關(guān)于建筑電氣施工中防雷與電氣管線預(yù)埋若干問題的探討

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，電子信息設(shè)備的應(yīng)用已深入至國民經(jīng)濟(jì)、國防建設(shè)和人民生活的各個領(lǐng)域。而伴隨著建筑電氣設(shè)計中所涉及的各類管線越來越多，對防雷、防電磁脈沖等保護(hù)措施的要求也越來越高。為此，筆者結(jié)合實際對建筑電氣施工中防雷與電氣管線預(yù)埋等若干問題進(jìn)行了探討。

一、利用建筑中的結(jié)構(gòu)鋼筋進(jìn)行防雷與接地

在安全可靠的前提下，利用建筑物本身的結(jié)構(gòu)鋼筋，作為防雷裝置的一部分，可有效降低防雷成本。

1.利用屋頂鋼筋作為接閃器

由于現(xiàn)代建筑大量采用新穎的薄殼、雙曲面網(wǎng)架等造型，屋面已不能再簡單地分為平屋面和坡屋面，這給防雷設(shè)計帶來了一定的難度。在設(shè)計中除了應(yīng)按《建筑防雷設(shè)計規(guī)范》（GB50057-94）中附錄二要求的在屋頂外沿和突出部位等易受雷擊處設(shè)置避雷帶外，直接將屋面結(jié)構(gòu)鋼筋作為避雷網(wǎng)的一部分也是個不錯的方法。

出于防水抗裂考慮，屋面結(jié)構(gòu)一般采用現(xiàn)澆混凝土板。其鋼筋由上部鋼筋和下部鋼筋組成，配筋較密，連接點(diǎn)較多，并且板鋼筋均與梁鋼筋綁扎連接形成通路。突出屋面的塔樓、樓梯間等也均通過鋼筋混凝土柱或構(gòu)造柱與下層結(jié)構(gòu)相連。因此，當(dāng)利用建筑本身的鋼筋作為接閃器時，在結(jié)構(gòu)鋼筋連接的關(guān)鍵部位如柱內(nèi)鋼筋與梁鋼筋綁扎點(diǎn)處進(jìn)行焊接，即可滿足形成電氣通路的要求。也就是GB50057-94第3.3.5條說明中指出的：“在雷電流流過的路徑上，有一些并聯(lián)的綁扎點(diǎn)時，就會是安全的。”該條文說明同時指出：“利用屋頂鋼筋作為接閃器，其前提是允許屋頂遭雷擊時混凝土?xí)幸恍┧槠撻_及一小塊防水、保溫層破壞?！边@對屋面結(jié)構(gòu)損害不大，不會影響到建筑物安全，但是在人流密集區(qū)或高層建筑則不宜采用這種方法。

另外，考慮建筑物經(jīng)濟(jì)性的要求，對突出屋面的金屬物如金屬架、廣告牌、旗桿、太陽能熱水器、冷水塔、航空障礙燈等，如果其截面大小符合防雷設(shè)計規(guī)范中接閃器的尺寸要求且無潛在的風(fēng)險，也可作為接閃器考慮。防直擊雷宜采用裝設(shè)在建筑物上的避雷針、避雷帶或其混和組成的接閃器，沿建筑物的屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設(shè)，所有的避雷針避雷帶應(yīng)與引下線相連。在防雷設(shè)計中接閃器的保護(hù)范圍是以滾球法為基礎(chǔ)。不管建筑物的高度如何，都可采用滾球法來確定保護(hù)范圍。如對第二、三類防雷建筑物，只要在建筑物屋頂，可采用滾球法任意組合避雷針、避雷線。

2.利用混凝土柱、墻主筋作為防雷引下線

建筑物宜利用鋼筋混凝土屋面，梁柱內(nèi)的鋼筋作為引下線不僅可以節(jié)約鋼材，更重要的是比較安全。因為框架結(jié)構(gòu)的本身，就是將粱和柱內(nèi)的鋼筋連成一體形成一個法拉第籠，這對平衡室內(nèi)電位和防止側(cè)擊雷都起到了良好的作用。在利用建筑物鋼筋作為引下線時，其上部應(yīng)與接閃器焊接，下部在室外地平下0.8～1m處焊接出一根直徑為l2mm或40mm×40mm的鍍鋅鋼導(dǎo)體，作為接地電阻測試用。作為引下線的鋼筋必須符合下列要求：一是當(dāng)鋼筋直徑大于或等于16mm時，應(yīng)將兩根鋼筋綁軋或焊接在一起，作為一組引下線；二是當(dāng)鋼筋直徑大于或等于1Omm且小于16mm時，應(yīng)利用4根鋼筋綁軋或焊接作為一組引下線。

3.利用基礎(chǔ)鋼筋作為接地裝置

民用建筑宜優(yōu)先利用鋼筋混凝土的鋼筋作為防雷接地網(wǎng)。當(dāng)不具備條件時，宜采用圓鋼鋼管、角鋼或扁鋼等金屬體作為人工接地極。這類接地極壽命較短，接地電阻上升快，地網(wǎng)改造頻繁，維護(hù)費(fèi)用比較高。從傳統(tǒng)金屬接地極中派生出的特殊結(jié)構(gòu)的接地極，使用效果比較好，一般稱為離子接地系統(tǒng)。該系統(tǒng)是由傳統(tǒng)的金屬接地改進(jìn)的，從工作原理到材料選用都有脫胎換骨的變化，形成各種形狀的結(jié)構(gòu)。這些接地系統(tǒng)的共同點(diǎn)是結(jié)構(gòu)部分采用防腐性更好的金屬，內(nèi)填充電解物質(zhì)及其載體組成的內(nèi)填料，外包裹導(dǎo)電性能良好的不定性導(dǎo)電復(fù)合材料。接地系統(tǒng)常用的金屬材料有不銹鋼、銅包鋼和純銅材。不銹鋼的防腐較鋼材好，但是不宜在腐蝕性嚴(yán)重的環(huán)境中使用。銅包鋼是銅-鋼復(fù)合材料，表面銅層越厚防腐效果越好，純銅材料防腐性能最好。

二、電氣管線的預(yù)埋與結(jié)構(gòu)布置

電氣管線的敷設(shè)方式主要取決于建筑物的構(gòu)造和環(huán)境特征。環(huán)境特征包括環(huán)境溫度，外部熱源的熱效應(yīng)，灰塵積聚對散熱和絕緣的不良影響，振動和其他應(yīng)力作用，以及建筑物的變形等。以上這些都可能對線路敷設(shè)和使用安全產(chǎn)生極為不利的影響和危害。因此，必須多方比較選擇最佳線路敷設(shè)方式。目前線路的敷設(shè)方式主要分為明敷設(shè)和暗敷設(shè)。明敷設(shè)比較簡單，暗敷設(shè)一般都是在墻體和現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中敷設(shè)水平和垂直管線。這些管線都會對工程結(jié)構(gòu)造成一定的影響，下面從兩個方面作簡單的論述。

1.垂直預(yù)埋管線在結(jié)構(gòu)墻體中的敷設(shè)

當(dāng)垂直預(yù)埋管線埋設(shè)于鋼筋混凝土柱或者鋼筋混凝土剪力墻中時，敷設(shè)方法相對簡單，僅需將電線管與結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎固定，防止在澆筑振搗混凝土?xí)r偏位。由于電氣管線直徑較小，對混凝土墻、柱影響不大，可根據(jù)需要靈活布置。但是，當(dāng)管線垂直埋設(shè)于砌體墻體中時，埋設(shè)方式相對復(fù)雜，這也是電氣安裝工程與土建工程矛盾較多的地方。結(jié)構(gòu)墻體的形式主要有砌體結(jié)構(gòu)中的承重墻及混凝土結(jié)構(gòu)中的非承重填充墻。下面就這兩種情況分開討論。

（1）在砌體結(jié)構(gòu)中的埋設(shè)。砌體結(jié)構(gòu)是由塊體和砂漿砌筑而成的墻柱，是建筑物的主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。在砌體結(jié)構(gòu)承重墻上留槽或埋設(shè)管線時，應(yīng)遵守下列要求：不應(yīng)在截面長邊小于500mm的承重墻體或獨(dú)立柱內(nèi)埋設(shè)管線；不宜在墻中穿行暗線或預(yù)留開鑿溝槽。當(dāng)無法避免時，應(yīng)采取必要的措施或按消弱后的截面驗算墻體的承載力。對受力較小或未灌孔的切塊砌體，允許在墻體的豎向孔洞中設(shè)置管線。暗配管在墻上埋設(shè)時要有一定的深度，剔槽太深影響建筑物的墻體，影響主體結(jié)構(gòu)；太淺不利于管盒的連接，還會使建筑物的內(nèi)墻出現(xiàn)順管裂紋。所以埋設(shè)深度一定要適宜，做到既保護(hù)了線管又不能影響建筑物的結(jié)構(gòu)質(zhì)量。當(dāng)管線剔槽埋設(shè)時應(yīng)采用強(qiáng)度等級不低于Ml0的水泥砂漿抹面做線管的保護(hù)層，且抹灰厚度不小于15mm。

（2）線管在填充墻上的預(yù)埋?；炷两Y(jié)構(gòu)中的填充墻僅承擔(dān)墻體本身的自重，常用的有加氣混凝土砌塊、粉煤灰混凝土空心砌塊等。此類材料的特點(diǎn)是強(qiáng)度低，自重輕，即使發(fā)生破壞對主體結(jié)構(gòu)也無影響。因此，在填充墻上的預(yù)埋僅僅需要考慮抗裂、隔聲等因素。在填充墻上開槽不宜超過墻體厚度的二分之一。

2.水平預(yù)埋管線在現(xiàn)澆混凝土樓板中的埋設(shè)

電氣管線在混凝土中的敷設(shè)施工比較簡單方便。在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)充分考慮管線敷設(shè)對混凝土結(jié)構(gòu)的影響。線路敷設(shè)一般都會削弱混凝土的截面尺寸。線管暗設(shè)處理不當(dāng)不僅會影響結(jié)構(gòu)安全，還會引起混凝土墻開裂。解決線管部位混凝土開裂的措施：一是從設(shè)計角度考慮其可靠性，最好使用鋼管作為電線管；二是線管宜布置在現(xiàn)澆板的中下部，并在雙層鋼筋網(wǎng)的中間穿越。當(dāng)采用PVC線管時，宜在線管的上部和下部敷設(shè)鋼筋網(wǎng)。

三、結(jié)束語

以上只是筆者對建筑電氣施工中防雷與電氣管線預(yù)埋問題的一些見解。在實際施工中應(yīng)具體問題具體分析，各專業(yè)人員間相互協(xié)作才能在兼顧經(jīng)濟(jì)性的同時提高建筑工程質(zhì)量。

（作者單位：海南省高級技工學(xué)校）