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[论文] 是否应设第四类防雷建筑物?

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发表于 2009-10-22 10:32:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
在防雷设计施工图审核中发现部分建筑物达不到《GB50057-94(2000)》规定的第三类防雷标准,但是确实有必要作防雷,建议将这部分建筑物划为第四类防雷建筑物,采取简单的防雷措施,作到至少防止发生人身伤亡事故,减轻电器设备的损失。 随着我国国民经济建设的迅猛发展,房屋建设尤其商品房建设越来越多,各种电子、电器和家用电器大量增加,雷击事故逐渐增多,雷击损失越来越大。常德市城区电力局每年都要损毁5~10台电力变压器;电视经常是雷声过后无声无影;2000年常德市第七中学电教设备遭雷击,直接经济损失10多万元;2004年5月常德市武陵区丹洲乡石灰村雷击供电线路击损家用电器100多件。雷击事故的频发,使人们对防雷越来越重视,经常有人在建私房屋前咨询防雷技术。 《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000)(以下简称《规范》)根据建筑物的重要性划分为一、二、三类防雷建筑物。现在各级政府严格执行“行政审批”制度,各类防雷建筑物基本上按《规范》作了防雷。 建筑物要达到起码的第三类防雷标准,根据《规范》第2.0.4条(三)、(四)款的规定,住宅、办公楼等一般性民用建筑物和工业建筑物,预计雷击次数应大于或等于0.06次/a。 根据《规范》附录一 ,以湖南省常德市为例: 常德市的年平均雷暴日为47天, 一栋4室2厅2卫1厨150m²,1个单元6层的商品房,长25m、宽12m、高21m,当校正系数在一般情况下取1时,预计雷击次数N=0.059/a; 一栋300m²的别墅,长10m、宽10m、高12m,即使校正系数取1.7,预计雷击次数也只为0.055/a。 这说明别墅、民房和体量较小的商品房、工业建筑等都达不到三类防雷标准。 城市的普通居民家里一般都有上万元的家用电器,工厂的电气化、自动化设备往往也很贵重,而房屋在建设时作好防雷并不需增加多少开支。 在常德市报建的建筑物如果达不到三类防雷标准,审图时按规定可以不作任何要求。现在设计的房屋天面一般都是钢筋混凝土一次性现浇结构,我们一般要求将天面钢筋焊接连通,最好在天面适当位置设计几根短针,有瓦顶的坡屋面在屋脊上设计几根短针防直击雷,利用立柱钢筋作引下线,利用基础钢筋作地网;防雷电感应和引入雷电则要求将各种强、弱电线路埋地引入,埋地长度≥,在入户处装SPD。防直击雷只增加几个焊点,再加2~3m钢筋作短针,防雷电感应和引入雷电只增加十几米钢管作电线套管,加上电源SPD和信号SPD,总成本增加不多。 这种防直击雷的处理方法根据《防雷地网的接地电阻值越小越好吗?》[2]一文的分析,满足了接闪器(天面结构钢筋或短针)上测得的接地电阻值是一个相对值,即小于等于被保护物上任何一点的接地电阻值,从而保证接闪器优先于被保护物接闪的要求。虽然接闪器的保护范围可能达不到三类防雷标准,最多也只会将天面的混凝土打掉几小块,因为有雷电泄放通道,绝不会出现四川开县兴业村小学那样的雷击事故。 防雷电感应和引入雷电应根据线路的具体情况而定。城市低压电源线路一般都是埋地电缆,如果是架空线一般都不长,线路的高度往往比街道两边的建筑物低,被雷电直接击中的机率很小;况且都是水泥电杆,当雷电流以波的形式沿着导线向两边传播的时候,高电压每经过一根电杆,电杆上的磁瓶就会通过铁脚和水泥杆中的钢筋对地发生闪络,闪络电压一般只有30~40kV,再加上线路波阻抗(约500Ω)对雷电的衰减,只要距离雷击点3杆以上(即1000m以上),其终端入地电流峰值不会大于200A。线路采用埋地引入室内后,由于雷电流高频谐波相当丰富,产生趋肤效应,流经电缆芯的电流被排挤到外皮导体去,同时流经外皮导体的电流在芯中产生感生反电势,使流经电缆芯上的电流小到趋于零,因此在低压电源入户处安装额定放电电流Isn为20~40kA(8/20μs)的SPD就比较安全了。 如果线路状况不好,可在埋地电缆缆两端加装2~3mm空气间隙。因为信号避雷器的Isn一般≤5kA,所以信号线路最好采用光缆,只要将光缆的加强筋接地,光端机的电源接到避雷电源之后即可。如果是架空线,应埋地进入室内,埋地长度应≥,并不得小于50m。信号线一般架设得比供电线路低,更不易遭直击雷击,线路上的雷电感应电压幅度也比供电线路低,安装SPD后也会比较安全。 2001年常德市国税系统11个信息机房设备所作的防雷工程绝大多数为架空线引入,由于经费不足,电源系统第一级SPD为40kA(8/20μs),信号系统均只在调制解调器前装一级SPD。虽然发生过多起严重的雷击事件,但至今尚未发生一例电源系统雷击事故和SPD损毁事件,线路状况较差的“国税德山分局”在一次直击雷击事故中,也仅有一只调制解调器出现轻微故障。 参考文献 [1] GB50057-94,建筑物防雷设计规范[S]. [2] 贺修玉.防雷地网的接地电阻值越小越好吗?[J].中国防雷.2008:2. [3] 苏邦礼等.雷电与避雷工程[M].中山大学出版社,1998. 作者简介 贺修玉(1950—)男,湖南省安乡县人,工程师,长期从事防雷技术工作,现任湖南省常德市气象局防雷中心防雷设计审核员。 沈亚力(1962—)男,工程师,防雷专业大专,常德市防雷中心质监员。
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