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摘要：从系统设计、材料使用、安全方面对超高层的幕墙防雷设计提出一些观点.
关键词：超高层幕墙 防雷 接闪器 引下线
Abstract: from the system design, material use, security of curtain wall design of super-high lightning protection this paper puts forward some opinions.
Keywords: tall wall by lightning protection shows lead referrals
中图分类号：TU895 文献标识码：A 文章编号：
随着建筑业的不断发展，幕墙作为一种新型建筑物外围护结构因其本身美观，轻质,不易污染等优点大量应用于各类建筑中,在现今世界各国的摩天大楼竞赛中幕墙更是必不可少,由于这些超高层建筑极易遭受雷击,并且雷击对建筑物或电气设备的损害极大.那么幕墙的防雷设计就对超高层建筑的安全性起着至关重要的作用.
1建筑幕墙受雷击的类型
防直击雷和侧击雷,针对高层建筑物,绝大部分的直击雷会集中顶部的接闪器。而在高层幕墙顶层四周的金属幕墙、金属天沟以及建筑物的外转角和顶部突出位置也极易遭受雷击,幕墙的防侧击雷防的是闪电电流的侧向绕击.这种电击的几率很小，但是它对幕墙本身以及建筑物的危害最大,均压环是高层建筑物为防止侧击雷而设计的环绕建筑物周边的水平避雷带,在建筑设计中当高层超过滚球半径时,每隔6米设均压环.均压环可利用圈梁内两条主筋焊接成闭合圈，此闭合圈必须与所有的引下线连接.
防间接雷,雷电放电时在附近导体上产生的静电感应和电磁感应,它可能使金属部件之间产生火花.静电感应是由于雷云的作用,使附近导体上感应出与雷云符号相反的电荷,雷云主放电时先导通道中的电荷迅速中和,在导体上的感应电荷得到释放,如果不就近泄入大地中就会产生很高的电位.幕墙的金属构件较多,能够积累大量电荷.当建筑物受到电击时,强大的电流通过金属构件时,由于作用时间极短，电位差可达到万伏以上,它可能使金属部件之间产生火花,引起火灾.
2建筑物防雷分类及基本防雷要求
《建筑物防雷规范》GB50057,建筑物的防雷分为一类防雷建筑物、二类防雷建筑物、三类防雷建筑物,具体要求如下.
3建筑物的防雷装置
建筑幕墙的防雷装置主要包括三部分：接闪器、引下线、接地装置、过电后保护器及其它连接导体的总和
接闪器,接闪器是直接接受雷击的避雷针,避雷带避雷网以及用作接闪的金属面和金属构件等.它由下列的一种或多种组成：独立避雷针,架空避雷线或架空避雷网；直接装设在建筑物上的避雷针，避雷带或避雷网.引下线,引下线是连接接闪器与接地装置的金属导体.接地装置,接地装置是接地体和接地线的总合，接地体是埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体.接地线是从引下线断接卡或换线处至接地体的连接导体.过电后保护,过电后保护是用来限制存在于某两物体之间的冲击过电压的一种设备.如放电间隙,避雷器和半导体器具.
4超高层幕墙防雷措施
超高层建筑防雷网格,超高层建筑可以将防雷网格的在高度上分区考虑,根据规范要求越高的地方防雷网格越密集.较低层可以采用每3层设均压环,较高层可采用每层设均压环.均压环的合理设置能减少建筑物本身遭受雷击的几率；幕墙与建筑防雷钢筋的连接：幕墙与主体结构的连接点分布在建筑的均压环上，均压环可用直径12mm 镀锌钢筋焊接而成，连接点在垂直方向和水平方向形成防雷网格，网格的尺寸需要满足建筑物防雷等级的基本要求；幕墙系统与建筑防雷钢筋的连接主要通过预埋系统与主体避雷筋连接，预埋系统与主体钢筋连接应将每块锚板与主体结构伸出的避雷筋连接，也可以先将每块锚板串联起来,再相隔一定距离与主体结构钢筋连接,每根钢筋的冲击接地电阻不应大于10Ω.预埋件及避雷均压环和避雷引出线与土建主体避雷主筋相连焊接牢固，焊缝搭接长度不小于200mm.总之预埋件与主体结构之间必须连接成电气通路.
幕墙本身连接,框架幕墙系统：在建筑物避雷网格范围内,均压环所在层,框架幕墙竖向主龙骨在伸缩缝的连接处采需要用采用柔性导线上、下连通,铜质导线截面积不宜小于25mm2,铝质导线截面积不宜小于30mm2制成的可伸缩的避雷连通导线并上下相连接.设置均压环的楼层所有竖向主龙骨与横向龙骨的连接处,通过铝质截面积不宜小于30mm2铝角码两端各用两个至少M8 不锈钢对穿螺栓进行压接,并加不锈钢平垫和弹簧垫.单元幕墙系统：单元幕墙的防雷设计比框架系统稍微复杂一些.由于单元幕墙每个板块相对独立,而且单元幕墙上的构件比较多,需要把每一个单元板块本身做成一个连通的电气电路.
普通单元层间相邻板块之间用40*2铝单板连接相邻单元公母竖框.在连接均压环所在层的单元板块需要在所有横竖框连接处通过铝质截面积不宜小于30mm2铝角码连接确保整个单元内部形成一个电器通路.具有断热型材的单元幕墙内部连接需考虑断热条内外侧型材的连通性,可采用40*2铝单板连接内外型材,每根单元框不少于两处.
5建筑幕墙防雷注意事项
不同金属材料接触，要做防电化腐蚀处理.幕墙规范硬性规定了一定要在钢铝材料间加隔离垫片.这样如果铝件遭受雷击,雷电流难以通过钢件传到主体结构,对建筑有严重的威胁.建议钢与铝连接时钢要镀锡，铝采用阳极氧化；或在钢、铝之间加不锈钢垫片. 30m以下特别是独立裙房幕墙部分,每隔18m 与建筑物防雷系统的引下线接地,每块幕墙板块接通数量不得少于2处,以防止雷电感应对人和设备造成的危害.建筑物上存在的伸缩缝和沉降缝的,两部分建筑应构成统一的防雷系统,在伸缩缝和沉降缝之间必须进行防雷连接的跨越处理,处理方法最好用软质管线或软质金属片連接断开的防雷装置.
建筑幕墙所有龙骨安装完毕后必须用电阻表进行检测，检测所有引下线接地电阻值应符合避雷规范要求.通常情况下对于第一类或第二类防雷的建筑物所有引下线接地电阻值≤10Ω采用防止产生静电措施来防止静电产生.防止其他物体与幕墙紧密接触,如窗帘与幕墙间保持一定距离,不使两者接触；擦幕墙时与玻璃接触的清洗材料选用不易起电的材料并降低磨擦速度,选择电阻率在109Ω /cm 以下的材料就可以减少带电现象.
6结语
随着幕墙在超高层建筑的应用,超高层幕墙防雷的设计与普通的建筑防雷不同.设计时必须考虑到幕墙本身的特点.全面考虑连通、布线、材料应用各种因素，才能使设计更加完善,使超高层建筑更加安全、可靠.
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)
[2]林维勇 高层建筑物防雷 《建筑电气》1997年04期
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：超高层幕墙 防雷 接闪器 引下线
Abstract: from the system design, material use, security of curtain wall design of super-high lightning protection this paper puts forward some opinions.
Keywords: tall wall by lightning protection shows lead referrals
中图分类号：TU895 文献标识码：A 文章编号：
随着建筑业的不断发展，幕墙作为一种新型建筑物外围护结构因其本身美观，轻质,不易污染等优点大量应用于各类建筑中,在现今世界各国的摩天大楼竞赛中幕墙更是必不可少,由于这些超高层建筑极易遭受雷击,并且雷击对建筑物或电气设备的损害极大.那么幕墙的防雷设计就对超高层建筑的安全性起着至关重要的作用.
1建筑幕墙受雷击的类型
防直击雷和侧击雷,针对高层建筑物,绝大部分的直击雷会集中顶部的接闪器。而在高层幕墙顶层四周的金属幕墙、金属天沟以及建筑物的外转角和顶部突出位置也极易遭受雷击,幕墙的防侧击雷防的是闪电电流的侧向绕击.这种电击的几率很小，但是它对幕墙本身以及建筑物的危害最大,均压环是高层建筑物为防止侧击雷而设计的环绕建筑物周边的水平避雷带,在建筑设计中当高层超过滚球半径时,每隔6米设均压环.均压环可利用圈梁内两条主筋焊接成闭合圈，此闭合圈必须与所有的引下线连接.
防间接雷,雷电放电时在附近导体上产生的静电感应和电磁感应,它可能使金属部件之间产生火花.静电感应是由于雷云的作用,使附近导体上感应出与雷云符号相反的电荷,雷云主放电时先导通道中的电荷迅速中和,在导体上的感应电荷得到释放,如果不就近泄入大地中就会产生很高的电位.幕墙的金属构件较多,能够积累大量电荷.当建筑物受到电击时,强大的电流通过金属构件时,由于作用时间极短，电位差可达到万伏以上,它可能使金属部件之间产生火花,引起火灾.
2建筑物防雷分类及基本防雷要求
《建筑物防雷规范》GB50057,建筑物的防雷分为一类防雷建筑物、二类防雷建筑物、三类防雷建筑物,具体要求如下.
3建筑物的防雷装置
建筑幕墙的防雷装置主要包括三部分：接闪器、引下线、接地装置、过电后保护器及其它连接导体的总和
接闪器,接闪器是直接接受雷击的避雷针,避雷带避雷网以及用作接闪的金属面和金属构件等.它由下列的一种或多种组成：独立避雷针,架空避雷线或架空避雷网；直接装设在建筑物上的避雷针，避雷带或避雷网.引下线,引下线是连接接闪器与接地装置的金属导体.接地装置,接地装置是接地体和接地线的总合，接地体是埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体.接地线是从引下线断接卡或换线处至接地体的连接导体.过电后保护,过电后保护是用来限制存在于某两物体之间的冲击过电压的一种设备.如放电间隙,避雷器和半导体器具.
4超高层幕墙防雷措施
超高层建筑防雷网格,超高层建筑可以将防雷网格的在高度上分区考虑,根据规范要求越高的地方防雷网格越密集.较低层可以采用每3层设均压环,较高层可采用每层设均压环.均压环的合理设置能减少建筑物本身遭受雷击的几率；幕墙与建筑防雷钢筋的连接：幕墙与主体结构的连接点分布在建筑的均压环上，均压环可用直径12mm 镀锌钢筋焊接而成，连接点在垂直方向和水平方向形成防雷网格，网格的尺寸需要满足建筑物防雷等级的基本要求；幕墙系统与建筑防雷钢筋的连接主要通过预埋系统与主体避雷筋连接，预埋系统与主体钢筋连接应将每块锚板与主体结构伸出的避雷筋连接，也可以先将每块锚板串联起来,再相隔一定距离与主体结构钢筋连接,每根钢筋的冲击接地电阻不应大于10Ω.预埋件及避雷均压环和避雷引出线与土建主体避雷主筋相连焊接牢固，焊缝搭接长度不小于200mm.总之预埋件与主体结构之间必须连接成电气通路.
幕墙本身连接,框架幕墙系统：在建筑物避雷网格范围内,均压环所在层,框架幕墙竖向主龙骨在伸缩缝的连接处采需要用采用柔性导线上、下连通,铜质导线截面积不宜小于25mm2,铝质导线截面积不宜小于30mm2制成的可伸缩的避雷连通导线并上下相连接.设置均压环的楼层所有竖向主龙骨与横向龙骨的连接处,通过铝质截面积不宜小于30mm2铝角码两端各用两个至少M8 不锈钢对穿螺栓进行压接,并加不锈钢平垫和弹簧垫.单元幕墙系统：单元幕墙的防雷设计比框架系统稍微复杂一些.由于单元幕墙每个板块相对独立,而且单元幕墙上的构件比较多,需要把每一个单元板块本身做成一个连通的电气电路.
普通单元层间相邻板块之间用40*2铝单板连接相邻单元公母竖框.在连接均压环所在层的单元板块需要在所有横竖框连接处通过铝质截面积不宜小于30mm2铝角码连接确保整个单元内部形成一个电器通路.具有断热型材的单元幕墙内部连接需考虑断热条内外侧型材的连通性,可采用40*2铝单板连接内外型材,每根单元框不少于两处.
5建筑幕墙防雷注意事项
不同金属材料接触，要做防电化腐蚀处理.幕墙规范硬性规定了一定要在钢铝材料间加隔离垫片.这样如果铝件遭受雷击,雷电流难以通过钢件传到主体结构,对建筑有严重的威胁.建议钢与铝连接时钢要镀锡，铝采用阳极氧化；或在钢、铝之间加不锈钢垫片. 30m以下特别是独立裙房幕墙部分,每隔18m 与建筑物防雷系统的引下线接地,每块幕墙板块接通数量不得少于2处,以防止雷电感应对人和设备造成的危害.建筑物上存在的伸缩缝和沉降缝的,两部分建筑应构成统一的防雷系统,在伸缩缝和沉降缝之间必须进行防雷连接的跨越处理,处理方法最好用软质管线或软质金属片連接断开的防雷装置.
建筑幕墙所有龙骨安装完毕后必须用电阻表进行检测，检测所有引下线接地电阻值应符合避雷规范要求.通常情况下对于第一类或第二类防雷的建筑物所有引下线接地电阻值≤10Ω采用防止产生静电措施来防止静电产生.防止其他物体与幕墙紧密接触,如窗帘与幕墙间保持一定距离,不使两者接触；擦幕墙时与玻璃接触的清洗材料选用不易起电的材料并降低磨擦速度,选择电阻率在109Ω /cm 以下的材料就可以减少带电现象.
6结语
随着幕墙在超高层建筑的应用,超高层幕墙防雷的设计与普通的建筑防雷不同.设计时必须考虑到幕墙本身的特点.全面考虑连通、布线、材料应用各种因素，才能使设计更加完善,使超高层建筑更加安全、可靠.
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)
[2]林维勇 高层建筑物防雷 《建筑电气》1997年04期
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。