基于滚球法的高层建筑物防侧击雷探讨.pdf

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1、精密制造与自动化2012年第2期基于滚球法的高层建筑物防侧击雷探讨张季萌赵丹丹(河南工业职业技术学院河南南阳473009)摘要针对高层建筑防侧击雷，如何实行规范有效、安全可靠、美观节约的防雷击措施提出了看法。根据雷击电气几何模型理论，分析了建筑物遭遇侧击雷的可能性。随着城市的发展，高层建筑的数量越来越多，高度也在不断地增加，建筑物外墙的装饰以及外墙附属设施也越来越复杂。因此必须采取有效的预防措施防止高层建筑遭遇侧击雷，以保证建筑设备及人身的安全。关键词滚球法高层建筑外墙装饰和附属设施防侧击雷雷电是自然界中大气放电现象。当建筑物和电避雷针、避雷带(网)最好设置在被保护物闪力系统内的电气设备遭

2、受直(侧)击雷或感应雷击击概率较高的各个部位。时，其放电电压可达数百万伏至数千万伏，放电电滚球法是设立以h，为半径的一个假想球体，沿流高达几十至几百千安，远远大于供电系统的正常需要防雷击的部位进行滚动，当球体只能触及接闪值，其破坏性极大。雷电可造成人畜伤亡、建筑物器(包括被用作为接闪器的金属物)，或只触及接闪炸毁或燃烧、电气设备损坏等严重事故。雷电灾害器和地面(包括与大地接触并能承受雷击的金属物)，而已被联合国列为“最严重的十种自然灾害之一”。不触及需要保护建筑物的部位时，建筑物各部位就得到接闪器保护，如图1所示。图中J[)、C、点应1雷击电气几何模型与滚球法该设置接闪器保护，接闪器可以进

3、行单独布置或任莫斯科奥斯坦金诺广播电视塔，高540m。有意细合。人曾在20世纪70年代作过统计，它在4年半的时间里遭到了143次雷击，雷电经常打在莫斯科电视滚塔中间的位置。这一现象引起了防雷学术界的关注，雷击电气几何模型的理论由此诞生。以雷击电气几何模型进行判断，高层建筑可能会遭遇侧击雷，越高的建筑物遭到侧击的几率越大。图1滚球法对建筑物易受雷击部位确定示意图直击雷包括直面雷击和侧击，直面雷击就是建筑物楼顶直接遭受雷击，侧击雷则是从建筑物的侧面打来的。滚球半径h就是地面目标的雷击距离，根据建因为一般建筑物比较高，楼顶避雷带并不能完全保护住筑物防雷级别不同，滚球半径亦不同，见表1。楼体，所以

4、就需要对建筑物遭遇侧面雷击加设保护措施。滚球法是以雷电闪击距离为理论基础，用来确表1建筑物防雷滚球半径选择表定避雷针、避雷带(网)保护范围的一种方法。当建筑物防雷类别滚球半径h,．／m雷击先导到达接闪器放电距离以前，其闪击点有一一类防雷建筑物30定的选择范围，被保护建筑上的接闪器就会有相连二类防雷建筑物45通的若干上行先导，最后在最容易击穿的路径上形三类防雷建筑物60成主放电。击距与先导头部的电荷量有关，先导头部的电荷量又决定了随后出现的雷电主放电电流幅2Ol0年《建筑物防雷设计规范》报批稿值，击距与雷电流幅值关系：中，4．2．4第七条规定：当建筑物高于30m时，尚R=10I。·(1)应采

5、取以下预防侧击雷的措施：式(1)中，R为闪击距离，m；I为雷电流幅值，kA。1)从30m起，每隔不大于6m沿建筑物四周59精密制造与自动化设水平接闪器并与引下线相连；外墙保温材料主要分为无机和有机两大类。根2)30m及以上外墙上的栏杆、门窗及较大的金据保温材料的燃烧性能，可将保温材料分为Bl(不属物与防雷装置连接。燃)、B2(难燃)、B3(易燃)三个等级。而有机保随着城市的发展，高层建筑的数量越来越多，高温材料本身就易燃，这样就需要在材料叶l添加一定度也在增加，建筑物外墙附属设施以及外墙装饰也量的阻燃剂，使其阻燃性能达标。按规定，外墙保越来越复杂，高层建筑预防侧击雷关乎大楼设备及温材料的燃

6、烧性能至少要达到B2级。人身安全，预防侧击雷要做到规范有效、安全可靠2．2玻璃幕墙的外墙面装饰又美观节约。有些大楼的外墙面装饰采用部分或全玻璃幕墙面进行装饰，其对侧击雷的防御措施，关键是玻璃幕2高层建筑物外墙装饰防侧击雷墙上的金属构架。在金属构架的安装过程中，构架2．1有保温层的外墙和构架间一定要有金属片跨接，达到町靠的电连据网络媒体报道：2010年4月某日凌晨的黄浦接，让整个构架形成一个完整的电气连接体，将玻江畔电闪雷鸣，有目击者见到东方明珠顶部突然燃璃幕墙上的金属构架与大楼主体防雷的预坤什I靠烧起火。事后专家分析：“这次雷打在了天线外面的连接，二者间保证要有良好的接触面和足够的蝶柃玻璃

7、钢罩上，_占穿后点燃了保温层的非阻燃材料。”固定点(一般应不少于2个)。存人楼主体的施工过建筑物外墙防侧击应从两方面入手：程中，预埋时要将预埋钢板可靠地与每层的均压环(1)严格按照《建筑物防雷设计规范》，从30rn进行焊接。焊接长度要符合避雷接地的规范要起每隔不大于6m，沿建筑物四周设水平接闪器并与求，并与该层的全部防雷引下线焊接。构架与倾引下线相连；30m及以上外墙上的栏杆、门窗及较件连接时，必须对接触面进行绝缘层处理