關(guān)于屋面避雷帶與金屬凸起物連接的探討

李騰飛

（中色科技股份有限公司，洛陽 471003）

0 引言

雷電是一種極為宏偉壯觀的自然現(xiàn)象，是一門古老而富有神秘色彩的可學(xué)，雷電孕育了地球生命，又促成了地球文明，但是，雷電的巨大破壞力又給人類社會(huì)帶來慘重的災(zāi)難。而人類與自然斗爭(zhēng)從未停息過，與雷電的斗爭(zhēng)是卓有成效的。隨著社會(huì)的發(fā)展和科技進(jìn)步，對(duì)雷電的防護(hù)技術(shù)取得了日新月異的進(jìn)展。

雷電造成的危害

地球上每天約發(fā)生800萬次云地閃電，平均每秒100次。雷電流總是選擇距離最近，最易導(dǎo)電的路徑向大地泄放，凡事空氣中導(dǎo)電微粒較多、地面上高聳的物體、地面與地下的電阻率較小的地段容易落雷。雷電危害的嚴(yán)重性表現(xiàn)在它具有巨大的破壞性上，其特點(diǎn)是雷電放電電壓高，閃電電流幅值大，變化快，放電時(shí)間短，閃電電流波形陡度大。雷電的破壞作用在于強(qiáng)大的電流，熾熱的高溫、猛烈的沖擊波、劇變的電磁場(chǎng)以及強(qiáng)烈的電磁輻射等物理效應(yīng)，給人類社會(huì)帶來極大的危害，造成人員傷亡、巨大破壞、起火爆炸、嚴(yán)重?fù)p失。雷電災(zāi)害波及面廣，人類社會(huì)活動(dòng)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、、牧業(yè)、建筑、電力、通信、航天航空、交通運(yùn)輸、石油化工。等各行各業(yè)，幾乎無所不及。隨著高科技的發(fā)展，雷電災(zāi)害顯得越來越嚴(yán)重。雷電的危害形式如圖所示。

1 雷電的防治

隨著科技的進(jìn)步，人們對(duì)雷電發(fā)生的機(jī)理、危害途徑和形式的認(rèn)識(shí)，打破了過去一直以來認(rèn)為雷電是不可抗拒的自然災(zāi)害的觀念。雷電防護(hù)的關(guān)鍵是提高自我防護(hù)雷電意識(shí)，做足防護(hù)措施。防雷設(shè)施是建筑物質(zhì)量的重要組成部分，不僅應(yīng)具備直擊雷防護(hù)措施，還應(yīng)具備雷電電磁脈沖的防護(hù)措施。那么，怎樣才能夠起到保護(hù)建筑物和建筑物內(nèi)人員和設(shè)備的安全，首先我們先了解一下建筑物一套完善的防雷設(shè)施是什么樣子的。建筑物防雷設(shè)施應(yīng)包括對(duì)直擊雷、側(cè)擊雷和感應(yīng)雷的防護(hù)三大部分。相對(duì)于一座建筑物來說，直擊雷電擊中建筑物的天面部分；側(cè)擊雷擊中天面以下、地面以上部分；直擊雷、側(cè)擊雷防護(hù)設(shè)施主要是保護(hù)建筑物本身不受雷電損害，以及減弱雷擊時(shí)巨大的雷電流沿著建筑物泄入大地時(shí)對(duì)建筑物內(nèi)部空間產(chǎn)生的各種影響；感應(yīng)雷是指當(dāng)雷云發(fā)生自閃、云際閃、云地閃時(shí)，在進(jìn)入建筑物的各類金屬管、線上產(chǎn)生的雷電電磁脈沖和在建筑物內(nèi)部空間產(chǎn)生的雷電電磁脈沖，感應(yīng)雷的防護(hù)措施是對(duì)這種雷電電磁脈沖起限制作用從而保護(hù)建筑物內(nèi)各類電器設(shè)施的安全。具體來說，防雷設(shè)施包括：接地體、引下線、避雷網(wǎng)格、避雷帶、避雷針、均壓環(huán)、等電位、避雷器等8個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)。國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)<建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范>gb50057-94中做了明確規(guī)定.顯然，建筑物防雷設(shè)施的建設(shè)是整個(gè)社會(huì)防雷減災(zāi)的基礎(chǔ)性工作.

《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》明確規(guī)定：為確保防雷設(shè)施的建設(shè)質(zhì)量，必須做到防雷設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)同步進(jìn)行；防雷施工與建筑施工同步進(jìn)行；同時(shí)投入生產(chǎn)和使用的”三同時(shí)”.防雷設(shè)施的設(shè)計(jì)，應(yīng)充分調(diào)查建筑物所在地理、地質(zhì)、土壤、氣象、環(huán)境和雷電活動(dòng)規(guī)律，以及建筑物的使用性質(zhì)等基礎(chǔ)資料，施工部門必須嚴(yán)格按圖施工。

2 避雷帶對(duì)雷電的防護(hù)及安裝

避雷帶和避雷針一樣都屬于是接閃器的一種類型。區(qū)別在于，避雷針一般是豎直向上的，只在其根部和引下線相連接，一般是明設(shè)的；避雷帶一般是水平或傾斜敷設(shè)的（根據(jù)屋面的傾斜度而定），至少有兩個(gè)地方（首尾兩端）和引下線相連接，一般是明設(shè)，但也可以暗敷在屋頂?shù)幕炷粱蛲咂南旅妗?/p>

避雷帶是以前的叫法，在最新版本的GB50057-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中，已經(jīng)放棄了這種稱呼，而稱之為接閃帶。如果接閃帶是懸空假設(shè)的，則稱之為接閃線；如果接閃帶以網(wǎng)狀敷設(shè)，則稱其為接閃網(wǎng)。總之，萬變不離其宗，都是接閃器的一種類型，其對(duì)建筑物的保護(hù)范圍的計(jì)算，都要根據(jù)滾球法的原理進(jìn)行。

根據(jù)《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》 （GB50303-2002），避雷帶安裝應(yīng)符合以下規(guī)定：

1）避雷線應(yīng)平直，牢固，不應(yīng)有高低起伏和彎曲現(xiàn)象，距離建筑物應(yīng)一致；平直度每2m檢查段允許偏差3/1000，但全長(zhǎng)不得超過10mm。

2）避雷線彎曲處不得小于90o，彎曲半徑不得小于圓鋼直徑的10倍。

3）避雷線如用扁鋼，截面不得小于100mm2且厚度不小于4mm；如為圓鋼直徑不得小于8mm。

4）遇變形縫處應(yīng)作“Ω”型煨彎補(bǔ)償。

5）避雷帶位置正確，平正順直，焊接長(zhǎng)度不得小于圓鋼直徑的6倍，且雙面施焊，符合規(guī)范要求，焊縫飽滿無遺漏，鍍鋅層破壞處補(bǔ)刷防腐漆完整，并補(bǔ)刷銀粉漆，支持件間距均勻、固定可靠、防松零件齊全，每個(gè)支持件應(yīng)能承受大于5Kg的垂直拉力，并作記錄。

6）建筑物頂部外露的其它金屬物體必須與避雷帶及避雷引下線可靠連接。

3 避雷帶連接的探討

在《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》 （GB50303-2002）第六條中規(guī)定建筑物頂部外露的其它金屬物體必須與避雷帶及避雷引下線可靠連接，但本條規(guī)定的內(nèi)容比較籠統(tǒng)，從字面上解釋為不論是什么金屬物體，只要符合在建筑物頂部且為外露部分，均應(yīng)按照本規(guī)定來執(zhí)行。但在具體情況中，又存在各類情況，比如高出屋面的燃?xì)夥派⒐埽@然直接與避雷帶相連是不安全的，又如在屋面的電氣設(shè)備，即使安裝高度低于避雷帶高度，一旦與避雷帶相連，當(dāng)避雷帶遭到雷擊時(shí)，雷電流不止從與避雷帶直接相連的引下線流入大地，還有一部分會(huì)從電氣設(shè)備接地外殼流入大地，并且但室外設(shè)備與室內(nèi)設(shè)備相連接時(shí)，同樣會(huì)通過聯(lián)結(jié)導(dǎo)體對(duì)室內(nèi)設(shè)備造成損害。又如當(dāng)屋面水、氣等管路，其標(biāo)準(zhǔn)圖（99D501）中規(guī)定較明確，要求外露管路要與避雷帶可靠連接，但是仔細(xì)研究可以發(fā)現(xiàn)，其室內(nèi)電氣設(shè)備全部要求可靠與大地相連，那么在屋面再與避雷帶連接，當(dāng)避雷帶遭到雷擊時(shí)，其后果是可想而知的。

因此，屋面外露金屬物件與避雷帶可靠連接要根據(jù)實(shí)際情況來決定，不能一概而論，如屋面一些獨(dú)立突出金屬部件，其外延部分僅與建筑物本身相連，可根據(jù)規(guī)范規(guī)定，與避雷帶可靠連接。但當(dāng)外露金屬部件為設(shè)備的外延部分，與設(shè)備是不可分割的一部分，那么其不應(yīng)與避雷帶直接相連，可采用避雷帶在金屬部件上部跨接的方式，這樣可以保護(hù)金屬部件免受雷擊，又不至于將雷電流導(dǎo)入設(shè)備造成危害。當(dāng)避雷帶與周邊接地體不足以作為金屬部件的聯(lián)合保護(hù)時(shí)，可以考慮增加避雷針的方式來作為防雷保護(hù)。

在丹江口鋁業(yè)公司年產(chǎn)5萬噸雙零鋁箔坯料項(xiàng)目鑄軋車間偏跨屋面，放置了3組箱式水塔，其管道全部在女兒墻上側(cè)安裝，直通下部水泵房，如果根據(jù)99D501要求，將屋頂上所有凸起的金屬構(gòu)筑物或管道等，均與避雷帶連接，那么一旦避雷帶遭受雷擊，那么就極有可能造成雷電流順著管道而下，直接損壞水泵及各種電氣設(shè)備。因此根據(jù)實(shí)際情況，專門將避雷帶從管路上方跨接，同時(shí)水箱不與避雷帶連接，專門在其上部安裝避雷針，以此來作為屋外金屬構(gòu)筑物和管道的防雷措施。

4 結(jié)論

避雷帶的連接無論是規(guī)范規(guī)定還是標(biāo)準(zhǔn)要求，均應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來區(qū)別對(duì)待，不能一概而論，如上節(jié)所述，這只是其中一種情況而已，還有諸如伸出屋面的輸送可燃、易燃介質(zhì)的管道等，都要根據(jù)具體情況來具體分析，建筑物的屋面造型日趨藝術(shù)化，防雷問題也隨之復(fù)雜，這就更需要尋求出最佳的方式、方法，給建筑物及其附屬設(shè)備建立起一道安全的屏障。

[1]GB50303-2002.建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范

[2]99D501.建筑物防雷設(shè)施安裝.中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院出版

[3]韋丹，李建東，李虹。關(guān)于天面直擊雷防護(hù)的分析方法。安防科技。2010.10.41～42

[4]陳紅兵，李京校，楊金果，徐文。淺析避雷帶設(shè)置安裝與檢測(cè).現(xiàn)代建筑電氣.2011.第一期

[5]丁偉杰；防雷規(guī)范化管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]；電子科技大學(xué)；2010年