高層建筑電氣施工中防雷及接地技術(shù)

甄俊清

（山西四建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030012）

現(xiàn)代社會中，電是生產(chǎn)、生活中不可或缺的重要資源，這樣的背景下，電氣系統(tǒng)在建筑工程中的重要性也越來越突出。防雷接地是高層建筑電氣施工中的重要內(nèi)容，其施工質(zhì)量直接影響建筑物的安全性。因此，必須高度重視防雷、接地施工，采取科學(xué)的施工技術(shù)，切實確保施工質(zhì)量。

1 高層建筑電氣施工中防雷及接地施工前的準(zhǔn)備

高層建筑指的是高度在27m 以上的住宅建筑以及高度在24m 以上的非單層廠房、倉庫與其他民用建筑。由于建筑高度高，因此高層建筑發(fā)生雷擊事故的概率也比較高，雷擊具有電流大、電壓高以及瞬時可產(chǎn)生大量熱能的特點，可造成嚴(yán)重的危害?；诖?，高層建筑電氣施工中，應(yīng)高度重視防雷接地。

為確保防雷及接地施工的順利開展，施工前應(yīng)做好充足的準(zhǔn)備，具體包括：

（1）高層建筑的高度較高、體量較大，因此地基通常較深、較大，因此多數(shù)采用樁基。樁基內(nèi)部的鋼筋，為防雷接地帶來了較大的散流面，若想將樁基的接地作用充分發(fā)揮出來，應(yīng)在底板中將固定樁中的二項垂直鋼筋連接成一個整體。這樣的情況下，一根樁便是一個接地散流點，樁的數(shù)量越多，散流點也就越多，則高層建筑的安全系數(shù)越高。

（2）高層建筑施工中，底板的大量水泥、鋼筋等需要靠底板吊運，所以，施工前應(yīng)將塔吊準(zhǔn)備好。塔吊設(shè)置完成后，由于其高度較高，因此變成一個招雷物。施工中，應(yīng)高度重視這一問題，以預(yù)防雷擊事故的發(fā)生?？紤]到此時基礎(chǔ)底板鋼筋尚未完成安裝，因此可采取將一部分接地鋼筋連接后再與塔吊基座地腳螺栓連接起來的方法來預(yù)防雷擊事故。這個過程中，需注意一點，即連接鋼圈直徑需要在12mm 以上。在連接完成后，還要對塔吊進(jìn)行電阻試驗，確保其大于建筑所要求的電阻值，才能使用塔吊。

2 防雷及接地技術(shù)的應(yīng)用措施

某高層建筑項目，為天然氣調(diào)度中心和辦公生產(chǎn)綜合用房，建筑高度58.6m，地下1 層，地上15 層，屬于二類防雷工程。所采取的防雷、接地技術(shù)措施如下：

2.1 防雷引下線

本項目電氣施工中，將結(jié)構(gòu)柱內(nèi)直徑φ 大于等于16mm 的兩對角主筋當(dāng)作防雷引下線。主筋連接時，直徑φ 大于等于22mm 采取直螺紋套筒，直徑φ 為16~22mm 采取電渣壓力焊。針對采取直螺紋套筒進(jìn)行連接的主筋，應(yīng)進(jìn)行跨接焊，跨接焊時采用φ12mm 的熱鍍鋅圓鋼，焊點雙面焊，焊接長度為熱鍍鋅圓鋼直徑的6 倍，重點關(guān)注結(jié)構(gòu)柱截面轉(zhuǎn)變層的主筋跨接焊；針對采取電渣壓力焊進(jìn)行連接的主筋，需檢查焊包是否飽滿、均勻，若存在偏包問題，則需及時整改。防雷引下線的最頂端構(gòu)架位置，應(yīng)對防雷引下線、水平梁主筋進(jìn)行并接，引出一根φ12mm 的熱鍍鋅圓鋼，并與接閃器連接起來。

2.2 基礎(chǔ)接地網(wǎng)

就現(xiàn)階段來說，高層建筑通常是用樁基中的主筋當(dāng)作接地極，對樁基主筋與基礎(chǔ)梁水平兩主筋、承臺底筋進(jìn)行焊接，從而形成閉合環(huán)路，最終變成接地體。

接地體與總等位接地、設(shè)備保護(hù)接地、各防雷引下線進(jìn)行可靠焊接?？缃雍笗r所用的熱鍍鋅圓鋼直徑、搭接焊倍數(shù)、焊接質(zhì)量均要切實符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，同時，還要從基礎(chǔ)接地網(wǎng)焊接出直徑φ12mm 的熱鍍鋅圓鋼，并要沿結(jié)構(gòu)柱引上，預(yù)留電纜橋架接地用，頭尾不少于兩處，每超出30m 便要增加一處?；A(chǔ)接地網(wǎng)焊接完成后，對各引下點的接地電阻值進(jìn)行測量，確保其不超過1Ω，否則應(yīng)加人工接地體。

2.3 均壓網(wǎng)

本項目為二類防雷，根據(jù)設(shè)計要求，在建筑高度30m 及以上的位置，每3 層設(shè)置一個均壓環(huán)，即沿外墻周邊窗框上方水平敷設(shè)一周25mm×4mm 的鍍鋅扁鋼，該層及上、下2 層的門窗、引下線、金屬結(jié)構(gòu)以及空調(diào)板格柵與空調(diào)外機(jī)、管道均與均壓環(huán)進(jìn)行連接。在空調(diào)板處預(yù)留一根直徑Φ10mm 的熱鍍鋅螺栓或25mm×4mm 的熱鍍鋅扁鋼，并露出地面5mm，以供空調(diào)外機(jī)接地用。

2.4 防側(cè)擊雷

目前，高層建筑中普遍使用鋁合金窗，其防雷接地是防側(cè)擊雷的一種有效措施。鋁合金窗的接地方式主要包括兩種，第一種接地方式是在對鋁合金窗進(jìn)行定制的時候，甩出一根10mm2的銅編織帶，銅編織帶的兩端中，一端與均壓網(wǎng)引來的直徑φ10mm熱鍍鋅圓鋼的尾部焊接的10mm 牙條焊接起來，另一端用螺栓固定在鋁合金窗上；第二種接地方式是在對鋁合金窗進(jìn)行定制的時候，甩出一根25mm×4mm 熱鍍鋅扁鋼，熱鍍鋅扁鋼的兩端中，一端與均壓網(wǎng)引來的直徑φ10mm 熱鍍鋅圓鋼焊接起來，另一端鉆二個孔用螺栓固定在鋁合金窗上。本項目中采取的是第一種接地方式。這種方法具有電阻值、導(dǎo)通率均可達(dá)標(biāo)以及牢固可靠的優(yōu)勢，同時在安裝鋁合金窗之前便可以實現(xiàn)接地預(yù)留到位，等到鋁合金窗安裝后，再用平墊、彈簧墊、螺栓等鎖緊銅編織帶，檢測電阻，確保其符合要求后再做好隱蔽工作。

2.5 避雷帶

避雷帶的主要作用是預(yù)防屋面外部構(gòu)筑物遭受直擊雷的破壞。本項目中，在屋面構(gòu)架外圈梁上對避雷帶進(jìn)行明敷，同時借助結(jié)構(gòu)梁內(nèi)主筋，來設(shè)置避雷網(wǎng)，避雷網(wǎng)不超過10m×10m 或12m×8m，避雷網(wǎng)通過連接各防雷引下線，便能將雷電流有效地散流到地面。由于屋面構(gòu)架外角位置的雷擊發(fā)生率較高，因此在安裝避雷帶的時候，在屋面構(gòu)架外角位置焊接引出一根高度為50cm 直徑φ12mm 的熱鍍鋅圓鋼當(dāng)作避雷針。

2.6 局部等電位接地

建筑物遭受雷擊的情況下，電流較大，若防雷不全面，則電流便有可能通過引下線引入到潮濕空間中去，如衛(wèi)生間等，其路徑上會出現(xiàn)電位差，如果電流導(dǎo)入時遇到金屬管道，便會發(fā)生感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)致感應(yīng)電位的發(fā)生，此時電力遠(yuǎn)超雷擊電流，通過水管傳到潮濕空氣中，人體接觸后，便會引發(fā)觸電事故，這一現(xiàn)象被稱為“末端隱患”。因此，電氣施工中，需要在衛(wèi)生間等潮濕的部位進(jìn)行局部等電位接地，使其處于同一電位，以消除“末端隱患”。

3 防雷接地施工中的相關(guān)注意事項

3.1 關(guān)注電阻值的調(diào)節(jié)

隨著生活質(zhì)量的改善，當(dāng)前人們對建筑物提出了更高的要求，不僅要求建筑物有著豐富的使用功能，還要求建筑物擁有舒適性、安全性。這就使電氣設(shè)備的數(shù)量、種類不斷增多，不同類型的電氣設(shè)備，所需電壓、電流值存在一定的差異，對電阻的要求也各不相同。但在實際施工中，受到諸多因素的制約，可能當(dāng)?shù)仉娮锜o法達(dá)到使用需求，這就需要在電氣施工中采取有效措施，對電阻值進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.2 合理選擇接地體

電氣施工中，接地體發(fā)揮著重要的作用。對于處于高負(fù)荷運行狀態(tài)下的接地體，在進(jìn)行選擇的時候，應(yīng)確保其質(zhì)量，尤其是其主體材料，應(yīng)選擇具有耐腐蝕、高導(dǎo)電性、防銹蝕、經(jīng)久耐用的材料，確保接地通電基本要求得到滿足的基礎(chǔ)上，保證主體材料的耐腐蝕，方可使接地體可以應(yīng)對復(fù)雜的運行環(huán)境，保持長期、穩(wěn)定運行。

3.3 籠形避雷網(wǎng)

建筑物的防雷接地系統(tǒng)主要包括利用剪力墻與柱內(nèi)的豎向鋼筋作防雷引下線、屋面避雷帶、接地裝置三部分，三者共同構(gòu)成一個鋼筋大網(wǎng)籠，變成了具備均壓、屏蔽功能的籠形避雷網(wǎng)。高層建筑通常是采用鋁合金幕墻當(dāng)作外墻，其自身便可以形成連貫的電氣通路，再與主體結(jié)構(gòu)的防雷裝置連接起來，便可以組成一個防雷整體，避免建筑物遭受雷擊。

3.4 避雷帶

具有接受雷電流作用的避雷帶，是一個帶形導(dǎo)體，是沿著建筑物外面容易受雷擊的突出部位進(jìn)行裝設(shè)的。鍍鋅圓鋼是常用的設(shè)備，考慮到美觀性，一些工程使用不銹鋼管，但應(yīng)確保其管壁厚度大于等于2.5mm。

3.5 等電位聯(lián)結(jié)

就目前來說，局部等電位聯(lián)結(jié)、等電位聯(lián)結(jié)的設(shè)計深度不夠，通常是在設(shè)計說明中標(biāo)注“參考標(biāo)準(zhǔn)圖集02D501-2”或“進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)”，這就導(dǎo)致施工、驗收時缺乏有效的依據(jù)。為避免這樣的問題，在設(shè)計階段，必須制作等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)圖，同時在要對等電位箱引出等電位聯(lián)結(jié)線的根數(shù)、規(guī)格、使用材料名稱等做好標(biāo)注。此外，對于等電位箱的位置以及等電位箱至建筑物鋼筋網(wǎng)、各金屬管道、配電箱PE 端子等聯(lián)結(jié)線的聯(lián)結(jié)部位與敷設(shè)方式等內(nèi)容，均要在平面圖中做好標(biāo)注，為施工、驗收等提供有效的依據(jù)。

4 結(jié)語

綜上，高層建筑電氣施工中，應(yīng)根據(jù)工程實際情況，對防雷引下線、基礎(chǔ)接地網(wǎng)、均壓網(wǎng)、防側(cè)擊雷、避雷帶以及局部等電位接地等防雷、接地技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用，確保防雷及接地的有效性，以保障高層建筑的安全性。