工程概况
河南的一个钢构造厂房,个中的熔铸车间紧张卖力加工铝线杆及铝锭产品。全体建筑采取轻钢构造,该建筑实际尺寸为长方形,L=182m,W=93m,H=18.5m(地坪至屋顶透风器底部)。按郑州雷暴日打算,查《工业与民用配电设计手册》(第二版)表16-32为年均匀雷暴日为22.0d/a,由于该车间位于厂区内,周围还有很多建筑群,并不为伶仃建筑,故按一样平常建筑打算,校正系数取1。
建筑物防雷等级的确定

据GB50057-94中附1.2,根据已知条件打算年雷击大地的均匀密度:
Ng =0.024Td1.3
=0.024×221.3
=1.334次/(km2.a)
据GB50057-94中附1.4式,得出与建筑物截收相同雷击次数的等效面积:
末了得建筑物年估量雷击次数:
N=KNgAe
=1×1.334×0.05934
=0.0791次/a
式中:Td—年均匀雷暴日(d/a);
Ng—建筑物所处地区雷击大地的年均匀密度(次/km2.a);
Ae—与建筑物截收相同雷击次数的等效面积(m2);
L、W、H—分别为建筑物的长、宽、高(m);
据GB50057-94第2.0.4条第三条估量雷击次数0.3次/ a≥N≥0.06次/a,故按第三类防雷设。
接闪器
根据轻钢构造的建筑物,采取避雷针显的笨重,与全体建筑外不雅观不相折衷,而采取金属屋面做接闪器,需知足《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94,2000版)第4.1.4条给出的四个哀求。
针对规范哀求“金属板下面无易燃物品时,其厚度不应小于0.5mm”。本车间主厂房围护构造(屋面)采取热浸镀铝锌钢板,基板厚度为0.53mm(含镀铝锌层),屋面板下加设玻璃棉垫75mm厚,用铝箔包裹,用φ1.5不绣钢丝网层托与檩条上缘部位。玻璃丝棉属于A级建筑材料,导热系数为小、阻燃、无毒、化学性能稳定,完备知足规范不易燃烧的哀求。同时据土建专业先容,轻钢构造建筑物的围护系统连接办法施工中采取咬合与搭接,塔接长度至少要达到一个波峰或波谷,超过100m是完备知足规范哀求的。
其余,第4.1.4条提到的“金属板无绝缘被覆层”,屋面采取的热浸镀铝锌钢板为良好的导体,而表面涂的薄油漆保护层按规范注释解释也不算是绝缘被覆层,以是知足规范哀求。 综上所述,在该工程中,屋顶轻钢构造的金属面板可以做为接闪器,不仅都雅大方,工程造价有所降落,安装起来方便,而且也不影响全体建筑物效果。 做好金属板屋面防雷系统的设计,除了要选择好防雷形式,选用一个好的接闪器,还要做好引下线及接地事情。
引下线
对付轻钢构造建筑物,彩色压型板的种类很多,分为单板和复合型板,本车间采取复合板。施工中我们哀求土建专业与电气专业合营,担保屋顶金属压型板、屋架、檩条与钢柱可靠连接,于是施工中均利用钢柱做为引下线。建筑物的消防梯、钢柱等金属构建宜作为引下线。
接地装置
目前设计中,我们每每利用根本钢筋作为自然接地体,用40X4的镀锌扁钢将其联通,并履行总的等电位联结。在这次设计中,我们并没有严格哀求用40X4的镀锌扁钢,而是利用钢柱间条形根本与钢柱独立根本可靠焊接形成电气通路。对付轻钢构造的建筑物,钢柱独立根本施工时要土建预埋地脚螺栓,这样当钢柱就位时将地脚螺栓、螺母和钢柱连接在一起。哀求把稳的是地脚螺栓和钢柱根本钢筋在地下是不相连的!
以是,电气设计职员要哀求土建专业在设计解释中注明施工中用不小于φ10钢筋或圆钢将根本钢筋和接地螺栓可靠焊接,并在焊接处做防腐处理,以便接地用。这样从屋顶到钢柱、再到根本形成可靠连接,担保雷电流具备完全的泄放通道。
此外,不要忘了在室外适当位置预留接地连接板,防止施工中当接地电阻达不到哀求时,方便施工单位连接人工接地装置和测试接地电阻。
结束语
金属屋面建筑物防雷是个较难处理的工程,但在此类建筑中,只要厚度达到0.5mm的轻钢构造建筑物的屋面夹芯板(或压型钢板)可以作为接闪器,利用钢柱做引下线,根本钢筋做自然接地体并通过镀锌扁钢或地圈梁可靠联结并做等电位连接。
★ 钢构造防雷知识问答
问:利用型钢作为防雷引下线,型钢袒露,这样如果建筑物落雷的时候,雷电流会不会对周围的设备或人反击,造成侵害。如何避免?
答:利用型钢作为防雷引下线,当雷电流利过引下线时周边产生的运动变革磁场,一定污染附近的电子设备,在周边导电体上感应出不同的电位,如果室内人员同时触摸具备很高电位差的导电体时,就造成人身安全事件了。
办理方法:
1) 人身安全:在人能够触摸到的统统与大地有直接联系和间接联系的金属导电体直接履行以消灭电位差为目的的等电位电气连接,最大限度的保护人身安全。
2) 依据GB50057、GB50343等等国家标准对设备及微电子设备履行SPD保护。
反击的观点:所谓雷电反击征象是雷电打击接闪器[包括各种型钢],引下线将雷电高电压改变成电流的形式泄放到大地,到大地后因此电荷的形式涌现建筑物主接地系统上,[大地是可以平衡出50万库伦负电荷的零电位体----当代物理学的基本奠基标定值]地下的电荷此时冲破了一个大地电位系统平衡点,但是土壤具备电阻、电容等诸多参数,不可能立时涌现相反等量电荷与个中和[须要一定韶光],此时雷电流产生的电荷大部分以电压的形式表现在建筑物附近的地面上,此时建筑物附近地下有:暖气管、煤气管、自来水管、设备接地线、中型点接地等等与建筑物内部有联系的导电体,这些导电体之间在地下有一定的间隔,由于地表具备较高的电位[最高电位点为主接地极附近],间隔差产生电位差,这个电位差便反击到建筑物内,造成事件----这便是雷电高压反击征象。
假设1:反击时如果某人左手触摸自来水管道,右手触摸电子设备外壳,则电位差超过一定安全限度,就涌现人身安全事件。
假设2:如果电子设备外壳独立接地,电子设备中线接地与外壳接地之间[在地下存在接地间隔]这个反击电位差将与火线220/380产生电位差,如果电位差较大将烧毁设备。
问:钢构造建筑,利用袒露的型钢作为引下线,就举措看成了全面的等电位,但是落雷的时候,强大的雷电流,难道不会把周围的空气击穿?对引下线附近或打仗引下线的人造成侵害?这个问题我一贯非常担心。
答:落雷的时候,强大的雷电流可以沿着引下线向大地传送电位,但是一定要知道引下线是有电感的,这个电感的大小在一定的时候可以阻拦雷电流的正常下泄,从而寄存电位,这个电位在一定大时将与某个小电位之间产生足够击穿一定间隔空气或其它介质而发生放电征象。有标准称也发生侧闪征象。
这一点一定要打算一下引下线电感。其余一种征象,引下线上快速运动雷电流一定产生运动磁场,这个运动磁场供应了可以切割磁力线产生过电压的基本条件,切割磁力线产生的过电压同样可以击穿空气、击穿电器介质[包括半导体介质]、击穿统统可以供应电位差的直接、间接导电体[半导体],影响我们的事情和生活。据悉天津某某工厂[在汉沽地区]发生某女工上班时开启电源空气开关,造成电源线上产生的过电压击穿塑料开关外壳进入手掌再通过身体与大地短路去世亡事件。湖南某村落落某居民在室内发生灯泡电源线上具备了雷电电磁脉冲感应过电压击穿空气与人头顶形成通路[回路]去世亡征象。引下线附近或打仗引下线的人造成侵害缘故原由是人体的某两个部分是否产生电位差,这个电位差是他致命的要素。比如我们一只手触模引下线,其余一只手触模暖气管,暖气管接地点假设阔别建筑物主地网,那么间隔差产生电位差,当这个电位差达到一定数值时就可以造成职员伤亡。不要总是考虑人身安全电压还要考虑人身安全电流。不知道我的建议是否对你有帮助。
问:是否可以得出这样的结论:空空地域的大面积厂房(50米X80米),屋面是铁皮,用裸型钢作柱子兼防雷引下线是相称危险的?
答:非常危险,你考虑跨步电压啊!整体考虑吧,要因时制宜的学习和利用标准,不要太单一考虑用度,人命关天啊!
问:还想请教一个问题,既然落雷时间隔引下线越近的地方感应磁场越大,那么通信设备,消防主机,配电箱是否都应只管即便避开引下线?
答:如果你有条件,一定阔别!如果1个10/350--100KA[好象是200KA记不清了]的83米半径的袒露条件下,可以达到2.4GS的滋扰电磁脉冲强度,2.4GS可以使无保护的微电子设备达到永久性破坏.
问:我手头正在进行一个钢构造厂房的施工,由于设计单位没有考虑防雷,我须要重新考虑补救方法。此钢构造厂房高35米,长宽为917米,全钢构造,屋面及墙壁采取0.5mm的双层彩钢瓦覆盖(内夹不可燃的保温棉),三类防雷构造。我准备采纳的方法是:
1.由于所有钢柱根本已被混凝土覆盖,无法检讨其钢筋系缚与焊接质量,以是我用404mm的镀锌扁钢将所有钢柱的最下端(靠近根本部位)连接,并与全厂接地网相连;
2.考虑到屋面彩钢瓦作接闪器的操作难度与可靠性,我将在屋顶利用10mm的圆钢安装一条环屋顶四周的避雷带,圆钢与钢柱焊接;
3.利用钢柱作引下线。叨教我还该若何完善其防雷方法?
答:1. 补救是可以但是要多点接地焊接啊1如果有条件可以在上端也进行电气连接这样安全!在袒露地方测地阻,原则上处处相等就可以,但是这只是一种补救啊!
2. 屋面彩钢瓦该当多点与钢珠进行电气连接,多块金属瓦之间也要电气连接避免电弧产生.
3. 接地电阻小于4欧姆,所有钢梁\钢拄接地电阻处处相等主接地系统要参照GB50057哀求!