高层建筑幕墙防雷设计及施工探析龚导

高层建筑幕墙防雷设计及施工探析龚导

龚导

深圳市莱尔帝斯空间设计有限公司518000

摘要：雷电是人们生活中很常见的自然现象，但有时也会给人们的生命财产安全带来威胁。由于高层建筑的高度，极易受到雷击，对居住在建筑内人们的安全造成了极大的损害。因此，高层建筑的防雷，以及建筑幕墙等易发生事故的建筑防雷设计与施工也逐渐变得重要。在此基础上，对高层建筑幕墙防雷设计及施工进行探析。

关键词：高层建筑；幕墙防雷设计；施工

在高层建筑工程中，建筑幕墙的防雷设计和施工是应对雷电灾害的有效措施。因此，要充分认识高层建筑和幕墙防雷的重要性，开展高层建筑幕墙防雷建设。严格按照防雷原理设计，严格按照标准选用原料，严格按照施工标准控制质量，严格按照连接要求施工，施工完成后需要检查。以优秀的防雷设计和防雷措施，为人类生命和财产提供安全保障。

1高层建筑幕墙防雷设计原理

1.1防直击雷设计

直击雷的防护设计应从外部构建，可在幕墙顶部放置接闪器用于吸引雷电，在地底布置接电装置用于传导电流，在高层四周布置连接接闪器和接电装置的引下线，以此形成一个完整的系统可用于防直击雷。

1.2防侧击雷设计

在高层建筑幕墙起出30m以上每三层楼设置一圈均压环，并与建筑物及幕墙的防雷系统相连，使之成为等电位连接，通过电位差达到避免跨步电压的目的，从而可防止侧雷击。

1.3防雷击感应损害设计

现代的电子设备及网络系统极易受到电磁感应的干扰，而雷电会产生电磁感应，会对电子设备及网络系统造成损害。所以，需在建筑幕墙内进行屏蔽系统的构建，由天花板、地板、墙板等结构内的钢筋所构建出的系统便可形成良好的屏蔽效应，因此可作为解决分六分体及等电位的措施。

2高层建筑幕墙防雷设计

高层建筑幕墙的防雷设计，可采用防雷装置将幕墙的水平主龙骨与垂直主龙骨连接。防雷效果可以通过使用接闪器和保持与建筑物的引下线保持连接状态，就可以实现防雷的效果。这种设计需要连接所有垂直主龙骨，使用欧姆弯连接。欧姆弯曲采用铝合金制造，具有良好的延展性。然后用不锈钢连接螺栓。当然，高层建筑的幕墙顶部可以安装接闪器，通过安装避雷针的措施，可以达到防雷的效果。在高层建筑的幕墙顶部安装接闪器可以达到一定的防雷效果，但不能防止电流的绕击。因此，在高层建筑的防雷设计中可以采用垂直主龙骨与水平横梁利用压环压接的方式。相对高度较低的建筑物可由焊接位置的钢筋与龙骨焊接。幕墙框架由金属构成，在格栅内，有一定的屏蔽作用。幕墙框架的金属长度和宽度控制在5m以内，可以减少磁场强度，在一定程度上保护建筑物内的各种设备。

3高层建筑幕墙防雷施工

3.1接闪器

接闪器是当前唯一有效的外部防雷措施。应用于高层建筑物的接闪器数量与位置对预防雷击具有一定的影响。接闪器中避雷针、避雷网与接闪带均有保护效用。如接闪器数量不够，就难以发挥整体的防雷效果。如数量充足，就会增加防雷成本，造成资源的浪费。对此，可在高层建筑的顶部使用避雷针、接闪带、避雷网相互结合的方式进行防雷。雷电的绕侧击，可利用避雷带进行保护。对于接闪带不能覆盖的区域，就可利用避雷针。避雷针的覆盖面相对较广，可应用大面积的防雷工程中。尽可能利用建筑物的自身结构来作为防雷设备。当前，为增添建筑物的美观效果，存在较多的金属结构。如将金属结构作为接闪器进行防雷，在节约房成本的同时，还不会对建筑外观产生影响。计算接闪器的保护范围，预防出现死角。

3.2高层建筑幕墙防雷连接

高层建筑中的金属框架连接，会形成导电通路。连接的材质、截面尺寸、连接长度需符合设计要求，以实现连接面紧密可靠，不会出现松动。对于金属框架与主体结构防雷装置的连接，连接材料、截面尺寸、连接方法都需要符合设计的要求，同时金属框架与防雷装置保持紧密连接状态，可采用焊接或机械连接，以此形成导电通路。如采用的是焊接方式，就需要满足施工规范性的要求。圆钢搭接的长度应是直径的6倍，双面均需要焊接。扁钢塔接长度是宽度的两倍，实现三面焊接，需对焊接部位进行防腐操作。如果是不同金属压接，需要进行防电化腐蚀处理，且连接点的水平距离不应超过防雷引下线的间距，垂直间距应控制在压环间距内。在施工期间，防雷检测人员应展开分段验收，以此确保高层建筑幕墙防雷质量。

3.3金属屋面

越来越多的建筑外墙采用玻璃幕墙或金属。幕墙上的封口位于墙外侧，属于屋顶周边范围，非常容易遭受雷击。同时幕墙与墙外侧的封顶金属板均是导体，有着非常大的面积，可作为接闪器加以应用。高层建筑应充分利用屋顶金属板作为接闪器。对此需保持板之间形成电气贯通，金属板无绝缘被覆盖。

3.4智能建筑防雷接地处理

针对二类防雷建筑，可采取防直击雷、防雷电波侵入与防雷电感应过电压的接地措施。交流电系统应使用分级保护的方法，也就是依据建筑物雷击电磁脉冲防护等级，在配电线路与建筑的防雷区交界位置，利用多极电涌保护器，同时引用相应等电位连接。对此还应注意电磁脉冲的屏蔽。

4高层建筑幕墙防雷施工中的注意事项

4.1严格防雷原理设计

在进行建筑幕墙防雷设计时，应依据美观性及功能性对幕墙内的构造及材料进行确定。依据高层建筑物的特性，需对风、火、光等因素进行防护功能的考量。针对高层建筑进行防雷，需将引下线均匀分布于建筑周围，并尽可能的对引下线进行多的设置，以此来承受较大的电流。考虑到高层建筑物的高度较高使得引下线较长，这就会形成较大的电压差，此时需每三层设置一圈均压环，有效避免反击效应。

4.2严格按照施工标准把控质量

对建筑项目施工中可能会发生的问题及工序的关键点进行仔细的了解，并在施工过程中进行仔细检查。在工程实施中技术人员要对设计理念进行准确传达，施工管理人员需对施工人员及建筑结构充分了解，而施工人员需严格遵守所制定的方案进行施工操作。此外还应对各个项目的防雷设施的质量安排专业人员进行验收。

4.3严格按照连接要求施工

在进行建筑幕墙框架搭建时，应使其结构与高层建筑的主体防雷系统相契合。幕墙框架结构的接口连接方式采用焊接式和机械式较好，可形成较好的导电回路。为保证防雷接地的效果，接电器系统不可直接暴露在建筑表面，并按设计标准确定接电器的规格。并且使建筑幕墙与高层建筑主体的接触面得以紧密契合，采用三面焊接的方式进行焊接，还应做好防腐处理及防电处理。在进行接地装置安装时，应采用人工接地与自然接地两种方式。进行接地操作时必须严格遵守设计施工的要求和规范，并对施工质量进行认真核查。

4.4施工完成后需进行检查

在施工项目完成后，需对幕墙防雷系统进行接地电阻测试。在进行测试时，不仅仅对高层建筑的接地电阻值进行检测，还要对均压措施、漏出地表部位的施工工艺、隐蔽工程符合规范与否进行检测。并且需在晴天进行接地电阻测试实验，若出现雨天需在雨后一周后进行测试实验。

综上所述，建筑幕墙设计对施工活动具有十分重要的指导作用，在设计中，应该严格根据《建设工程质量管理条例》的规定对工程参与各方的责任义务进行明确。在施工过程中，施工单位必须按照规定要求进行操作。如此才能使建筑幕墙的防火和防雷性能符合工程要求，保障其安全性和可靠性。

参考文献：

[1]陈前.对建筑幕墙的防火防雷设计与施工的认识[J].房地产导刊，2018年9期.

[2]刘文华，黄科威.高层建筑幕墙防雷设计及施工[J].大科技，2018年24期.

[3]GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》.

[4]GB50601-2010《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》.