《安全常识-灾害防范》之建筑物的防雷措施

建筑物的防雷措施

建筑物是否需要进行防雷保护，应采取哪些防雷措施，要根据建筑物的防雷等级来确定。对于一、二类民用建筑，应有防直击雷和防雷电波侵入的措施；对于第三类民用建筑，应有防止雷电波沿低压架空线路侵入的措施，至于是否需要防止直接雷击，要根据建筑物所处的环境以及建筑物的高度、规模来判断。

一、防直击雷的措施

防直击雷采取的措施是引导雷云与避雷装置之间放电，使雷电流迅速流散到大地中去，从而保护建筑物免受雷击。避雷装置由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。

（一）接闪器

接闪器也叫做受雷装置，是接受雷电流的金属导体。接闪器的作用是使其上空电场局部加强，将附近的雷云放电诱导过来，通过引下线注入大地，从而使离接闪器一定距离内一定高度的建筑物免遭直接雷击。接闪器的基本形式有避雷针、避雷带、避雷网、笼网４种。

避雷针的针尖一般用镀锌圆钢或镀锌钢管制成。上部制成针尖形状，钢管厚度不小于３mm，长为１～２m。高度在２０ｍ以内的独立避雷针通常用木杆或水泥杆支撑，更高的避雷针则采用钢铁构架。

砖木结构房屋，可将避雷针敷于山墙顶部或屋脊上，用抱箍或对锁螺栓固定于梁上，固定部位的长度约为针高的１/3。避雷针插在砖墙内的部分约为针高的１/3，插在水泥墙的部分约为针高的１/4～１/5。

避雷针的保护范围可以用一个以避雷针为轴的圆锥形来表示。图6-7-2为单根避雷针保护范围示意图，如果建筑物正处于这个空间范围内，就能够得到避雷针的保护。

避雷带是用小截面圆钢或扁钢做成的条形长带，装设在建筑物易遭雷击部位。根据长期经验证明，雷击建筑物有一定的规律，最可能受雷击的地方是屋脊、屋檐、

山墙、烟囱、通风管道以及平屋顶的边缘等。在建筑物最可能遭受雷击的地方装设避雷带，可对建筑物进行重点保护。为了使对不易遭受雷击的部位也有一定的保护作用，避雷带一般高出屋面０.２m，而两根平行的避雷带之间的距离要控制在１０m 以内。避雷带一般用８mm镀锌圆钢或截面不小于5０mm2的扁钢做成，每隔１m 用支架固定在墙上或现浇的混凝土支座上，如图6-7-3所示。

避雷网相当于纵横交错的避雷带叠加在一起，它的原理与避雷带相同，其材料采用截面不小于５０mm2的圆钢或扁钢，交叉点需要进行焊接。避雷网宜采用暗装，其距面层的厚度一般不大于２０cm。有时也可利用建筑物的钢筋混凝土屋面板作为避雷网，钢筋混凝土板内的钢筋直径不小于３mm，并须连接良好。当屋面装有金属旗杆或金属柱时，均应与避雷带或避雷网连接起来。避雷网是接近全保护的一种防雷笼网是笼罩着整个防雷笼网是笼罩着整个物的金属笼，它是利用建筑结构配筋所形成的笼作接闪器，对于雷电它能起到均压和屏蔽作用。接闪时，笼网上出现高电位，笼内空间的电场强度为零，笼上各处电位相等，形成一个等电位体，使笼内人身和设备都被保护。对于预制大板和现浇大板结构的建筑，网格较小，是理想的笼网，而框架结构建筑，则属于大格笼网，虽不如预制大板和现浇大板笼网严密，但一般民用建筑的柱间距离都在７.５ｍ以内，所以也是安全的。利用建筑物结构配筋形成的笼网来保护建筑，既经济又不损坏建筑物的美观。

另外，建筑物的金属屋顶也是接闪器，它好像是网格更密的避雷网一样。屋面上的金属栏杆，也相当于避雷带，都可以加以利用。

（二）引下线

引下线又称引流器，接闪器通过引下线与接地装置相连。引下线的作用是将接闪器“接”来的雷电流引入大地，它应能保证雷电流通过而不被熔化。引下线一般采用圆钢或扁钢制成，其截面不得小于４８mm2，在易遭受腐蚀的部位，其截面应适当加大。为避免腐蚀加快，最好不要采用胶线作引下线。

建筑物的金属构件，如消防梯、烟囱的铁爬梯等都可作为引下线，但所有金属部件之间都应连成电气通路。

引下线沿建（构）筑物的外墙明敷设，固定于埋设在墙里的支持卡子上。支持

卡子的间距为１.５ｍ。为保持建筑物的美观，引下线也可暗敷设，但截面应加大。

引下线不得少于两根，其间距不大于３0m。而当技术上处理有困难的，允许放宽到４０m，最好是沿建筑物周边均匀引下。但对于周长和高度均不超过４０ｍ的建筑物，可只设一根引下线。当采用两根以上引下线时，为了便于测量接地电阻以及检查引下线与接地线的连接状况，在距地面１.８ｍ以下处，设置断接卡子。

引下线应躲开建筑物的出入口和行人较易接触的地点，以避开接触电压的危险。建筑物宽在１２m以下的，引下线可装在建筑物一侧，建筑物宽在１２m以上时，应装于建筑物的两侧。

在易受机械损伤的地方，地面上１.7m至地面下０.３ｍ的一段，可用竹管、木槽等加以保护。

在高层建筑中，利用建筑物钢筋混凝土屋面板、梁、柱、基础内的钢筋作为防雷引下线，是我国常用的方法。

（三）接地装置

接地装置是埋在地下的接地导体（即水平连接线）和垂直打入地内的接地体的总称。其作用是把雷电流疏散到大地中去。接地装置如图6-7-4所示。

图6-7-4接地装置图

接地体的接地电阻要小（一般不超过１０Ω），这样才能迅速地疏散雷电流。

一般情况下，接地体均应使用镀锌钢材，使其延长使用年限，但当接地体埋设在可能有化学腐蚀性的土壤中时，应适当加大接地体和连接点的截面，并加厚镀锌层。各焊接点必须刷漳丹油或沥青油，以加强防腐。

在安装接地体时，首先从地面挖下０.８ｍ左右，然后把接地体垂直打入地下，顶端与接地线焊接在一起。

为满足接地电阻的要求，垂直埋设的接地体常不只１根，用水平埋设的扁钢将它们连接起来，所采用扁钢的截面不小于１00mm2，扁钢厚度不小于４mm。

为了减小相邻接地体间的屏蔽效应，垂直接地体间的距离一般为５ｍ，当受地方限制时，可适当减小。

接地体不应该在回填垃圾、灰渣等地带埋设，还应远离由于高温影响使土壤电阻率升高的地方。接地体埋设后，应将回填土分层夯实。

当有雷电流通过接地装置向大地流散时，在接地装置附近的地面上，将形成较高的跨步电压，危及行人安全，因此接地体应埋设在行人较少的地方，要求接地装置距建筑物或构筑物出入口及人行道不应小于３m，当受地方限制而小于３m时，应采取降低跨步电压的措施，如在接地装置上面敷设５０～８０mm厚的沥青层，其宽度超过接地装置２m。

除了上述人工接地体外，还可利用建筑物内外地下管道或钢筋混凝土基础内的钢筋作自然接地体，但须具有一定的长度，并满足接地电阻的要求。

二、防雷电感应的措施

为防止雷电感应产生火花，建筑物内部的设备、管道、构架、钢窗等金属物，均应通过接地装置与大地作可靠的连接，以便将雷云放电后在建筑上残留的电荷迅速引入大地，避免雷害。对平行敷设的金属管道、构架和电缆外皮等，当距离较近，应按规范要求，每隔一段距离用金属线跨接起来。

三、防雷电波侵入的措施

为防雷电波侵入建筑物，可利用避雷器或保护间隙将雷电流在室外引入大地。如图6-7-6所示，避雷器装设在被保护物的引入端。其上端接入线路，下端接地。正常时，避雷器的间隙保持绝缘状态，不影响系统正常运行；雷击时，有高压冲击波沿线路袭来，避雷器击穿而接地，从而强行截断冲击波。雷电流通过以后，避雷器间隙又恢复绝缘状态，保证系统正常运行。

图6-7-6年示的保护间隙，是一种简单的防雷保护设备，由于制成角型，所以也称羊角间隙，它主要由镀锌圆钢制成的主间隙和辅助间隙组成。保护间隙结构简单，成本低，维护方便，但保护性能差，灭弧能力小，容易引起线路开关跳闸或熔断器熔断，造成停电。所以对于装有保护间隙的线路上，一般要求装设有自动重合闸装置或自重合熔断器与其配合，以提高供电可靠性。

图6-7-6保护间隙

常用的阀型避雷器，其基本元件是由多个火花间隙串联后再与一个非线性电阻串联起来，装在密封的瓷管中。一般非线性电阻用金钢砂和结合剂烧结而成，如图6-7-7所示。

图6-7-7阀型避雷器

正常情况下，阀片电阻很大，而在过电压时，阀片电阻自动变得很小，则在过电压作用下，火花间隙被击穿，过电流被引入大地，过电压消失后，阀片又呈现很大电阻，火花间隙恢复绝缘。

为防止雷电波沿低压架空线侵入，在入户处或接户杆上应将绝缘子的铁脚接到接地装置上。

此外，还要防止雷电流流经引下线产生的高电位对附件金属物体的雷电反击。当防雷装置接受雷击时，雷电流沿着接闪器、引下线和接地体流入大地，并且在它们上面产生很高的电位。如果防雷装置与建筑物内外电气设备、电线或其他金属管线的绝缘距离不够，它们之间就会产生放电现象，这种情况称之为“反击”。反击的发生，可引起电气设备绝缘被破坏，金属管道被烧穿，甚至引起火灾、爆炸及人身事故。

防止反击的措施有两种。一种是将建筑物的金属物体（含钢筋）与防雷装置的接闪器、引下线分隔开，并且保持一定的距离。另一种是，当防雷装置不易与建筑物内的钢筋、金属管道分隔开时，则将建筑物内的金属管道系统，在其主干管道外与靠近的防雷装置相连接，有条件时，宜将建筑物每层的钢筋与所有的防雷引下线连接。

四、建筑施工工地的防雷

施工１５ｍ以下的建筑物，由于高度不高，雷击的可能性不大，故不必采取什么防雷措施。至于工地的临时设施如仓库、办公室和宿舍等，一般不会太高，虽可不采取防雷措施，但要设灭火设施，以防雷击或球形雷引起的火灾。１５ｍ以上的施工建筑和临时设施，由于雷击的可能性较大，必须采取防雷措施。由于高层建筑物施工工地四周的起重机，脚手架等突出很高，木材堆积很多，万一遭受雷击，不

但对施工人员的生命有危险，而且很易引起火灾，造成事故，因此必须引起各方面有关人员的注意和掌握防雷知识。高层楼房施工期间，应该采取如下的防雷措施：１.对于施工的高层建筑，在施工时首先应做好全部永久性的接地装置，随时将混凝土的主筋与接地装置连接起来，利用它作接闪器及引下线，以对施工的建筑物本身进行保护。对各层地面的配筋，应随时使其成为一个等电位面并与混凝土主筋接通。

２.沿建筑物的四角和四边竖起的杉槁脚手架或金属脚手架上，应做数根避雷针，并直接接到接地装置上，使其保护到全部施工面积。其保护角可按６０度计算。针长最少应高出杉槁３０cm，以免接闪时燃烧木材。在雷雨季施工时，应随杉槁的接高，及时加高避雷针。

３.施工用的起重机的最上端必须装设避雷针，并将起重机下部的钢架连接于接地装置上。接地装置应尽可能利用永久性接地系统。如系水平移动的起重机，其四个轮轴足以起到压力接点的作用，须将其两条滑行用钢轨接到接地装置上。

４.应随时使施工现场正在绑扎钢筋的各层地面，构成一个等电位面，以避免遭受雷击时的跨步电压。室外引来的各种金属管道及电缆外皮，都要在进入建筑物的进口处，就近连接到接地装置上。

五、建筑防雷平面图

建筑防雷平面图是在屋面平面图的基础上绘制的。图中用图例符号表示出避雷针、避雷带等接闪器的安装位置，引下线、接地装置的安装位置，说明接闪器、引下线及接地装置选用材料的尺寸，以及对施工方法、接地电阻的要求等，作为安装时的依据。