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图4-1建筑物的等值受雷面积
第三节 防雷的措施
1、高层建筑物的外部防雷接地装置： (1)接地网：
当发生雷电时，雷电流通过引下线向自然接地体周围大地泄流外散，土壤呈现的电阻称为接地电阻，当增大接地网的面积，接地电阻将减小。接地网是指水平方向由钢筋绑扎或焊接成的网格，水平钢筋组成的接地网可以近似看成一块独立的平板，它的电容主要由它的面积决定的。附加于这个平板上有限长度的竖向钢筋接地体，其所增加的长度不足以改变其电容，即接地电阻减小不多。只有当这些附加的竖向接地体的长度增加到可以和平板的长、宽尺寸相近时，平板趋近于一个半球时，电容才会有较大的增加，接地电阻才会明显的减小。
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大学生毕业论文 另一方面，因为电容所储存的能量不是储存在极板上，而是储存在整个电介质中即整个电场中，电介质中的能量密度与其电容率有关。在大型建筑的基坑内，接地网埋深的尺寸比起接地网的几何尺寸小的多，所增加的储存能量的介质空间是极其有限的，在这个有限空间中的能量密度较小，表明增加接地网的深度对减小接地电阻的作用不大。在设计利用底板接地网做自然接地体时，不应认为自然接地体埋得越深，接地电阻就越小，应通过地质勘探报告了解周围的土质情况。 (2)引下线：
引下线的作用是将避雷带与自然接地体连接在一起，使雷电流构成通路。在高层建筑中利用其柱或剪力墙中的主筋作为引下线，随主体结构逐层串联焊接至屋顶与避雷线连接。为了安全起见每条引下线不应少于两根主筋，主筋的截面不应小于Φ16mm。
在高层建筑的设计、施工中，利用其结构主筋做引下线，本人认为这样做具有经济、实用、易于操作的特点，由于现浇混凝土内的引下线不易氧化，所以具有使用寿命长的特点。按建筑物的防雷类别适当减小引下线的间距，这样做可以迅速分流，降低反击电压， (3)避雷带：
避雷带由避雷线和支持卡子组成，避雷带应设置在建筑物易受雷击的层檐、女儿墙等处，其作用是引雷效应，雷电流通过引下线向大地泄流，避免高层建筑物雷击。
避雷线安装：
(a)避雷线应顺直，不应有高底起伏现象。
(b)避雷线弯曲处不得小于90°，弯曲半径不得小于圆钢直径的10倍。 (c)避雷线采用镀锌圆钢，直径不应小于Φ12mm。 (d)镀锌圆钢焊接长度为其直径的6倍，并双面焊接。 (e)如遇有变形缝处应做煨弯补偿处理。 支持卡子安装：
(a)支持卡子采用40×4mm镀锌扁钢，卡子埋深不应小于80mm。 (b)卡子顶部一般应距建筑物屋檐、女儿墙等表面100mm。
(c)卡子水平间距不应大于100mm，各间距应一致，转角处两边的卡子距转
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大学生毕业论文 角中心不应大于250mm。
(d)所有支持卡子应横平竖直，固定牢固。 (4)均压环：
在高层建筑的设计和施工中，除了防止雷电的直击外，还应防止侧向雷击，超过30米高的建筑物，应在30米及其以下每隔三层围绕建筑物外廓的墙内做均压环，并与引下线连接。保证建筑物接构圈梁的各点电位相同，防止出现电位差。
(a)均压环采用不小于Φ8mm的镀锌圆钢，或不小于24mm×4mm的镀锌扁钢。 (b)均压环沿建筑物的四周暗敷设，并与各根引下线相连结。
(c)外檐金属门、窗、栏杆、扶手、玻璃幕、金属外挂板等预埋件的焊接点不应少于两处，与引下线连接。
(d)搭接长度扁钢>2b、圆钢>6D、圆钢和扁钢>6D。
(注：b为扁钢长度，D为圆钢直径，扁钢搭接应焊3个棱边，圆钢应焊接双面。)
2、高层建筑物的内部防雷接地装置：
高层建筑除了采用外部防雷措施外，还应采用内部防雷措施--法拉第笼(Faraday's cover)俗称笼式避雷网。
笼式避雷网利用建筑物柱、剪力墙内的竖向钢筋迅速分流并疏导雷电流，与板内水平钢筋形成笼网状，在一定程度上屏蔽雷电流产生的电磁感应，还可以达到良好的均压环及等电位作用。现代高层建筑物内重要的强、弱电机房多采用笼式避雷网，因此建议在高层建筑的防雷接地系统的设计和施工中，将内部防雷接地装置与外部防雷接地装置结合起来，构成统一的防雷接地系统，防雷效果将是最理想、安全和可靠的。
第四节 防雷接地的设计
防雷内容一般可分为：防直击雷，防感应雷及防高电位入侵三个内容。就防直击雷而言，一般是在屋面易受雷击部位安装接闪器，然后通过引下线与接地电阻很小的接地装置可靠连接。目前一般利用屋面板钢筋作为避雷网，柱主钢筋作为引下线，基础钢筋作为接地装置，这是较为实用经济的作法。为了防止感应雷
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大学生毕业论文 和高电位入侵的危害，可在电缆进出户处将绝缘子的铁脚支架可靠接地，同时安装避雷器或其它型式的过电压保护器。
按照建筑物的重要性、使用性质、发生雷击事故的可能性及后果，将建筑物的防雷等级分为三类，对于住宅来说，具体分类如下：
一类防雷建筑物：40层及以上或建筑高度超过100m的住宅建筑； 二类防雷建筑物：19层及以上或建筑高度超过50m的住宅建筑； 三类防雷建筑物：雷电活动比较弱的地区为25m以上，雷电活动强烈地区高度为15m以上，建筑群边缘地带的高度为20m 以上的建筑物。
预防雷电的方法有“抗”和“泄”两种，现阶段主要采用的方法是“泄”。防雷系统就是由三部分组成的泄电回路，即由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。其作用是把雷电流泄人大地，避免直接雷击造成机械破坏、电磁力破坏或热效应破坏。对于不同防雷等级的建筑物，在进行防雷设计时，对防雷系统的三部分要求是不同的。对于第一类防雷建筑物，必须采取全面的保护措施，以防直击雷和雷电波沿着管线侵入所引起的破坏性后果。对于防止直击雷，可在建筑物顶部安装架空避雷网或避雷针。避雷网的网格尺寸不应大于5m×5m或4m×6m。独立的避雷针、架空避雷线或架空避雷网应有独立的接地装置，每一引下线的冲击接地电阻不宜大于10R。为防雷电感应，建筑物内的设备、管道、构架、电缆金属外皮、钢屋架、钢窗等较大金属物和突出屋面的排放管、风管等金属物，均应接到防雷电感应装置上。金属屋面周边每隔18 m-24 m采用引下线接地一次。现场浇制的或由预制构件组成的钢筋混凝土屋面，其钢筋宜焊接成闭合回路，
并应每隔18m～24 m采用引下线接地一次。当建筑物太高或其它原因难以装设独立避雷针、架空避雷针时，可将避雷针或网格不大于5m×5m或4m×6m的避雷网或其混合组成的接闪器直接装在建筑物上，避雷网应沿屋角、屋脊、屋檐等易受雷击的部位敷设。建筑物应装设均压环，环间垂直距离均应连到环上。均压
环可利用电气设备的接地干线环路。第二类防雷建筑物的防雷措施，宜采用装设 在建筑物上的避雷网(带)应沿屋角、屋脊、屋檐等易受雷击的部位敷设，并应在 整个屋面组成不大于lOm×10m或12 m×8m的网格。所有避雷针应采取避雷带相互连接。引下线不应少于两根并应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不应大 于18m。仅当利用建筑物四周的钢筋或柱子钢筋作为引下线时，可按安跨度设引 下线，但引下线的平均距离不应大于18m，每根引下线的冲击接地电阻不应大于 10R。接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。当利用基础内的钢筋网为接地 体时，应在周围地面以下距地面不小于0.5m，每根引下线所连接的钢筋表面积 总和应符合下表达式的要求：S≥4.24KcZ(式中： S—钢筋表面积总和，单位 m2)；Kc—分流系数，单根引下线为1，两根引下线及接闪器不成闭合环的多根
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大学生毕业论文 引下线应为0.66，接闪器成闭合环或网装的多根引下线应为0.44)。第三类防雷建筑物的防雷措施，宜采用装设在建筑物上的避雷网(带)或避雷针或由这两种混合组成的接闪器。避雷网(带)应沿屋角、屋脊、屋檐等易受雷击的部位敷设，并应在整个屋面组成不大于20×20m或24mx16m 的网格。平屋面的建筑物，当其宽度不大于20m时，可仅沿周边敷设一圈避雷带。建筑物宜利用钢筋混凝土屋面板、梁、柱和基础的钢筋作为接闪器、引下线和接地装置，利用基础内钢筋作为接地体时，埋设在周围地面以下距地面不小于0.5m。本建筑物为三类防雷建筑,采用φ10镀锌园钢作避雷带,利用构造柱内四根主筋做防雷引下线,要求钢筋必须焊接。
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