半開放長廊式教學(xué)樓防雷引下線設(shè)計(jì)思考

何 薇,劉彥章

(江西信息應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院,南昌330043 )

農(nóng)村中小學(xué)是義務(wù)教育的重要組成部分。學(xué)校人員密集，活動(dòng)頻繁，一旦發(fā)生雷擊，會(huì)帶來嚴(yán)重后果。

農(nóng)村中小學(xué)教學(xué)樓大部分是90年代初以前建的混合結(jié)構(gòu)樓房，和框架結(jié)構(gòu)建筑物不同，建筑物內(nèi)鋼筋沒有充分相互連接，做不到各處電氣連通，不能實(shí)現(xiàn)好的等電位連接效果，因此必須防范雷電反擊。做好安全有效的防雷措施勢(shì)在必行。

1 半開放式長廊式的建筑物

農(nóng)村中小學(xué)教學(xué)樓是一種半開放式長廊式的建筑物，外廊一部分懸在外面，另一部分占用室內(nèi)空間，在教學(xué)樓建筑物中，半開放式外廊既可作為學(xué)生納涼、活動(dòng)使用，又可在緊急情況時(shí)作為疏散通道。

若照搬《GB50057-2010》的條文設(shè)計(jì)防雷裝置，由于中小學(xué)生活潑好動(dòng)，容易靠近、接觸防雷裝置，有很大的安全隱患。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)安全可靠的防雷裝置，按第三類防雷建筑物設(shè)計(jì)。

2 雷電反擊

若安裝接閃器和引下線的時(shí)候沒有考慮到與周圍鋼筋、金屬管道、電力線、信號(hào)線、金屬構(gòu)件等導(dǎo)電物體的間隔距離，雷電流接地的途中會(huì)擊向它們，造成反擊。對(duì)于農(nóng)村中小學(xué)教學(xué)樓這種沒有做好完善等電位連接的建筑物，必須保證足夠的間隔距離，杜絕雷電反擊。

第三類防雷建筑物引下線與被保護(hù)裝置的安全距離公式如下：

Sa—金屬物與引下線之間的距離(m)

lx—引下線的計(jì)算點(diǎn)到地面長度(m)

kc— —分流系數(shù)

農(nóng)村中小學(xué)教學(xué)樓按六層樓高計(jì)算，樓高取24m，分流系數(shù)取0.44，代入公式Sa≥0.04×0.44×24=0.42m。引下線與被保護(hù)裝置的安全距離不得小于0.42m。

3 直擊雷防護(hù)系統(tǒng)

直擊雷防護(hù)系統(tǒng)中的引下線是接閃器與接地裝置過渡部分，將直擊雷的雷電流從接閃器通過接地裝置泄放入地。引下線既要能夠安全承受強(qiáng)大直擊雷電流的沖擊，又要避免由于直接接觸、反擊或者雷擊電磁脈沖對(duì)人員或設(shè)備設(shè)施造成危害。

第二類、第三類防雷建筑物宜利用框架結(jié)構(gòu)建筑物內(nèi)基礎(chǔ)、梁、板、柱內(nèi)鋼筋作為防雷裝置。因?yàn)樗鼈兏魈幹g均形成電氣連接，形成了法拉第籠。

（1）多條柱內(nèi)鋼筋作為引下線，實(shí)現(xiàn)分流，降低各支路上流過的雷電流大小，降低了引下線附近的接觸電壓和跨步電壓。

（2）多條柱內(nèi)鋼筋作為引下線，使得雷電流能均勻、同步的向接地裝置泄放，因?yàn)樵谕粫r(shí)間內(nèi)，任一平面可視作等勢(shì)面，杜絕了局部的雷電反擊。

（3）建筑物整體框架作為防雷裝置，起到了屏蔽的作用，減小了建筑物內(nèi)的電磁場(chǎng)強(qiáng)度，有利于保護(hù)電氣電子系統(tǒng)。

對(duì)于磚混結(jié)構(gòu)建筑物，由于其內(nèi)部鋼筋沒有充分相互連接，達(dá)不到等電位連接效果，必須防范雷電反擊。引下線的布置應(yīng)和周圍鋼筋、金屬管道、電力線、信號(hào)線、金屬構(gòu)件等導(dǎo)電物體有足夠的間隔距離。引下線可明敷或暗敷，均應(yīng)做好防接觸電壓和跨步電壓措施。

4 防雷引下線的設(shè)計(jì)

建筑物內(nèi)走廊、樓梯是學(xué)生、教職工頻繁活動(dòng)區(qū)域，人員密集程度比建筑物外高。故防雷引下線宜優(yōu)先設(shè)置在建筑物外，并做好相關(guān)防護(hù)措施。第三類防雷建筑物應(yīng)在沿周長方向每隔不大于25m處設(shè)置引下線，每根引下線的沖擊接地電阻不宜大于30Ω，引下線應(yīng)沿建筑物四周均勻或?qū)ΨQ布置，按需在建筑物內(nèi)裝設(shè)其余的引下線。

為避免學(xué)生因好奇心對(duì)明敷引下線動(dòng)手動(dòng)腳，引下線均采用暗敷。在建筑物外墻四角處分別暗敷4根引下線，材料采用Φ12熱鍍鋅圓鋼。引下線與屋頂接閃器焊接，并挖開屋面，與屋面板鋼筋及柱內(nèi)鋼筋焊接。引下線與基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋及地面處柱內(nèi)鋼筋焊接。采用雙面焊接，焊接長度大于圓鋼直徑6倍。各處做好等電位連接，減小局部電位差，杜絕雷電反擊。

在距離地面1.7m--地下0.3m處的引下線穿PVC管，降低接觸電壓。在建筑物對(duì)角的兩個(gè)引下線距離地面1m處分別設(shè)置2個(gè)斷接卡，并用金屬盒子封閉上鎖，避免學(xué)生接觸。

在引下線3m范圍內(nèi)地面敷設(shè)5cm厚瀝青層，增大地面電阻率，降低接觸電壓。在該范圍內(nèi)0.5m深處設(shè)置網(wǎng)狀接地裝置，用3mm*30mm鍍鋅扁鋼組成4個(gè)1m*1m的正方形網(wǎng)格，均衡該區(qū)域電位，防止人員經(jīng)過引下線附近時(shí)造成的跨步電壓。

當(dāng)4根引下線滿足不了防雷規(guī)范《GB50057-2010》4.4.3關(guān)于專設(shè)引下線平均間距不應(yīng)大于25m時(shí)，應(yīng)在建筑物其它地方均勻設(shè)置引下線。由于長廊處人員活動(dòng)頻繁，此處的引下線應(yīng)按更高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

這些引下線全程穿耐熱絕緣高強(qiáng)度材料，最大程度避免接觸電壓。引下線經(jīng)過的所有樓板層的3m范圍內(nèi)的地面，換成7cm厚瀝青層。地面涂上和周圍底板相同的顏色并找平，最大限度減小跨步電壓。

5 防雷引下線的維護(hù)方法

引下線均為暗敷。做好了與接閃器、建筑物內(nèi)鋼筋、接地裝置的等電位連接，杜絕雷電反擊的發(fā)生；暗敷在混凝土內(nèi)并在人可能接觸到的地方穿絕緣管道，杜絕了接觸電壓；在地面距離引下線3m范圍內(nèi)鋪好足夠厚度的瀝青層，最大程度降低了跨步電壓。

由于是暗敷，且混凝土保護(hù)層和瀝青保護(hù)層防機(jī)械損傷能力強(qiáng)，不容易出現(xiàn)引下線損壞等問題。

綜上所述，引下線能安全的將雷電流泄放入地，并不引起雷電反擊，造成接觸電壓和跨步電壓。實(shí)現(xiàn)了應(yīng)有的防雷效果，做到了安全可靠。

[1]肖穩(wěn)安，張小青.雷電及防護(hù)基礎(chǔ)[M].北京:氣象出版社,2008.

[2]中華人民共和國建設(shè)部.GB50057-2010.建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范[G].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010.

[3]林維勇.防雷擊電磁脈沖磁場(chǎng)強(qiáng)度的近似計(jì)算[J].中國防雷與防護(hù),2003(02).