舊城改造防雷做法的探討

陳 松, 陳 剛, 周興悅

(浙江綠城建筑設(shè)計(jì)有限公司 重慶分公司, 重慶 401121)

0 引 言

“十三五”規(guī)劃明確指出:現(xiàn)有城中村、城市棚戶區(qū)和危房改造要在2020年基本完成。在棚改“退出”之后,“舊改”將接棒登場;而對于老舊房屋,將不會采取大規(guī)模拆建的方式,而是改造升級,因此對于舊改項(xiàng)目建筑的雷電防護(hù)安全問題也隨之產(chǎn)生。

本文主要通過舊城改造設(shè)計(jì)案例的防雷的做法,探討舊改項(xiàng)目建筑防雷的防護(hù)措施。

1 工程概況

舊城改造項(xiàng)目啟動后,需要先進(jìn)行實(shí)地考察,了解建筑的實(shí)際情況,明確電專業(yè)改造的內(nèi)容。重慶市某舊改項(xiàng)目為“互聯(lián)網(wǎng)+文創(chuàng)”產(chǎn)業(yè)園改造項(xiàng)目,由1#～5#辦公樓組成。通過對重慶市某舊改項(xiàng)目的實(shí)地考察,原有建成的老房子未設(shè)置防雷,大多數(shù)為磚混結(jié)構(gòu),柱子鋼筋銹蝕嚴(yán)重,因此不能利用原有柱子做防雷引下線,需單獨(dú)設(shè)置引下線,屋面也需敷設(shè)防雷接閃網(wǎng),接地網(wǎng)也需在建筑外圍增設(shè)。

2 防雷專設(shè)引下線的設(shè)置及措施

對于專設(shè)引下線的做法,GB 50057—2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]第5.3.4條要求,專設(shè)引下線應(yīng)沿建筑物外墻外表面敷設(shè),并應(yīng)經(jīng)最短路徑接地;建筑外觀要求較高時(shí)可暗敷,但其圓鋼直徑不應(yīng)小于10 mm,扁鋼截面不應(yīng)小于80 mm2。根據(jù)GB 50057—2010第5.3.6條、第5.3.7條的要求,采用多根專設(shè)引下線時(shí),應(yīng)在各引下線上距地面0.3～1.8 m處裝設(shè)斷接卡,在易受機(jī)械損傷之處,地面上1.7 m至地面下0.3 m的一段接地線,應(yīng)采用暗敷或采用鍍鋅鋼管、改性塑料管或橡膠管等加以保護(hù)。而對于重慶市地方標(biāo)準(zhǔn)DB 50/217—2006《建筑防雷設(shè)計(jì)評價(jià)技術(shù)規(guī)范》[2]第8.3.3條第4款要求:明敷引下線距建筑物出入口或人行通道不應(yīng)小于3 m,從地面到距地3 m處應(yīng)采取絕緣保護(hù)。根據(jù)GB 50057—2010第4.5.6條,在建筑物引下線附近保護(hù)人身安全需采取的防接觸電壓和跨步電壓的措施,專設(shè)引下線在地面處敷設(shè)5 cm厚瀝青層或15 cm厚礫石層。

故重慶市某舊改項(xiàng)目的專設(shè)引下線,采用25 mm×4 mm熱鍍鋅扁鋼,沿建筑外墻明敷,3 m及以下專設(shè)引下線穿PVC32敷設(shè),距建筑物出入口或人行通道不應(yīng)小于3 m,引下線地面處加5 cm厚瀝青層,在引下線距地面1.8 m處設(shè)置斷接卡。斷接卡安裝大樣如圖1所示。

圖1 斷接卡安裝大樣

經(jīng)計(jì)算,重慶市某舊改項(xiàng)目建筑預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)防雷為0.1次/年,為人員密集場所,劃為第二類防雷建筑物,專設(shè)引下線其間距沿周長計(jì)算不應(yīng)大于18 m。

需要注意的是,第二類防雷建筑,對于設(shè)置專設(shè)引下線,GB 50057—2010第4.3.8條第1～3款有要求:防止雷電流流經(jīng)引下線和接地裝置時(shí)產(chǎn)生的高電位對附近金屬物或電氣和電子系統(tǒng)線路的反擊,應(yīng)符合下列規(guī)定:

(1) 在金屬框架的建筑物中,或在鋼筋連接在一起、電氣貫通的鋼筋混凝土框架的建筑物中,金屬物或線路與引下線之間的間隔距離可無要求;在其他情況下,金屬物或線路與引下線之間的間隔距離應(yīng)按下式計(jì)算:

Sa3≥0.06kclx

(1)

式中:Sa3——空氣中的間隔距離;

lx——引下線計(jì)算點(diǎn)到連接點(diǎn)的長度。

連接點(diǎn)即金屬物或電氣和電子系統(tǒng)線路與防雷裝置之間直接或通過電涌保護(hù)器相連之點(diǎn)。

(2) 當(dāng)金屬物或線路與引下線之間有自然或人工接地的鋼筋混凝土構(gòu)件、金屬板、金屬網(wǎng)等靜電屏蔽物隔開時(shí),金屬物或線路與引下線之間的間隔距離可無要求。

(3) 當(dāng)金屬物或線路與引下線之間有混凝土墻、磚墻隔開時(shí),其擊穿強(qiáng)度應(yīng)為空氣擊穿強(qiáng)度的1/2。當(dāng)間隔距離不能滿足本條第1款的規(guī)定時(shí),金屬物應(yīng)與引下線直接相連,帶電線路應(yīng)通過電涌保護(hù)器與引下線相連。

根據(jù)GB 50057—2010附錄E,分流系數(shù)kc的近似值如表1所示。

表1 分流系數(shù)kc的近似值

以重慶市某舊改項(xiàng)目的2#、3#樓為例,核算線路與引下線之間的間隔距離要求,以防雷引下線C′為例,其余引下線核算類同。2#、3#樓防雷平面如圖2所示。

圖2 2#、3#樓防雷平面

圖2中,防雷引下線C′計(jì)算點(diǎn)到連接點(diǎn)的長度(線路電涌保護(hù)器,設(shè)于配電間內(nèi))lx為27.9 m,kc查表1取值為0.44,代入式(1)計(jì)算可得Sa3=0.74 m(空氣中的間隔距離)。根據(jù)GB 50057—2010第4.3.8條第3款要求:當(dāng)金屬物或線路與引下線之間有混凝土墻、磚墻隔開時(shí),其擊穿強(qiáng)度應(yīng)為空氣擊穿強(qiáng)度的1/2。故可得線路在室內(nèi)敷設(shè)距引下線C′的距離Sa3至少應(yīng)為0.37 m。當(dāng)間隔距離不能滿足GB 50057—2010第4.3.8條第1款的規(guī)定時(shí),可采取金屬物與引下線直接相連,帶電線路應(yīng)通過電涌保護(hù)器與引下線相連的措施。

3 屋面接閃網(wǎng)的具體做法及措施

對于屋頂接閃網(wǎng)的做法,按第二類防雷措施設(shè)防,在屋面處采用φ12 mm熱鍍鋅圓鋼作為接閃帶,沿四周女兒墻及屋脊明敷,在屋面內(nèi)暗敷(屋面防水層下敷設(shè)),暗敷采用40 mm×4 mm熱鍍鋅扁鋼,將屋面形成不大于10 m×10 m或12 m×8 m的網(wǎng)格,接閃帶出屋面高度h=150 mm,間距1 000 mm,轉(zhuǎn)彎處500 mm,焊接長度150 mm單面焊,接閃帶做法詳見國標(biāo)圖集15D501《建筑物防雷設(shè)施安裝》[3]第15～19頁;屋面上金屬支架、各種金屬物及構(gòu)件均應(yīng)與接閃網(wǎng)連通,做法詳見15D501。

該舊改項(xiàng)目原來接地裝置銹蝕嚴(yán)重,接地裝置不可靠,因此重新設(shè)計(jì)接地網(wǎng)。1#～5#樓的接地平面布置圖如圖3所示。

圖3 1#～5#樓的接地平面布置圖

在1#～5#樓的外圍一圈增設(shè)接地網(wǎng),采用40 mm×4 mm的水平接地扁鋼,埋深-0.7 m,距墻或基礎(chǔ)不宜小于1 m;并在1#～5#樓的院子中設(shè)置人工接地極,共6根,采用50 mm×5 mm的鍍鋅角鋼,單根長度為2.5 m,埋地深度為1 m,角鋼的水平間距為5 m。人工接地極做法大樣詳圖見14D504《接地裝置安裝》第103頁“埋地的角鋼接地極安裝”。測試接地電阻不宜超過1 Ω,若測試電阻未滿足要求,則需繼續(xù)增設(shè)人工接地極,做法見14D504《接地裝置安裝》[4]第103頁“埋地的角鋼接地極安裝”。

4 結(jié) 語

本文通過GB 50057—2010及相關(guān)防雷接地圖集,結(jié)合重慶某舊改項(xiàng)目的工程實(shí)例,對舊改項(xiàng)目中防雷做法進(jìn)行了探討;對于該項(xiàng)目老舊情況較為嚴(yán)重,明確了需設(shè)置專設(shè)引下線的做法,繪制了專設(shè)引下線的大樣圖,這與新修建筑物的防雷引下線做法有所不同;而為了防止雷電流流經(jīng)引下線和接地裝置時(shí)產(chǎn)生的高電位對附近金屬物或電氣和電子系統(tǒng)線路的反擊,金屬物或線路與專設(shè)引下線之間的間隔距離也進(jìn)行了計(jì)算,需引起注意;屋面的防雷接閃網(wǎng)為常規(guī)做法,而接地需增設(shè)建筑外圍的接地網(wǎng)及人工接地極。電氣人員設(shè)計(jì)時(shí),對于不同地區(qū)舊改項(xiàng)目要根據(jù)實(shí)際情況,因地制宜,靈活應(yīng)用規(guī)范進(jìn)行防雷設(shè)計(jì),使之改造后滿足建筑的雷電防護(hù)要求。