高層建筑玻璃幕墻防雷技術

馬維戰

摘 要：隨著我國建筑行業的快速發展，樓層建筑變得越來越高，而高層建筑玻璃幕墻防雷技術跟高層防雷設施形成了防雷整體系統，對預防雷擊起著非常重要的作用，而且能夠在最大程度上降低雷電給人們帶來的巨大危害。

關鍵詞：高層建筑；玻璃幕墻；防雷技術

1 前言

隨著玻璃幕墻的廣泛應用，防雷技術也越來越受到人們的重視。對高層建筑玻璃幕墻防雷技術進行深入的研究，可以有效預防雷電給社會及人們所帶來的危害。因此，本文就對此進行了論述。

2 高層建筑玻璃幕墻設置防雷系統原理

2.1 側擊雷的預防

接閃器正常情況下是安裝在高層建筑幕玻璃墻的頂部，其弊端就是對電流的側面橫向發展沒有相應的預防作用。當前我國主要采用以下方法來對側擊雷進行相應的預防，即高層建筑玻璃幕墻在其30m以上的部位，確保每三層就要有一圈均壓環設置，而且設置的均壓環還要跟玻璃幕墻自身金屬結構的和建筑物防雷系統有效結合在一起，這里需要注意的是每幅幕墻都要與原有的建筑物防雷體系可靠連接，且連接點數量都要在兩個以上。

2.2 雷擊電磁脈沖的預防

雷擊電磁脈沖從本質上來說就是一種信號的干擾源，高層建筑玻璃幕墻在防雷擊電磁脈沖時的基本原理為：將玻璃幕墻的鋁合金立柱和橫梁這兩部分有效利用起來，使它們能夠成為建筑物的大空間屏蔽，另外還需要注意的是，在玻璃幕墻防雷網格范圍內，對于上下兩個具有防雷要求的立柱必須確保它們連接貫通，而且必須用鋁合金板在兩個立柱斷開處連接，除此之外，鋁合金角碼還要在立柱和橫梁之間進行跨接。

3 雷電對玻璃幕墻高層建筑的危害

相關的統計表明，我國每年有3500人左右會受到雷擊，給社會帶來的經濟損失高達一百億元以上。由此可以看出，雷電的頻繁發生，已經對我國人民財產、生命以及社會經濟健康發展帶來了巨大的危害，嚴重影響著我國社會的快速發展。

3.1 雷電流危害的分類

當前國際公認的十大自然災害之一就有雷電災害，由此可以看出，雷電災害對人類的危害是非常大的。根據雷電的性質，可以將雷電危害主要分為以下三方面：（1）直接雷擊危害。該危害主要是指在發生雷電時，直接擊中在大地、建筑物等物體上，從而能夠在第一時間產生電效應、機械力效應的一種危害，該雷電對人類造成的危害是巨大的；（2）間接雷擊危害。該危害主要是指在發生雷電時，由于周圍的導體會產生相應的電磁感應和靜電感應，從而會致使金屬之間有電火花的產生的一種危害；（3）雷電電磁波侵入的危害。當發生直擊雷或者是雷電感應現象時，會通過一些金屬將其引入高層建筑物內，進而會有閃擊現象發生的一種危害。

3.2 雷擊對玻璃幕墻高層建筑的危害

雷電就是其大自然中一種常見的放電現象，就雷電流本身來說它是一種強度非常大的電流，并且可以在極短的時間內造成很強的破壞的一種瞬間就會發生的過程。雷電流能夠在瞬間釋放出非常大的具有高電壓、強電流、瞬時性以及隨機選擇性的強大能量，正常情況下雷電電壓就能夠達到數百萬伏的電壓值，瞬間電流也能夠達到幾十萬安培，由此可以看出，無論是雷電電壓還是雷電瞬間電流值都是非常大的，所以說雷擊能夠在瞬間釋放出巨大的脈沖電流，而這些脈沖電流能夠在瞬間產生非常大的機械能和熱能，并且還能誘發脈沖過電壓、過電流，從而融化擊中的金屬物體，這樣就會使物體的水分由于受到巨大的熱膨化，而產生非常巨大的機械力，嚴重的就會在瞬間發生爆炸現象，對周圍的建筑物、設施、環境、人員等造成嚴重的危害，而且還會中斷通信設施，從而造成系統癱瘓，進而造成非常嚴重的后果，有時候雷電發生時，會使周圍的溫度劇烈升高，這樣就會使周圍的建筑物發生自燃，引起觸電、火災等危害的發生。

高層建筑玻璃幕墻對地表的電場分別也有著一定的影響，比如使其地表的電場出現畸變等現象，而且就裝有玻璃幕墻的建筑物來說電場強度比一般建筑物更加大，這就為雷電的快速發展創造了有利條件，而且高層建筑玻璃幕墻也會離放電云層相對來說較近一些，所以它比其他的建筑更容易造成到雷擊危害。

4 高層建筑玻璃幕墻設置防雷的措施

接閃器、引下線和接地裝置這三部分是構成我國高層建筑玻璃幕墻防雷裝置的主要結構。女兒墻的蓋板是玻璃幕墻最高部分的設置地點，這主要是由于該部位是自然設立良好導體的最佳要求，該部分的電場強度也是非常巨大的，這樣就會非常自然地吸引過來雷電先驅，從而致使該部位是出現雷擊概率最大的地方。所以在設置防雷裝置時，必須將女兒墻的蓋板跟高層建筑物防雷設施有效的連接起來，這就是所說的防雷系統的接閃器，這樣連接的主要作用是更加快速、有效的接受雷電流，并且還能夠幫助雷電流以最安全的方式通過高層建筑玻璃幕墻的防雷設施，進而傳輸到大地，從而在最大程度上起到防雷的作用。高層建筑玻璃幕墻接閃器的主要作用是預防雷電流的直接雷擊，而對于雷電流的側面橫向發展沒有預防作用。因此，在高層建筑及玻璃幕墻設置防雷時主要通過以下幾個方面：

接地體用基礎內的鋼筋網來完成，并且還要確保焊接連通樁、承臺和地粱這三部分之間的連接，然后再通過地梁焊接形成最終的閉合網格，最后再使用φ16mm的鍍鋅圓鋼把無地梁處焊接連通。

要充分利用好結構柱主筋，使其經過相應的焊接連接后作為引下線，并且還要用箍筋焊接每一層的柱筋，使其最終成為短路環，然后再將基礎接地體跟引下線這兩者焊接連通起來，最終跟接閃帶之間焊接連通起到良好的防雷效果。

用均壓閉合來焊接天面封頂層的外圈梁，然后再將其跟引下線進行焊接連通。高層建筑玻璃幕墻也可采用接閃桿對其進行保護，接閃桿的高度必須確保是在50cm以上，使用截面不小于176mm2以上的熱侵鍍鋅圓鋼作為材料。接閃桿要設置在高層建筑玻璃幕墻周圍最容易受到雷擊的部位，可以安裝在建筑物的陽角位及尖頂的部位，并與建筑物本身的接閃帶就近做好的電氣連接。

5 高層建筑玻璃幕墻的防雷工程施工過程中的要求

（1）高層建筑玻璃幕墻防雷技術必須嚴格按照我國《建筑物防雷設計規范》（GB500057-2010）的要求來進行設計。

（2）根據《建筑物防雷設計規范》（GB500057-2010）標準要求，引下線截面必須符合以下要求：玻璃幕墻豎向主龍骨可以作為引下線使用，在使用扁鋼制品作為豎向主龍骨跨接焊接時，其截面必須在50mm2以上且厚度不小于2mm。

（3）根據《建筑物防雷設計規范》（GB500057-2010）標準要求，機械強度必須符合以下要求：高層建筑玻璃幕墻在進行接閃時，雷電流會通過玻璃幕墻將電流傳輸到大地，在這個傳輸過程中會有電動力作用的產生，因此，針對高層建筑玻璃幕墻金屬部件之間，一方面要采用焊接方式進行連接，另一方面還可以使用壓接方式把金屬的厚度壓縮到≥4mm。

參考文獻：

[1] 陳軍第.高層建筑玻璃幕墻防雷施工與應用分析[J].建材與裝飾，2013（10）.