金屬屋面建筑防雷工作分析

張紅艷，張海鷹，李全景

（山東省棗莊市氣象局防雷中心，山東 棗莊 277000）

隨著科技的發(fā)展，很多新型的建筑材料出現(xiàn)在人們的視線之內(nèi)，并且由于其具備的多方面獨(dú)屬特征，也在相應(yīng)的領(lǐng)域中得到了一定的追捧。在眾多的建筑材料中，金屬借助于其自身良好的延展性等特征，受到眾多方面的肯定，目前廣泛應(yīng)用于工礦業(yè)等大型建筑中，并且使用金屬材質(zhì)作為建筑的屋頂，能夠在保溫、防水以及易于施工等方面獲取良好屬性。然而與此同時(shí)，金屬屋頂?shù)谋芾讍栴}也成為建筑人關(guān)注的重點(diǎn)。

1 防雷工作原則淺析

所謂防雷，就是指通過多種技術(shù)手段，針對(duì)雷電進(jìn)行攔截和疏導(dǎo)并最終將其導(dǎo)入地下的一系列活動(dòng)，其重點(diǎn)目標(biāo)在于防止由直擊雷或雷電電磁脈沖對(duì)建筑物本身或其內(nèi)部設(shè)備造成損害。對(duì)于金屬屋面建筑而言，在雷電襲擊方面明顯呈現(xiàn)出了與其他一般建筑不同的特征，這些特征一方面表現(xiàn)在對(duì)于整個(gè)建筑的屏蔽作用，即其能夠在一定程度上防止建筑物內(nèi)的弱電系統(tǒng)受到外部其他信號(hào)的干擾；另一方面則表現(xiàn)在更容易受到雷電襲擊上，因而金屬屋面建筑在防雷工作層面相對(duì)于普通的鋼筋混凝土建筑而言有著更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)，從實(shí)踐角度看也凸顯出屬于其自身的特質(zhì)。

對(duì)于建筑物的防雷系統(tǒng)而言，通常都是針對(duì)雷電實(shí)施接引并且導(dǎo)入地下，在這個(gè)系統(tǒng)中，主要包括有接閃器、引下線以及接地裝置幾個(gè)主要方面。除此以外，還需要在整個(gè)建筑中注重等電位的連接，只有每一個(gè)環(huán)節(jié)都予以充分重視，才能切實(shí)削弱雷電侵害，確保建筑物以及其內(nèi)部物資的安全。

2 金屬屋面建筑防雷工作分析

上文中對(duì)于防雷工作進(jìn)行了淺要的分析，針對(duì)于金屬屋面建筑的特征以及防雷系統(tǒng)的構(gòu)成做出了簡單描述，但是在實(shí)際的工作中，對(duì)于金屬屋面建筑防雷而言還有一些需要注重的方面以及其自身特征。具體而言包括如下幾個(gè)主要方面：

2.1 金屬屋面建筑防雷總體特征

防雷工作對(duì)于金屬屋面建筑而言顯然更為嚴(yán)峻，因此首先需要針對(duì)金屬屋頂建筑自身特征進(jìn)行剖析。鑒于金屬屋面的特征而言，其應(yīng)用領(lǐng)域多為大型建筑，因而金屬屋面建筑防雷工程規(guī)模也相對(duì)較大。更為嚴(yán)重的是，對(duì)于此類建筑，設(shè)計(jì)論證時(shí)的建筑模型與實(shí)際工作狀況并不完全一致，通常都需要在防雷工程開展的過程中根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修改。這種修改工作來源于多個(gè)方面，最為主要的成因來源于選材，金屬屋面構(gòu)造復(fù)雜，不同材質(zhì)之間的結(jié)合狀況決定了其在進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)中采用不同的方式；并且更為重要的是，不同的材質(zhì)之間的電化學(xué)腐蝕問題也會(huì)直接影響雷電導(dǎo)入大地的過程。此外，使用金屬材質(zhì)作為建筑屋面設(shè)計(jì)，還需要針對(duì)其內(nèi)部材料特質(zhì)酌情進(jìn)行金屬材料的選用才能獲得良好效果。

2.2 接閃器

建筑物防雷系統(tǒng)中首當(dāng)其沖的就是接閃器，它位于防雷系統(tǒng)的頂部，其作用在于利用其自身的突出位置對(duì)雷電進(jìn)行吸引，負(fù)責(zé)承接直擊雷放電。接閃器的位置直接決定了其保護(hù)椎的覆蓋范圍，常見的接閃器主要有避雷針、避雷帶以及避雷網(wǎng)三種，但是這三種主要的接閃器對(duì)于金屬屋面建筑都不十分適用，主要原因在于金屬屋面自身狀況，決定了較薄的金屬板無法承載高大沉重的避雷針，而對(duì)于避雷帶和避雷網(wǎng)而言，又容易破壞金屬屋面的防水特性。針對(duì)于這種情況，并且鑒于金屬屋面自身的導(dǎo)電屬性，可以采用金屬屋面自身作為接閃器實(shí)現(xiàn)防雷功能。根據(jù)GB50057- 94《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，應(yīng)當(dāng)注重金屬屋面作為接閃器的時(shí)候滿足如下要求：其一是金屬板搭接長度在100mm以上；其二則是需要注意金屬板下的易燃狀況，當(dāng)金屬板下存在易燃物品時(shí)，鐵質(zhì)金屬板不應(yīng)低于4mm厚度，銅質(zhì)則不應(yīng)低于5mm厚度，鋁質(zhì)則應(yīng)當(dāng)在7mm以上，但如果金屬板下不存在易燃物品，則通常金屬板厚度控制在0.5mm以上即可；其三則是金屬屋面作為防雷工作接閃器必須要做到的一點(diǎn)，就是確保無絕緣涂層，能夠做到雷電流的傳輸和引導(dǎo)。

2.3 引下線以及接地裝置

對(duì)于金屬屋面建筑防雷工作而言，引下線和接地裝置系統(tǒng)與通常的鋼筋混凝土建筑基本無異，需要重視的只有整個(gè)接地線路的暢通狀況。對(duì)于金屬屋面建筑而言，必須應(yīng)當(dāng)注意不同的金屬部件之間電氣的連通性問題，這是防雷工作的核心所在。另外一個(gè)需要重點(diǎn)注意的方面則是接地裝置的有效性，常見的接地體可以大概劃分為人工接地體和自然接地體兩種，前者多指專門為防雷工作鋪設(shè)的接地裝置，而后者則本身屬于建筑的一部分，兼負(fù)有疏導(dǎo)雷電的職能。當(dāng)金屬屋面建筑采用了鋼筋混凝土基礎(chǔ)的時(shí)候，就可以將其基礎(chǔ)樁、承臺(tái)作為自然垂直接地體，并將水平圈梁作為自然水平接地體，共同構(gòu)建整個(gè)建筑的接地裝置。在采用這種接地方式的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)注重整個(gè)接地網(wǎng)絡(luò)的連通性，以確保有效實(shí)現(xiàn)均壓，實(shí)現(xiàn)整個(gè)建筑物的安全防雷。此外還應(yīng)當(dāng)特別注意接地電阻的控制，并且對(duì)于可能存在的電氣腐蝕現(xiàn)象嚴(yán)加監(jiān)控，確保建筑安全。

3 結(jié)論

除建立起完整的防雷體系以外，其他工作也需要加以重視，尤其是等電位連接和檢修方面。前者對(duì)于規(guī)模較大的建筑物而言尤其重要，其存在重點(diǎn)在于能夠保護(hù)建筑物內(nèi)部人員和設(shè)備的安全。除此以外，隨著時(shí)間的推移，建筑在使用過程中不可避免的損耗和老化現(xiàn)象，以及防雷系統(tǒng)面臨的各種腐蝕等問題，也是必須加以防范的重點(diǎn)工作。

[1]GB50057-94.建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中國計(jì)劃出版社，2000.

[2]趙靜.金屬屋面建筑物防雷設(shè)計(jì)探討[J].陜西建筑與建材，2004，(5).