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摘 要:根据民用建筑防雷系统的基本要素及设计与施工的原则,文章对防雷接地设计与施工实践过程中发现的问题及其解决办法进行了阐述。
关键词:防雷接地;设计;施工;问题
建筑的防雷接地是国家要求强制执行的建筑物保护措施,它关系到建筑物内人身、设备的安全。因此,在民用建筑的设计与施工中,因地制宜的采取防雷措施,防止或减少雷击事故所带来的人身伤亡与财产安全。
1.建筑物防雷接地设计与施工的原则
1.1 可靠性原则
设计雷电防护工程应优先考虑可靠性问题。在工程的设计与施工中不一定要求先进,但一定要用最成熟、可靠的产品和技术。
1.2实用性原则
实用性就是最大限度的满足实际工作要求。配置防雷保护系统是保护的投资,保证设备系统的正确运行。
2.民用建筑防雷接地设计与施工存在的问题
近年来,随着现代建筑的大量涌现,防雷接地工程越来越引起建设各方面的重视,并在一定程度上尽可能的优化防雷设计和施工方案,但仍然存在着诸多问题,主要有以下几个方面:
2.1 防雷针计算问题
目前现行的防雷设计规范有国家强制性规范《建筑物防雷设计规范》(GB50057,2016年版)(以下简称国标)和行业标准《民用建筑电气设計规范》(JGJ/T16-2015)(以下简称行标),由于颁布时间不同,着重点也不同,设计人员在使用规范过程中,应严格执行高等级措施。
规范按防雷要求将建筑物分为三类,对于第二类与第三类除了按照建筑物的重要程度确定外,还要求预计雷击次数,建筑物的年计算雷击系数不仅与建筑物的体积有关,更与当地雷暴日数有关,必须按规范要求进行计算。而许多设计人员仅凭经验来设计,并未进行计算、验算,造成建筑物的防雷设计、施工存在较大的盲目性,使有些工程提高了防雷级别,增加工程造价,而有些工程却未按规范设计、施工,造成错漏,带来很大安全隐患和不应有的损失。
2.2屋面防雷装置
规范对不同类别防雷建筑物屋面避雷网格做了尺寸规定,见表1.在进行防雷设计时应按级别高的等级设防,即避雷网格尺寸应执行《国标》规定。但较多设计与施工人员仍沿用《行标》标准。
2.3 引下线
2.3.1 引下线根数问题
为防雷装置专设引下线,其引下线的数量不应少于2根,间距见表2。引下线的间距执行《国标》标准。
2.3.2 防雷测试点问题
现在防雷测试点的设置方法主要有两种:一是符合12.8.5的规定,即每个引下线均设测试点,不违规,但影响建筑物美观;另一种是仅四角(对长方形建筑而言)设测试点,而中间的引下线未加测试点(但须做引下)。显然后一种方法经济、美观,也不违背规范原则。
2.3.3 防雷引下线引出线和利用钢筋问题
设计中利用建筑物柱内对角主筋作防雷引下线,不仅可以节约钢材,而且比较安全。在施工时,电气人员应配合土建施工按设计要求找出全部钢筋位置,用漆做好标记,保证每层钢筋上、下进行贯通连接,随着钢筋专业逐层串联焊接至顶层。
《行标》第12.8.6条规定:利用建、构筑物钢筋混凝土中的钢筋作为防雷引下线时,要在室外地坪下0.8~1m处焊出一根直径12mm或40mm*4mm镀锌导体,此导体伸向室外距外墙皮宜不小于1m,接地电阻值达不到规定要求时,给补打人工接地体创造条件,同时要求:
(1)钢筋直径为16mm及以上时,应利用两根钢筋(绑扎或焊接)作为一组引下线。
(2)当钢筋直径为10mm及以上时,应利用四根钢筋(绑扎或焊接)作为一组引下线。
2.4 均压环
按《国标》要求,对于高度超过30米的一类、超过45米的二类防雷建筑物外墙的金属栏杆、金属门窗等较大的金属物体,均应与防雷均压环连接。但很多时候设计图纸交代不清(尤其铝合金),甚至根本就没有连接,这给防雷安全留下极大隐患。
2.5 等电位联结
提到等电位联结无非是总等电位联结(简称MEB)、辅助等电位联结(简称SEB)和局部等电位联结(简称LEB)。现行设计规范有设计要求,现行的安装图集有具体的施工做法,但在设计和施工中发现总等电位联结、辅助等电位联结一般能认真执行,而对卫生间局部等电位联结却不够重视。
2.5.1 问题1:局部等电位联结概念的理解偏差
有人总认为,插座有了PE线,就不必再把卫生间插座的PE线与局部等电位连接板相连,这种想法是错误的。做了等电位联结,一旦出现漏电,设备外壳、楼板电位相同,设备漏电时外壳的电压仅仅是等电位联结线在外壳至局部等电位端子箱之间的压降。由于等电位联结线很短,所以电位差近似为零,不会对人产生电击危险。
按等电位理解,只要电位相等,不产生电位差,就不会发生电击事故,作为局部等电位联结是使一定范围内不产生电位差,即使将外界的高电位引入,对人也是安全的。总等电位联结和局部等电位联结并非配电系统内上级和下级配电箱之间的关系,局部等电位联结的作用只是使人体伸臂范围内所接触的电位相等或接近而已,它不需要直接接地。
2.5.2 问题2:局部等电位联结并未进行实质上的连接
在进行住宅卫生间内局部等电位联结时,应将金属给排水管道、金属浴盆、金属采暖管和地面钢筋网通过等电位联结线在局部等电位联结端子板处连接在一起。当墙为混凝土墙时,墙内钢筋网也宜与等电位联结线连通。
但能真正实现局部等电位联结的项目却很少。这主要是因为电气设计的施工图一般以简单的文字来说明要求,没有详图,施工方又懒于查图集,于是施工时,安装工人仅在墙上装局部等电位联结端子板,将地板钢筋抽头与端子板连接,并未实现真正意义上的局部等电位联结。 2.5.3 问题3:局部等电位联结配套设施跟不上
卫生间内的毛巾架、镜前灯、浴缸、金属套管、金属构件等的安装均发生在装修阶段,对这部分器具的局部等电位联结(要求与等电位联结端子板联结)往往也发生在装修阶段。由于户主与装修工人并非专业电气人员,没有专业知识,他们不了解规范,不熟悉施工要求,造成卫生间内局部等电位联结没有完全导通,起不到保护的作用。为此需要开发商在交付房屋时向业主说明,要求业主装修时做好有关设备的联结。
2.6接地装置
2.6.1共用接地电阻值问题
在现代建筑电气设计中,各种接地系统常共用一个接地体。如果这些接地系统中有防雷接地、重复接地、电子设备接地时,其共用接地电阻值不应大于1Ω。但是,很多住宅电气施工图上却表明共用接地电阻是4Ω,忽略了电脑、电视机等大量电子设备的存在,这是违反规范的。其实,共用接地电阻值不大于1Ω的要求在实际操作中較容易做好,只要较多地利用建筑物的基础钢筋作为接地体就可。
2.6.2 接地电阻检测问题
在施工过程中,及时测试接地电阻非常必要和关键。地梁浇砼完毕后应及时从柱内引下线引出测试点进行接地电阻检测,满足要求后才能隐蔽,但实际工程施工时,施工人员往往忽视了这一点。
2.6.3接地装置的名称问题
对于南方地区,土壤的含水率一把较高,通常采用水平式接地母线配合垂直式接地极作为接地装置。水平式的可以利用建筑物的基础地梁钢筋作接地装置,具有经济、美观和有利于雷电散流以及不必维护和寿命长等优点。如果基础地梁不满足规范要求,可以在基础槽外侧(埋深大于0.7米)埋设热镀锌扁钢。当接地电阻值达不到设计要求时,增补打角钢接地极。为了同《建设工程工程量清单计价规范》(GB50500-2008)里的名词相对应,设计图纸上将水平式的接地体称为“接地母线”,垂直式的接地体称为“接地极”。
参考文献
[1]中华人民共和国行业标准,民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-2015).北京:中国计划出版社.
[2]中华人民共和国国家标准,建筑物防雷设计规范(GB50057-2016).北京.中国计划出版社.
[3]文桂萍.漏电电流保护与等电位联结技术【J】.电工技术,2003(11)
(作者单位:镇江市华普建设监理有限责任公司)
关键词:防雷接地;设计;施工;问题
建筑的防雷接地是国家要求强制执行的建筑物保护措施,它关系到建筑物内人身、设备的安全。因此,在民用建筑的设计与施工中,因地制宜的采取防雷措施,防止或减少雷击事故所带来的人身伤亡与财产安全。
1.建筑物防雷接地设计与施工的原则
1.1 可靠性原则
设计雷电防护工程应优先考虑可靠性问题。在工程的设计与施工中不一定要求先进,但一定要用最成熟、可靠的产品和技术。
1.2实用性原则
实用性就是最大限度的满足实际工作要求。配置防雷保护系统是保护的投资,保证设备系统的正确运行。
2.民用建筑防雷接地设计与施工存在的问题
近年来,随着现代建筑的大量涌现,防雷接地工程越来越引起建设各方面的重视,并在一定程度上尽可能的优化防雷设计和施工方案,但仍然存在着诸多问题,主要有以下几个方面:
2.1 防雷针计算问题
目前现行的防雷设计规范有国家强制性规范《建筑物防雷设计规范》(GB50057,2016年版)(以下简称国标)和行业标准《民用建筑电气设計规范》(JGJ/T16-2015)(以下简称行标),由于颁布时间不同,着重点也不同,设计人员在使用规范过程中,应严格执行高等级措施。
规范按防雷要求将建筑物分为三类,对于第二类与第三类除了按照建筑物的重要程度确定外,还要求预计雷击次数,建筑物的年计算雷击系数不仅与建筑物的体积有关,更与当地雷暴日数有关,必须按规范要求进行计算。而许多设计人员仅凭经验来设计,并未进行计算、验算,造成建筑物的防雷设计、施工存在较大的盲目性,使有些工程提高了防雷级别,增加工程造价,而有些工程却未按规范设计、施工,造成错漏,带来很大安全隐患和不应有的损失。
2.2屋面防雷装置
规范对不同类别防雷建筑物屋面避雷网格做了尺寸规定,见表1.在进行防雷设计时应按级别高的等级设防,即避雷网格尺寸应执行《国标》规定。但较多设计与施工人员仍沿用《行标》标准。
2.3 引下线
2.3.1 引下线根数问题
为防雷装置专设引下线,其引下线的数量不应少于2根,间距见表2。引下线的间距执行《国标》标准。
2.3.2 防雷测试点问题
现在防雷测试点的设置方法主要有两种:一是符合12.8.5的规定,即每个引下线均设测试点,不违规,但影响建筑物美观;另一种是仅四角(对长方形建筑而言)设测试点,而中间的引下线未加测试点(但须做引下)。显然后一种方法经济、美观,也不违背规范原则。
2.3.3 防雷引下线引出线和利用钢筋问题
设计中利用建筑物柱内对角主筋作防雷引下线,不仅可以节约钢材,而且比较安全。在施工时,电气人员应配合土建施工按设计要求找出全部钢筋位置,用漆做好标记,保证每层钢筋上、下进行贯通连接,随着钢筋专业逐层串联焊接至顶层。
《行标》第12.8.6条规定:利用建、构筑物钢筋混凝土中的钢筋作为防雷引下线时,要在室外地坪下0.8~1m处焊出一根直径12mm或40mm*4mm镀锌导体,此导体伸向室外距外墙皮宜不小于1m,接地电阻值达不到规定要求时,给补打人工接地体创造条件,同时要求:
(1)钢筋直径为16mm及以上时,应利用两根钢筋(绑扎或焊接)作为一组引下线。
(2)当钢筋直径为10mm及以上时,应利用四根钢筋(绑扎或焊接)作为一组引下线。
2.4 均压环
按《国标》要求,对于高度超过30米的一类、超过45米的二类防雷建筑物外墙的金属栏杆、金属门窗等较大的金属物体,均应与防雷均压环连接。但很多时候设计图纸交代不清(尤其铝合金),甚至根本就没有连接,这给防雷安全留下极大隐患。
2.5 等电位联结
提到等电位联结无非是总等电位联结(简称MEB)、辅助等电位联结(简称SEB)和局部等电位联结(简称LEB)。现行设计规范有设计要求,现行的安装图集有具体的施工做法,但在设计和施工中发现总等电位联结、辅助等电位联结一般能认真执行,而对卫生间局部等电位联结却不够重视。
2.5.1 问题1:局部等电位联结概念的理解偏差
有人总认为,插座有了PE线,就不必再把卫生间插座的PE线与局部等电位连接板相连,这种想法是错误的。做了等电位联结,一旦出现漏电,设备外壳、楼板电位相同,设备漏电时外壳的电压仅仅是等电位联结线在外壳至局部等电位端子箱之间的压降。由于等电位联结线很短,所以电位差近似为零,不会对人产生电击危险。
按等电位理解,只要电位相等,不产生电位差,就不会发生电击事故,作为局部等电位联结是使一定范围内不产生电位差,即使将外界的高电位引入,对人也是安全的。总等电位联结和局部等电位联结并非配电系统内上级和下级配电箱之间的关系,局部等电位联结的作用只是使人体伸臂范围内所接触的电位相等或接近而已,它不需要直接接地。
2.5.2 问题2:局部等电位联结并未进行实质上的连接
在进行住宅卫生间内局部等电位联结时,应将金属给排水管道、金属浴盆、金属采暖管和地面钢筋网通过等电位联结线在局部等电位联结端子板处连接在一起。当墙为混凝土墙时,墙内钢筋网也宜与等电位联结线连通。
但能真正实现局部等电位联结的项目却很少。这主要是因为电气设计的施工图一般以简单的文字来说明要求,没有详图,施工方又懒于查图集,于是施工时,安装工人仅在墙上装局部等电位联结端子板,将地板钢筋抽头与端子板连接,并未实现真正意义上的局部等电位联结。 2.5.3 问题3:局部等电位联结配套设施跟不上
卫生间内的毛巾架、镜前灯、浴缸、金属套管、金属构件等的安装均发生在装修阶段,对这部分器具的局部等电位联结(要求与等电位联结端子板联结)往往也发生在装修阶段。由于户主与装修工人并非专业电气人员,没有专业知识,他们不了解规范,不熟悉施工要求,造成卫生间内局部等电位联结没有完全导通,起不到保护的作用。为此需要开发商在交付房屋时向业主说明,要求业主装修时做好有关设备的联结。
2.6接地装置
2.6.1共用接地电阻值问题
在现代建筑电气设计中,各种接地系统常共用一个接地体。如果这些接地系统中有防雷接地、重复接地、电子设备接地时,其共用接地电阻值不应大于1Ω。但是,很多住宅电气施工图上却表明共用接地电阻是4Ω,忽略了电脑、电视机等大量电子设备的存在,这是违反规范的。其实,共用接地电阻值不大于1Ω的要求在实际操作中較容易做好,只要较多地利用建筑物的基础钢筋作为接地体就可。
2.6.2 接地电阻检测问题
在施工过程中,及时测试接地电阻非常必要和关键。地梁浇砼完毕后应及时从柱内引下线引出测试点进行接地电阻检测,满足要求后才能隐蔽,但实际工程施工时,施工人员往往忽视了这一点。
2.6.3接地装置的名称问题
对于南方地区,土壤的含水率一把较高,通常采用水平式接地母线配合垂直式接地极作为接地装置。水平式的可以利用建筑物的基础地梁钢筋作接地装置,具有经济、美观和有利于雷电散流以及不必维护和寿命长等优点。如果基础地梁不满足规范要求,可以在基础槽外侧(埋深大于0.7米)埋设热镀锌扁钢。当接地电阻值达不到设计要求时,增补打角钢接地极。为了同《建设工程工程量清单计价规范》(GB50500-2008)里的名词相对应,设计图纸上将水平式的接地体称为“接地母线”,垂直式的接地体称为“接地极”。
参考文献
[1]中华人民共和国行业标准,民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-2015).北京:中国计划出版社.
[2]中华人民共和国国家标准,建筑物防雷设计规范(GB50057-2016).北京.中国计划出版社.
[3]文桂萍.漏电电流保护与等电位联结技术【J】.电工技术,2003(11)
(作者单位:镇江市华普建设监理有限责任公司)