浅析建筑物防雷装置设计审核

陈秋　曾汉溪　郑伟民

[摘要]防雷装置是新建建筑物的重要内容，其设计审核质量直接关系到建筑物防雷防护效果的发挥。为此，本文结合笔者多年的实践经验，重点就建筑物防雷装置设计审核工作进行探讨，并针对性提出了工程设计审核过程中的注意事项，以供类似工程研究参考。

[关键词]建筑物；防雷装置；设计审核；注意事项

[中图分类号]F407.9 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0017-02

随着我国城市化进程的不断加快，城市建筑建设方向逐渐向多功能化、高度化、大型化和综合化的趋势发展，建筑内部设计结构及服务设施变得越来越复杂，伴随着这些发展，建筑物防雷装置设计也变得愈加复杂化。防雷装置是建筑物的重要组成部分，其设计审核工作是工程项目建设前的最后一道技术关，若设计审核的质量不过关，不仅会影响到防雷工程投入使用后雷电防护效果的发挥，而且也会给建筑物的带来一定的安全隐患，严重情况下还可能造成人员的伤亡和财产的损失。因此，建设单位必须重视建筑物防雷装置设计审核环节的工作，确保防雷工程的施工质量，从而充分发挥出建筑物雷电防护的效果。

1 总平面图

总平面图往往最容易被忽略。作为整套施工图纸中不可或缺的一部分，总平面图包含与防雷有关的重要信息。

1.1 地理位置

各地的年平均雷暴日数差异很大，且各种版本的技术规范所提供的数据也不尽相同。应以当地气象主管部门公布的该地年平均雷暴日数Td作为计算雷击大地年平均密度Ng的依据。

如果有雷电监测系统，通过输入经、纬度数据，可得到该建筑物所处位置一定半径范围内在监测历史时间内的雷闪资料，得出精确的雷闪密度、雷电流幅值、闪电月变化及日变化规律等雷电活动规律与数据。这些数据也可作为设计的参考依据。

1.2 周边环境

该建筑物是否为孤立建筑物，周边有无其他建筑物或树木，各自高度如何，是否处于旷野或山头，是否处于水陆交界处，地质条件和土壤电阻率如何？根据上述信息，确定在计算建筑物年预计雷击次数N时校正系数K的取值。

2 施工设计说明

电气施工设计说明（有时也称为强电施工设计说明等），其主要内容是表述各专业的概况和基本要求。

2.1 工程概况

建筑物使用性质是住宅、办公、厂房、文物还是其他，是否为人员密集场所，建筑物内是否有爆炸物质，是否具有火灾或爆炸危险环境，属于哪类防火类别，是否有重要的信息机房？结合年预计雷击次数N确定建筑物防雷分类，同时也与等电位接地的设计要求有关。建筑物高度则关系到防侧击雷措施的设计。

2.2 设计依据

2.2.1 国标

设计依据的国标有：GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》、GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》、GB16895，222004《建筑物电气装置第5-53部分：电器设备的选择和安装隔离、开关和控制设备第534节：过电压保护电器》。

2.2.2 图集

设计依据的图集有：99（03）D501-1或99D501-1《建筑物防雷设施安装》、02D501-2《等电位联结安装》、03D501-3《利用建筑物金属体做防雷及接地装置安装》、03D501-4《接地装置安装》。当图纸中的某项参照标准化图集时，应同时注明图集名称、图集号、页次。

2.3 防雷、接地及安全

2.3.1 防雷分类及分级

根据总平图中确定的雷击大地年平均密度Ng、校正系数K、屋面防雷平面图中的长、宽、高尺寸，计算该建筑物年预计雷击次数N，结合施工设计说明中的工程概况信息。依据GB50057-2010的条款确定该建筑物的防雷分类。此外，根据工程概况信息，可依据GB50343-2012中的表4.3.1确定该建筑物电子信息系统雷电防护等级。

高度超过100m的民用建筑，依据JGJ16-2008《民用建筑物电气设计规范》第11.2.3条第1款规定，应划为第二类防雷建筑物。

2.3.2 直击雷防护

一般地，现多采用接闪带作为直击雷防护措施。审核时应注意以下几点问题：

（1）接闪网尺寸应符合对应防雷分类的要求。

（2）接闪带所选用材料的材质及其规格尺寸应符合GB50057-2010等国标的规定，非标尺寸可能造成施工阶段材料购买和施工的困难，应避免出现此类问题。

（3）接闪带沿女儿墙敷设时，应结合女儿墙的宽度来综合考虑避雷带的支持卡高度、间距及转角距离。对于过宽的女儿墙，按常规做法将避雷带设置在女儿墙正中，将无法起到有效保护作用。此时，应尽量靠近女儿墙外沿，当建筑物高度大于其相应防雷类别滚球半径高度时，首先应沿屋顶周边敷设接闪带，接闪带应设在外墙外表面或屋檐边垂直面上，也可设在外墙外表面或屋檐边垂直面外。结合实际情况，宜在转角、有高度差的部位增设避雷短针以增强防护效果。

（4）如果采用金属屋面或彩钢板作为直击雷防护措施，应符合GB50057-2010等国标的规定，注意厚度的不同要求。

（5）对于是否可采取暗敷接闪带，不能一概而论。一般的建筑物，特别是人员较密集场的高层建筑不能暗敷；别墅等建筑体量较小的低层建筑物，当其N值达不到第三类防雷建筑物的规定值时，应当允许暗敷。但接闪带暗敷可能造成在接受雷闪时，其上面的混凝土或瓦片等碎裂、坠落而伤人、毁物。采取暗敷方式的，建议结合接闪杆增强防护效果，进一步降低风险。

2.3.3 引下线

新建建筑物一般利用结构柱内的主钢筋作为引下线，利用结构柱内对角线的两根主钢筋作为引下线，钢筋直径不应小于16mm，利用四角的四根主钢筋作为引下线，则钢筋直径不应小于12mm。

2.3.4 防侧击雷

超过建筑物对应滚球半径高度的部分均应按GB50057-2010规范的要求采取防侧击雷措施，每隔不大于6m的位置设置均压带并与引下线相连，外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物也应与防雷装置连接。

2.3.5 等电位及接地

审核时应注意如下几个问题：

（1）该建筑物采用何种接地系统，是共用接地系统还是单独接地系统（有些特殊用途的设备对接地系统有特别要求）。共用接地系统的接地电阻值应不高于接人各系统、设备要求接地电阻的最小值。

（2）强弱电竖井内应在每层预留与楼层主钢筋电气连接的局部等电位接地端子，并与接地干线焊接连通，其他部位局部等电位接地端子也应与楼层主钢筋电气连接。

2.4 供配电系统

根据建筑物防雷中的防雷分类及电子信息系统雷电防护等级判断SPD的设置分级及各级参数是否符合要求。

2.5 弱电系统

施工图审核是在工程开工前进行，一般在此阶段弱电设计尚未作深化设计（通常由弱电承包商完成），所以在施工图中很少注重弱电系统线路和设备的防雷设计，审核时应注意以下几点：

（1）弱电机房的位置设置应遵从“尽可能远离屋顶和立柱”的原则，即远离可能流经大的雷电流的区域。

（2）进出建筑物的信号线路应穿金属管埋地敷设入户，进户处应做好等电位接地，包括金属管道、弱电线缆的金属屏蔽层、光缆加强筋等。

（3）机房内应在防静电地板下设置s型或M型等电位联结网络（一般做法为铺设铜排），将机房内所有正常时不带电的金属物体采取等电位联结。

3 屋面防雷平面图

屋面防雷平面图审核时应注意一下几点：

（1）各类防雷建筑物的接闪网尺寸有两种（如第三类防雷建筑物的接闪网要求是20m×20m或24m×16m），满足任一种皆可。

（2）对于外立面或屋面形状比较特殊、复杂的建筑物，要特别留意是否所有易遭受雷击的部位均敷设了接闪带。对伸出屋檐的部分要结合其尺寸及与女儿墙的高度差判断是否处于接闪器保护范围内。

（3）设于屋面的屋顶花园、网球场、或咖啡吧等人员公共活动场所，应采取相应的直击雷防护措施（如设置合适高度的接闪杆褓护人员和设施安全。

（4）采光天窗应采取相应的防直击雷措施。

（5）当非金属屋面有玻璃采光顶时，应向相关设计人员核实采光顶是明框还是隐框，如支撑玻璃的金属构架在玻璃下方（隐框），则除金属支架可靠接地外，应对玻璃增设避雷装置加保护。

（6）卫星天线应处于接闪器的保护范围之内，若架设接闪杆保护时，接闪杆与天线的水平距离不应小于3m，天线底座应可靠接地。

（7）引下线应沿建筑四周均匀或对称设置，条件限制时，局部的引下线间距可稍超出规范规定的间距值，但应确保建筑物整体的引下线平均间距不大于对应防雷分类的间距要求。

4 基础接地平面图

基础接地平面图审核时应注意以下几点：

（1）利用建筑物基础中的自然接地体时，应将桩基、承台、地樑、底板内的结构主筋可靠连接以构成共用接地装置。

（2）地梁内的结构主筋应与所经过的结构柱内主筋可靠连接以构成环型接地体。

（3）引下线位置应逐一对应屋顶防雷平面图中标志的引下线位置。

（4）结构柱内的钢筋作为雷电流的主要对地释放通道，对附近的设备与人有一定程度影响，故弱电设备应尽可能远离结构柱和引下线。重要的设备机房应避免设置在建筑物的顶层和底层。

（5）各接地干线一般均为从大地板引出至各个部位，注意文字标注是否有误。

（6）如有特别注明设备机房等电位接地措施的，应检查是否设置等电位联结网络，等电位联结网络与大地板之间的连接方式、连接材料及规格型号，网络是否能为机房将来可能存放的机柜、机架、线槽提供足够的等电位联结点，网络的材质是否达标。

5 配电系统图

配电系统图审核时应注意以下几点：

（1）在电气接地装置与防雷接地装置共用或相连的情况下，应在低压电源线路引入的总配电箱、配电柜处装设I级试验的SPD。SPD的电压保护水平值应小于或等于2.5kV，每一保护模式的冲击电流值，当无法确定时应取等于或大于12.5kV。

（2）不同部位的配电箱在SPD配置方面的要求也不尽相同，并不是所有的配电箱都安装In或Iimp值相同的SPD就能解决问题，应按照配电箱所处的不同位置进行分级，相应确定合适的Inl或Iimp值。

（3）应结合低压配电系统的不同接地制式来确定安装何种类型SPD。

（4）图纸中设置的SPD应标明标称放电电流In（见表1）、电压保护水平Up、持续工作电压Uc等基本参数。

6结束语

综上所述，建筑物防雷装置设计审核是一项复杂的工作，这就要求审核人员提高对建筑物雷电装置设计的认识，在熟练掌握相关规范及标准的基础上，结合防雷工程的实际情况，做到综合分析、客观判断、灵活处理，同时工程各参与方应积极参与施工现场管理与指导，为项目建设单位把好技术关，从而确保防雷工程的施工质量。

参考文献

[1]罗丽红，高层建筑物工程防雷设计的审核[J]城市建设理论研究，2012年第07期

[2]王立民；杨慧志；聂燕红，浅谈新建建筑物防雷装置检测与审核验收[J]，科技风，2011年第17期