三級防雷建築物設計施工中的問題
發布時間:2014-08-05
對iec、gb50057-94、jgj/t16-92dengjianzhuwufangleiguifanjinxingduibi,zhichuduisanjifangleijianzhuwudefangzhijileishejiyushigongzhongcunzaidewuquyijiyingcaiyongdexiangyingcuoshi,lunshujianzhuwufangleishejizhongyingjisuandeshejicanshu,anquan、經濟地實現設計標準。
[關鍵詞]建築物 防雷設施 裝置間距 跨步電壓 埋地深度 接地電阻
一、前言
在建築物防雷設計中,設計人員對一、二級防雷建築物的防雷設計比較重視,疏漏差錯很少,但對大量的三級防雷建築物的防雷設計卻常有忽視。由於設計質量管理規定:對dui於yu一yi般ban工gong程cheng的de電dian氣qi設she計ji允yun許xu可ke以yi不bu要yao計ji算suan書shu,因yin此ci許xu多duo設she計ji人ren員yuan對dui三san級ji防fang雷lei建jian築zhu物wu的de防fang雷lei設she計ji,不bu再zai進jin行xing設she計ji計ji算suan,僅jin憑ping經jing驗yan而er設she計ji。對dui於yu防fang雷lei設she施shi的de是shi否fou設she置zhi及ji防fang雷lei設she施shi的de各ge種zhong安an全quan間jian距ju未wei進jin行xing計ji算suan、驗算,因此造成大量的三級防雷的建築物的防雷設計、施工存在較大的的盲目性,使有些工程提高了防雷級別,增加了工程造價,而有些工程卻未按規範設計、施工,造成漏錯,帶來很大隱患和不應有的損失。
二、建築物防雷規範的概述及比較
現今建築物防雷標準有1993年8月1日起實施的《民用建築電氣設計規範》?jgj/t16-92?推薦性行業標準,1994年11月1日起實施的《建築物防雷設計規範》?gb50057-94?強製性國家標準。gb50057-94使建築物的防雷設計、施工逐步與國際電工委員會?iec?防雷標準接軌,設計施工更加規範化、標準化。
gb50057-94將民用建築分為兩類,而jcj/t16-92將民用建築防雷設計分為三級,分得更加具體、細致、避免造成使某些民用建築物失去應有的安全,而有些建築物可能出現不必要的浪費。為更好的掌握iec、gb50057-94、jcj/t16-92三者的實質,特擇其主要條款列於表1。且後麵的分析、計算均引自jcj/t16-92中的規定。
三、預計的年雷擊次數確定設置防雷設施
除少量的一、二級防雷建築物外,數量眾多的還是三級防雷及等級以外的建築物防雷,而對此類建築物大多設計人員不計算年預計雷擊次數n,使許多不需設計防雷的建築物而設計了防雷措施,設計保守,浪費了人、材、物。現計算舉例說明:
例1:在地勢平坦的住宅小區內部設計一棟住宅樓:6層高?層數不含地下室,地下室高2.2m?,三個單元,其中:長l=60m,寬w=13m,高h=20m,當地年平均雷暴日td=33.2d/a,由於住宅樓處在小區內部,則校正係數k=1。
據jcj/t16-92中公式?d?2-1?、?d?2-2?、?d?2-3?、?d?2-4?得:與建築物截收相同雷擊次數的等效麵積?km2?:ae=?l?w+2?l+w?h?200-h?+πh?200-h??×10-6=?60×13+2(60+13)20(200-20)+3.14×20(200-20)?×10-6=0.02084?km2?
建築物所處當地的雷擊大地的年平均密度:
ng=0.024td1.3=0.024×33.21.3=2.28次/?km2?a?
建築物年預計雷擊次數:
n=kngae=1×2.28×0.02084=0.0475?次/a?
據jcj/t16-92第12.3.1條,隻有在n≥0.05?gb50057-94中:n≥0.06?才設置三級防雷,而本例中:n=0.0475<0.05,且該住宅樓在住宅樓群中不是最高的也不在樓群邊緣,故該住宅樓不需做防雷設施。
根據以上計算步驟,現以l=60m,w=13m,分別以h=7m、10m、15m、20m四種不同的高度,k值分別取1,1.5,1.7,2,ng=2.28?km2?a?進行計算n值,計算結果見表2。
從表2中的數據可知,在本區內:①當k=1時,舉例中的建築物均n<0.05,不需設置防雷設施。②當k=1.5時,即建築物在河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山穀風口等處的或特別潮濕的建築物,在高度達15m或以上者,必須設置三級防雷措施。③當k=1.7時,即金屬的磚木結構的建築物,高度達7m及以上者,必須設置三級防雷措施。④當k=2時,即建築物位於曠野孤立的位置,高度達7m?兩層以上者,均設置三級防雷措施。
可見,有的建築物在20m的高度,卻不需設置防雷措施,而有的建築物高度在7m,就必須設置三級防雷措施。關鍵因素在於建築所處的地理位置、環境、土質和雷電活動情況所決定。
同時在峻工的工程中,我們也看到,例1中的民用建築物,有許多類似的工程不該設置防雷卻按三級防雷設計施工了,施工後的防雷接地裝置如圖1所示。
其中8組引下線均利用結構中的構造柱的4?12主筋,水平環路接地體埋深1m,距樓外牆1m。以上
鋼材均為鍍鋅件,則共需鍍鋅
鋼材0.192t,人工費2950元,定額預算工程直接費約0.75萬元。類似這種三級防雷以外的住宅樓、辦公樓及其他民用建築,在我們地區1998年約竣工600~800棟,僅增設的防雷設施其工程直接費約為450~600萬元。以此類推,在全省、全國因提高防雷等級而提高工程造價?浪費?的de數shu字zi是shi巨ju大da的de。因yin此ci,設she計ji人ren員yuan對dui民min用yong建jian築zhu物wu的de防fang雷lei設she計ji必bi須xu對dui建jian築zhu物wu年nian預yu計ji雷lei擊ji次ci數shu進jin行xing計ji算suan,根gen據ju計ji算suan結jie果guo,結jie合he具ju體ti條tiao件jian,確que定ding是shi否fou設she置zhi防fang雷lei設she施shi。
四、防雷設施與人、金屬管道等的安全距離
1.雷電流反擊電壓與引下線間距的關係
當(dang)建(jian)築(zhu)物(wu)遭(zao)受(shou)雷(lei)擊(ji)時(shi),雷(lei)擊(ji)電(dian)流(liu)通(tong)過(guo)敷(fu)設(she)在(zai)樓(lou)頂(ding)的(de)避(bi)雷(lei)網(wang),經(jing)接(jie)地(di)引(yin)下(xia)線(xian)至(zhi)接(jie)地(di)裝(zhuang)置(zhi)流(liu)入(ru)地(di)下(xia),在(zai)接(jie)地(di)裝(zhuang)置(zhi)上(shang)升(sheng)高(gao)的(de)電(dian)位(wei)等(deng)於(yu)電(dian)流(liu)與(yu)電(dian)阻(zu)的(de)乘(cheng)積(ji),在(zai)接(jie)地(di)引(yin)下(xia)線(xian)上(shang)某(mou)點(dian)?離地麵的高度為h?的對地電位則為
uo=ur+ul=ikrq+l ?1?
式中ik