建筑幕墙防雷系统的设计要点

建筑幕墙防雷系统的设计要点（建议学习）1=1 Fi人类在不断地前进，社会在不断地发展，建筑行业日新月异，建 筑工程突飞猛进.在国内外，建筑幕墙的形式越来越多.建筑幕墙主 要的形式有玻璃幕墙、石材幕墙、金属幕墙和组合幕墙等，这几种 建筑幕墙已在建筑工程中得到了广泛的应用，为防止或减少雷击建 筑幕墙所发生的人身伤害和文物、财产的损失，并做到安全可靠、 技术先进、经济合理，因此，做好建筑幕墙的防雷措施也越来越重 要，建筑幕墙防雷系统设计已是当今一个重要问题.雷电是天空云层中一种自然放电现象，雷电流是一种强度极 大、作用时间极短的瞬变过程.雷电击中建筑物时，通常会产生电 效应，雷电流在瞬间释放出的巨大能量,会使被击中的建筑物遭到 破坏.高层建筑幕墙的金属材质由于雷电的效应，将会产生静电感 应作用，当天空雷云和大地形成电场时，幕墙的金属体就会积聚与 雷云极性相反的大量感应电荷，当雷云瞬间放电后，云与大地的电 场忽然消失，将会产生高达万伏以上的对地电位，这对人和设备将 会产生危害.所以，建筑幕墙设计时必须做好防雷设计，以防范雷电对建筑 幕墙的损害.然而，我国建筑幕墙的施工图设计、工程施工、工程 验收等对这方面内容的阐述十分有限，建筑幕墙设计单位对建筑幕墙防雷技术做法也不十分具体、明确，从而给从事建筑幕墙施工的 技术人员把握质量要求带来一定的难度.对此，建筑幕墙防雷系统设计就显得十分重要.我们根据多年 建筑幕墙工程施工的实际经验，以及有关国家防雷规范的要求，认 为建筑幕墙防雷装置必须满足以下几个方面要求.筑幕墙的防分类根据国家标准建筑物防雷设计规范(GB50057 2010)的规定，建筑物的防雷共分三类，其中第一类主要是属于具有爆炸危险环境的建筑物，如使用或贮存炸药、火药、起爆药等爆 炸物质的建筑物等，而现阶段我们常用的建筑幕墙的防雷分类主要 是属于第二类或第三类的.筑幕墙的防措施对于第一类建筑物和具有爆炸危险环境的建筑物的防雷措施, 除了防直击雷外，还需防雷电侵入的措施；而对于第二类或第三类 的常用建筑幕墙的防雷措施主要是防直击雷.主要防直击雷的建筑 幕墙，不仅要考虑顶层直击雷，还要考虑侧向直击雷,防顶层直击雷 的防雷措施是在建筑物顶上装设避雷网(带)或避雷针或由其混 合组成的接闪器，其避雷网一般按规定沿着屋角、屋脊、屋檐、檐 角等易受雷击的部位敷设，并在整个屋面组成不大于10mx10m或12mx8m的网格（第三类防直击雷为20mx20m或24mx16m的网格），防侧向直击雷的防雷措施是通过在建筑幕 墙层间部位设置一圈圈闭合的均压环，然后通过引下线传到接地装筑幕墙的防系统装置设计建筑幕墙的防雷装置主要包括接闪器、引下线和接地装置.在 建筑幕墙的防雷设计中，应充分利用建筑物的这些装置，将建筑幕 墙竖向龙骨、横向龙骨和建筑物防雷网接通，连成一个防雷整体, 把建筑幕墙获得的巨大雷电能量，通过建筑幕墙的防雷系统，迅速 地输送到地下,保护建筑幕墙免遭雷电破坏的作用.（一）接闪器接闪器是直接接受雷击的避雷针、避雷带、避雷网以及用作 接闪的金属屋面和金属构件等.建筑幕墙常用的防雷装置的接闪器, 通常是采用直接装设在建筑物上的避雷针、避雷带或避雷网作为 接闪器.用作接闪器的避雷针所采用的尺寸，若按热稳定性检验测只 要很小的截面就够了，所采用的尺寸主要是考虑机械强度和防腐蚀 问题,避雷针宜采用圆钢或焊接钢管，其直径不应小于下列数值： 针长1m以下,圆钢为12mm,钢管为20mm ;针长12m,圆钢为16mm,钢管为25mm ;而对用作接闪器的避雷网和避雷带宜采用圆钢或扁钢,优先采用圆钢，圆钢直径不应小于8mm,扁钢截 面不应小于48mm2,其厚度不应小于4mm.在同一截面下，圆钢 的周长比扁钢的小,其与空气的接触面也小,受空气腐蚀相对也小.此外，圆钢易于施工，材料易得，所以，建议优先采用圆钢.建筑 幕墙接闪器布置时，对于第一类防雷的建筑物，避雷网网格尺寸不 大于5mx5 m（或6mx4m）;第二类防雷的建筑物，避雷网网 格尺寸不大于10mx10m （或12mx8m）;第三类防雷的建筑 物，避雷网网格尺寸不大于20mx20m （或24mx16m ）.在建 筑幕墙设计时，我们通常是将建筑幕墙顶部女儿墙的盖板部分，有 目的地把它设计成幕墙接闪器,因为该部分处于建筑幕墙的顶部, 常用3mm铝单板（或4mm铝塑板）作为盖板.我们知道，铝板是一种良好的导体,其电场强度很大,当它沿建 筑物女儿墙的顶部分布时，雷电先驱很自然地被吸引过来,是雷击 率最大的部位，从而起到接闪器的作用.这样，幕墙接闪器接受到的 雷电流，就可以通过幕墙女儿墙的避雷均压环和防雷引下线，安全 地把雷电流引到建筑物的防雷网,并导通到接地装置,达到避雷的 作用.建筑幕墙顶部女儿墙防雷节点图，如图11-1所示.女儿墙避雷均压环女儿堵盖板（Smuii单桩）避雷连接件（直径12mm钢筋）幕墙玻璃主体结构铝合金迂柱（图11-1建筑幕墙顶部女儿墙防雷节点图）建筑幕墙顶部的接闪器，通常只能防顶层直击雷，对于防侧向 直击雷，主要是在建筑幕墙的层间部位，每隔三层设置一圈闭合的 均压环，均压环可用直径12mm镀锌钢筋（或采用40mmx4mm镀锌钢板）焊接而成，然后通过引下线引到接地装 置.均压环的设置，对于第二类防雷的建筑物，均压环环间垂直距离 不应大于10m,引下线的水平距离不大于10m.对于金属屋面的建筑物，普通的金属屋面的防雷处理是在屋面 板上设置网格状避雷带作为接闪器，这种做法会影响屋面的美观性, 同时由于固定避雷带需要在屋面板上打螺钉，增加了漏水隐患.如今，很多金属屋面建筑物不单独作为接闪器，而是利用建筑 物其本身屋面作为接闪器，通过网格交叉点设置引下线石材幕墙工 程公司，将电流引至底板，由底板传至结构主檩条,形成避雷体系，并 与主体结构防雷体系可靠的连接.当利用建筑物本身屋面作为接闪器时应符合下列要求：金属 板之间采用搭接时，其搭接长度不应小于100mm ；金属板下面无 易燃物品时，其厚度不应小于0.5 mm ；金属板下面有易燃物品时, 其厚度，钢板不应小于4mm,铜板不应小于5mm,铝板不应小于 7 mm.屋面板满足上述所有条件时,可以将屋面板作为接闪器，从而 大大使整个屋面更加整洁美观.用屋面板作为接闪器的节点图,如 图11-2所示；屋面防雷大样图，如图11-3所示.用层面甲作接闪器顼。0帽合金固定座h_ 一 一 4_主论与结构防用不锈钢垫取代标准EPDM隔热垫雷陶连接从而确保其具有良好的导电性（a ii-2屋面板作为接闪器的节点图）（二）引下线引下线是连接接闪器与接地装置的金属导体,建筑幕墙常用的 防雷装置的引下线是利用建筑幕墙竖向主龙骨作为引下线，竖向主 龙骨在伸缩缝的连接处采用电导铜线（或采用40mmx4mm铝 合金片）制成的可伸缩的避雷连通导线并上下相连接，连接处上下 各用M6不锈钢螺栓进行压接，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的连接处，通过L40mmx4mm铝角码两端，各用两个M8不锈钢对穿螺栓进行压接，并加不锈钢平垫和弹簧垫.建筑幕墙防雷节点图，如图11-4所示.幕墙立面防雷大样图，如图11-5所示.竖向主走借避主休防雷 I均压亦（避富译4S件）目间建雷用压虾宜筋）ca 11-4建筑幕墙防雷节点图）楼层面对于单独作为引下线的建筑物，宜采用圆钢或扁钢，通常优先 采用圆钢，圆钢直径不应小于8mm.扁钢截面不应小于48mm2, 其厚度不应小于4mm.引下线应沿建筑物外墙明敷，并经最短路径 接地；装饰效果要求较高者可以采用暗敷，但其圆钢直径不应小于 10mm,扁钢截面不应小于80mm2.（三）接地装置接地装置是接地体和接地线的总合，建筑幕墙常用的防雷装置 的接地装置埋于土壤中的人工垂直接地体，宜采用角钢、钢管或圆 钢；埋于土壤中的人工水平接地体，宜采用扁钢或圆钢，圆钢直径 不应小于10mm设计效果图,扁钢截面不应小于100mm2,其厚 度不应小于4mm ；角钢厚度不应小于4mm ；钢管壁厚不应小 于 3. 5 mm.在腐蚀性较强的土壤中，应采取热镀锌等防腐措施或加大截面. 建筑幕墙在通常的情况下可以不用单独设计防雷接地装置，而是通 过与土建的防雷接地装置共用，在这种情况下，建筑幕墙避雷体系 必须上下连通，依靠主体避雷体系进行防雷布置.布置时，建筑幕墙自身防雷系统要与土建防雷系统中的土建避 雷主筋可靠连接,所有的引下线均应连到均压环上,均压环可用直 径12mm镀锌钢筋（或采用40mmx4mm镀锌钢板）焊接而 成.幕墙的主梁通过预埋件及避雷均压环和避雷引出线与土建主体避雷主筋相连焊接牢固，焊缝搭接长度不小于100m m.避雷连接详图，如图11-6所示.预埋件HIIIIIIIIII mu mi土建腱雷土筋何mm回桐避督引出裁由?骸样削筋（均压?0（图11-6避雷连接详图）建筑幕墙所有龙骨安装完毕后，必须用电阻表进行检测构造介 绍,检测所有引下线接地电阻值应符合建筑幕墙的防雷系统设计要 求.在通常情况下,对于第二类或第三类防雷的建筑物所有引下线 接地电阻值10。；对于第一类防雷的建筑物所有引下线接地电 阻值5Q.