幕墙防雷构造设计

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1、防雷构造设计《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003规定：“玻璃幕墙的防雷设计应符合国家现行标准《建筑防雷设计规范》GB50057和《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16的有关规定。幕墙的金属框架应与主体结构的防雷体系可靠连接，连接部位应清除非导电保护层。”《金属与石材幕墙工程技术规范》防雷问题专题审查会纪要将送审稿中“防雷体系”（JGJ102-96第4.4.7条“……玻璃幕墙应形成自身的防雷体系……”中的“防雷体系”）改为防雷装置。取消关于接地电阻的要求。玻璃幕墙是附属于主体建筑的围护结构，幕墙的金属框架一般不单独作雷接地，而是利用主体结构的防雷体系，与建筑本身的防雷

2、设计相结合，因此要求应与主体结构的防雷体系可靠连接，并保持导电通畅。1.高层建筑金属幕墙防雷设计原理大气的流通形成了雷云，随着雷云下部的负电荷积累，其电场强度的增加到极限值，于是开始向下梯级放电，称为下行先导放电。在电气—几何模型中，雷先导的发展起初是不确定的，直至先导头部电压足以击穿它与地面目标间的间隙时，也即先导与地面目标的距离等于击距时，才受到地面影响而开始定向，在被保护的建筑物上安装接闪器，就是使它产生最强的先导和雷先导会合，从而防止建筑物受到雷击。《建筑物防雷设计规范》（GB50057）所提出的接闪器保护范围是以滚球法为基础的，所谓滚球法是以hr为半径的一球体沿需要

3、防直接雷的部位滚动，当球体只触及接闪器（包括被利用作为接闪器的金属物）或只接触及接闪器和地面（包括与大地接触并能承受雷击的金属物）而不触及需要保护的部位时，则该部位就得到接闪器的保护。用许多防雷导体（通常是垂直和水平导体）以下列方法盖住需要防雷的空间，即用一给定半径的球体滚过上述防雷导体时不会接触要防雷的空间。它是基于以下雷闪数学模型（电气—几何模型）：hr=2I+30（1-e–1/6.8）(3-6)或简化为hr≈9.4×I2/3与相对应的电流I=(hr/9.4)1.5(3-7)当hr=30m时I=5.7kA当hr=45m时I=10.5kA当hr=60m时I=16.1kA当雷

4、电流小于上述数值时，雷闪有可能穿过接闪器击于被保护物上，而等于和大于上述数值时雷闪将击于接闪器上。高层建筑物的接闪器和一般建筑相比，由于建筑物高，闪击距离因而增大，闪接器的保护范围也相应增大，但如果建筑物的高度比设防的接闪距离hr还要大时，对于某个雷先导，建筑物的接闪器可能处于它的闪接距离之外，而建筑物侧面的某处可能处于该先导的闪接距离之内，可能受到雷击，例如150m高的建筑物，取其高度为滚球半径（hr=150m），其相对应的雷电流为（150/9.4）1.5=63.75kA，也就是说，在距离建筑物屋顶周边150m的范围内大于（等于）63.75kA的雷电流的雷击，为屋顶周边的接

5、闪器吸引到自己身上使建筑物不受此雷击，但是对于一个较近距离(例如相当于hr=45m)的10.5kA的雷先导，接闪器不能把它吸引过来，在幕墙+45m~+150m范围内幕墙的金属杆件，由于雷先导已进入到对它的闪击距离之内，于是受到雷击。而当在45m之内有一个小于10.5kA的雷先导可能使+45m以下金属杆件受雷击。侧击雷具有短的吸引半径(即小的滚球半径)其相应的雷电流也是小的，高层建筑的结构通常能耐受这类小雷击电流的侧击，参见图3-13。图3-132.高层建筑防雷类别和不设防判定按《建筑物防雷设计规范》（GB50057）第2.0.3条和第2.0.4条确定该高层建筑物是第二类或第三

6、类防雷建筑物或者不需要考虑防雷。(1)国家级重点文物保护的建筑物；国家级会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站、国宾馆、国家级档案馆；大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物；国家级计算中心、国家级通讯枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电子设备的建筑物属于第二类的防雷建筑物。(2)部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物，当其预计雷击次数大于0.06次/a时属于第二类防雷建筑物；当其预计雷击次数小于0.06次/a但大于或等于0.012次/a时属于第三类防雷建筑物；该类防雷建筑物的预计雷击次数小于0.012次/a时可不考虑防雷。(3)住宅、办公楼等一般

7、性民用建筑物，当其预计雷击次数小于或等于0.3次/a时属于第二类防雷建筑物；当其预计雷击次数小于或等于0.3次/a但大于0.06次/a时属于第三类防雷建筑物；该类民用建筑物的预计雷击次数小于0.06次/a时可不考虑防雷。3.防侧击和等电位连接高层建筑物必然是钢筋混凝土结构(钢结构)的建筑物，应充分利用其金属物做防雷装置的一部分，将其金属物尽可能连成一整体。《建筑物防雷设计规范》对第二、三类防雷建筑物没有要求要专设均压环，因为高层建筑物均为钢筋混凝土和钢构架建筑物，而且钢筋混凝土为现浇，钢筋已通过绑扎连通