新建建筑物防雷裝置施工常見(jiàn)問(wèn)題剖析

李志軍

摘 要：在我國(guó)城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)的背景下，新建建筑越來(lái)越多，新建建筑的啊高度普遍比較高，對(duì)防雷裝置施工也提出了更高的要求?；诖耍疚慕Y(jié)合理論實(shí)踐，在簡(jiǎn)要闡述建筑物雷電危害原因和形式的基礎(chǔ)上，分析了防雷裝置施工中常見(jiàn)的問(wèn)題，并提出相應(yīng)的控制對(duì)策。希望對(duì)提升新建建筑防雷裝置施工質(zhì)量有一定參考和幫助。

關(guān)鍵詞：新建建筑;防雷裝置;接閃器;電涌保護(hù)器

0引言

近年來(lái)，我國(guó)城市發(fā)生了巨大變化，新建高層建筑和超高層建筑越來(lái)越多，雖然在一定程度上提升了人民的生活水平，但也頻繁發(fā)生雷電災(zāi)害，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。主要原因在新建建筑防雷裝置施工不達(dá)標(biāo)，沒(méi)有嚴(yán)格按照相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，也沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決防雷裝置施工中存在的問(wèn)題。為最大限度上降低雷災(zāi)害發(fā)生概率，需要嚴(yán)格按照新建建筑的特性，制定行之有效的防雷裝置施工方案，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)提出整改意見(jiàn)?；诖?，開(kāi)展新建建筑物防雷裝置施工常見(jiàn)問(wèn)題剖析就顯得尤為重要。

1新建建筑雷擊危害和形式

新建建筑遭受雷擊的主要原因是雷云在放電過(guò)程中形成了較高的電壓，經(jīng)過(guò)線路桿塔時(shí)形成了放電通道，致使新建建筑結(jié)構(gòu)的附著物被擊穿。雷擊是通過(guò)放電通道，使得大地感應(yīng)電荷和雷云異電荷相遇之后形成的結(jié)果。雷擊災(zāi)害和新建建筑接地設(shè)備的完好性及性能有較大關(guān)系。大量研究和實(shí)例表明，不同地質(zhì)條件、不同地形地貌發(fā)生雷擊的概率差距加大，遭受雷擊災(zāi)害的類(lèi)型也不相同，比如：山區(qū)引發(fā)雷擊災(zāi)害擾擊事件的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于平原地區(qū)。而平原地區(qū)的建（構(gòu)）筑物更容易發(fā)生雷電雷擊災(zāi)害的反擊事件。按照目前建筑工程防雷規(guī)范中的要求，雷電對(duì)建筑物的危害形式主要有三種：

第一種，直擊雷。雷達(dá)直接擊在建筑工程結(jié)構(gòu)上或者外部防雷設(shè)備上，會(huì)形成不同程度的電效應(yīng)、熱效應(yīng)、機(jī)械力，會(huì)對(duì)建筑物造成一定程度的危害及破壞。

第二種，感應(yīng)雷。在雷云的作用下，可促使建筑物附近的金屬導(dǎo)體，感應(yīng)出和雷云電荷相反的吸引電荷。此過(guò)程中雷云會(huì)主動(dòng)放電，將先導(dǎo)通道中的電荷放出，如果這些電荷沒(méi)有及時(shí)釋放到大地中，就會(huì)形成較大的瞬間高壓點(diǎn)位，導(dǎo)致附近導(dǎo)體發(fā)生靜電感應(yīng)，損壞附近的電氣設(shè)備，極易引發(fā)火災(zāi)和觸電事故。

第三種，閃電電涌侵入。當(dāng)雷電作用于電纜線路、架空線路或者金屬管道上時(shí)，形成的雷電波就是閃電電涌，可沿著這些的線路進(jìn)入建筑物內(nèi)容部，破壞電氣設(shè)備，威脅人身安全。

2 新建建筑物防雷裝置施工常見(jiàn)問(wèn)題

2.1 接閃器施工中常見(jiàn)的問(wèn)題

接閃器是建筑物主要的防雷裝置，由接閃桿、接閃帶、接閃線等構(gòu)件共同組成。為保證防雷效果，接閃器按照施工中，所選材料、規(guī)格、焊接長(zhǎng)度、焊接方法等都必須符合相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。但就目前發(fā)展現(xiàn)狀而言，在新建建筑接閃器施工中，還存在以下問(wèn)題：

第一，接閃帶安裝問(wèn)題。在《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)范》）中明確指出，接閃帶固定支架的高度不能低于150mm，提高接閃帶的架設(shè)高度，有助于提升接閃效率。但在新建建設(shè)施工中，設(shè)計(jì)人員和施工人員為了達(dá)到建筑物美觀效果無(wú)形之中降低了支架高度或仍然按照老規(guī)范施工，接閃帶固定支架的高度在100mm左右，嚴(yán)重違反了新規(guī)范中的規(guī)定。

第二，接閃桿安裝問(wèn)題。在接閃器安裝中，如果屋面部分超過(guò)接閃帶的保護(hù)范圍，可獨(dú)立設(shè)置接閃桿，但在接閃桿安裝過(guò)程中，經(jīng)常忽略接閃桿和被保護(hù)物之間的安全距離，有的距離僅僅1～2m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于《規(guī)范》中規(guī)定的3m安全距離。此外，在具體施工中，還進(jìn)程忽略接閃桿和接閃帶之前的焊點(diǎn)，在《規(guī)范》要求焊接點(diǎn)不少于2點(diǎn)，但在新建建筑施工中，經(jīng)?？梢?jiàn)焊接1點(diǎn)的問(wèn)題[1]。

2.2電涌保護(hù)器施工常見(jiàn)的問(wèn)題

第一，選型錯(cuò)誤。在《規(guī)范》中要求，電氣接地裝置和防雷接地裝置如果共用或者相互連接，需要合理設(shè)置總配電箱，并在每個(gè)配電箱上布置Ⅰ級(jí)電涌保護(hù)器，且電壓保護(hù)水平不能小于2.5kV。在新建建筑防雷裝置竣工驗(yàn)收中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)入戶處配電箱上安裝了Ⅱ級(jí)電涌保護(hù)器，其電流值、最大沖擊電流值都不能有效防御雷擊電磁脈沖，防雷效果不足。

第二，安裝錯(cuò)誤。在安裝電涌保護(hù)器時(shí)，如果采用了凱文接線法，則電涌保護(hù)器到總等電位端子的接地線遵循短且直的鋪設(shè)方法，最長(zhǎng)不能超過(guò)0.5m。但在具體施工中，沒(méi)有準(zhǔn)確理解《規(guī)范》內(nèi)容，在電涌保護(hù)器安裝中，不使用凱文接線法，且接地線長(zhǎng)度普遍在2m以上，一旦遭受到雷擊，在導(dǎo)線上就會(huì)積存大量電壓，會(huì)對(duì)電氣設(shè)備造成嚴(yán)重破壞。

2.3接地裝置施工中常見(jiàn)的問(wèn)題

第一，引下線缺乏跨步電壓保護(hù)措施。一些防雷裝置施工單位，比較重視接地裝置和引下線施工焊接工作，也做好了有效的防觸電措施。但不夠重視引下線附近防跨步電壓保護(hù)措施，一旦發(fā)生雷擊事故，就會(huì)對(duì)人員造成傷害[2]。

第二，接地裝置埋深不足。在《規(guī)范》中明確規(guī)定，新建建筑防雷裝置施工中，接地體的埋深不能小于0.5m。但在具體施工中，經(jīng)常發(fā)生施工人員對(duì)《規(guī)范》在理解不足，執(zhí)行不夠的問(wèn)題，局部埋深沒(méi)有達(dá)到要求，從而影響了防雷效果。

3 提升新建建筑物防雷裝置施工質(zhì)量的措施

3.1接閃器施工質(zhì)量控制措施

在接閃器按照之前，需要對(duì)接閃器的材料、規(guī)格、質(zhì)量、型號(hào)、防腐保護(hù)措施等進(jìn)行詳細(xì)檢查，大大《規(guī)范》中的要求之后才能開(kāi)始絲攻。當(dāng)接閃器安裝完成后，及時(shí)檢查安裝的垂直度、焊接質(zhì)量、焊接點(diǎn)個(gè)數(shù)、是否存在折斷、熔化等問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，并保證接閃器和引下線連接的可靠性。通過(guò)滾球法全面檢測(cè)接閃器的保護(hù)范圍，確定接閃器是否對(duì)建筑物起到了良好的保護(hù)作用[3]。在具體施工中，嚴(yán)格控制接閃帶固定支架的高度，不能低于150mm。

低層建筑或者多層建筑可利用女兒墻內(nèi)、防水層內(nèi)或者保護(hù)層內(nèi)的鋼筋暗敷接閃器，但需要對(duì)建筑物周?chē)那闆r進(jìn)行全面檢查，避免存在混凝土碎塊墜落的質(zhì)量安全隱患。除了低層和多層建筑工程之外，其他建筑在接閃器按照時(shí)不能用女兒墻內(nèi)的鋼筋作為暗敷接閃器。第二類(lèi)和第三類(lèi)防雷新建建筑，在接閃器施工中要符合以下規(guī)定：（1）接閃器沒(méi)有保護(hù)到的孤立金屬物小于以下數(shù)值時(shí)，可不做保護(hù)措施，高出屋頂平面小于0.3m、上層表面總面積小于1.0m2、上層表面總長(zhǎng)度小于2.0m。（2）超過(guò)接閃器保護(hù)范圍的非金屬屋頂物體，如果高度低于接閃器保護(hù)面0.5m以下，也可以不做保護(hù)措施。嚴(yán)格查驗(yàn)施工公司的施工質(zhì)量，避免焊縫不飽滿，焊接不規(guī)范，連接有缺陷等問(wèn)題。同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙上防雷系統(tǒng)需要焊接的地方仔細(xì)確認(rèn)，尤其是接閃帶（網(wǎng)）、引下線、接地體、均壓環(huán)等焊縫的確認(rèn)，保證焊接嚴(yán)格規(guī)范，連接處沒(méi)有松動(dòng)、脫焊、接觸不良等問(wèn)題，接地完整無(wú)遺漏，符合國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2電涌保護(hù)器施工質(zhì)量控制措施

第一，合理選擇保護(hù)類(lèi)別。在建筑工程防雷保護(hù)中應(yīng)用的電涌保護(hù)器共分為三類(lèi)，總配電柜可使用Ⅰ類(lèi)或者Ⅱ類(lèi);分配電箱可選擇Ⅱ類(lèi)或者Ⅲ類(lèi)，后端也可以采用Ⅱ類(lèi)和Ⅲ類(lèi)。

第二，最大持續(xù)工作電壓的選擇。最大持續(xù)工作電壓是施加在電涌保護(hù)器上的最大電壓有效值，也是電涌保護(hù)器的門(mén)限值，一旦工作電壓超過(guò)此數(shù)值，則電涌保護(hù)器的漏電流指數(shù)級(jí)會(huì)明顯提升[4]。在選擇最大持續(xù)工作電壓時(shí)，要綜合考慮系統(tǒng)接地形式、電壓、電能質(zhì)量等，最低不能小于正常工作電壓，為提升防雷下效果，電涌保護(hù)器的最大持續(xù)工作電壓，應(yīng)為保護(hù)系統(tǒng)額定電壓的1.5倍左右。

第三，在電涌保護(hù)器施工之前，需要嚴(yán)格按照《規(guī)范》中的要求，控制電涌保護(hù)器和周?chē)ㄖ木嚯x，提升保護(hù)效果。

3.3接地裝置施工質(zhì)量控制措施

在建筑物人員可以經(jīng)過(guò)或者停留的引下線和接地體連接處3m范圍中，需要采取防止跨步電壓對(duì)人員造成傷害，比如：鋪設(shè)使地面電阻不小于50kΩ·m的5cm厚瀝青層或者厚度不小于15cm的礫石層。也可以用網(wǎng)狀接地裝置對(duì)地面進(jìn)行地面均衡處理[5]。

新建建筑可利用鋼筋混凝土屋頂、梁柱、基礎(chǔ)中的鋼筋作為引下線，但要保證每個(gè)構(gòu)件之間的連通性。并在建筑引下線附近合理設(shè)施跨步電壓保護(hù)措施。可利用建筑物金屬框架和內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)體系，且不少于10根鋼筋，組成自然引下線。外露的引下線距離地面2.7m以下的導(dǎo)體可要采用1.2/50μs沖擊電壓100kV的絕緣層進(jìn)行隔離，也可以用厚度不小于3mm交聯(lián)聚乙烯作為隔離層。同時(shí)用護(hù)欄、警告牌等促使人員接觸引下線的概率降到最低。

在接地裝置施工中，通常會(huì)受到施工條件的影響，為降低施工難度，提升施工效率，經(jīng)常不按照《規(guī)范》施工，比如：沒(méi)有把地梁底筋作為水平地極，而將地梁面筋作為水平地極，導(dǎo)致地梁面筋到地面的距離比較小，沒(méi)有達(dá)到《規(guī)范》中規(guī)定的安全埋深距離，非常容易引起跨步電壓[6]。為保證施工質(zhì)量，提升接地裝置的防雷效果，要求地梁面筋的到地面的埋深不能小于0.5m。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合理論實(shí)踐，分析了新建建筑物防雷裝置施工常見(jiàn)問(wèn)題，分析結(jié)果表明，防雷裝置施工質(zhì)量對(duì)提升新建建筑使用的安全性有非常重要的意義。在城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)的背景下，新建建筑的高度越來(lái)越高，遭受了雷擊災(zāi)害的概率也隨之提升。降低建筑工程遭受雷擊的概率，就必須保證防雷裝置施工質(zhì)量。就我國(guó)新建建筑防雷裝置施工現(xiàn)狀而言，還存在很多問(wèn)題亟待解決，嚴(yán)重影響了防雷效果，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。從接閃器施工質(zhì)量控制、電涌保護(hù)器施工質(zhì)量控制、接地裝置施工質(zhì)量控制等方面同時(shí)入手，可有效解決防雷裝置施工中存在的問(wèn)題，值得施工單位高度重視。

參考文獻(xiàn)

[1] 潘鵬.建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)計(jì)算中的常錯(cuò)點(diǎn)分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2019（15）：279.

[2] 雷琳.建筑物防雷接地工程施工要點(diǎn)分析[J].建筑安全，2019（6）：56-58.

[3] 吳靈燕，高紹忠.城市森林步道防雷裝置設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)要點(diǎn)分析[J].通訊世界，2019（6）：266-267.

[4] 李洪偉.由雷擊事故引發(fā)的農(nóng)村建筑防雷思考[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究，2018（5）：113-114.

[5] 王昆.防雷體制改革背景下防雷檢測(cè)工作存在的問(wèn)題和對(duì)策[J].環(huán)球市場(chǎng)信息導(dǎo)報(bào)，2018（35）：248.

[6] 陳小瑋.建筑電氣防雷接地的重要性[J].包裝世界，2018（4）：237.