较大的电压降，致使建筑物用电设备的外壳带电，引起事故的发生；在选择PE线的时候，应该按照相应的规范，使用黄绿相间的塑料铜芯线，同时做好等电位连接工作；当电气竖井内的PE干线采用的是镀锌扁钢时，为了便于观察和识别，可以刷上黄绿相间的油漆。在接地施工中，要重视各专业的配合，施工工序的交接手续要条理有序。对于结构复杂、专业齐全的智能建筑来说，各个系统都有严格的要求，它们的施工往往是由不同的专业队伍来完成的，如果专业之间出现脱节和遗漏的情况，很可能为以后的安全留下隐患，应该引起足够的重视。

4.结语

做好现代建筑物的防雷系统设计，除要选择防雷的形式、接闪器，还要做好引下线及接地工作。GB50057=2010《建筑防雷设计规范》中规定，建筑物的防雷分为两类，根据不同类别确定引下线接地的相互间隔。在设计大型建筑的引下线时，应尽量在建筑物周边做周圈式接地。因大型建筑的基础均做了防水处理，如果引下线经过防水处理层，则接地电阻加大，效果较差。而做周圈式接地则可避开防水处理层，同时将周圈式接地体埋在基础的外边，也具有均衡电位的效果。

总之，现代建筑物的防雷系统是一个很难处理的工程，必须选好屋面的避雷形式，还要做好引下线工作，这样才能保证建筑物的安全，使人身、设备有可靠的安个保证。