轻钢结构建(构)筑物防雷装置的设计

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摘要：根据轻钢结构建（构）筑物的特点从接闪器、引下线和接地装置三个方面进行分析、讨论，旨在说明在轻钢结构建（构）筑物的防雷工作中应遵从的工作程序和应当注意的问题。

关键词：轻钢结构；防雷；接闪器；引下线；接地

中图分类号：TU856 文献标识码：A

引言

轻型钢结构（以下简称“轻钢结构”）建（构）筑物以造型美观大方、色彩多样、耐大气腐蚀、隔热隔声阻燃、空间利用率高、建设周期短、用钢量少、工程造价低的特点得到了广泛的应用，防雷安全必然引起广泛关注。由于轻钢结构独特的建筑体系，与普通砖混结构、框架结构等其他结构建筑物的防雷检测、防雷工程设计和施工有较大的差异，笔者结合高安市多年防雷检测、设计审核、竣工验收的实际工作经验，提出了应注意的相关问题和独特见解，现和大家商榷。

一、轻钢结构建（构）筑物的特点

轻型钢结构建（构）筑物〝轻〞的特性非常突出，主要体现在“恒荷载轻”:即采用轻质围护结构,恒荷载及地震作用大幅度减小,基础形式简单.对地基要求低。

轻钢结构建（构）筑物基础分为钢筋混凝土独立基础和钢筋混凝土条形基础，前者在地质情况较好的场地使用，后者则应用于地质情况较差的场地。轻钢结构建（构）筑物基础一般采用钢筋混凝土独立基础，施工时需预埋地脚螺栓，加垫片后和钢柱相连。轻钢结构建（构）筑物采用预制构件，不允许现场钻孔、焊接。主钢架（梁、柱）为焊接型钢或热轧型钢，以充分发挥高强度钢材的力学性能。次构件（檩条）为高强度的、经防腐处理的冷弯薄壁C型或Z型钢，和主钢架采用螺栓连接。轻钢结构建筑物的墙体和屋顶分为彩钢压型板和彩钢夹芯板，大多采用自攻螺栓和屋面檩条或沿墙檩条连接[1]。

二、轻钢结构建（构）筑物的防雷措施和差异

轻钢结构建（构）筑物的防雷越来越受到大家的关注，但也存在许多误区，有的人认为轻钢结构主体完全不能防雷，有的人认为轻钢结构主体不用防雷，也有人认为轻钢结构建筑物不能外接防雷设施，这些都是错误的看法。轻钢结构建（构）筑物金属屋面本身就是接闪器，不但需要防雷，而且也必须完善防雷设施，轻钢结构建（构）筑物的防雷和其他建筑物防雷设施基本一样，也是通过接闪器、引下线以及接地等设施来实现的。（一）接闪器 根据轻钢结构建（构）筑物的特点，显然，高大沉重的避雷针不适合在此类建（构）筑物上安装，而《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）第5.2.7条提出除第一类防雷建筑物外，金属屋面的建筑物易利用其屋面作为接闪器[2]。

规范还针对金属板下面有无易燃品的不同情况，对金属板的厚度做了不同的要求，工作中应严格按照规定进行。

作为接闪器的金属屋面以两种方式出现，即夹芯板和压型板，下面分别讨论。

1、夹芯板

夹芯板是将彩色涂层钢板面板及底板与保温芯材通过粘接剂（或发泡）复合而成的保温复合围护板材，按保温芯材的不同可分为硬质聚氨脂夹芯板、聚苯乙烯夹芯板、岩棉夹芯板。夹芯板一般为工厂预制。连接方式一般为咬合连接或者搭接连接。轻钢结构建筑物的夹芯板为非燃体，屋面夹芯板适宜作接闪器，当利用金属板做接闪器时，厚度不小于0.5mm即可。

2、压型板

压型板是以彩色涂层钢板或镀锌钢板为基材，经辊压冷弯成型的建筑用围护板材，其保温及隔热层为离心超细玻璃丝棉卷毡。此种板材更加坚固、易排水、防漏、保温，而且建筑外形更加统一、协调、美观。压型板芯材是非燃烧体，只要上层金属板的厚度满足要求就适宜作接闪器。

夹芯板和压型板的芯材都是不会燃烧的物体，当遭受雷击时，雷击只会将上层金属板融化穿孔，不会击到下层金属板，而且上层金属板的熔化物受到芯材和下层金属板的阻挡，不会滴落到下层金属板的下方[4]。另外，“薄的油漆保护层”不算是绝缘被覆层[5]。因此，可以认为彩色涂层钢板无绝缘被覆层，而镀锌钢板则更是电的良好导体。综上所述，厚度达到要求的轻钢结构建（构）筑物的屋面夹芯板（或压型板）是良好的接闪装置。

（二）引下线从前面对轻钢结构建筑物的介绍可以看出，主钢架、次构件、墙体构件在施工中已经作了可靠的连接，形成了持久的电气通路。因此，只要设置了可靠的接地装置，就可以按跨度将钢柱作为引下线。

《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010，2011版）对各类防雷建筑物的引下线间距做了要求，只要在施工时把所有的钢柱和接闪器、接地装置做了可靠连接，那么它们都是引下线，实际效果非常好。

（三）接地装置在图纸设计时，优先利用建筑物基础钢筋做自然接地体，用40X4的镀锌扁钢将其连通，并施行总等电位联结。这样进行处理，接地电阻很小，一般容易达到设计要求。但是应当注意，应在室外合适位置预留接地连接板，为接地性能达不到要求时增设人工接地体提供方便。

连接点和测试接地电阻点的位置和要求，应当在设计图纸中详细体现。

在保证落实“利用建筑物基础钢筋做自然接地体”基本措施后，应注意接地装置的特殊性和自身结构的特殊性，不能忽视施工的各个工艺和环节。比如：轻钢结构建筑物是通过基础预埋地脚螺栓、加垫片后和钢柱相连的，这里需要特别注意：预埋的接地螺栓本身和基础钢筋是没有电气连接的！如果不采取措施必然留下永久性防雷隐患，所以，在这个有可能忽略的环节，土建施工时必需有严格的自查和监督措施，选采用不小于φ10钢筋或圆钢将基础钢筋和接地螺栓可靠焊接，保证接闪器、引下线、接地装置部件之间可靠联接，确保尽可能多的雷电流泄放通道畅通，外部防雷装置的安全性能符合技术规范要求。

参考文献：

[1] 李兴龙，潘世平.轻钢结构建筑物防雷设计浅论[J].百度.

[2] GB50057—2010.《建筑物防雷设计规范》[M].北京.中国计划出版社，2010-11-03:37-38.

[3] 浅谈轻钢结构建筑物防雷设计.百度.【J】.2012-07

作者简介：

谢瑞曦，（1980--），男，汉，江西省高安市人，本科学历，气象助理工程师，从事气象防雷工作。