11.3.2 防直击雷的措施
第1款 防直接雷击的接闪器应采用装设在屋角、屋脊、女儿墙及屋檐上的避雷带,并在屋面装设不大于10m×10m或12m×8m的网格,突出屋面的物体应沿其顶部四周装设避雷带,在屋面接闪器保护范围之外的物体应装接闪器,并和屋面防雷装置相连。
第7款 利用钢筋混凝土中的钢筋作为防雷装置的引下线时,其引下线的数量不作规定,但强调四个角易受雷击部位应被利用。间距不应大于18m的规定,完全是加大安全系数,目的是尽量将分流途径增多,使每根柱子分流减至最小,使其结构不易由于雷电流的通过而造成任何损坏。另一方面,引下线多了雷电流通过柱子传到每根梁内钢筋,又由梁内传到板内的钢筋,使整个楼板形成一个电位面,人和设备在同一个电位面上,因此人与设备都是安全的。
11.3.3 由于塔式避雷针和高层建筑物在其顶点以下的侧面有遭到雷击的记载,因此,希望考虑高层建筑物上部侧面的保护。有下列三点理由认为这种雷击事故是轻的:
1 侧击具有短的极限半径(吸引半径),即小的滚球半径,其相应的雷电流也是较小的;
2 高层建筑物的结构是能耐受这些小电流的雷击;
3 建筑物遭受侧击损坏的记载尚不多,这一点证实了前两点理由的真实性。因此,对高层建筑物上部侧面雷击的保护不需另设专门接闪器,而利用建筑物本身的钢构架、钢筋体及其他金属物。
将外墙上的金属栏杆、金属门窗等较大金属物连到建筑物的防雷装置上是首先应采取的防侧击措施。
塑钢门窗在工程中广泛应用,但工程界对塑钢门窗如何作防雷暂无定论,相关部门当前也正在做一些工作,但近期都还未有结论。塑钢门窗的外包塑料层是绝缘的,但塑钢门窗的制造标准也并不要求其耐压值能满足防直击过电压;塑钢门窗的内骨料是金属的,但塑钢门窗的制造标准也并不要求其内骨料有较好的连通导电性。而各个塑钢门窗厂的制造标准也不尽相同,有的厂家的产品能满足外包塑料层能耐受直击雷冲击过电压的要求,有的厂家的产品能满足内骨料连通导电性的要求,因此均需要设计人员根据工程实际情况采取相应的防雷措施。
11.3.4 为了防止雷击周围高大树木或建、构筑物跳击到线路上的高电位或雷直击线路时的高电位侵入建筑物内而造成人身伤亡或设备损坏,低压线路宜全线采用电缆埋地或穿金属导管埋地引入。当难于全线埋设电缆或穿金属导管敷设时,允许从架空线上换接一段有金属铠装的电缆或全塑电缆穿金属导管埋地引入。
但需强调,电缆与架空线交接处必须装设避雷器并与铁横担、绝缘子铁脚、电缆外皮连在一起共同接地,入户端的电缆外皮必须接到防雷和电气保护接地网上才能起到应有的保护作用。
规定埋地电缆长度不小于2√ρ(m)是考虑电缆金属外皮、铠装、钢导管等起散流接地体的作用。接地导体在冲击电流下其有效长度为2√ρ(m)。又限制埋地电缆长度不应小于15m,是考虑架空线距爆炸危险环境至少为杆高的1.5倍,杆高一般为10m,即是15m。英国防雷法规针对爆炸和火灾危险场所时,电缆长度不小于15m,对民用建筑来说,这一距离更是可靠的。
由于防雷装置直接装在建、构筑物上,要保持防雷装置与各种金属物体之间的安全距离已经很难做到。因此只能将屋内的各种金属管道和金属物体与防雷装置就近接在一起,并进行多处连接,首先是在进出建、构筑物处连接,使防雷装置和邻近的金属物体电位相等或降低其间的电位差,以防反击危险。
11.3.5 为了防止雷击电流流过防雷装置时所产生的高电位对被保护建筑物或与其有联系的金属物体和金属管道发生反击,应使防雷装置与这些物体和管道之间保持一定的安全距离。
关于公式中分流系数Kc值,本规范采用了IEC的系数。通过分析认为,这个系数是合理的,如单根引下线其引下线流散的是全部雷电流,因此Kc=1。当为两根引下线时,每根引下线流散的雷电流从宏观上讲是1/2雷电流,但根据不同情况(如雷击点距引下线的远近等因素)又可以说是不相等的。IEC规定两根引下线的Kc=0.66,这一规定与我国的规定是近似的,是安全的。多根引下线规定Kc=0.44也是相当安全的,引下线越多安全度就越高。
本规范还规定,除满足计算结果外,Sa1还不得小于2m,这是沿用了我国民用建筑物安全距离的习惯规定。
11.3.6 条文主要是等电位措施。钢筋混凝土结构的建筑物其均压效果比较好,梁与柱内的钢筋均有贯通性连接,多数楼板与梁的钢筋只隔50mm的混凝土层,只需25kV的电压即可以击穿使楼板均压,在楼板上放置的东西和人将不会损坏和出现安全问题。值得引起重视的是竖向金属管道,它可能带有很高的电位,如处理不当,就可能出现跳闪现象。此时有两种情况,其一是金属管带高电位向周围和金属物跳击,另一种情况是结构中的钢筋带高电位向管子跳击。由于雷电流的数值(经过多次分流)不易计算,因此本条规定每三层连接一次,这一数值是十分可靠的。
11.3.7 利用建筑物钢筋混凝土基础作为接地网的说明见第11.8.8条的说明。当专设接地网时,接地网应围绕建筑物敷设一个闭合环路,其冲击接地电阻不应大于10Ω,其目的是为了使被保护建筑物首层地平电位平滑,减少跨步电压和接触电压,10Ω的规定是沿用现行规范的规定。