太古冷链物流宁波冷库的防雷设计

2016-01-15张伯乐

智能建筑电气技术 2015年4期

太古冷链物流宁波冷库的防雷设计

张伯乐 (国内贸易工程设计研究院，北京 100071)

摘要根据外保温内钢结构冷库的特点，依据中国现行相关设计规范的要求，对太古冷链物流宁波冷库项目的防雷设计进行介绍，包括防雷等级的确定；屋面防雷、引下线的安装；电源SPD；等电位联结；接地网设置等。

关键词外保温冷库防雷设计接闪器引下线接地网

AbstractAccording to the characteristics of external wall insulation cold storage, based on current national standard codes, the lightning protection design in Swire cold chain logistics for Ningbo project is introduced, which includes the determination of the lightning protection level, roof lightning protection, the installion of down-conductor system, signal SPD, equipotential connection and the setting of grounding grid.

Keywordscold storage with exterior insulation, lightning protection design, air termination, down conductor, earthing network

0引言

随着近几年冷链物流行业的蓬勃发展，各种型式的冷库应运而生，外保温内钢结构形式的冷库(或称外保温冷库)由于其保温效果好，施工周期短等特点，被市场接受，外保温冷库金属屋面(0.8mm厚压型钢板)被240mm厚的保温材料及柔性防水材料覆盖，需要另外设置接闪器。下文以新近设计的外保温冷库为例，对其防雷设计进行介绍。

1工程概况

太古宁波冷库位于浙江省宁波经济技术开发区，地处世界少有的天然良港和中国四大深水枢纽港之一的北仑港区现代国际物流园区。

本工程包括冷库(含穿堂)、管理综合楼、制冷机房变配电。冷库主体为一层，穿堂主体为一层(局部三层)，局部管理综合楼为四层，制冷机房变配电为二层。冷库占地面积20 433m2，建筑面积24 446m2。

结构形式为钢结构。柱网尺寸根据货架的布置摆放，以17.9×13m为主，穿堂以8.95×18m、8.95×9m、8.95×4m为辅，局部制冷机房变配电以8.95×8.4m为柱网，管理综合楼以9×9m、9×8.1m为柱网。

钢结构屋面均采用柔性防水卷材平屋面，由内向外基本构造为：钢檩条、0.8mm厚B36镀铝锌压型钢板底板、保温板、冷库专用隔汽膜、1.5mm厚TPO防水卷材(机械固定)，结构基础形式采用桩筏基础。

2设计概述

太古宁波冷库采用外保温内钢结构形式，即建筑物的主体结构层位于保温的内侧。由保温材料形成一个连续的封闭空间，将建筑物主体结构包裹在其中，由于冷库特殊的气密性及保温性要求，尽量减少使用穿过保温层的设计方式。

2.1年预计雷击次数计算

2.1.1已知条件

冷库长L=174.4m，宽W=133.2m，高H=26.2m，宁波当地的年平均雷暴日天数Td=40.0天/年，校正系数k=1.5，不考虑周边建筑影响。

2.1.2计算公式

年预计雷击次数：N=k×Ng×Ae=0.474 0

其中，建筑物雷击大地的年平均密度：Ng=0.1×Td=0.1×40.0=4.000 0

等效面积Ae为(H<100m)：

πH(200-H)]×10-6=0.079 0

2.1.3计算结果

根据《建筑物防雷设计规范》(GB 50057-2010)第3.0.3.10条，该建筑应该属于第二类防雷建筑。

附录:

二类:N>0.25住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑。

图1　外保温冷库金属屋面结构图

2.2屋面防雷

2.2.1接闪器的选择及安装

由于外保温冷库金属屋面(0.8mm厚压型钢板)被240mm厚的保温材料及柔性防水材料覆盖(图1)，不能直接用金属屋面作为接闪器，外保温冷库屋面的保温层对冷库保温效果起到关键作用，需要由接闪器进行保护。设计采用Φ10热镀锌圆钢作接闪带，接闪连接线网格不大于10m×10m或12m×8m。接闪带在柔性防水材料上的安装方式通常有三种(见图2、3、4)。

图2接闪带安装方案一

图2(方案一)是参考《电气设备在压型钢板、夹芯板上安装》(06SD702-5)第55页的方式进行安装，图3(方案二)是由柔性防水卷材配套提供的安装件进行有效固定，前两种方案均通过黏贴的方式将接闪带牢固地固定上。图4(方案三)是通过水泥支墩放置在防水卷材上，由于没有与防水卷材有效固定，且水泥支墩的迎风面较大，有被风吹动进而磨损防水卷材的风险，在设计中不建议采用此种安装方式。通过以上方案比较，在本工程中选用图3(方案二)所示方式进行接闪带的安装。

冷库屋面上的制冷管道、支架、蒸发冷凝器等突出屋面的所有金属构件均与接闪带可靠焊接。

2.2.2引下线的选择及安装

同样是由于特殊的外保温形式，需要尽量少地穿透冷库保温层以防止冷桥的产生，设计时采用了4×40m热镀锌扁钢作为引下线，明(贴)敷在冷库保温板上，并保证引下线的间距不大于18m。

为了配合建筑立面的美观效果将明敷引下线敷设在两个雨水管中间(图5)。

2.3电源SPD

变压器采用Dyn11接线，在变压器高压侧装设避雷器，由于有引出本建筑物至水泵房的低压配电线路，在低压侧配电屏母线上装设了I级试验电涌保护器(电压保护水平值为2.5kV，冲击电流15kA，10/350μs)，在第二级配电箱装设Ⅱ级试验电涌保护器(标称放电电流20kA，最大放电电流40kA，限制电压小于1.5kV，8/20μs)。

2.4等电位联结

为防止过大的电位差而导致的种种电气事故,在变配电间、发电机房、制冷机房、淋浴室等处设置等电位箱，在变配电间设置总等电位箱(MEB)，总等电位接地端子板采用4×40mm铜排接入接地网，沿变配电间四周敷设4×40mm环形热镀锌扁钢带并接入MEB，金属管线、电源PE线、配电柜变压器金属外壳等均与MEB可靠联结。在发电机房、制冷机房、淋浴室等处设置局部等电位箱(LEB)，局部等电位接地端子板采用40×4铜排接入接地网，沿发电机房、制冷机房四周敷设4×40mm环形热镀锌扁钢带并接入LEB，发电机组金属底座、金属油罐、压缩机金属底座、金属管道、电源PE线、控制柜外壳均与LEB可靠联结。浴室内等电位做法见《等电位联结安装》(02D501-2)第16页。

图3　接闪带安装方案二

图4　接闪带安装方案三

图5　明敷引下线效果

图6　基础接地(一)

2.5基础接地

4×40mm热镀锌扁钢作为引下线贴敷在保温板上，引下线上部与接闪带可靠焊接，下部与基础接地网可靠焊接(见图6)，形成良好的电气通路。利用建筑物基础作接地体，将基础梁上下两层主筋沿建筑物外圈焊接成环形，将主轴线上的基础梁相互焊接成网。本工程防雷接地、安全保护接地及弱电系统的接地共用综合接地极。要求接地电阻值不大于1Ω，实测不满足要求时，须增设人工接地体，直到达到要求为止，在引下线距室外地面0.5m处预留接地电阻检测点连接板或预留人工接地连接板。在本设计中，笔者通过基础接地极引出一根4×40mm热镀锌扁钢与连接板焊接，连接板装设在距地面0.5m处，采用100×60×6mm热镀锌钢板。热镀锌钢板进行防腐粗处理，放置在硬质塑料盒内，明敷在保温板上，涂成与保温板相同的颜色并做好防触碰标志(见图7)。