浅谈雷电对玻璃幕墙的危害及其建筑防雷设计

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1、浅谈雷电对玻璃幕墙的危害及其建筑防雷设计王路亚江丙省气象局雷电中心江丙南昌330046玻璃幕墙也成为现代建筑派的主要表现特征，在新世纪的现代化城市建筑中只有重要的地位，在城市中高档建筑装饰工程中被广泛的应用。玻璃幕墙属于脆性材料，一般在建筑中大面积采用，有的甚至整个建筑物外墙均采用玻璃幕墙，如遭遇雷击，玻璃破裂形成碎片会造成严重的安全隐患。玻璃幕墙一般应用在人群密集的、大型的公共建筑和重要的高层、超高层建筑的外墙上，防雷设计应是项目的工作重点。关键词：玻璃幕墙；建筑物；防雷设计0引言雷电是天空云层中一种自然的放电现象，雷电流是一种强度极大，作用时间极短的瞬变过程。雷电击

2、中建筑物时，通常会产生电效应、热效应和机械力。雷电流在瞬间释放出的巨大能量，会把被击中金属熔化，使物体水份受热膨胀，产生强大的机械力，或者分解成氢气和氧气，产生爆炸，使建筑物遭到破坏，甚至雷电的高温引起建筑物燃烧构成火灾和引起触电。高层或超高层建筑玻璃幕墙使地表的电场分布发牛.了严重的畸变，其电场强度比一般建筑物大得多，容易构成雷电发展条件，加上离放电云层近，所以易遭受雷击。1雷电对玻璃幕墙的危害高层建筑玻璃幕墙围护高层建筑物后，建筑物防雷装置由于玻璃幕墙的屏蔽效应，不能直接起到接闪和防雷作用，闪电对建筑的雷击往往变成闪电对玻璃幕墙的雷击。同时高层建筑玻璃幕墙的金属材质

3、由于雷电的效应，将会产生静电感应作用，当天空雷云和大地形成电场时，幕墙的金属体就会积聚与雷云极性相反的大量感应电荷，当雷云瞬间放电后，云与大地的电场忽然消失，这时幕墙的金属体感应电荷不能以相应的速度流散，将会产生高达万伏以上的对地电位，这就是静电感应电压，对人和设备产生危害。2高层建筑玻璃幕墙设置防雷系统基本原理一般来说雷电对建筑物的破坏形式冇四类:直击雷、侧击雷、雷击电磁脉冲、雷电波侵入。高层建筑玻璃幕墙主要预防直击雷、侧击雷、雷击电磁脉冲三类。2.1防直击雷通常建筑物的防直击雷装置有三部分：接闪器（如避雷针、避雷网及避雷带等）、引下线和接地装置。在高层建筑玻璃幕墙的

4、防雷施工中，应充分利用建筑物的这些装置。根据国家奋关规范规定，高层建筑玻璃幕墙防直击雷是利用玻璃幕墙顶部女儿墙的盖板、立柱、横梁与建筑物防雷系统构成可靠连接，把建筑幕墙获得的巨大电能量，通过建筑物的防雷系统，迅速地输送到地下，使艽两部分成为一个防雷整体，共冋起到保护高层建筑玻璃幕墙和建筑物免遭雷电破坏的作用。2.2防侧击雷高层建筑幕玻璃墙顶部的接闪器，不能防止电流的侧面横向发展绕击作用。目前防止侧击雷的常见做法是：在30m以上的高层建筑玻璃幕墙部位，每三层设置一圈均压环，并与建筑物的防雷系统及玻璃幕墙自身的防雷体系可靠连接。同吋，每幅幕墙接通数量不得小于2个。防雷区域内

5、均压环及每幅幕墙防侧击雷网格应符合表1规定，均压环除了冇通过玻璃幕墙受侧击雷电流外，还冇等电位及分流作用。2.3防雷击电磁脉冲雷击电磁脉冲是一种干扰源，高层建筑物防雷击电磁脉冲利用玻璃幕墙的铝合金立柱和横梁作为建筑物的人空间屏蔽，在玻璃幕墙防雷网格区域内，冇防雷要求的上下立柱应连贯导通，在其断开处，用铝合金板进行跨接；横梁与立柱用铝合金角码进行跨接。3玻璃幕墙防雷设汁的具体做法玻璃幕墙防雷做法在图集中比较模糊，难以作为施工依据指导施工，给设计与施工人员对幕墙的防雷做法带来一定的困惑，而雷击破坏建筑物及苏内部电气设备的事件时有发生，特别是高层建筑玻璃幕墙，在雷雨天，由于高

6、层建筑的基础电阻小和近百米高的玻璃幕墙，这些使地表的电场分布发生严重的畸变，苏电场强度比一般建筑物大得多，更易受到雷击。3.1明确雷电产生条件及危害在雷雨天天空的雷云与地面上的物体各带不同的电荷，当电荷积累到一定的程度，就会产生电场畸变而发生雷击。当地面上某处没有足够强大的上行先导吋，雷电是不会打到该处的。而高层建筑的基础电阻很小，又冇近百米高的玻璃幕墙,这些使地表的电场分布发生严重的畸变，其电场强度比一般建筑物大得多，加上离放电云层近，其瞬间发生的上行先导容易与下行先导会合，容易遭受雷击。雷击是严重的自然灾害之一，当雷电击中建筑物吋，由于雷电是具冇高电压、大电流，作用

7、时间极短的瞬变过程，通常在瞬间释放出巨大的能量，把被击中金属熔化，使物体水份受热膨胀，产生强大的机械力，或分解成氢气和氧气，产生爆炸，使建筑物遭到破坏。雷击产生的高温引起建筑物燃烧构成火灾和产生高压引起触电。高层建筑安装玻璃幕墙后，玻璃幕墙对高层建筑防雷装置形成屏蔽效应，难以防范直接雷击，从而产生雷电对玻璃幕墙的雷击。强大的闪电产生静电场、电磁场和电磁辐射，使高层建筑玻璃幕墙的金属材料产生静电感应作用，在幕墙的金属体聚积与雷云极性相反的大量感应电荷，当雷云瞬间放电后，云与大地的电场突然消失，由于幕墙的金属体感应电荷无法以相同速度消散，将产