關(guān)于高層建筑幕墻防雷設(shè)計(jì)和施工

■莊志軍 ■通州建總集團(tuán)有限公司，江蘇 南通 226399

雷電作為一種常見的自然現(xiàn)象，卻很容易給人們的生活造成巨大的損失。雷電的破壞大致上可以分為能量作用和感應(yīng)作用，前者是由產(chǎn)生的光能、熱能和電能量造成直接的損害，后者是通過電流產(chǎn)生的靜電作用和電磁感應(yīng)造成損害。由于高度造成高層建筑更易遭受雷擊，一旦遭受雷擊，在人們生活中運(yùn)用廣泛的電子產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備就會(huì)遭受巨大的損失，所以高層建筑的防雷系統(tǒng)就顯得十分重要了。而幕墻作為一種新型的裝飾性建筑物，卻頻頻在我國各地發(fā)生安全事故，造成大量的財(cái)產(chǎn)損失甚至有人員因此受到傷害。

1 高層建筑幕墻防雷的重要性

眾所周知，雷電作為一種極具破壞力的自然現(xiàn)象，然而這種自然現(xiàn)象的發(fā)生卻具有不確定性。其電壓最高可以達(dá)到幾百萬伏特，瞬間電流更是遠(yuǎn)超十萬安培，其危害主要表現(xiàn)如下:(1)雷電所蘊(yùn)含的巨大能量直接作用于高層建筑物幕墻，造成幕墻損甚至火災(zāi)、爆炸，甚至人員傷亡;(2)由于雷電自身電壓極高的緣故，能將電氣系統(tǒng)中的絕緣設(shè)備擊穿，造成破壞巨大的相間短路;(3)由于現(xiàn)代電子產(chǎn)品大多都是高密度、低電壓和低功耗的產(chǎn)品。其對于雷電產(chǎn)品的靜電作用和電磁感應(yīng)效果十分敏感，從而造成設(shè)備數(shù)據(jù)誤差甚至癱瘓。而幕墻作為高層建筑裝飾的特性，以及其金屬骨架都是成為雷擊的主要誘因，從而造成巨大的財(cái)產(chǎn)損失和人身傷害。因此高層建筑幕墻防雷有理由引起人們的重視。

2 高層建筑幕墻防雷的設(shè)計(jì)原理

由于雷電對建筑物幕墻的破壞形式大致上可以分為直擊雷、側(cè)擊雷和雷擊感應(yīng)損害。所以其對應(yīng)的防雷設(shè)計(jì)原理也就存在以下三種。

(1)防直擊雷。對于直擊雷的防護(hù)工程一般從外部構(gòu)建:處于幕墻頂部吸引雷電的接閃器，布置在地底一定深度用于傳導(dǎo)雷電電流的接地裝置和位于高層建筑四周的連接兩者的引下線，這樣就是一個(gè)完整的防直擊雷系統(tǒng)。

(2)防側(cè)擊雷。在高層建筑幕墻30M 以上的位置，以每三層樓為一個(gè)單位，每個(gè)單位構(gòu)建一圈均壓環(huán)，并連接建筑物和幕墻的防雷系統(tǒng)。以此來形成一個(gè)等電位的連接，通過降低雷電電流帶來的電位差，從而避免造成跨步電壓來達(dá)到防側(cè)擊雷的作用。

(3)防雷擊感應(yīng)損害。雷擊所帶來的電磁感應(yīng)作為一種干擾源來影響電子設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行，為了防止這一損害就必須形成一個(gè)屏蔽效應(yīng)，在幕墻之內(nèi)構(gòu)建一個(gè)防雷的金屬六面體網(wǎng)籠狀格局來進(jìn)行屏蔽。然而，以地板、天花板和墻板三者以內(nèi)的鋼筋構(gòu)建的系統(tǒng)，不但起到了屏蔽的良好效果，也是解決等電位和分流分體的重要措施。

3 高層建筑幕墻施工防雷應(yīng)注意的事項(xiàng)

高層建筑幕墻的防雷是一項(xiàng)設(shè)計(jì)周密、施工嚴(yán)格的系統(tǒng)。在構(gòu)建過程中，需要經(jīng)過縝密的考慮，結(jié)合以為的工程經(jīng)驗(yàn)和大樓的實(shí)際情況，在保證施工技術(shù)的大前提之下，仍需注意對以下環(huán)節(jié):

(1)嚴(yán)格按照高層建筑幕墻的防雷原理設(shè)計(jì)。應(yīng)當(dāng)根據(jù)幕墻的功能性和美觀性進(jìn)行比較設(shè)計(jì)，進(jìn)而確定幕墻的里面、構(gòu)造和材料。由于其高層建筑的特殊性，仍需考慮去風(fēng)力的因素和其他防護(hù)的功能性要求，例如:防火、防光污染等。在高層建筑的防雷系統(tǒng)之中，引下線需要盡可能滿足在高層建筑周圍均勻分布，并且盡可能多設(shè)引下線，這樣才能經(jīng)得住較大的電流。由于高度的問題，引下線比較長，電壓差比較大，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照每一個(gè)單位(每三層為一個(gè)單位)構(gòu)建一圈均壓環(huán)，避免反擊效應(yīng)的發(fā)生。

(2)嚴(yán)格按照使用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行原材料的選擇。原材料作為工程質(zhì)量是否可靠的物質(zhì)基礎(chǔ)，在高層建筑幕墻防雷的系統(tǒng)構(gòu)架上同樣值得重視。首先，材料應(yīng)當(dāng)進(jìn)行防腐處理，還需要考慮其需要承受的重量，以及接口緊密性的問題。同時(shí)，對材料的合格證、質(zhì)量保障以及使用標(biāo)準(zhǔn)是否合符標(biāo)準(zhǔn)等資料進(jìn)行嚴(yán)格驗(yàn)證。最后，在材料的驗(yàn)收過程和施工使用中均需檢驗(yàn)。

(3)嚴(yán)格按照施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量把關(guān)。對于項(xiàng)目實(shí)施過程中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行重點(diǎn)檢查，在工序的關(guān)鍵位置實(shí)施專項(xiàng)檢查。以預(yù)防為主，監(jiān)督結(jié)合的管理措施，嚴(yán)格保障幕墻防雷工程的施工質(zhì)量，其中技術(shù)設(shè)計(jì)人員必須傳達(dá)設(shè)計(jì)理念，現(xiàn)場施工管理人員必須熟悉設(shè)計(jì)和建筑結(jié)構(gòu)以及施工操作人員的技術(shù)特點(diǎn)，施工操作人員需要熟悉基本的電氣操作標(biāo)語并嚴(yán)格按照制定的方案進(jìn)行操作。還需有專業(yè)防雷設(shè)施的質(zhì)量檢測人員進(jìn)行對各個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行逐一驗(yàn)收，對于接地的電阻值必須達(dá)到其規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。

(4)嚴(yán)格按照高層建筑幕墻的連接要求。在搭建金屬框架結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)當(dāng)保持與主體建筑防雷系統(tǒng)的契合，其借口一般采用焊接式和機(jī)械連接，形成良好的導(dǎo)電回路。接觸面緊密契合，以三面焊接為主要方式，并做好防腐防電化處理。

(5)建設(shè)完備之后應(yīng)當(dāng)進(jìn)行檢測。一項(xiàng)工程的質(zhì)量是否必須要經(jīng)過實(shí)踐的測試之后才能下定論。所以，為了檢測幕墻防雷系統(tǒng)能否正常運(yùn)行需要經(jīng)過實(shí)地的接地電阻測試。此實(shí)驗(yàn)須在晴天進(jìn)行，若遇下雨須等待至雨過天晴之后一周進(jìn)行。測試完畢還需進(jìn)行測試點(diǎn)還原的處理，以免影響測試效果。

4 結(jié)束語

由于建筑幕墻的特殊性，所以對于建筑幕墻的防雷工程一般由專業(yè)的幕墻施工單位進(jìn)行施工，希望施工單位在進(jìn)行幕墻建筑時(shí)，不但要重視幕墻的結(jié)構(gòu)性安全，更不可忽視幕墻的防雷系統(tǒng)的安裝。在與建筑主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行緊密契合的同時(shí)，應(yīng)該做好自身防雷工程的完善，并做好地接電阻的檢測工作，完善各項(xiàng)準(zhǔn)備和控制的資料，充分保障高層建筑幕墻的防雷系統(tǒng)正常安裝，從而保護(hù)人民的財(cái)產(chǎn)安全和人身安全，徹底消除雷電這一安全隱患。

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