半开放长廊式教学楼防雷引下线设计思考

2014-11-30刘彦章

山东工业技术 2014年21期

关键词：接地装置教学楼电位

何薇,刘彦章

(江西信息应用职业技术学院,南昌330043 )

农村中小学是义务教育的重要组成部分。学校人员密集，活动频繁，一旦发生雷击，会带来严重后果。

农村中小学教学楼大部分是90年代初以前建的混合结构楼房，和框架结构建筑物不同，建筑物内钢筋没有充分相互连接，做不到各处电气连通，不能实现好的等电位连接效果，因此必须防范雷电反击。做好安全有效的防雷措施势在必行。

1 半开放式长廊式的建筑物

农村中小学教学楼是一种半开放式长廊式的建筑物，外廊一部分悬在外面，另一部分占用室内空间，在教学楼建筑物中，半开放式外廊既可作为学生纳凉、活动使用，又可在紧急情况时作为疏散通道。

若照搬《GB50057-2010》的条文设计防雷装置，由于中小学生活泼好动，容易靠近、接触防雷装置，有很大的安全隐患。应根据实际情况设计安全可靠的防雷装置，按第三类防雷建筑物设计。

2 雷电反击

若安装接闪器和引下线的时候没有考虑到与周围钢筋、金属管道、电力线、信号线、金属构件等导电物体的间隔距离，雷电流接地的途中会击向它们，造成反击。对于农村中小学教学楼这种没有做好完善等电位连接的建筑物，必须保证足够的间隔距离，杜绝雷电反击。

第三类防雷建筑物引下线与被保护装置的安全距离公式如下：

Sa—金属物与引下线之间的距离(m)

lx—引下线的计算点到地面长度(m)

kc— —分流系数

农村中小学教学楼按六层楼高计算，楼高取24m，分流系数取0.44，代入公式Sa≥0.04×0.44×24=0.42m。引下线与被保护装置的安全距离不得小于0.42m。

3 直击雷防护系统

直击雷防护系统中的引下线是接闪器与接地装置过渡部分，将直击雷的雷电流从接闪器通过接地装置泄放入地。引下线既要能够安全承受强大直击雷电流的冲击，又要避免由于直接接触、反击或者雷击电磁脉冲对人员或设备设施造成危害。

第二类、第三类防雷建筑物宜利用框架结构建筑物内基础、梁、板、柱内钢筋作为防雷装置。因为它们各处之间均形成电气连接，形成了法拉第笼。

（1）多条柱内钢筋作为引下线，实现分流，降低各支路上流过的雷电流大小，降低了引下线附近的接触电压和跨步电压。

（2）多条柱内钢筋作为引下线，使得雷电流能均匀、同步的向接地装置泄放，因为在同一时间内，任一平面可视作等势面，杜绝了局部的雷电反击。

（3）建筑物整体框架作为防雷装置，起到了屏蔽的作用，减小了建筑物内的电磁场强度，有利于保护电气电子系统。

对于砖混结构建筑物，由于其内部钢筋没有充分相互连接，达不到等电位连接效果，必须防范雷电反击。引下线的布置应和周围钢筋、金属管道、电力线、信号线、金属构件等导电物体有足够的间隔距离。引下线可明敷或暗敷，均应做好防接触电压和跨步电压措施。

4 防雷引下线的设计

建筑物内走廊、楼梯是学生、教职工频繁活动区域，人员密集程度比建筑物外高。故防雷引下线宜优先设置在建筑物外，并做好相关防护措施。第三类防雷建筑物应在沿周长方向每隔不大于25m处设置引下线，每根引下线的冲击接地电阻不宜大于30Ω，引下线应沿建筑物四周均匀或对称布置，按需在建筑物内装设其余的引下线。

为避免学生因好奇心对明敷引下线动手动脚，引下线均采用暗敷。在建筑物外墙四角处分别暗敷4根引下线，材料采用Φ12热镀锌圆钢。引下线与屋顶接闪器焊接，并挖开屋面，与屋面板钢筋及柱内钢筋焊接。引下线与基础内钢筋及地面处柱内钢筋焊接。采用双面焊接，焊接长度大于圆钢直径6倍。各处做好等电位连接，减小局部电位差，杜绝雷电反击。

在距离地面1.7m--地下0.3m处的引下线穿PVC管，降低接触电压。在建筑物对角的两个引下线距离地面1m处分别设置2个断接卡，并用金属盒子封闭上锁，避免学生接触。

在引下线3m范围内地面敷设5cm厚沥青层，增大地面电阻率，降低接触电压。在该范围内0.5m深处设置网状接地装置，用3mm*30mm镀锌扁钢组成4个1m*1m的正方形网格，均衡该区域电位，防止人员经过引下线附近时造成的跨步电压。

当4根引下线满足不了防雷规范《GB50057-2010》4.4.3关于专设引下线平均间距不应大于25m时，应在建筑物其它地方均匀设置引下线。由于长廊处人员活动频繁，此处的引下线应按更高标准设计。

这些引下线全程穿耐热绝缘高强度材料，最大程度避免接触电压。引下线经过的所有楼板层的3m范围内的地面，换成7cm厚沥青层。地面涂上和周围底板相同的颜色并找平，最大限度减小跨步电压。