河南焦作市温县 454850
【摘要】:针对民用住宅建筑在雷电防护方面的先天不足,提出简单实用的防护方法,使居民在建房时便于操作施工,而且经济适用,起到花小钱,办大事的效果。
【关键词】:民用住宅 建筑 防雷 探讨
1、民用住宅建筑防雷现状
改革开放以来,我国经济得以腾飞,居民生活发生翻天覆地的变化,城镇民用住宅建筑二、三层小楼比比皆是,笔者从事雷电防御,注意观察各地建筑物的防雷情况,北方和南方相比有一定的差距,比如北方民用住宅建筑物基本没有防雷设施,而南方一带许多有简单的直击雷防护装置。
2、民用住宅建筑防雷等级确定
2.1根据我国的现有防雷规范,雷电防护是先确定等级,然后按照防雷等级进行防护。《建筑物防雷设计规范》(GB50057—2010)第3.0.4条第3款:预计雷击次数N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,为第三类;
2.2预计雷击次数N按照《规范》附录A.0.1:建筑物年预计雷击次数应按下式计算:N=kX
以焦作地区普通居民小院为例:一个小院长(L)20米,宽(W)10米,一般主房为10X12米,高度为10---15米(二层或三层起脊瓦房,相当于城市3--5层住宅楼),表1是计算建筑物长(12米)和宽(10米)的情况下,校正系数取一般K=1的情况下,年雷击日数Td、建筑物高度H与预计年雷击次数N三者之间关系
表1.建筑物长12米、宽10米、K=1的情况下,Td、H、N之间关系
年雷暴日数Td(d/a) | 建筑物高度(米) | 年预计雷击次数N(次/a) |
20 | 10--15 | 0.016--0.022 |
30 | 10--15 | 0.024--0.033 |
40 | 10--15 | 0.032--0.044 |
50 | 10--15 | 0.040--0.055 |
60 | 10--15 | 0.048--0.066 |
70 | 10--15 | 0.056--0.077 |
80 | 10--15 | 0.064--0.088 |
90 | 10--15 | 0.072--0.099 |
从表1可以看出,高度10米的建筑物在年雷暴日数为60天以上的地区才达到三类防雷标准,高度15米建筑物,在年雷暴日数45天以上才达到三类防雷标准,而全国达到45天以上雷暴日数的省市很少,按照《规范》的防雷标准,达不到三类时可以不采取直接雷击防护措施。
3、民用住宅建筑遭雷击的途径
3.1直接雷击:雷电闪击直接击于建(构)筑物、其他物体、大地或外部防雷装置上,产生电效应、热效应和机械力作用, 直击雷产生的热效应和机械力常常带来巨大的破坏后果。
3 .2建筑物遭雷击时,雷电流分配情况
由《规范》知,预计全部雷电流50%经接闪器、引下线流入建筑物的接地系统,可以确定外部防雷装置的质量,是决定防雷效果的重要因素。
4、民用住宅建筑方便、经济、实用的防雷方法
民用住宅建筑目前的结构形式为框架结构和砖混结构(砖混带顶梁柱)两种主要形式,设计防雷措施,施工非常方便,且经济实用。
4.1、接地装置:接地系统是保证雷电流能否顺畅的泄入大地的关键,无论是框架还是砖混结构,都要利用建筑物的基础作为自然接地装置,具有经济实用、方便施工、有利于雷电流散流、避免维护的优点,此步骤的关键是利用基础圈梁,基础的地圈梁本身就是一个有效的环形接地体,如果接地电阻值不能满足小于或等于4欧姆,可以在地圈梁的四角加辅助接地体,用H=2.5米的4X40的镀锌角钢打入地下,上端和圈梁的主筋进行可靠连接,这样就建好一个完整的接地系统。
4.2、引下线装置:如果是框架结构或带顶梁柱的砖混结构,利用建筑物柱内钢筋作为引下线,如果是砖混结构,就要考虑在两山墙的中间位置用一根直径为12的镀锌圆钢,下部和地圈梁的主筋可靠连接,然后在砌墙时随着走,到每层圈梁时,和圈梁主筋可靠连接,以此类推,直至房顶,随砌墙走,有一大好处是,暗设引下线,保证建筑物的美观。
4.3、接接闪带(针)装置:民用建筑物易用接闪带和短针相结合的接闪系统,在屋脊、屋角、屋檐、檐角和女儿墙等易遭受雷击的部位,采用直径10毫米的镀锌圆钢,02米高的支持卡、间隔1.5米构成接闪带,在屋脊配合用高出屋脊0.5米、直径16毫米的镀锌圆钢的短针。
4.4防雷电波侵入和雷电电磁脉冲措施在电源入户处,安装电源SPD。
4.5屋顶安装所有金属物体,比如电视天线、太阳能热水器等,一定和接闪带进行电气通路连接。
5、结束语
雷电灾害是最严重的十种自然灾害之一,我国每年因雷击造成人员伤亡达3000~4000人,城镇民用住宅建筑防雷现状亟需改善提高,尽可能地减少防雷隐患、增加安全保障。
主要参考文献:
[1]《建筑物防雷设计规范》GB50057-94( 2000年版)
[2]郑同胜,关向石.通信基站铁塔遭雷击时对临近民居影响的分析[J].现代建筑电气,2014(9):25-27。
郑同胜,男,1966年4月生,汉族, 温县气象局,气象工程师,主要研究方向:雷电防护和人工影响天气