建筑幕墻防雷

關于建筑幕墻防雷前言

我們知道，雷電是天空云層中一種自然的放電現(xiàn)象，雷電流是一種強度極大，作用時間極短的瞬變過程。雷電擊中建筑物時，通常會產(chǎn)生電效應，雷電流在瞬間釋放出的巨大能量，會把被擊中的建筑物遭到破壞。高層建筑幕墻的金屬材質由于雷電的效應，將會產(chǎn)生靜電感應作用，當天空雷云和大地形成電場時，幕墻的金屬體就會積聚與雷云極性相反的大量感應電荷，當雷云瞬間放電后，云與大地的電場忽然消失，將會產(chǎn)生高達萬伏以上的對地電位，這對人和設備將會產(chǎn)生危害。所以，建筑幕墻設計時必須做好防雷設計，以防范雷電對建筑幕墻的損害。第2頁,共33頁，2024年2月25日，星期天國家規(guī)范、標準對幕墻防雷的要求第3頁,共33頁，2024年2月25日，星期天《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》JGJ102-2003

4.4.13玻璃幕墻的防雷設計應符合國家現(xiàn)行標準《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057和《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ/T16的有關規(guī)定。幕墻的金屬框架應與主體結構的防雷體系可靠連接，連接部位應清除非導電保護層。第4頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

條文說明：玻璃幕墻是附屬于主體建筑的圍護結構，幕墻的金屬框架一般不單獨作防雷接地，而是利用主體結構的防雷體系，與建筑本身的防雷設計相結合，因此要求應與主體結構的防雷體系可靠連接，并保持導電通暢。通常，玻璃幕墻的鋁合金立柱，在不大于10m范圍內宜有一根柱采用柔性導線上、下連通，銅質導線截面面積不宜小于25mm2,鋁質導線截面面積不宜小于30mm2。

第5頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

在主體建筑有水平均壓環(huán)的樓層，對應導電通路立柱的預埋件或固定件應采用圓鋼或扁鋼與水平均壓環(huán)焊接連通，形成防雷通路，焊縫和連線應涂防銹漆。扁鋼截面不宜小于5mm×40mm，圓鋼直徑不宜小于12mm。兼有防雷功能的幕墻壓頂板宜采用厚度不小于3mm的鋁合金板制造，壓頂板截面不宜小于70mm2（幕墻高度不小于150m時)或50mm2（幕墻高度小于150m時)。幕墻壓頂板體系與主體結構屋頂?shù)姆览紫到y(tǒng)應有效的連通。第6頁,共33頁，2024年2月25日，星期天《金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范》JGJ133-20014.4.2金屬與石材幕墻的防雷設計除應符合現(xiàn)行國家標準《建筑物防雷設計規(guī)范》（GB50057）的有關規(guī)定外，還應符合下列規(guī)定：

1在幕墻結構中自上而下地安裝防雷裝置，并應與主體結構的防雷裝置可靠連接；

2導線應在材料表面的保護膜除掉部位進行連接；

3幕墻的防雷裝置設計及安裝應經(jīng)建筑設計單位認可。第7頁,共33頁，2024年2月25日，星期天《建筑幕墻》GBT21086-20075.5.2建筑幕墻的防火、防雷功能應符合JGJ102、JGJ133的規(guī)定。

14.9防雷檢驗應測量幕墻框架與主體結構之間的電阻，幕墻表面潮濕或其他可能影響測試結果的情況下，不宜進行電阻的測量。第8頁,共33頁，2024年2月25日，星期天建筑物的防雷分類第9頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

根據(jù)國家標準《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-94的規(guī)定，建筑物的防雷共分三類，其中第一類主要是屬于具有爆炸危險環(huán)境的建筑物，如使用或貯存炸藥、火藥、起爆藥等爆炸物質的建筑物等，而現(xiàn)階段我們常用的建筑幕墻的防雷分類主要是屬于第二類或第三類的。第10頁,共33頁，2024年2月25日，星期天建筑幕墻的防雷裝置第11頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

建筑幕墻的防雷裝置主要包括接閃器、引下線和接地裝置。在建筑幕墻的防雷設計中，應充分利用建筑物的這些裝置，將建筑幕墻豎向龍骨、橫向龍骨和建筑物防雷網(wǎng)接通，連成一個防雷整體，把建筑幕墻獲得的巨大雷電能量，通過建筑幕墻的防雷系統(tǒng)，迅速地輸送到地下，保護建筑幕墻免遭雷電破壞的作用。

第12頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

1．接閃器：接閃器是直接接受雷擊的避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng),以及用作接閃的金屬屋面和金屬構件等。建筑幕墻常用的防雷裝置的接閃器，通常是采用直接裝設在建筑物上的避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng)作為接閃器。

第13頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

建筑幕墻接閃器布置時，對于第一類防雷的建筑物，避雷網(wǎng)網(wǎng)格尺寸不大于5x5m(或6x4m)；第二類防雷的建筑物，避雷網(wǎng)網(wǎng)格尺寸不大于10x10m(或12x8m)；第三類防雷的建筑物，避雷網(wǎng)網(wǎng)格尺寸不大于20x20m(或24x16m)。

第14頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

在建筑幕墻設計時，建筑幕墻頂部女兒墻的蓋板采用鋁單板時，有目的地把它設計成幕墻接閃器。因為鋁板是一種良好的導體，其電場強度很大，當它沿建筑物女兒墻的頂部分布時，雷電先驅很自然地被吸引過來，是雷擊率最大的部位，從而起到接閃器的作用。這樣，幕墻接閃器接受到的雷電流，就可以通過幕墻女兒墻的避雷均壓環(huán)和防雷引下線，安全地把雷電流引到建筑物的防雷網(wǎng)，并導通到接地裝置，達到避雷的作用。第15頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

第16頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

建筑幕墻頂部的接閃器，通常只能防頂層直擊雷，對于防側向直擊雷，主要是在建筑幕墻的層間部位，每隔三層設置一圈閉合的均壓環(huán)，均壓環(huán)可用直徑12mm鍍鋅鋼筋(或采用40x4鍍鋅鋼板）焊接而成，然后通過引下線引到接地裝置。均壓環(huán)的設置，對于第二類防雷的建筑物,均壓環(huán)環(huán)間垂直距離不應大于10m,引下線的水平距離不大于10m。第17頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

2引下線：引下線是連接接閃器與接地裝置的金屬導體，建筑幕墻常用的防雷裝置的引下線是利用建筑幕墻豎向主龍骨作為引下線，豎向主龍骨在伸縮縫的連接處采用電導銅線(或采用40×4鋁合金片）制成的可伸縮的避雷連通導線并上下相連接，連接處上下各用M6不銹鋼螺栓進行壓接，并加不銹鋼平墊和彈簧墊。設置均壓環(huán)的樓層所有豎向主龍骨與橫向龍骨的連接處，通過L40×4鋁角碼兩端各用兩個M8不銹鋼對穿螺栓進行壓接，并加不銹鋼平墊和彈簧墊。第18頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

第19頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

3．接地裝置：接地裝置是接地體和接地線的總合，建筑幕墻常用的防雷裝置的接地裝置埋于土壤中的人工垂直接地體宜采用角鋼、鋼管或圓鋼，埋于土壤中的人工水平接地體宜采用扁鋼或圓鋼，圓鋼直徑不應小于10mm，扁鋼截面不應小于100mm2，其厚度不應小于4mm；角鋼厚度不應小于4mm；鋼管壁厚不應小于3.5mm。在腐蝕性較強的土壤中，應采取熱鍍鋅等防腐措施或加大截面。第20頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

建筑幕墻在通常的情況下可以不用單獨設計防雷接地裝置，而是通過與土建的防雷接地裝置共用，這種情況下，建筑幕墻避雷體系必須上下連通，依靠主體避雷體系進行防雷布置。布置時，建筑幕墻自身防雷系統(tǒng)要與土建防雷系統(tǒng)中的土建避雷主筋可靠連接,所有的引下線均應連到均壓環(huán)上。幕墻的主梁通過予埋件及避雷均壓環(huán)和避雷引出線與土建主體避雷主筋相連焊接牢固，焊縫搭接長度不小于100mm。

第21頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

第22頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

建筑幕墻所有龍骨安裝完畢后，必須用電阻表進行檢測，檢測所有引下線接地電阻值應符合設計要求。通常情況下，對于第二類或第三類防雷的建筑物所有引下線接地電阻值≤10Ω；對于第一類防雷的建筑物所有引下線接地電阻值≤5Ω。第23頁,共33頁，2024年2月25日，星期天防雷設計的要點第24頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

什么是均壓環(huán)？如何設置。

均壓環(huán)是高層建筑物為防側擊雷而設計的環(huán)繞建筑物周邊的水平避雷帶。在建筑設計中當高度超過滾球半徑時(一類30米，二類45米，三類60米)，每隔6米設一均壓環(huán)。在設計上均壓環(huán)可利用圈梁內兩條主筋焊接成閉合圈，此閉合圈必須與所有的引下線連接。要求每隔6米設一均壓環(huán)，其目的是便于將6米高度內上下兩層的金屬門、窗與均壓環(huán)連接。

第25頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

水平方向連接第26頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

垂直方向連接第27頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

水平與垂直方向連接第28頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

(1)幕墻應形成自身的防雷網(wǎng)，并與主體結構的防雷體系有可靠的連接。幕墻自身的防雷網(wǎng)不宜大于100平方米。

(2)建筑物每隔三層要裝設均壓環(huán)，環(huán)間垂直距離符合要求，均壓環(huán)內的縱向鋼筋必須采用焊接連接并與接地裝置連通。所有引下線、建筑物的金屬結構和金屬設備均應連到環(huán)上。

第29頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

(3)根據(jù)《建筑物防雷設計規(guī)范》，幕墻防側擊措施如下:一類防雷建筑物從30m起每隔不少于6m沿建筑物四周設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。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。

(4)對設有許多較重要的敏感電子系統(tǒng)，如通信設備、電子計算機、電子控制系統(tǒng)等現(xiàn)代化設備的建筑物，為了增加屏蔽作用，可將防側擊雷和等電位措施從地面首層做起，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。

第30頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

(5)幕墻防側雷做法:幕墻位于均壓環(huán)處的預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。

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

第31頁,共33頁，2024年2月25日，星期天

(7)建筑幕墻位于女兒