浅谈新建(构)筑物防雷装置设计技术评价
2021-12-02常爱平
摘要:目前,防雷减灾与服务工作已不再是单一的检测服务,绝大多数社会公司都逐步开展了新建(构)筑物防雷装置设计技术评价工作。《中华人民共和国气象法》、中国气象局39号令及《山西省防雷减灾管理办法》中明确规定了新建(构)筑物防雷装置技术评价文件应经当地气象主管机构认可的防雷专业技术机构出具。本文主要对新建(构)筑物防雷装置设计技术评价原理、内容、步骤和要点进行简单介绍。
关键词:新建(构)筑物;防雷装置;设计技术
引言
新建(构)筑物防雷分为外部防雷系统和内部防雷系统两部分,两者缺一不可,外部防雷系统是指接闪器、引下线和接地体等传统的建筑物防雷系统,内部防雷系统是指等电位连接、屏蔽和浪涌保护等。
1、技术评价原理
接闪:指控制雷击点的范围、为雷电提供泄流通道,接闪装置(接闪针、接闪带和接闪网)的闪击能量,其耐流耐压能力和连续接闪效果直接关系到泄流的效果。
分流: 指引下线对分流效果的影响。引下线的粗细和数量直接影响分流效果,引下线多,每根引下线通过的雷电流就小,其感应范围就小,引下线相互之间的距离不应小于规范中的规定。
均压:指使建筑物内形成一个等电位体,现代建筑物多采用钢筋混凝土结构,其屋面、梁、板、柱及基础内钢筋的大部分都是自然而然地焊接或绑扎在一起的,其整体建筑框架形成法拉第笼。在均恒电位的同时,也可保证建筑物内不会产生反击和危及人身安全的接触电压或跨步电压。
屏蔽:屏蔽的主要目的是使建筑物内的通信设备、电子计算机等精密仪器以及自动控制系统免遭雷电电磁脉冲的危害。我们应尽量利用钢筋混凝土结构内的钢筋,即建筑物内地板、顶板、墙面、及梁、柱内的钢筋,使其构成一个六面体的网笼,从而实现屏蔽。
接地: 接地是为了泄放雷电能量,除独立接闪杆外,“共地"已成为当今接地的主流。现代建筑物当采用钢筋混凝土结构时,符合规范条件的应利用基础内的钢筋作为接地装置。当达不到规范中规定的条件时,可用人工接地装置,但应形成环型接地网。
保护:指限制瞬态过电压和减小过电流,在一切从室外来的导线(包括电力电源线、电话线、信号线、天线的馈线等)与接地线之间并联一种适当的接闪器来保护终端设备。
布线:指如何布线才能获得最好的综合效果,现代化的建筑物都离不开照明、动力、电话、电视和计算机等设备的管线,在防雷设计中,必须系统考虑这些管线的关系。除考虑隐患布线的部位和屏蔽外,还应在需要的线路上加装浪涌保护器。
2、应报审的防雷装置设计文件
电气设计说明及强电系统设计图
弱电设计说明及弱电系统设计图
基础防雷平面图
屋面防雷平面图
立面图
电气总平面图
建筑结构设计说明
防雷产品说明书、有关证件
3、技术评价步骤及要点
本人根据所从事防雷装置设计技术评价工作中遇到的实际情况,对照相关防雷规范和标准的要求,形成本文的“重点评价法”,就是有侧重点、有选择的根据防雷规范和标准所涉及的设计文件与防雷装置设计技术评价原理“接闪、分流、均压、屏蔽、接地和保护”六大要素结合对应起来,确立由“总平面图一电气设计说明图-平面图、立面图一屋面图-基础图一强电系统图-弱电系统图”的评价步骤,并提出了具体的技术评价要点。
总平面图:
了解建设工程的总体布局,位置及周围环境,是否有邻近建筑物,评价高压电缆、网络通讯电缆、闭路电视电缆及相关管线的进线方式、埋地电缆长度等。
電气设计说明图:
评价建筑物防雷等级的划分正确与否;弄清楚强、弱电系统电缆的引入方式,接地的形式以及一些相关的具体要求,以及是否做了防止雷电波入侵或防止引入高电位措施;可以结合相关防雷施工详图和对比规范相应条款检查,其防止侧击雷措施是否符合规范要求。
平面图、立面图:
用于计算预计雷击次数是否符合防雷类别,评价三类防雷建筑物高度规范规定范围是否设置了防侧击雷均压环的均压环措施,均压环上下的金属门窗、构件、上下金属管和煤气管道、电梯轨道、电缆外铠装层等均应与均压环焊连,并与该层的引下线全数焊接情况,检查建筑物内的设备、构件、管道等布置方式,是否预留等电位接地端子等。
屋面图:
结合相关结构详图,对比规范相应条款评价屋面接闪器(针、带、网)布置、支距、支高、防腐、网络、材料规格等是否符合要求(应注意明敷和暗敷的区别),对于有接闪针的应计算其保护范围。结合建筑施工屋面平面图,检查屋顶是否有突出的结构或构件及金属物(水箱、太阳能热水器、雨篷、钢架、爬梯)这些均应有接闪器的保护。
基础图:
结合相关结构详图,检查建筑物接地装置采用的是自然接地体还是人工楼物体、对比规范相应条款评价接地极的材料规格,敷设方式,防腐、连接,接地电阻值、安全距离及相关预留等是否符合要求。一般强弱电接地采用-40x4镀锌扁钢或铜排。
对比规范相应条款评价引下线的数量、规格、敷设方式、防腐、连接,相关预留等是否符合要求。
检查强电、弱电井内接地引出端、电梯井内接地引出端、电梯机房接地引出端、消防控制室内接地引出端、光纤机房内接地引出端,水泵房接地引出端、变配电室内接地端子、发电机房内接地引出端是否预留等电位接地端子(一般至少要有两处)。
强电系统图:
1)检查高、低压配电系统是否采取防雷电波入侵措施,评价浪涌保护器的规格、参数等是否符合规范要求,高压配电一般采用高压氧化锌避雷器,低压配电柜一般用阀型避雷器。
检查电力干线,支线采用的进线方式(金属线槽、电缆桥架、穿管敷设)。
2)动力与照明系统:供电一般采用放射式或树干式配电,一般住宅总配电设计在地下室或各梯位底层、电力干线均采用阻燃全塑铜芯电缆沿电力线槽敷设;分干线采用阻燃全塑铜芯电缆或BV-500型铜芯线,沿电缆线槽或穿钢管敷设,照明支线采用BV-500型铜芯线,照明支线穿SC管或PVC管或FPC管敷设,凡在吊项内敷设必须穿钢管。
3)屋面电气线路
检查屋面上电气设施的线路是否采取相应的防雷电波侵入的措施,要求线路穿金属管并两头接地,上与避需带下与配电金属外壳连接。
一般在18层以上或50米以上建筑,屋面上常见的用电设备有:风机、电梯、冷却塔、空调机组、卫星天线、泛灯、屋面照明、广告牌等。
屋面彩灯:目前彩灯的安装方法有两种:一种固定式,另一种是临时安装,根据经验,不论采取那种方法,当贯击时,雷击点附近10米左右的灯泡都可能损坏,穿在钢管中的线路可以得到保护而不穿钢管的明配线或穿非金属管的线路,都会遭受到不同程度的损坏,要求线路穿钢管,尤其是暗数难雷带的高层建筑,引线配电箱要设SPD。
4、技术评价中经常存在的问题
1)设计防雷类别不清,有的仅根据建筑物的高度从主观判定防雷类别。
2) 设计不全的现象较多。有些图纸无等电位设计,缺少总等电位联结图、局部等电位联结图接地系统图纸,无SPD设计等现象。
3) 设计说明过于简单。采用人工接地体时,常忽略人工垂直接地体长度和间距,人工接地体只做简单的敷设,没有形成环型接地网。
4) 弱電系统和综合布线的屏蔽措施、均压等电位,由于认识不足或对GB50343-2012学习不够,设计中尚存在许多问题,也是评价的重点。
参考文献:
[1]《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010
[2]《建筑物防雷装置检测技术规范》GB/T21431-2015
[3]《建筑物电子信息系统防雷技术观范》GB50343-2012
[4]《防雷装置检测服务观范》GB/T32938-2016
[5]《爆炸和火灾危险场所防雷装置检测技术规范》GB/T32937—2016
作者简介:常爱平,女,1977年出生,山西晋城人,助理工程师,本科,主要从事防雷装置检测工作。
通信地址:山西省晋城市泽州路3268号,晋城市气象局,TEL:0356-2025123,974023663@qq.com。