高层及一般建筑物防雷施工工法

'建筑物防雷施工工法1前言雷电防护是古老的话题，自古至今雷电的能量和次数并没有发生明显的突变，但是雷电灾害频度急剧增加，主要是我们的负载发生了变化。防雷一定要从建（构）筑物防雷设计及严格施工开始，这才是避免和减少雷电灾害、保障建筑物安全的重要基础工作。防雷与接地是关系建筑物及人身生命安全的头等大事，雷击时有强大电流通过，产生机械力和热效应，破坏建（构）筑物和电气设备。多数建筑的防雷都运用了防雷工程的五要素：接地、过电压保护、分流、屏蔽及等电位连接，通过以上几个方面的设置，对整个建筑的使用功能、安全和使用寿命起到了保障作用。工程的防雷实际上是由避雷带引雷，并通过引下线泄流进入大地。因此引下线本身质量的好坏，直接影响雷电流的散流效果，雷电流散流的越快，建筑物遭受雷击的危险性就越小。为使建筑物因地制宜地采取防雷措施，防止减少雷击建筑物所发生的人身伤害和文物，财产损失，做到安全可靠、技术先进、经济合理，云南五建在最近10年来，在多个鲁班奖获奖工程中，研发出建筑物防雷施工工法，其核心施工工艺在公司及集团公司科技进步奖中两次获奖。2工法特点该工法简明、扼要，能有效指导施工，能满足新建的高层及一般建筑物的防雷接地设计施工要求。特别是在高层建筑物中，利用柱子和基础钢筋作为引下线和接地装置，具有经济、美观和有利于雷电电流场流散以及不必维护和寿命长等特点。3适用范围适宜采用该工法的工程对象是新建建筑物的防雷施工。4工艺原理4.16 雷电的破坏作用主要有两类：第一类为直击雷，雷电直接击在建筑物上，当雷击时，位于其强大雷电流通道上的物体水分受热气化膨胀，产生强大的应力，致使建筑物遭到破坏。第二类为感应雷；它不是雷电直接对建筑物放电造成的，是由于雷电流变化率大而产生强大的感应变化磁场，使得周围的金属构件产生感应电流，产生大量的热而引起火灾或击坏设备。4.2雷电发生时，其闪击距离是一个变量，因此建筑物的接闪器可以把较远的强的闪电引向自身，但对弱的闪电,有可能失去对建筑物的有效保护，在这种情况下，对高层建筑物而言就要防止小的雷击电袭击建筑物侧而的现象，也就是高层建筑的防侧击雷。4.3防雷一般由接闪器、引下线和接地装置3个主要部分来构成建筑物的防雷装置。由这三个部分就构成了雷云与大地之间良好的电气通路，使雷云的电荷与大地积存的电荷能够迅速而有效地中和，极大地缩短了过电压及感应电流的时间，从而使雷电的危害性大大减轻。接闪器通常有避雷针、避雷带、避雷网，金属屋面，突出屋面的金属结构等。一句话，高出被保护物的金属导体当与引下线良好连接时均可作为接闪器。引下线是将接闪器与接地装置良好连接，使雷电流构成通路的导体，在高层建筑中常利用柱内或剪力墙内主筋作为引下线。接地装置为接地极和水平接地体的统称。在工程实践中，常将工程桩筋与基础大底板内的纵、横向梁主筋搭接焊作为接地装置，这时桩筋相当于接地极，梁筋相当于接地体。而接地体又分为自然基础接地体及人工基础接地体，人工基础接地体仅在混凝土基础内的钢筋直径太小或钢筋总表面积小大的情况下才会采用。利用基础接地时，对建筑物地梁钢筋的处理非常重要，在实际工程设计施工中，往往会有梁筋未贯通的情况，这时除将接地极与地梁内的主筋搭接焊接外，还要将各段地梁的钢筋连接成环路，综合组成一个完整的接地系统。4.4接地电阻为冲击接地电阻，由于雷电压是脉冲电压波，而且有非常大的电压峰值。形成很大的电势梯度。在这种情况下形成的电流场就更加强大。关于防雷装置的冲击电阻《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16—2008规定一级防雷建筑物为10Ω。但在实际工程设计中均要求联合接地，其接地电阻≤1Ω。4.56 笼式避雷网，也可称为避雷笼，其特点为把整个建筑物的梁、柱、板、基础等主要结构钢筋连成一体，对于雷电就起到均分和屏蔽的作用，笼内各处电位相等，形成一个等电位体，因此是最安全可靠的防雷措施。4.6联合接地：为了建筑物内电气设备在建筑物遭雷击时无反击的危险，将电气设备的工作接地，保护接地和防雷接地连在一起，形成联合接地，这时接地电阻要求≤1Ω4.7防雷电波侵入：有时雷击时并未直接击在建筑物本身上，但会通过进出建筑物的供电电缆，架空线路，金属管道将雷电波引入建筑物内，造成设备损坏或人身伤亡。因此考虑防雷电波侵入措施。5工艺流程及操作要点5.1工艺流程：5.1.1采用建筑物本身结构钢筋作为接地装置，引下线的工艺标记主筋搭接基础梁与引下线主筋流程：核验接地电阻测试外墙金属窗及金属构件连接接闪器安装防侧击雷、均环状焊接基础梁按设计要求网移、环状搭接接地电阻测试搭接焊接柱筋与基础梁上层主筋定位熟悉设计施工图5.1.2引下线的工艺流程：垂直接地体敷设定位挖沟熟悉设计施工图纸土方回填测试搭接焊接水平接地敷设5.2操作要点：5.2.1利用建筑物结构钢筋作接地装置及引下线的操作要点：1熟悉设计施工图，选准设计所示引下线位置的工程桩及承台。6 2作为引下线的主筋应选择对角主筋，基础梁筋应选择梁上层外侧2跟主筋，不易混淆，引下线的主筋应用黄油漆标识3选用不小于Φ12的圆钢（长度视现场情况定）制作成“L”将工程桩内2根主筋与作为引下线的柱内或剪力墙内2根主筋搭接焊接，将引下线主筋与基础地梁内上层2根主筋搭接焊接。再将基础内地梁主筋在交叉处搭接焊接，使整个基础按设计形成水平接地网。形成良好的电气通路。搭接焊长度：双面焊接不小于圆钢直径6倍。4若遇选准焊接的梁筋、柱筋未通长贯通或存在错位等情况，应用不小于Φ12圆钢将其搭接焊接连通，形成良好电气通路。当土建垂直主钢筋接头施工为铁丝扎接、套筒冷压、锥螺纹接头等形式时，引下线需作跨接焊接。5当施工至±0.00时，应对接地电阻进行测试，接地电阻值应没满足设计要求。6按设计要求，距地1米以内预留接地测试板，常设于建筑物的四大角。7重要设备及电气竖井的等电位接地焊接及预留。8若设计无特殊要求时，30m及以上每3层应设一道均压环，应将30m及以上外墙上的栏杆，金属门窗及玻璃幕墙等金属构件直接或通过预埋件与防雷装置连接。9竖井内的金属管道及桥架等通长金属构件，应在首层及顶层分别与接地装置连接，同时每三层应均压环连接一次。10将引下线主筋与屋面梁主筋搭接焊接，并将屋面梁筋按设计网格连接。11将引下线主筋用Φ12镀锌圆钢或—25×4镀锌扁钢引出作为接闪器的引下点，并用红油漆标识或挂牌不许触动，12按设计要求安装接闪器，当跨越建筑物变形缝时，应设补偿装置。13将屋面金属设备或金属构件与接闪器连接14接闪器安装完毕后应进行接地电阻测试，并满足要求。30mm以上的外墙金属窗及外墙金属构配件同样要求进行接地电阻测试，其测试资料必须归档保存。15每阶段接地焊接及接地测试须建设，监理将进出建筑物的金属管道及铠装电缆外皮与接地装置连接。6 5.2.2采用人工接地装置及明敷引下线的操作要点：1熟悉设计施工图，将垂直接地体及水平接地体敷设位置定位放线。2接地体埋设深度应不于0.5m，将水平接地体敷设位置以上的土方开挖，沟上部稍宽，底部如有石子应清除。3接地体应选用镀锌钢材，焊接处应涂防腐漆，在腐蚀性较强的土壤中，还应适当加大其截面或采取其他防腐措施。.4人工垂直接地的长度宜为2.5m，人工垂直接地体之间的距离宜为5m，当地方受限制时可适当减少。5在高土壤电阻率地区，降低防直击雷接地装置接地电阻宜采用下列方法：1）、采用多支线外引接地装置。2）、接地体埋于较深的低电阻率土壤中。3）、采用降阻剂。4）、换土。6垂直接地体及水平接地体敷设完毕后应进行接地电阻测试其冲击接地电阻不宜大于5Ω。应及时与建设方、监理方、施工方进行隐检，测试合格土回填。7防直接雷的人工接地体距建筑物的出入口或人行道不小于3m，当小于3m时应采取下列措施之一：水平接地体局部深埋不应小于1m；1）、水平接地体局部应包绝缘物，可采用50mm—80mm厚的沥青层。2）、采用沥青碎石板地面或在接地体上面敷设50mm—80mm厚的沥青层，其宽度应超过接地体2m。8将进出建筑物金属管道及铠装电缆与接地体连接。9引下线由下往上敷设，其敷设路径应短而直，支撑间距不应大于2m，其位置应躲开建筑物出入口和行人较易接触的地点，以免发生危险。10按设计要求安装接闪器，当跨越变形缝时应设补偿装置。11将屋面金属设备或金属构件与接闪器连接。12接闪器安装完毕后进行接地电阻测试，达到设计电阻值方为合格，见证签字归档。6材料与设备6 主要材料：圆钢、镀锌圆钢、镀锌扁钢、镀锌角钢、电焊条等。主要施工机具：电焊机、切割机、ZC—8型接地摇表钢卷尺，锤等。7质量控制7.1该工法施工必须满足下列规范标准要求：《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB50303—2002）《建筑物防雷设计规范》GB50057—20107.2关键部位的质量要求：7.2.1工程桩与基础梁筋，基础梁筋与引下线主筋，引下线主筋与接闪器之间的连接必须形成良好的电气通路。7.2.230m及以上均压环的焊接以及外墙金属窗及金属构件与接地装置的连接，应形成良好电气通路。7.2.3屋面金属设备及金属构件与接闪器，进出建筑物的金属管道及铠装电缆外皮与接地装置均应可靠连接形成良好电气通路。7.2.4引下线的标识，测试点的设置。8安全措施8.1施工作业前必须进行安全教育，安全交底。8.2进行电焊作业时，必须做到持证上岗，临时用电满足现行规范规定，施工前清理易燃易爆物品，防止触电事故及发生火灾。8.3施工过程中，交叉作业，夜间作业及高处作业应有相应措施。9环保措施9.1在作业过程中，应防止电焊作业造成光污染。9.2土方开挖待施工完毕后应及时进行回填，废旧材料应及时回收。10效益分析在工程施工中，主要利用建筑物本身的结构梁、柱、墙、主筋作接地装置及引下线，仅用少量的钢材作为跨接连接，且免维护，寿命长，美观。极大的节约了工程成本。11应用实例应用实例表6 序号工程名称地点结构形式建筑面积m2应用效果存在问题新南亚风情园宾馆呈贡新城春融路框剪59808验收合格无2景秀西苑住宅小区昆明市滇缅大道框剪验收合格无3云纺国际商贸城环城南路框架验收合格无6'