高层建筑铝合金门窗的防雷接地施工
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摘要：随着社会经济和城市化进程的快速发展，高层建筑物的数量越来越多，因雷击引起火灾、爆炸和人员伤亡的事故时有发生，铝合金是良导电体，如果防雷措施不当，会遭受雷电的破坏，引发建筑物火灾、爆炸、设备损坏、人员伤亡。因此必须高度重视雷电保护工作，按照防雷设计原理，确保高层建筑幕墙、铝合金门窗的防雷设计方案符合规范。文章就高层建筑外墙铝合金门窗的防雷接地方式进行了探讨。
关键词：高层建筑；铝合金；防雷接地处理
如今存在部分施工单位未严格按照防雷技术规范和防雷施工工艺要求进行施工，施工质量达不到要求，如铜编织导线总截面不够、连接件尺寸不足、门窗框上连接点不足，以及松动、漏装、未打磨接触面等造成很多后患，优化防雷设计方案，必须采取有效的保护措施，确保其本体安全并使其成为避雷设施，起到保护建筑物、设备、人员安全，目前，铝门窗防雷接地技术是建筑物防止侧击雷袭击的最简单，最有效的方法之一。
一、防雷接地处理的确定
在防雷设计阶段首先应该根据当地实际及建筑物的具体情况正确计算出年平均雷击次数，《建筑物防雷设计规范》（GB 50057-94）（2000版）对建筑物防雷类别的划分确定建筑物的防雷类别，正确判定建筑物的防雷类别非常重要，部分施工单位不能正确判定建筑物的防雷类别，造成材料的浪费及成本的增加，导致了重大的危害。只有位于滚球半径以上的铝合金门窗框才需要做防雷接地处理。高层建筑物是属第二类防雷建筑物。第三类防雷建筑物或者不需考虑防雷。住宅、办公楼等一般性民用建筑物，知道建筑属于哪类建筑再按安全、合理、经济的原则，对不同雷害进行相应的保护设计。
二、铝合金门窗防雷接地施工原理
高层建筑物电场强度比一般建筑物大得多，且离放电云层近，更易受到雷击。当建筑物防雷装置遭受雷电时，强大的雷电流通过引下线和接地装置泄入大地，会在相邻的金属物和导线包括电源线、信号线上感应过电压，使电子设备受到干扰，数据丢失，甚至引起元器件击穿，电路板烧毁，使系统瘫痪。铝合金门窗防雷接地施工要配备的原材料有铝门窗防雷引线、纯铜电缆线、接线鼻子、BV16mm纯铜预留ψ6螺栓孔、紧固件、M6*15不锈钢螺栓、防松器、M7不锈钢弹簧垫圈、导电膏、国产优质电工用导电。通常建筑物的防雷装置有三部分：接闪器、引下线、接地装置，它们的作用是防止直接雷击或将雷电流引入大地，以保证人身及建筑物安全。防雷设计就是充分利用建筑物的防雷装置：避雷针，引下线、接地装置把雷电流的巨大能量传送到地下，从而保护建筑物免受雷击破坏。建筑铝合金门窗框架等较大的金属物，如果距离地面等于滚球半径及以上时，应将其与防雷装置连接，就是将铝合金门窗框通过防雷装置与建筑物钢筋骨架法拉笼连接，把雷电流的巨大能量，通过建筑物的接地系统，迅速传送到地下，从而防止建筑物受雷击破坏。
三、铝合金门窗防雷接地施工要求
（一）铝合金表面
铝合金型材表面通常有电泳、粉末喷涂、氟碳喷涂等几种处理方式，其表面被覆层厚度最大标准值为40μm，铝材表面氧化膜、喷涂层均为绝缘层，由多个独立铝框拼成整体大窗时应采用不锈钢螺钉涂抹导电膏后进行拼装。或采取独立框逐个接地的方法，确保电气通路。连接导体与铝框之间可直接采用M6螺栓连接，且采用4点连接。软编织导线与接地端子板之间也采用M6螺栓连接，保证连接的稳定和可靠性，所有紧固件无松动、遗漏现象。
（二）铝合金门窗安装要点
由于门窗框的安装和防雷施工通常由不同的专业班组完成，容易出现个别门窗框没有做防雷处理的情况，因此，在施工过程中必须做好文字记录工作，避免出现遗漏。铝合金门窗框在预留洞口中安装固定之前，检查土建单位预留置的等电位体金属片的数量、规格、位置，清除其上面的锈层、防锈油漆层和水泥砂浆等杂物，必要时应打磨掉表面非导电层，涂抹导电膏，如果施工时没有埋设预埋件，铝合金门窗的连接导体的敷设必须在铝合金门窗框定位后、墙面装饰层或抹灰层施工前进行，连接导体应采用截面不少于100 平方毫米的钢材，用2个铆钉或螺钉紧固于窗框上。门窗框组装时，铆接处不允许涂刷防锈油漆和防水胶。铆固前料面接触良好，铆固后涂刷防水胶。高层建筑铝合金门窗框、金属栏杆应按规范要求与建筑物的防雷装置和均压环接通连成一个防雷整体，使巨大雷电能量通过建筑物接地系统迅速传送到地下，保证其和建筑物免遭雷电破坏。在按加工图纸在相应位置钻孔时，并打磨掉孔周围氧化膜层、涂料层、防锈油漆等绝缘层。孔径要适中，紧固螺栓与孔壁接触良好，螺栓位置准确。尽量不采用铝合金抽芯铆钉紧固。
（三）等电位连接
等电位是用连接导线或过电压保护器将处在需要防雷的空间内的防雷装置、为减少雷电带来的危险，等电位是一个很重要的措施。为了增加屏蔽作用，建议将防侧击雷和等电位措施从地面首层做起，高层建筑是钢筋混凝土结构、钢结构的建筑物，钢筋混凝土构件和钢构架中的钢筋应互相连接，构件之间必须连结成电气通路，充分使用其金属物做防雷装置的一部分，将其金属物尽可能连成整体，使整个建筑物处于均压中。
（四）引下线
铝合金门窗设计人应详细了解建筑物的防雷装置和门窗洞口的防雷装置引出线，充分利用门窗型材的金属导电特性，以获得较大的效益，确定一个合理、经济、安全的防雷设计方案。窗框防雷接地的施工要点就是将门窗框与建筑物主体引下线相连，铝合金门窗防雷接地后，应及时调整各连接导线位置，使连接体和防雷引线紧贴墙体或塞于框与墙之间的缝内，是采用圆钢与主体引下线主筋焊接，预留金属接地端子板与铝合金门窗防雷引线连接完成接地，也可在门窗预留洞口处墙体内预埋钢件（即接地端子板），若高出墙体完成面时应凿墙深藏，单根引线不够长时采用多根。铝合金门窗的连接导体引出端应采用圆钢直径不应小于8mm，扁钢截面积不应小于48平方毫米，其厚度不应小于4mm。接地端子板宜采80mm×80mm×4mm的方形钢板。连接导体引出端与防雷装置引出线进行搭接焊接时，搭接长度必须不小于50 mm满焊缝。
（五）防侧击
雷电通常有直（侧）击雷和感应雷两种形式。《建筑物防雷设计规范》第3. 3. 10条列举三点理由说明雷电侧击事故是较轻的。对于防雷电侧击，IEC-TC81的81/174/NP文件规定：对高于60 m的高层建筑物，侧击可能特别容易击于侧表面的角和边沿上。对高于120 m的高层建筑物，铝合金门窗位于建筑物外墙，因此主要防侧击雷的破坏，宜加以侧击保护。为防止雷击应将盖板与女儿墙上的避雷带、引下线相连，并与接地装置连通，直接接受雷击，并将雷电流导入大地，此时要求封顶铝盖板厚度不应小于0. 5 mm，板与板间搭接长度不应小于100 mm，金属板无绝缘覆盖层。金属板无绝缘覆盖层金属板与女儿墙内的钢筋连接成电气通路，天面上设有小屋时，所安装的铝合金门窗是容易受到雷击的部位，门窗框必须与主体结构防雷体系连接成电气通路。
四、铝合金门窗防雷接地工程检测验收
为确保接地效果，防雷接地施工完毕后，应及时检查验收。及时检测和及时隐藏防雷接地连接组合件，以免造成被盗丢失或其它工序碰坏组件引起不导通。检验高层建筑物的电阻是否大于5Ω。
五、结语
高层建筑物中铝合金门窗工程实施合理的防雷接地技术能显著提高建筑物的防侧击雷的能力，可在很大程度上减少雷击引发的自然灾害，保护人身和财产安全。高层建筑的雷电灾害必须引起我们高度的重视，必须加强对防雷设计进行研究、审核、检测和验收等一系列规范化管理，在施工过程中，必须严格按照相关规范并结合实际情况进行。从而达到高层建筑防雷的真正安全。