玻璃幕墻防雷設(shè)計(jì)

探討玻璃幕墻防雷接地的作法1.前言隨著建筑裝飾工程的不停發(fā)展，玻璃幕墻在中高檔建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用。但隨之而來玻璃幕墻及建筑物的安全性如何確保已是當(dāng)今一種重要問題。我國現(xiàn)行的電氣施工及驗(yàn)收規(guī)范、原則施工圖集對這方面內(nèi)容的敘述尚未十分明確，設(shè)計(jì)單位對玻璃幕墻防雷技術(shù)作法闡明常見的也不十分具體，從而給從事具體施工和監(jiān)理的技術(shù)人員精確把握質(zhì)量安全技術(shù)規(guī)定帶來一定的難度。2.雷電對玻璃幕墻高層建筑的危害眾所周知，雷電是天空云層中一種自然的放電現(xiàn)象，雷電流是一種強(qiáng)度極大，作用時(shí)間極短的瞬變過程。雷電擊中建筑物時(shí)，普通會產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械力。雷電流在瞬間釋放出的巨大能量，會把被擊中金屬熔化，使物體水份受熱膨脹，產(chǎn)生強(qiáng)大的機(jī)械力，或者分解成氫氣和氧氣，產(chǎn)生爆炸，使建筑物遭到破壞，甚至雷電的高溫引發(fā)建筑物燃燒構(gòu)成火災(zāi)和引發(fā)觸電。高層或超高層建筑玻璃幕墻使地表的電場分布發(fā)生了嚴(yán)重的畸變，其電場強(qiáng)度比普通建筑物大得多，容易構(gòu)成雷電發(fā)展條件，加上離放電云層近，因此易遭受雷擊。高層建筑玻璃幕墻圍護(hù)高層建筑物后，建筑物防雷裝置由于玻璃幕墻的屏蔽效應(yīng)，難以避免直接雷擊，往往閃電造成對玻璃幕墻的雷擊。高層建筑玻璃幕墻的金屬材質(zhì)由于雷電的效應(yīng)，將會產(chǎn)生靜電感應(yīng)作用，當(dāng)天空雷云和大地形成電場時(shí)，幕墻的金屬體就會積聚與雷云極性相反的大量感應(yīng)電荷，當(dāng)雷云瞬間放電后，云與大地的電場忽然消失，這時(shí)幕墻的金屬體感應(yīng)電荷不能以對應(yīng)的速度流散，將會產(chǎn)生高達(dá)萬伏以上的對地電位，這就是靜電感應(yīng)電壓，對人和設(shè)備產(chǎn)生危害。3.高層建筑玻璃幕墻防雷方法普通建筑物的防雷裝置有三部分：接閃器、引下線和接地裝置。在玻璃幕墻的防雷設(shè)計(jì)中，應(yīng)充足運(yùn)用建筑物的這些裝置，將幕墻豎向龍骨、橫向龍骨和建筑物防雷網(wǎng)接通，連成一種防雷整體，把玻璃幕墻獲得的巨大雷電能量，通過建筑物的接地系統(tǒng)，快速地輸送到地下，保護(hù)玻璃幕墻和建筑物免遭雷電破壞的作用。高層建筑玻璃幕墻的頂部的女兒墻的蓋板，是人為地設(shè)立的良好導(dǎo)體，它沿建筑物女兒墻的頂部分布，其電場強(qiáng)度很大。雷電先驅(qū)很自然地被吸引過來，是雷擊率最大的部位。作為避免雷擊的直擊方法，可將蓋板設(shè)計(jì)成直接接受雷擊的裝置，起到引雷作用的接閃器。其作用在于接受雷電流，同時(shí)又安全地把雷電流與建筑物防雷網(wǎng)接通，并導(dǎo)通入地達(dá)成避雷作用。高層建筑幕玻璃墻頂部的接閃器，不能避免電流的側(cè)面橫向發(fā)展繞擊作用。在30m以上的高層建筑玻璃幕墻部位，每三層設(shè)立一圈均壓環(huán)，并和建筑物防雷網(wǎng)及玻璃幕墻本身的防雷體系接通。4.高層建筑玻璃幕墻的防雷接地規(guī)定及某大廈玻璃幕墻防雷接地作法4.1通過查閱某些有關(guān)防雷接地的技術(shù)資料并結(jié)合某大廈及其它以往竣工工程的經(jīng)驗(yàn)，玻璃幕墻防雷必須在下列幾個(gè)重要方面滿足規(guī)定：4.1.1玻璃幕墻的防雷設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行國標(biāo)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB500057－94）的有關(guān)規(guī)定。4.1.2引下線截面應(yīng)符合規(guī)定玻璃幕墻豎向主龍骨應(yīng)視為引下線，豎向主龍骨的跨接用扁鋼制品時(shí)截面必須達(dá)成100mm2。4.1.3滿足機(jī)械強(qiáng)度的規(guī)定除去焊接方式以外，采用壓接方式其金屬材料厚度達(dá)成4mm。4.1.4采用焊接方式要滿足施工規(guī)范的規(guī)定圓鋼搭接長度為其直徑的6倍，且雙面施焊；扁鋼搭接長度為其寬度的2倍，且三面施焊；焊接處做防腐解決。4.1.5不同金屬壓接，要做防電化腐蝕解決如：鋼與鋁連接時(shí)，鋼要鍍錫；或在鋼、鋁之間加不銹鋼墊片。4.1.6施工完畢后，要有權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測，必須達(dá)成設(shè)計(jì)和規(guī)范規(guī)定的接地電阻值。4.2某大廈玻璃幕墻防雷接地的作法該工程總建筑面積約22萬平方米，為全現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)造。A、B、C、D四棟塔樓座落在連體裙房之上，A、B棟為寫字樓，C、D棟為公寓。A棟地上27層，檐高108.57米；B棟地上16層，檐高73.7米；C棟地上22層，檐高94.10米；D棟地上24層，檐高93.48米；裙房5層（28.60米）。該工程外墻使用大面積花崗巖掛板、玻璃幕墻及復(fù)合鋁板。下面以A棟為例，闡明其玻璃幕墻防雷接地具體作法：4.2.1從六層開始，九層、十二層、十五層直至二十七層，每三層在建筑物四周構(gòu)造樓板表面敷設(shè)一根40×4鍍鋅扁鋼，并與建筑物四周防雷引下線的引出鋼筋（Φ12）焊接，焊接長度為圓鋼直徑的6倍，雙面施焊、焊接處刷兩道防銹漆（后來焊接處均刷兩道防銹漆），從而形成一道均壓環(huán)。為使玻璃幕墻豎向鋁合金主龍骨保持接地的貫穿，用40×4鍍鋅扁鋼一端與均壓環(huán)焊接，焊接長度應(yīng)為其寬度的2倍，并三面施焊，另一端用兩個(gè)M8不銹鋼對穿螺栓與豎向主龍骨進(jìn)行壓接，為避免鍍鋅扁鋼與鋁合金的電化學(xué)腐蝕，在其間加墊1mm厚不銹鋼墊片，并加不銹鋼平墊和彈簧墊。4.2.2全部豎向主龍骨的連接處采用40×4鋁合金制成的可伸縮的“歐姆彎”進(jìn)行壓接，連接處上下各用兩個(gè)M8不銹鋼對穿螺栓進(jìn)行壓接（可動(dòng)的一端避開插芯），并加不銹鋼平墊和彈簧墊（如圖一所示）。4.2.3設(shè)立均壓環(huán)的樓層全部豎向主龍骨與橫向龍骨的連接處，通過40×4鋁角碼兩端各用兩個(gè)M6不銹鋼對穿螺栓進(jìn)行壓接，并加不銹鋼平墊和彈簧墊（如圖二所示）。4.2.4幕墻頂部女兒墻的蓋板是起到引雷作用的接閃器。用φ12鍍鋅圓鋼沿女兒墻周圈安裝，并與主體構(gòu)造防雷引下線焊接。在蓋板內(nèi)側(cè)安裝40×4×4鍍鋅角鋼，每塊鋁板安裝兩段角鋼（每段長300mm），兩段之間用φ12鍍鋅圓鋼焊接連通。并用φ12鍍鋅圓鋼一端與女兒墻頂φ12鍍鋅圓鋼焊接，另一端與角鋼焊接。每段角鋼與鋁板之間用四個(gè)M6×20不銹鋼自攻螺絲壓接（角鋼與鋁板之間加墊1mm厚不銹鋼墊片），并加不銹鋼平墊和彈簧墊。5.檢測成果通過實(shí)施上述的技術(shù)質(zhì)量安全方法，使玻璃幕墻與大廈的防雷系統(tǒng)成為一種整體，較好地完畢了玻璃幕墻防雷系統(tǒng)的全部工作。后經(jīng)北京市建工集團(tuán)避雷裝置安全檢測站實(shí)地檢測，在A棟共設(shè)立95個(gè)測試點(diǎn)實(shí)測，接地電阻值均在0.3～0.7Ω之間（具體檢測數(shù)值見以下表格），完全滿足設(shè)計(jì)（R≤1Ω）及規(guī)范規(guī)定。幕墻防火施工幕墻防火的施工是幕墻防火有效的核心和確保。

（1）承包幕墻施工的單位必須含有對應(yīng)的資質(zhì)。建筑幕墻工程施工公司應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定提出有關(guān)施工安裝的技術(shù)規(guī)定并對幕墻材料、幕墻構(gòu)造設(shè)計(jì)和加工制作部件等的工程質(zhì)量負(fù)責(zé)。

（2）建筑幕墻工程施工公司必須嚴(yán)格按照經(jīng)有資質(zhì)的審核單位審定的設(shè)計(jì)文獻(xiàn)和施工圖進(jìn)行施工，不得私自修改。

（3）防火材料的安裝應(yīng)有固定方法，確保安裝牢固，做到不松懈不遺漏，拼縫不留縫隙。防火棉厚度不能少于60mm，鋪設(shè)要飽滿均勻無遺漏，且不能與玻璃有直接接觸。

（4）防火材料不得與幕墻玻璃直接接觸，防火材料朝玻璃面處宜用裝修材料覆蓋。

（5）擱置玻璃幕墻防火棉的金屬板應(yīng)為厚度不不大于1.2mm的鍍鋅鋼板，而金屬和石材幕墻的防火層必須采用經(jīng)防腐解決且厚度不不大于1.5mm的耐熱鋼板，兩者均不得采用鋁板。

（6）鍍鋅鋼襯板不得與鋁合金型材直接接觸，襯板就位后應(yīng)進(jìn)行密封解決。

（7）幕墻四周與主體構(gòu)造之間的縫隙應(yīng)采用防火保溫材料填塞，不得采用水泥砂漿等干硬性材料填塞，內(nèi)外表面應(yīng)采用密封膠持續(xù)封閉，接縫要嚴(yán)密，做到不滲漏不漏氣。

（8）雙面膠帶、泡沫棒硅酮密封膠的填充棒)、復(fù)合鋁板等易燃、可燃材料，在實(shí)際的工程應(yīng)用中，大量使用時(shí)要有相稱的防火方法，使用鋁板時(shí)，盡量使用單層鋁板。

（9）在施工過程中，幕墻防火構(gòu)造、防火節(jié)點(diǎn)應(yīng)作隱蔽驗(yàn)收。防火材料應(yīng)有產(chǎn)品合格證或材料耐火檢查報(bào)告。

（10）施工完畢，必須檢查全部的防火節(jié)點(diǎn)、防火隔斷與否都密封嚴(yán)密，各層間防火隔斷與否都按規(guī)定用防潮材料將礦棉等不燃燒材料包裹進(jìn)行填塞，其防火隔斷能否滿足防火規(guī)范規(guī)定。其檢查手段普通采用觀察和觸摸辦法，必要時(shí)可在防火節(jié)點(diǎn)處用火苗試試與否漏氣、串煙，與否真正達(dá)成既防火又防煙的作用。

幕墻的防雷建筑幕墻的金屬骨架是良導(dǎo)體，幕墻的防雷方法不當(dāng)，可能會遭到雷電的側(cè)擊破壞，嚴(yán)重的可能招至火災(zāi)，因此幕墻的防雷必須嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。

（1）墻的防重設(shè)士人應(yīng)迷細(xì)3解建坦主生的防重裝置和幕墻、門窗洞口的防雷裝置引出線，要充足運(yùn)用幕墻、門窗型材的金屬導(dǎo)電特性，擬定一種合理、安全、經(jīng)濟(jì)的防雷設(shè)計(jì)方案。

（2）幕墻應(yīng)形成本身的防雷網(wǎng)，并與主體構(gòu)造的防雷體系有可靠的連接。幕墻本身的防雷網(wǎng)不適宜不不大于100平方米。

（3）建筑物每隔三層要裝設(shè)均壓環(huán)，環(huán)間垂直距離不應(yīng)不不大于12m，均壓環(huán)內(nèi)的縱向鋼筋必須采用焊接連接并與接地裝置連通。全部引下線、建筑物的金屬構(gòu)造和金屬設(shè)備均應(yīng)連到環(huán)上。

（4）根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》，幕場防側(cè)擊方法以下:一類防雷建筑物從30m起每隔不少于6m沿建筑物四周設(shè)水平避雷帶并與引下線相連30m以上幕墻的金屬物與防雷裝置連接。應(yīng)將二類防雷建筑物45m以上，三類防雷建筑物60m以上幕墻的金屬物與防雷裝置連接。

（5）對設(shè)有許多較重要的敏感電子系統(tǒng)，如通信設(shè)備、電子計(jì)算機(jī)、電子控制系統(tǒng)等當(dāng)代化設(shè)備的建筑物，為了增加屏蔽作用，可將防側(cè)擊雷和等電位方法從地面首層做起，即將首層以上的外墻上的建筑幕墻、鋁和金門窗、金屬欄桿等較大金屬物與防雷裝置連接。（6）幕墻防側(cè)雷做法:幕墻位于均壓環(huán)處的預(yù)埋件的錨筋必須與均壓環(huán)處的梁的縱向鋼筋連通，固定在設(shè)均壓環(huán)樓層上的立柱必須與均壓環(huán)連通，位于均壓環(huán)處與梁縱筋連通的立柱上的橫梁必須與立柱連通。

（7）幕墻立面上，水平方向每8m以內(nèi)位于未設(shè)均壓環(huán)樓層的立柱，必須與固定在設(shè)均壓環(huán)樓層的立柱連通。

（8）幕墻頂?shù)姆览卓捎帽芾讕Щ虮芾揍?，由建筑物防雷系統(tǒng)統(tǒng)一考慮。建筑幕墻位于女兒墻外側(cè)時(shí)可沿屋頂周邊設(shè)避雷帶，其安裝位置略為突出女兒墻頂部外圍；也可用屋頂其它明設(shè)金屬物作為接閃器；也有直接運(yùn)用建筑幕墻與女兒墻之間的封頂金屬板作接閃器，這時(shí)規(guī)定金屬板厚度不不大于0.5mm,板與板之間的搭接長度不不大于100mm,金屬板無絕緣覆蓋層，金屬板與女兒墻內(nèi)的鋼筋連接成電器通路。在女兒墻部位幕墻構(gòu)架與避雷帶裝置的連接節(jié)點(diǎn)應(yīng)明露。

（9）幕墻避雷導(dǎo)線與鋁合金材料連接時(shí)應(yīng)滿足等電位規(guī)定。當(dāng)用銅質(zhì)材料與鋁合金材料連接時(shí)，銅質(zhì)材料外表面應(yīng)經(jīng)熱鍍鋅解決。導(dǎo)線連接接觸面應(yīng)緊密可靠不松動(dòng)。

（10）金屬和石材幕墻的還規(guī)定導(dǎo)線