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摘要：本文阐述了在满足规范的情况下，钢结构厂房利用柱内钢筋作防雷接地引下线，在车间内做等电位接地，效果比较显著，对于不同厂房建筑体系的不同，需根据实际对钢结构厂房进行防雷设计。
关键字：钢结构；接闪器；防雷设计；等电位联结；
中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：
正文：
钢结构厂房的建筑体系
钢结构厂房建筑体系中基础主要分为钢筋混凝土条形基础和钢筋混凝土独立基础两大类，前者应用于地质情况较差的场地，后者则在地质情况较好的场地使用。施工时需预埋地脚螺栓，加垫片后和钢柱相连。
钢结构厂房建筑体系均采用预制构件，不允许现场焊接、钻孔。主结构钢架（梁、柱）为焊接型钢或热轧型钢，以充分发挥高强度钢材的力学性能。次结构构件（檩条：包括横向与纵向）为高强度的、均为防腐处理后的冷弯薄壁C型或Z型钢，以Q235和Q345钢为常见，均采用螺栓与主结构钢架相连接。
钢结构厂房建筑体系（墙体、屋顶）中分为压型彩钢板体系和夹芯彩钢板体系，一般均采用自钻螺钉和檩条（沿墙檩条或屋面檩条）连接。1）压型彩钢板是以镀锌钢板或彩色涂层钢板为基础材料，其围护板材经辊压冷弯折制成型，它的保温及隔热层为离心超细玻璃丝棉卷毡，根据规范的不同要求，可以设置不同的厚度。此种板材可现场制作或为工厂预制成型，现场制作有利于解决大范围内面板搭接易于出现的接缝不严的情况，工厂成型制作避免了现场操作的不确定因素，另外，现场需复合使整个大面积的屋面系统（或墙面系统）成为一个整体，更加坚固、防漏、易排水、保温，而且建筑外形更加美观、统一、协调。2）夹芯板是将彩色涂层钢板面板及底板与保温芯材通过粘接剂（或发泡）复合而成的保温复合围护板材，按保温芯材的不同可分为聚苯乙烯夹芯板、硬质聚氨脂夹芯板、岩棉夹芯板。夹芯板一般为工厂预制，大多不宜现场生产。围护系统连接方式一般为搭接连接或者咬合连接为主。
一般而言，墙体的做法先是砌1.2m高、厚0.24m（严寒地区厚度为0.37m）的加气混凝土砌块或者砖墙，其上采用压型彩钢板体系或者夹芯板体系。
钢结构厂房建筑体系防雷在规范中的分类
根据《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）第3章节的规定：建筑物应根据建筑物重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为三类。
第一类防雷建筑物，即：凡制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物，因电火花而引起爆炸、爆轰，会造成巨大破坏和人身伤亡者；具有 0区或 20区爆炸危险场所的建筑物； 具有 1区或 21区爆炸危险场所的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者等，满足上述情况之一者均可视为第一类防雷建筑物。
第二类防雷建筑物，即：國家级重点文物保护的建筑物；国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站和飞机场、国宾馆，国家级档案馆、大型城市的重要给水泵房等特别重要的建筑物（注：飞机场不含停放飞机的露天场所和跑道）；国家级计算中心、国际通信枢纽等对国民经济有重要意义的建筑物；国家特级和甲级大型体育馆；制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者；具有 1区或 21区爆炸危险场所的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者；具有 2区或 22区爆炸危险场所的建筑物；有爆炸危险的露天钢质封闭气罐；预计雷击次数大于 0.05次/a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所；预计雷击次数大于 0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。满足上述情况之一者均可视为第二类防雷建筑物。
3）第三类防雷建筑物，即：省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆；预计雷击次数大于或等于 0.01次/a，且小于或等于 0.05次/a 的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物，以及火灾危险场所；预计雷击次数大于或等于 0.05次/a，且小于或等于 0.25次/a 的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物；在平均雷暴日大于 15d/a的地区，高度在 15 m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物；在平均雷暴日小于或等于 15 d/a的地区，高度在20m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物等。满足上述情况之一者均可视为第三类防雷建筑物。
钢结构厂房建筑体系中的防雷和接地处理
根据现行《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）规范的规定，防雷和接地的处理可以分为三个方面：接闪器、引下线、接地装置。接闪器位于主体建筑物的最顶部，即：整体建筑标高最高处。如果主钢架、次结构围护系统在施工的过程中已经做了比较可靠的连接，形成持久的电气回路，就可以将钢柱按跨度作为下引线。接地装置在现行设计中，一般将基础钢筋作为自然接地体，用40 mm×4 mm的镀锌扁钢将其连通，并施行总等电位联结。
首先，根据钢结构厂房建筑体系的特点，在此类建筑物上高大沉重的避雷针不适合安装，而《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）给出了金属屋面作为建筑物（第一类防雷建筑物除外）防雷接闪器的四个要求。
从结构专业层面来看，钢结构厂房屋面板的厚度选择一般考虑三个因素：第一是雪荷载；第二是风荷载；第三是檩距。由此可知，在不同的地域可能所选的屋面板厚度就不会相同，电气设计人员需要和结构专业及时沟通，考核其他条件之前屋面板材的厚度满足规范的要求。就一般而言，檩距大多控制在1.5m左右时，屋面外层板的厚度一般为0.6mm，内层板厚度一般为0.5mm或0.42mm，都满足规范规定的厚度要求。若厚度不满足要求则应该参考国家标准图集《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》（01J925-1）增做避雷带，其中压型钢板屋面避雷带的细部做法详见第48页，夹芯板屋面避雷带的细部做法详见第66页。避雷带网格大小应该按规范的要求和各类建筑物的防雷类别严格对应，施工图纸应当按规范划分的标准准确标注。
其次，关于引下线的问题，相对于这一点，《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）第4.2.3条已经作了规定。当然，规范对各类防雷建筑物的引下线间距做了要求，不过在钢结构施工时，只要所有的钢柱和接闪器、接地装置做了可靠连接，并形成回路，那么它们都是引下线，实际效果远远超过了规范的标准。
第三，接地装置的做法，在设计中应当注意，在室外合适位置预留接地连接板，做法可以参考国家标准图集《接地装置安装》(03D501-4)。这样，当接地电阻值达不到要求时，施工单位可以方便地连接测试接地电阻值和人工接地体，这一点应当在设计图纸中有所体现。
前面已经叙述，钢结构厂房建筑体系在基础施工时需预埋地脚螺栓，加垫片后才能和钢柱相连。但预埋的地脚螺栓本身和基础钢筋是没有电气连接的。所以，土建施工时可用不小于φ10钢筋或圆钢将地脚螺栓和基础钢筋满焊焊牢，具体做法参见国家标准图集《利用建筑物金属体做防雷及接地装置安装》（03D501-3）第17页。由此，从接闪器到引下线，再到接地装置，雷电流才具备完整的泄放通道。这样做还不是很充足，还应该用基础钢筋和短钢筋可靠焊接，并引出至基础外部，供联结接地环网使用，才有利于降低自然接地体的接地电阻值和实施有效的等电位联结。
除等电位接地环网沿建筑物外围敷设一周之外，在建筑物内还应该按跨度设置均压网格，不但降低跨步电压，而且可以保护人身安全，并有效的利用工业厂房生产设备就地实施等电位联结，缩短等电位联结线的长度。
结语
钢结构厂房建筑系统中，安装防雷避雷装置应以系统方法为主要指导思想，尤其要考虑现代建筑物防雷的整体性要求，注重结构性、才层次性和目的性的原则，依据防雷的规范做好各项防雷、避雷要素的配合，才能取得预期的效果。
参考文献：
[1] 《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）
[2] 张静，薛汝霞.钢结构厂房防雷接地设计
[3] 汪华.轻钢结构建筑物防雷接地设计.包钢科技.2006.12.第6期第31卷
关键字：钢结构；接闪器；防雷设计；等电位联结；
中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：
正文：
钢结构厂房的建筑体系
钢结构厂房建筑体系中基础主要分为钢筋混凝土条形基础和钢筋混凝土独立基础两大类，前者应用于地质情况较差的场地，后者则在地质情况较好的场地使用。施工时需预埋地脚螺栓，加垫片后和钢柱相连。
钢结构厂房建筑体系均采用预制构件，不允许现场焊接、钻孔。主结构钢架（梁、柱）为焊接型钢或热轧型钢，以充分发挥高强度钢材的力学性能。次结构构件（檩条：包括横向与纵向）为高强度的、均为防腐处理后的冷弯薄壁C型或Z型钢，以Q235和Q345钢为常见，均采用螺栓与主结构钢架相连接。
钢结构厂房建筑体系（墙体、屋顶）中分为压型彩钢板体系和夹芯彩钢板体系，一般均采用自钻螺钉和檩条（沿墙檩条或屋面檩条）连接。1）压型彩钢板是以镀锌钢板或彩色涂层钢板为基础材料，其围护板材经辊压冷弯折制成型，它的保温及隔热层为离心超细玻璃丝棉卷毡，根据规范的不同要求，可以设置不同的厚度。此种板材可现场制作或为工厂预制成型，现场制作有利于解决大范围内面板搭接易于出现的接缝不严的情况，工厂成型制作避免了现场操作的不确定因素，另外，现场需复合使整个大面积的屋面系统（或墙面系统）成为一个整体，更加坚固、防漏、易排水、保温，而且建筑外形更加美观、统一、协调。2）夹芯板是将彩色涂层钢板面板及底板与保温芯材通过粘接剂（或发泡）复合而成的保温复合围护板材，按保温芯材的不同可分为聚苯乙烯夹芯板、硬质聚氨脂夹芯板、岩棉夹芯板。夹芯板一般为工厂预制，大多不宜现场生产。围护系统连接方式一般为搭接连接或者咬合连接为主。
一般而言，墙体的做法先是砌1.2m高、厚0.24m（严寒地区厚度为0.37m）的加气混凝土砌块或者砖墙，其上采用压型彩钢板体系或者夹芯板体系。
钢结构厂房建筑体系防雷在规范中的分类
根据《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）第3章节的规定：建筑物应根据建筑物重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为三类。
第一类防雷建筑物，即：凡制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物，因电火花而引起爆炸、爆轰，会造成巨大破坏和人身伤亡者；具有 0区或 20区爆炸危险场所的建筑物； 具有 1区或 21区爆炸危险场所的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者等，满足上述情况之一者均可视为第一类防雷建筑物。
第二类防雷建筑物，即：國家级重点文物保护的建筑物；国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站和飞机场、国宾馆，国家级档案馆、大型城市的重要给水泵房等特别重要的建筑物（注：飞机场不含停放飞机的露天场所和跑道）；国家级计算中心、国际通信枢纽等对国民经济有重要意义的建筑物；国家特级和甲级大型体育馆；制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者；具有 1区或 21区爆炸危险场所的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者；具有 2区或 22区爆炸危险场所的建筑物；有爆炸危险的露天钢质封闭气罐；预计雷击次数大于 0.05次/a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所；预计雷击次数大于 0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。满足上述情况之一者均可视为第二类防雷建筑物。
3）第三类防雷建筑物，即：省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆；预计雷击次数大于或等于 0.01次/a，且小于或等于 0.05次/a 的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物，以及火灾危险场所；预计雷击次数大于或等于 0.05次/a，且小于或等于 0.25次/a 的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物；在平均雷暴日大于 15d/a的地区，高度在 15 m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物；在平均雷暴日小于或等于 15 d/a的地区，高度在20m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物等。满足上述情况之一者均可视为第三类防雷建筑物。
钢结构厂房建筑体系中的防雷和接地处理
根据现行《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）规范的规定，防雷和接地的处理可以分为三个方面：接闪器、引下线、接地装置。接闪器位于主体建筑物的最顶部，即：整体建筑标高最高处。如果主钢架、次结构围护系统在施工的过程中已经做了比较可靠的连接，形成持久的电气回路，就可以将钢柱按跨度作为下引线。接地装置在现行设计中，一般将基础钢筋作为自然接地体，用40 mm×4 mm的镀锌扁钢将其连通，并施行总等电位联结。
首先，根据钢结构厂房建筑体系的特点，在此类建筑物上高大沉重的避雷针不适合安装，而《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）给出了金属屋面作为建筑物（第一类防雷建筑物除外）防雷接闪器的四个要求。
从结构专业层面来看，钢结构厂房屋面板的厚度选择一般考虑三个因素：第一是雪荷载；第二是风荷载；第三是檩距。由此可知，在不同的地域可能所选的屋面板厚度就不会相同，电气设计人员需要和结构专业及时沟通，考核其他条件之前屋面板材的厚度满足规范的要求。就一般而言，檩距大多控制在1.5m左右时，屋面外层板的厚度一般为0.6mm，内层板厚度一般为0.5mm或0.42mm，都满足规范规定的厚度要求。若厚度不满足要求则应该参考国家标准图集《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》（01J925-1）增做避雷带，其中压型钢板屋面避雷带的细部做法详见第48页，夹芯板屋面避雷带的细部做法详见第66页。避雷带网格大小应该按规范的要求和各类建筑物的防雷类别严格对应，施工图纸应当按规范划分的标准准确标注。
其次，关于引下线的问题，相对于这一点，《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）第4.2.3条已经作了规定。当然，规范对各类防雷建筑物的引下线间距做了要求，不过在钢结构施工时，只要所有的钢柱和接闪器、接地装置做了可靠连接，并形成回路，那么它们都是引下线，实际效果远远超过了规范的标准。
第三，接地装置的做法，在设计中应当注意，在室外合适位置预留接地连接板，做法可以参考国家标准图集《接地装置安装》(03D501-4)。这样，当接地电阻值达不到要求时，施工单位可以方便地连接测试接地电阻值和人工接地体，这一点应当在设计图纸中有所体现。
前面已经叙述，钢结构厂房建筑体系在基础施工时需预埋地脚螺栓，加垫片后才能和钢柱相连。但预埋的地脚螺栓本身和基础钢筋是没有电气连接的。所以，土建施工时可用不小于φ10钢筋或圆钢将地脚螺栓和基础钢筋满焊焊牢，具体做法参见国家标准图集《利用建筑物金属体做防雷及接地装置安装》（03D501-3）第17页。由此，从接闪器到引下线，再到接地装置，雷电流才具备完整的泄放通道。这样做还不是很充足，还应该用基础钢筋和短钢筋可靠焊接，并引出至基础外部，供联结接地环网使用，才有利于降低自然接地体的接地电阻值和实施有效的等电位联结。
除等电位接地环网沿建筑物外围敷设一周之外，在建筑物内还应该按跨度设置均压网格，不但降低跨步电压，而且可以保护人身安全，并有效的利用工业厂房生产设备就地实施等电位联结，缩短等电位联结线的长度。
结语
钢结构厂房建筑系统中，安装防雷避雷装置应以系统方法为主要指导思想，尤其要考虑现代建筑物防雷的整体性要求，注重结构性、才层次性和目的性的原则，依据防雷的规范做好各项防雷、避雷要素的配合，才能取得预期的效果。
参考文献：
[1] 《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）
[2] 张静，薛汝霞.钢结构厂房防雷接地设计
[3] 汪华.轻钢结构建筑物防雷接地设计.包钢科技.2006.12.第6期第31卷