多層住宅樓防雷與接地系統(tǒng)設計

萬曉慧　朱賢勇

（1.重慶文理學院建筑工程學院　重慶永川　402160　2.重慶文理學院電子電氣工程學院　重慶永川　402160）

1　項目概況

以某多層住宅建筑項目為例。該住宅樓長約40.38m，寬約21.6m，建筑高度約為18.6m，分兩個單元，每個單元各六層，每層2戶，總建筑面積為3435.8m2，結構形式采用磚混結構，抗震烈度為Ⅵ度，耐火等級二級，建筑結構合理使用年限為50年。

該多層住宅總計算負荷約96kW，擬從小區(qū)10kV變電所低壓側以TN-S系統(tǒng)方式引來一路型號規(guī)格為YJV22-4×120+1×70-SC125-FC/CC的電源線至總配電箱后，以放射式配電方式引至各單元分配電箱，再以放射式配電方式引至各戶末端配電箱供電。

2　防直擊雷設計

2.1　防雷等級的確定

建筑物的長L=40.38m，寬W=21.6m，高H=18.6m，當地年平均雷暴日天數Td=38.5d/年，校正系數k=1.0，周邊建筑等高或低于當前建筑。年預計雷擊次數N為：N=k·Ng·Ae=0.0273。其中：建筑物雷擊大地的年平均密度：Ng=0.1×Td=0.1×38.5=3.8500；當建筑高度小于100m時，等效面積Ae為：

Ae=[LW+（L+W）×SQRT（H×（200-H））+0.25×3.1415926×H（200-H）]×10（-6）=0.0071

根據《建筑物防雷設計規(guī)范》（GB50057―2010），該建筑按第三類防雷建筑設計。

2.2　接閃帶設置

采用直徑φ12mm的熱鍍鋅圓鋼沿著屋頂、屋檐、屋角等易受直擊雷部位明敷，并形成閉合回路，網格間距不超過20m×20m或24m×16m，具體設置如圖1所示。

圖1　某多層住宅樓屋頂接閃帶設置

接閃帶與接閃帶之間的連接采用搭接焊接，且宜雙面焊接，焊接長度不小于圓鋼直徑的6倍。當雙面焊接確有困難時可單面焊接，但焊接長度不小于圓鋼直徑的12倍。焊接應飽滿無遺漏，不能存在電焊、虛焊現象，焊接處進行二次鍍鋅防腐處理。接閃帶采用直徑φ14mm的熱鍍鋅圓鋼做固定支架，其水平間距不超過1m，轉角處間距不超過0.5m，支架間距應均勻、牢固。

2.3　引下線設置

利用建筑物結構柱內直徑大于16mm的兩根主筋作為防雷引下線，本工程設置12個點，具體位置見圖1所示。設為引下線的主筋采用通長搭接焊接，焊接長度不小于主筋直徑的6倍。上部引出屋面與屋頂避雷帶連接，下引至結構基礎與接地網焊接。不能通長至接地網的引下線，通長焊通至轉換層進行轉換。引下線距地面0.5m處設置供接地電阻測試用的測試點。建筑物防雷引下線在地面3m范圍內的土壤敷設一道5cm厚的瀝青層或15cm厚的礫石層，使土壤地表層電阻率不小于50kΩ·m，以防止跨步電壓的危害。

2.4　接地極設置

利用建筑地梁底部埋深大于0.8m的2根直徑為16mm的同走向的主筋作為接地極，無地梁處利用2根直徑為16mm的熱鍍鋅圓鋼連接，其埋設深度與地梁內被利用的接地極相同，具體設置見圖2所示。應利用直徑12mm的鍍鋅圓鋼將作為接地極的主筋相互焊接連成閉合的電氣通路，并與防雷引下線可靠焊接，焊接長度為圓鋼直徑的6倍，雙面施焊，當雙面焊接確有困難時可單面焊接，但焊接長度不小于圓鋼直徑的12倍。

圖2　某多層住宅樓接地極設置

本工程的電源線進入建筑時電源PE線的重復接地、弱電設備接地、防雷接地共用接地極，接地電阻不大于1Ω，不滿足要求時增加人工接地。

3　等電位聯結設計

設置等電位聯結目的，是為了減小建筑物遭受雷擊時或電氣系統(tǒng)發(fā)生接地故障時各金屬物體之間的電位差，從而保障人身安全。本建筑在每個單元配電箱附近距地面0.3m處設置一個截面積不小于150mm2、銅帶材質的總等電位聯結端子板，通過40×4熱鍍鋅扁鋼與建筑物接地極連通，并將單元樓層配電箱中的PE線通過BVR-1×25mm2導線連接至該總等電位聯結端子板。此外，進出該建筑的所有金屬管道應通過接地卡箍與總等電位聯結端子板相連。室外金屬給水管道水表需加跨接線，以保證水管等電位連接的有效性。燃氣管道入戶后應插入一段絕緣段，與戶外埋地的燃氣管隔離，并在絕緣段兩側跨接火花放電間隙，以避免使燃氣管道作為接地極。等電位連接端子板采用螺栓連接，螺栓、墊圈、螺母應進行熱鍍鋅處理。

每戶住戶內，衛(wèi)生間設置一個截面積不小于50mm2、銅帶材質的局部等電位聯結箱，通過直徑16mm的熱鍍鋅圓鋼與就近的建筑物防雷引下線連通，衛(wèi)生間內的金屬給排水管道、金屬浴盆應通過金屬管夾連接BVR-1×4mm2導線穿管暗敷至局部等電位聯結箱。若衛(wèi)生間設置有電源PE線，應將其連接至該局部等電位聯結箱；若衛(wèi)生間未設置電源PE線，不應將衛(wèi)生間以外的電源PE線連接至該局部等電位聯結箱。

4　防雷電波入侵設計

為防止雷電波沿室外電源線和室外金屬管道進入建筑，對建筑內的設備和人員帶來危害，對該住宅建筑進行防雷電波入侵設計。①電源PE線在進入建筑物處進行重復接地，電源電纜護套層的鎧裝鋼帶也實現接地。②在該住宅電源總配電箱處設置一級浪涌保護器，該浪涌保護器必須滿足Ⅰ類試驗（10/350us）、最大沖擊電流不小于12.5kA，且電壓保護水平不超過2.5kV的開關型浪涌保護器。

5　結束語

本文從防直擊雷、防感應雷和防雷電波入侵等3個方面對某六層住宅樓的防雷接地系統(tǒng)設計要點進行了詳細論述，筆者由于才疏學淺，論述中不免有錯誤之處，誠望同行朋友們批評指正。

科研項目：重慶文理學院校級科研項目（Y2016JG43）。