福建发展中心办公楼工程复杂环境下建筑电气工程等电位联结施工工法（创鲁班奖工程）

'复杂环境下建筑电气工程等电位联结施工工法1前言近些年来，我国随着高层建筑日益增多，对等电位联结的应用越来越重视。在电力系统和信息技术系统中，对不同电压等级用电设备实施的等电位联结，是保护操作者及维护人员安全的重要措施之一，也是减少设备与设备之间，不同系统之间危险电位差的重要措施。2工法特点复杂环境下建筑电气工程等电位联结能在原接地、接零、漏电保护失灵情况下，将带电场所内所有可能引起电击的金属外露部分，都尽可能地通过电气连通来均衡电位，降低接触电压从而降低电击危险。消除自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害。防止电磁干扰和静电等危害，是以保障人身安全和设备安全为出发点的重要措施。3适用范围本工法适用于新建、扩建、改建的工业和民用建筑防止间接接触电击、电气设备损坏及防电磁干扰的等电位联结。4工艺原理等电位联结就是通过包括总等电位联结、辅助等电位联结和局部等电位联结，将在带电场所内所有可能引起电击的金属外露部分，都尽可能地通过电气联通来均衡电位，靠降低接触电压来降低电击危险。电气装置的接地不过是将它与大地连接，以实现与大地的等电位联结，减少与大地间的电位差。接地可认为是等电位联结的体现形式之一。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程接地体（网）焊接定位放线材料检验施工准备箱体洞口留置管线预埋等电位联结导体与金属管道设备的联结等电位联结端子箱（板）的安装功能测试13 5.2操作要点5.2.1施工准备1施工图纸及有关技术文件齐全，已进行图纸技术交底，施工要求明确。2现场施工用电设施应符合《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46－2005）的要求。5.2.2材料检验材料进入施工现场后应在同一批中抽样10%，进行外观、型号、规格、尺寸等可视质量的检查，并经专业监理工程师确认。有异议时，应送有检测资质单位进行检测，确定符合产品质量标准，才能在施工中应用。不合格的材料不得投入工程中使用。5.2.3放线定位1按设计规定接地体的位置进行放线。沿接地体的线路，开挖接地体沟，以便打入接地体和敷设接地干线。接地装置应埋置于地表层以下，接地体还应埋设在土层电阻率较低和人们不常到达的地方。2利用建筑物桩基钢筋作为接地极时，应采用不易脱落的红色油漆涂刷拟利用的钢筋，作为接地体的焊接标识。5.2.4接地体（网）焊接1不同电压等级用电设备的等电位联结宜采用共同接地网。在满足热稳定条件下，交流电气装置和通信、电子设备的接地极应利用自然接地导体。当与防雷接地网合用时，敷设在钢筋混凝土中的单根钢筋或圆钢的直径不应小于10mm。2禁止利用可燃液体或气体金属管道、供暖金属管道及自来水金属管道作保护接地极。5.2.5等电位联结管线预埋1按施工图的要求，结合相关规范的规定，在施工前确定等电位联结点的位置和数量以及施工方案，并认真做好施工技术交底。2进入建筑物的电力电缆、给排水管道、燃气管、采暖和空调管道等金属管道应按施工图及规范的要求预埋相应的金属套管。3配合土建现浇楼板及墙砌体的施工各道工序，按施工图要求的位置上，预埋等电位联结管线或穿梁预留出等电位联结干线绝缘保护套管。保护套管规格应能保证接地干线顺利穿入。4金属电缆桥架全长不大于30m应有不少于2处与接地干线相连接；金属电缆桥架全长大于30m，每隔20～30m应增加1处与接地干线相连13 ；金属电缆桥架起始端和终点端必须与接地干线连接。在施工过程中，应按规定预留出相应的等电位联结点。5高层建筑的电气竖井内的接地干线、竖向的金属管道每三层应与楼板钢筋进行等电位联结，在施工过程中，应在相关位置处从楼板钢筋处引出等电位联结扁钢及局部等电位箱体。5.2.6箱体洞口留置根据设计要求确定等电位箱的位置、标高。在土建砌墙时按照箱体尺寸留出长宽各大于箱体100mm的洞口。当安装在剪力墙上时，应预制一个长宽各大于等电位箱100mm的木箱预埋于墙体内，以便日后安装。5.2.7等电位联结端子箱（板）的安装1等电位联结端子箱体钢板的厚度参照照明配电箱体的要求，应满足机械强度的要求，其厚度应为1.2～1.5mm。2等电位联结端子箱的安装工艺参照照明配电箱的安装工艺要求，严禁用电、气焊开孔或扩孔，不应开长孔，也不允许在箱体侧面、背面开孔；应根据联结线的数量及管径，采用开孔器进行开孔，孔与孔之间的间距应均匀、排列整齐。3等电位联结端子箱的安装应配合土建施工安装，箱体安装应牢固，垂直度允许偏差为1.5‰。4等电位联结端子箱的安装位置应尽量靠近接地装置，且安装高度宜箱底距地0.5m。5等电位联结端子箱的端子板应采用导电性能及强度符合现行国家标准要求的紫铜材质材料，其厚度为4mm，宽度为30mm～40mm，其长度视等电位联结点的数量而定，端子板的两相邻联结点的间距应不小于50mm，孔径为铜螺栓直径Ф+0.5mm。联结线的联结螺栓应采用铜螺栓。5.2.8等电位联结导体与金属管道、设备的联结1等电位联结线联结的一般规定：1）等电位联结内各联结导体间的连接可采用焊接，焊接处不应有夹渣、咬边、气孔及未焊透情况；也可采用压接，压接时应注意接触面的光洁，足够的接触压力和接触面积。2）当等电位联结线采用钢材焊接时，应采用搭接焊并应满足如下要求：①镀锌扁钢不小于其宽度的2倍，三面施焊(当扁钢宽度不同时，搭接长度以宽的扁钢的宽度为准)。煨弯不得过死。②镀锌圆钢焊接长度为其直径的6倍，双面施焊。③圆钢与扁钢连接时，其搭接长度不应小于圆钢直径的6倍，双面施焊。13 ④扁钢与钢管、扁钢与角钢焊接时，应紧贴3／4钢管表面或紧贴角钢外侧表面，上下两侧施焊。3）在腐蚀性场所应采取防腐措施，如采用热镀锌型钢或加大导线截面等。4）除埋设在砼中的焊接接头外，埋地的焊接接头应有防腐措施，防腐材料宜采用热沥青，两道防腐。5）为避免埋地金属管道与等电位联结线由于采用不同材质联结而产生电化学腐蚀，等电位联结线应采用与金属管道同材质的材料进行等电位联结。6）埋地金属管道与等电位联结线，其导体间的连接禁止采用螺栓压接，其连接应采用焊接。7）当明敷等电位联结线采用不同材质的导体连接时，可采用熔接法进行连接，也可采用压接法。当采用压接法时，压接处抱箍内侧应进行热搪锡处理。当金属管道公称直径DN≤70时,抱箍采用的扁钢为-20×3；当金属管道公称直径DN＞70时，抱箍采用的扁钢为-30×3；联结用的接线端子的规格应与连接的导线相匹配。8）等电位连接采用压接法用的螺栓、垫圈、防松垫圈、螺母应采用热浸镀锌处理的产品。9）等电位联结线与端子板的连接，当采用BV导线时，应采用接线端子压接后再与端子板连接。等电位联结线应有黄绿相间的色标。10）总等电位联结线的截面不应小于装置的最大保护导体截面的一半，并不应小于6mm2。当联结导体采用铜导体时，其截面不应大于25mm2；当联结导体采用为其他金属材料时，其截面应承载与25mm2铜导体相当的载流量。11）等电位联结线应采用并联连接，严禁串联连接。2进入建筑物内的给排水管道、燃气管道、采暖和空调管道及电缆进线管等金属管道的总等电位联结1）进入建筑物内的给水排水管道、燃气管道、采暖和空调管道及电缆进线管等金属管道的总等电位联结应包括管道本体及穿墙套管。13 图1金属管道本体等电位联结1-金属管道2-短管抱箍3-长管包箍4-螺栓5-螺母6-垫圈7-联结线图2风管等电位联结1-法兰2-跨接线3-风管咬口4-接线鼻子注：咬口焊锡长度不小于100mm。2）金属管道间的连接处一般不需要加接跨接线。3）给水系统的金属管道的水表需加接跨接线，以保证水管的等电位联结的可靠性。图3计量仪表或阀门等电位联结1-金属管道2-抱箍3-螺栓4-螺母5-垫圈6-跨接线7-接线鼻子4）金属门窗以及距外露可导电部分伸臂范围内的金属栏杆、吊顶龙骨等金属体需做等电位联结。13 图4金属门窗等电位联结1、2-预埋件3-圈梁主钢筋4-固定铝合金窗框的铁板5-墙6-与铁板焊接7-与圈梁预埋件连接8-金属门9-铝合金窗图5栏杆等电位联结图6吊顶金属龙骨等电位联结1-Φ10钢筋与圈梁预埋件连接2-圈梁主钢筋3-预埋件4-主龙骨5-SEB线与吊件的连接可利用吊件所配的螺栓6-龙骨吊挂7吊件8-SEB线5）为避免燃气管道作接地极，燃气管入户后应插入一绝缘段（例如在法兰盘间插入绝缘板），以与户外埋地的燃气管隔离。为防雷电流在燃气管道内产生火花，在此绝缘段两端应跨接火花放电间隙。6）塑料管是不导电的，也不传导电位，作等电位联结时不需对其作联结，但对金属管道系统中的小段塑料管需作跨接。3金属电缆桥架及其支架和引入或引出的金属电缆导管的等电位联结：1）金属电缆桥架全长不大于30m应有不少于2处与接地干线相连接；全长大于30m，每隔20～30m应增加1处与接地干线相连；金属电缆桥架起始端和终点端必须与接地干线连接。2）非镀锌电缆桥架间连接板的两端跨接铜芯接地线，接地线最小允许截面积不小于4mm2。3）镀锌电缆桥架间连接板的两端不跨接接地线，但连接板两端不少于2个有防松螺帽或防松垫圈的连接固定螺栓。13 4电子信息系统机房内所有设备的不带电的金属外壳、各类金属管道、金属线槽、建筑物金属结构等必须进行等电位联结。图7弱电金属线管等电位联结1-联结线2-防雷引下线3-金属套管4-LPS5-MEB6-基础钢筋5水泵房内和空调机房内的多台水泵等设备应设置辅助等电位联结；连接两个外露可导电部分的辅助等电位联结线的截面不应小于接至该两个外露可导电部分的较小保护导体的截面。6带有电热淋浴器具的卫生间应实施局部等电位联结，其要求为：1）配合土建施工绑扎完卫生间底板钢筋后，对钢筋以不大于0.6m×0.6m网格的交叉点进行点焊，将四周圈梁用Φ12圆钢进行跨接，使卫生间圈梁环状连通，同时底板网格钢筋也和该圈梁环路焊接连通；混凝土墙也应将墙体内钢筋点焊成0.6m×0.6m的网格，同时该网格钢筋也应该和底板圈梁环路焊接连通；2）从圈梁环路上在局部等电位联结（LEB）箱位置处焊接出-25*4镀锌扁钢，以便和局部等电位联结（LEB）箱的端子板联结，镀锌扁钢与局部等电位联结端子排的接触面应镀锡处理。具体做法如下图：图8等电位联结端子板与扁钢联结方法1-支座2-端子板3-端子4-自攻螺钉5-镀锌扁钢13 端子板2端分别插入支座1上的孔中，并通过自攻螺钉4压紧固定。端子3由端子主体、压线板、紧固螺栓组成，端子主体可套在端子板2上左右滑动，端子主体上有内螺纹，与紧固螺栓齿合，通过旋转紧固螺栓带动压线板上下移动将镀锌扁钢在端子板2上。3）卫生间内的金属物体含金属浴缸、下水管、给水管、热水管、采暖管等应采用接地管卡和不小于4.0mm2的BVR导线联结到LEB箱的端子板上，进行局部等电位联结。联结线应穿在PVC绝缘电工套管内，禁止穿金属管敷设。采用塑料管作为给水管、热水管，其金属连接部件也应作等电位联结。4）在需要进行局部等电位联结的卫生器具金属部件（如角阀、给水排水金属管道、水嘴等）的近旁预埋一个接线盒，采用Φ16绝缘电工套管沿地面或墙体内暗敷，使LEB箱与接线盒构成电气通道。局部等电位联结线引出接线盒处设置86空白面板，面板居中处钻Φ6孔，BVR-1×4.0mm2黄绿相间色的联结线从孔中引出，采用接地管卡与金属部件连接。金属地漏、扶手、浴巾架等孤立之物可不在连接范围。5）接线盒的预埋位置应尽量选择隐蔽的位置，力求保证与卫生间的协调，确保卫生间的美观整体性。6）局部等电位联结线必须和卫生间插座回路的PE线相连接，且卫生间插座回路的PE线必须从照明配电箱直接引至，其中不得和卫生间以外的PE线相连接。图9卫生器具等电位联结1-洗脸盆2-淋浴头3-墙体4-给水管5-地暖管6-本层接地网7-局部等电位端子板7建筑物栏杆、旗杆、吊车梁、管道、设备、太阳能热水器、门窗、幕墙支架等外露的金属物应与建筑物顶部和外墙上的接闪器进行等电位连接。1）13 屋面水平安装的金属管道应不少于2处与接闪器就近进行等电位联结，其连接位置宜靠近金属管道的两端。当2处等电位联结点的间距大于30m，宜增加等电位联结。在屋面找平层及装饰面层施工前，根据金属管道拟敷设的位置，采用与接闪器等截面的圆钢或型钢，在靠近管道等电位联结处就近与接闪器连接并沿结构面敷设到位，并预留与管道连接的足够长度。管道与接闪器等电位联结的金属抱箍的制作按5.0.9.2条图1的要求制作，抱箍应与管道外径相一致，与管道严密接触。自接闪器引至的圆钢或型钢与抱箍的长管抱箍焊接，焊接长度应符合要求。2）屋面的设备应与接闪器进行等电位联结。在屋面找平层及装饰面层施工前，根据设备拟安装的位置，就近接闪器引出后，采用-40×4镀锌扁钢敷设到设备基础地脚螺栓附近，并预留与管道连接的足够长度。镀锌扁钢拟与基础地脚螺栓紧固处应采用机械钻孔，孔径直径为基础地脚螺栓直径D的1.2倍（1.2D），不得采用电、气焊开孔、扩孔。屋面风机除设备本体进行等电位联结外，尚应在软接头两侧的法兰处采用不小于4.0mm2的铜芯线进行跨接。3）建筑物栏杆、旗杆、太阳能热水器的金属支架、金属门窗、幕墙主立杆等外露的金属物应与建筑物顶部和外墙上的接闪器进行等电位连接。具体做法详5.0.9.4及图4、图5、图6。4）圆钢或扁钢的焊接处应进行防腐处理。暴露在空间的焊缝应刷两道防锈漆、两道面漆，刷漆的长度除焊缝长度外，两端各延长50mm长度。隐蔽在屋面找平层内的圆钢或扁钢，其焊缝应采用沥青漆两道防腐处理。5）明敷接地线，在导体的全长度或区间段及每个连接部位附近的表面，应涂以15～100mm宽度相等的绿色和黄色相间的条纹标识。5.2.9功能测试1在投入使用后应采用等电位连接电阻测试仪定期作导通性测试。2测试用电源可采用空载电压为4～24V的直流或交流电源，测试电流不应小于0.2A.3当测得等电位联结板与等电位联结范围内的金属管道等金属体末端之间的电阻不超过3Ω时，可认为等电位联结是有效的。如发现导通不良的管道连接处，应作跨接线。4卫生间内的局部等电位联结不必做接地电阻的测试，但要做等电位有效性测试。5.2.10劳动力组织13 TN-S系统的等电位联结施工所需主要人员：电焊工、电气工、普工组成。劳动力数量根据实际工程量进行安排。电焊工、电气工必须持证上岗。施工过程中的劳动力组织安排如下表：序号工种人数工作内容1电焊工2人/每组接地线焊接2电气工1人/每组接地线连接3普通工1人/每组材料搬运6材料与设备6.1材料6.1.1各种型号、规格的等电位联结端子箱。6.1.2各种型号、规格的等电位联结线、等电位联结用金具、金属和刚性绝缘导管、出线盒和出线面板等。其镀锌扁钢、铜板、BVR导线、金属和刚性绝缘导管等必须具备质量证明文件，并经进场检验合格。6.1.3等电位联结预埋件、连接件、镀锌螺栓、垫圈、螺母等。6.2机具6.2.1电焊机、台钻、电钻等6.2.2钢板尺、卷尺、紧固工具和测试仪表等。7质量控制7.1质量控制标准7.1.1施工质量应符合《建筑电气工程施工质量验收规范》规定，符合国家建筑标准设计图集《等电位联结安装》02D501-2的规定。7.1.2等电位连接用的螺栓、垫圈、螺母应为热浸镀锌产品；7.1.3当等电位联结线采用钢材焊接时，应采用搭接焊并应满足，具体要求应符合5.6.1.2条的规定；7.1.4室外的给排水管道、燃气管道、采暖和空调管道等金属管道及电缆金属导管在进入建筑物处应作总等电位联结。总等电位联结线应采用与金属管道同材质的材料进行等电位联结；7.1.5总等电位联结导体的截面不应小于装置的最大保护导体截面的一半，并不应小于6mm2。当联结导体采用铜导体时，其截面不应大于25mm2；当为其他金属时，其截面应承载与25mm2铜导体相当的载流量；13 7.1.6等电位联结采用压接时，应注意接触面的光洁，足够的接触压力和接触面积。7.1.7接地线、等电位联结线严禁串联连接；7.2质量保证措施7.2.1施工前须进行技术交底，提高操作人员质量意识；7.2.2施工材料进场验收合格后方可使用；7.2.3接地网与引下线钢筋焊接完好后用红丹漆做好标记，防止上部焊接时错接柱筋；7.2.4不同材质的导体连接应采用过渡构件防止电氧化，保证电气接触良好；7.2.5等电位联结施工结束后应进行导通性的测试。等电位联结板与等电位联结范围内的金属管道等金属体末端之间的电阻值应不超过3Ω，达不到要求应返工至符合要求。8安全措施及环保措施8.0.1接地网和等电位联结使用电焊机具时，应遵守《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46—2005的相关规定。进行电焊作业时，电焊机应使用专用开关箱，施工人员必须持证上岗。8.0.2进行气焊作业时，氧气瓶与乙炔瓶放置间距应大于5m，乙炔气瓶严禁平放使用。并设有检测合格的氧气表、乙炔气表，施工人员必须持证上岗。8.0.3正确使用个人防护用品和安全防护措施，进入施工现场应戴好安全帽，禁止穿拖鞋和光脚进入施工现场，在高空作业时，应系好安全带。8.0.4施工作业要保持整洁，严禁将建筑垃圾随意抛弃，做好文明施工，工完场清，定点堆放。8.0.5机械切割墙体踢槽，应戴好防护口罩，保证通风良好。9效益分析本工法仅用少量的扁钢和导线通过等电位联结，将在带电场所内所有可能引起电击的金属外露部分，都尽可能地通过电气连通来均衡电位，靠降低接触电压来降低电击危险。以原材料和人力最小的投入（据有关资料显示，大型公共建筑的的电位联结不大于工程总投入的0.8％），达到保障人身安全、防止间接接触电击造成人身伤亡或电气设备损坏，其作用价值不可估量。13 10应用实例10.1惠安建筑业发展中心工程10.1.1工程概况惠安建筑业发展中心工程位于惠安县螺阳镇，工程由两幢办公楼及地下室组成，地下一层，地下室建筑面积为9016.5㎡，1#楼为行政办公楼，地上十二层，建筑总高度45.4m，建筑面积为17567.95㎡；2#楼为主办公大楼，地上二十一层，建筑总高度75.40m，上部建筑面积为30375.67㎡；该工程总建筑面积为56960.12㎡；于2010年9月23日开工，于2013年6月全面竣工验收。10.1.2施工情况工程采等电位联结施工工法，经权威部门验收检测均达到了安全保障功能测试指标。10.1.3工程评价采用等电位联结，通过检验保护接地和工作接地、等电位联结各项电阻指标，均满足要求。该分项工程仅用少量的扁钢和接地线就解决了设备及用电的安全问题，是一项值得推广的节能、高效的施工技术。10.2龙工大厦工程10.2.1工程概况龙工大厦工程位于龙岩市龙岩大道东侧商务板块内，工程为框架—剪力墙结构，总建筑面积73833.98平方米，建筑高度131.7米，地下二层、地上三十层，工程由龙岩市投资经营有限公司投资兴建，由福建省闽南建筑工程有限公司承建。10.2.2施工情况工程采等电位联结施工工法，维护简便，安全可靠。10.2.3工程评价采用等电位联结，投资少并能有效的电气设备的安全运行，设备间无出现电位差。经考核等电位联结为本工程节约了相当一部分的成本，可大力推广应用。10.3福建省公路一公司科技楼、泉州市路桥公司科技楼10.3.1工程概况福建省公路一公司科技楼、泉州市路桥公司科技楼分别坐落于泉州市行政服务中心大楼前左右两侧，公路一公司科技楼建筑总面积48232㎡，其中地下室1层，建筑面积8706㎡，上部裙楼6层，主楼9层，建筑面积39526㎡，建筑高度39.8m。路桥公司科技楼建筑总面积61761㎡，其中地下室2层，建筑面积23249㎡，上部裙楼6层，主楼9层，建筑面积38512㎡，建筑高度39.8m。工程均为框剪结构。10.3.2施工情况等电位联结，各联结点连接牢固可靠、有效，无遗漏。各点接地电阻均小于1.0Ω。10.3.3工程评价工程施工过程中，施工单位诚信守约，精心组织，科学管理，树立“质量第一”的管理意识，确保了工程施工质量达到100%合格率。13 10.4富贵世家二期工程10.4.1工程概况工程位以泉州市南安市诗山镇，本地块东面临诗溪，西邻307省道，北面规划中富贵世家三期，南面为建设中富贵世家一期工程。工程由10栋18层（5﹟~13#、15﹟楼）、地下室一层、别墅（1F#~3F#、5F#~10F#）。总用地面积为40312m2,总建筑面积约99985.05m2，其中住宅面积为66652.9m2，商业8336.2m2，地下室16362m2,（设备用房、备用房）923.8m2。由福建省东霖建设工程有限公司施工。10.4.2施工情况工程采等电位联结施工工法，各种用电设备运行安全得到有效保证，节约投资。10.4.3工程评价工程施工过程中，施工单位诚信守约，精心组织，科学管理，树立“质量第一”的管理意识，确保了工程施工质量达到100%合格率，获得用户的一致好评。13'