滕州市人民医院外系大楼雷电防护的方案.docVIP

滕州市人民医院外系大楼雷电防护的方案 　　【摘 要】 本文阐述了滕州市人民医院外系大楼的雷电防护。根据实际情况和国家相关标准分析了直击雷对大楼造成损害的可能位置和途径，并综合考虑提出系统而全面的外部雷电防护方案。外部防雷设计方案主要讲述直击雷防护、侧击雷防护和防地电位反击三部分。 　　【关键词】 雷电防护方案 外部防护 内部防护 　　1 直击雷防护 　　1.1 建筑物特点分析 　　该建筑高为107m，属超高层建筑，处于市区繁华场所。根据GB50057-2010提供的建筑物防雷分类标准以及年预计雷击次数计算，本大楼综合防雷工程按第二类防雷建筑物设计。 　　外系大楼采用基础作为接地体，屋顶避雷网采用25×4mm的镀锌扁铁，暗敷于屋面混凝土内，网格尺寸为7.8m×7.8m，引下线利用柱内两根≥Ф16mm主筋，上部与避雷装置连接，下部与接地装置连接，间距为7.8m。未安装避雷针。大楼外部墙面为玻璃幕墙，半隐金属框，大楼二十五和二十七层之间有金属装饰屋面。此外楼面有两部观光电梯直达二十三层，电梯外部为玻璃防护罩。测量得出引下线的工频接地电阻的平均值为4.5Ω。 　　1.2 外部防雷设计方案 　　作为外系大楼直击雷防护，为保护整个大楼楼体，应在大楼楼顶敷设避雷带和独立装设避雷针，避雷针的支架有效地和大楼避雷带、引下线焊接在一起。楼高为107m，楼顶平面图如下。 　　通过该图我们可以看出在楼顶上正好有四个长方形的钢筋混凝土的空调冷却塔，在塔上各有一个高约3m的支座。测量得支座实际高度为2.8m，上面有预留的40×4mm的镀锌扁钢带，可以将其与避雷针的引下装置连接，这样避雷针就与建筑物内的引下线有了良好的连接。下面计算避雷针的高度：四根针安装位置构成了一个长30.5m宽22.2m的长方形，则针距中心点o的距离为（m），假设针高为h，如果能够保护到大楼的中心点o则h必须满足下面的条件： 　　（m） 　　根据现场勘查，平面图中的有些点并不位于107m的高度上，所以即使适当减少冗余度，取针高为4.2m也完全可以保护到大楼的整个楼面，考虑到混凝土支座的高度为2.8m，所以只需要安装四根1.4m高的针到支座上即可。下面计算针高为4.2m时的保护范围。 　　（m） 　　此外，屋顶上所有的金属装饰物、金属构件与设备都要与接地装置作良好连接。 　　2 侧击雷防护 　　民医院外系大楼玻璃幕墙采用金属框架，即将发生雷击时将会产生静电感应作用从而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，这时幕墙的金属体感应电荷不能以相应的速度流散，将会产生高达万伏以上的对地电位，这就是静电感应电压，对人和设备产生危害。考虑到实际情况，人民医院外系大楼的玻璃幕墙雷电防护采取以下措施： 　　（1）将幕墙竖向龙骨、横向龙骨和建筑物防雷网接通，连成一个防雷整体。为使玻璃幕墙竖向铝合金主龙骨保持接地的贯通，用40×4mm镀锌扁钢一端与均压环焊接，焊接长度应为其宽度的2倍，并三面施焊，另一端用两个M8不锈钢对穿螺栓与竖向主龙骨进行压接，为防止镀锌扁钢与铝合金的电化学腐蚀，在其间加垫1mm厚不锈钢垫片，并加不锈钢平垫和弹簧垫。 　　（2）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40×4mm铝角码两端各用两个M6不锈钢对穿螺栓进行压接，并加不锈钢平垫和弹簧垫。 　　（3）用φ12镀锌圆钢沿女儿墙周圈安装，并与主体结构防雷引下线焊接。在盖板内侧安装∠4×40×4mm镀锌角钢，每块铝板安装两段角钢（每段长300mm），两段之间用φ12镀锌圆钢焊接连通。并用φ12mm镀锌圆钢一端与女儿墙顶φ12mm镀锌圆钢焊接，另一端与角钢焊接。每段角钢与铝板之间用四个M6×20mm不锈钢自攻螺丝压接（角钢与铝板之间加垫1mm厚不锈钢垫片），并加不锈钢平垫和弹簧垫。 　　3 防雷电压反击 　　雷电反击是指当防雷装置受到雷击时，在接闪器、引下线和极地装置上产生很高的电位，如果建筑物内的电气设备、电线和其他金属管线与防雷装置的距离不够时，产生的放电现象。因此防雷设施与人、金属管道等都要保持一个安全距离。 　　3.1 雷电流反击电压与引下线间距的关系 　　建筑物遭受雷击时，雷击电流通过敷设在楼顶的避雷网，经接地引下线至接地装置流入地下，在接地装置上升高的电位等于电流与电阻的乘积，在接地引下线上某点o离地面的高度为h时的对地电位则为：。式中为电位的电阻分量，即为电位的电感分量，雷电流波头陡度，单位长度电感，则由上式可得出： 　　。 　　人体与引下线之间安全距离L应满足以下条件： 　　可见安全距离L的值随着h的增大而增大，因此人站的层数越高时，安全距离就越大。在第二十六层时，计算得安全距离为L0.244m，以上两个安全距离都很容