建筑幕墻防雷系統(tǒng)設(shè)計

人類在不斷地前進(jìn)，社會在不斷地發(fā)展，建筑行業(yè)日新月異，建筑工程突飛猛進(jìn)。在國內(nèi)外，建筑幕墻的形式越來越多，如今，建筑幕墻主要的形式有玻璃幕墻，石材幕墻，金屬幕墻，組合幕墻及屋面板等，其中的玻璃幕墻又分為全玻 璃幕墻，鋁合金明框玻璃幕墻，鋁合金隱框玻璃幕墻，鋁合金半隱框玻璃幕墻等， 這幾種建筑幕墻已在國內(nèi)建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用，為防止或減少雷擊建筑 幕墻所發(fā)生的人身傷害和文物、財產(chǎn)的損失,并做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì) 合理，固此，做好建筑幕墻的防雷措施也越來越重要，建筑幕墻防雷系統(tǒng)的設(shè)計已是當(dāng)今一個重要問題。

我們知道，雷電是天空云層中一種自然的放電現(xiàn)象，雷電流是一種強(qiáng)度極大，作用時間極短的瞬變過程。雷電擊中建筑物時，通常會產(chǎn)生電效應(yīng)，雷電流在瞬間釋放出的巨大能量，會把被擊中的建筑物遭到破壞。高層建筑幕墻的金屬材質(zhì)由于雷電的效應(yīng)，將會產(chǎn)生靜電感應(yīng)作用，當(dāng)天空雷云和大地形成電場時，幕墻的金屬體就會積聚與雷云極性相反的大量感應(yīng)電荷，當(dāng)雷云瞬間放電后，云與大地的電場忽然消失，將會產(chǎn)生高達(dá)萬伏以上的對地電位，這對人和設(shè)備將會產(chǎn)生 危害。所以，建筑幕墻設(shè)計時必須做好防雷設(shè)計，以防范雷電對建筑幕墻的損害。然而，我國建筑幕墻的施工圖設(shè)計、工程施工、工程驗收等對這方面內(nèi)容的 闡述十分有限，建筑幕墻設(shè)計單位對建筑幕墻防雷技術(shù)作法也不十分具體、明確，從而給從事建筑幕墻施工的技術(shù)人員把握質(zhì)量要求帶來一定的難度。對此，建筑 幕墻防雷系統(tǒng)設(shè)計就顯得十分重要。我們根據(jù)多年建筑幕墻工程設(shè)計和施工的實 際經(jīng)驗，以及有關(guān)國家防雷規(guī)范的要求，認(rèn)為建筑幕墻防雷裝置必須滿足以下幾個方面要求：

一．建筑幕墻的防雷分類：根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-94 的規(guī)定，建筑物的防雷共分三類，其中第一類主要是屬于具有爆炸危險環(huán)境的建筑物，如使用或貯存炸 藥、火藥、起爆藥等爆炸物質(zhì)的建筑物等，而現(xiàn)階段我們常用的建筑幕墻的防雷 分類主要是屬于第二類或第三類的。

二．建筑幕墻的防雷措施：對于第一類建筑物和具有爆炸危險環(huán)境的建筑物的防雷措施，除了防直擊雷外還需防雷電侵入的措施；而對于第二類或第三類的常用建筑幕墻的防雷措施主 要是防直擊雷。主要防直擊雷的建筑幕墻，不僅要考慮頂層直擊雷，還要考慮側(cè) 向直擊雷，防頂層直擊雷的防雷措施是在建筑物頂上裝設(shè)避雷網(wǎng)(帶)或避雷針或 由其混合組成的接閃器，其避雷網(wǎng)一般按規(guī)定沿著屋角，屋脊，屋檐，檐角等易 受雷擊的部位敷設(shè)，并在整個屋面組成不大于 10x10m或 12x8m的網(wǎng)格（第三類防 直擊雷為 20m×20m或 24m×l6m的網(wǎng)格），防側(cè)向直擊雷的防雷措施是通過在建 筑幕墻層間部位設(shè)置一圈圈閉合的均壓環(huán)，然后通過引下線傳到接地裝置。

三．建筑幕墻的防雷裝置：建筑幕墻的防雷裝置主要包括接閃器、引下線和接地裝置。在建筑幕墻的防 雷設(shè)計中，應(yīng)充分利用建筑物的這些裝置，將建筑幕墻豎向龍骨、橫向龍骨和建 筑物防雷網(wǎng)接通，連成一個防雷整體，把建筑幕墻獲得的巨大雷電能量，通過建筑幕墻的防雷系統(tǒng)，迅速地輸送到地下，保護(hù)建筑幕墻免遭雷電破壞的作用。

1．接閃器：接閃器是直接接受雷擊的避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng),以及用作接閃的金屬屋面和金屬構(gòu)件等。建筑幕墻常用的防雷裝置的接閃器，通常是采用直接裝設(shè)在建筑物上的避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng)作為接閃器。用于作接閃器的避雷 針?biāo)捎玫某叽?，若按熱穩(wěn)定性檢驗，則只要很小的截面就夠了，所采用的尺寸主要是考慮機(jī)械強(qiáng)度和防腐蝕問題，避雷針宜采用圓鋼或焊接鋼管，其直徑不應(yīng)小于下列數(shù)值：針長1m以下，圓鋼為12mm，鋼管為20mm；針長1-2m，圓鋼為16mm，鋼管為25mm；而對作接閃器的避雷網(wǎng)和避雷帶宜采用圓鋼或扁鋼，優(yōu)先采用圓鋼, 圓鋼直徑不應(yīng)小于8mm，扁鋼截面不應(yīng)小于48mm2，其厚度不應(yīng)小于4mm。在同一截面下，圓鋼的周長比扁鋼的小，其與空氣的接觸面也小，受空氣腐蝕相對也小，此外，圓鋼易于施工，材料易得，所以，建議優(yōu)先采用圓鋼。建筑幕墻接閃器布置時，對于第一類防雷的建筑物，避雷網(wǎng)網(wǎng)格尺寸不大于 5x5m(或 6x4m)；第二類防雷的建筑物，避雷網(wǎng)網(wǎng)格尺寸不大于 10x10m(或 12x8m)；第三類防雷的建筑物，避雷網(wǎng)網(wǎng)格尺寸不大于 20x20m(或 24x16m)。

在建筑幕墻設(shè)計時，我門通常是將建筑幕墻頂部女兒墻的蓋板部分，有目的地把它設(shè)計成幕墻接閃器，因為該部分處于建筑幕墻的頂部，常用3mm鋁單板(或4mm鋁塑板)做為蓋板。我們知道，鋁板是一種良好的導(dǎo)體，其電場強(qiáng)度很大，當(dāng)它沿建筑物女兒墻的頂部分布時，雷電先驅(qū)很自然地被吸引過來，是雷擊率最大的部位，從而起到接閃器的作用。這樣，幕墻接閃器接受到的雷電流，就可以通過幕墻女兒墻的避雷均壓環(huán)和防雷引線，安全地把雷電流引到建筑物的防雷網(wǎng)，并導(dǎo)通到接地裝置，達(dá)到避雷的作用。