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鋼結構廠房不可忽視的防雷,看這裏!

鋼結構廠房不可忽視的防雷,看這裏!

因輕鋼結構建築物建設周期短、工程造價低、造型美觀大方等優點,廣泛應用與各類工業廠房、倉庫、體育館等場所。而金屬板屋麵容易遭受雷擊,與普通磚混結構、框架結構建築物的防雷設計有所不同。結合一鋼結構車間的防雷設計,針對金屬屋麵防雷設計的相關問題做出粗淺的探討,為以後有效地解決金屬屋麵的防雷問題提供參考。

  工程概況

  河南的一個鋼結構廠房,其中的熔鑄車間主要負責加工鋁線杆及鋁錠產品。整個建築采用輕鋼結構,該建築實際尺寸為長方形,L=182m,W=93m,H=18.5m(地坪至屋頂通風器底部)。按鄭州雷暴日計算,查《工業與民用配電設計手冊》(第二版)表16-32為年平均雷暴日為22.0d/a,由於該車間位於廠區內,周圍還有很多建築群,並不為孤立建築,故按一般建築計算,校正係數取1。

  建築物防雷等級的確定

  據GB50057-94中附1.2,根據已知條件計算年雷擊大地的平均密度:

  Ng =0.024Td1.3

  =0.024×221.3

  =1.334次/(km2.a)

  據GB50057-94中附1.4式,得出與建築物截收相同雷擊次數的等效麵積:

  最後得建築物年預計雷擊次數:

  N=KNgAe

  =1×1.334×0.05934

  =0.0791次/a

  式中:Td—年平均雷暴日(d/a);

  Ng—建築物所處地區雷擊大地的年平均密度(次/km2.a);

  Ae—與建築物截收相同雷擊次數的等效麵積(m2);

  L、W、H—分別為建築物的長、寬、高(m);

  據GB50057-94第2.0.4條第三條預計雷擊次數0.3次/ a≥N≥0.06次/a,故按第三類防雷設。

  接閃器

  根據輕鋼結構的建築物,采用避雷針顯的笨重,與整個建築外觀不相協調,而采用金屬屋麵做接閃器,需滿足《建築物防雷設計規範》(GB50057-94,2000版)第4.1.4條給出的四個要求。

  針對規範要求“金屬板下麵無易燃物品時,其厚度不應小於0.5mm”。本車間主廠房圍護結構(屋麵)采用熱浸鍍鋁鋅鋼板,基板厚度為0.53mm(含鍍鋁鋅層),屋麵板下加設玻璃棉墊75mm厚,用鋁箔包裹,用φ1.5不繡鋼絲網層托與檁條上緣部位。玻璃絲棉屬於A級建築材料,導熱係數為小、阻燃、無毒、化學性能穩定,完全滿足規範不易燃燒的要求。同時據土建專業介紹,輕鋼結構建築物的圍護係統連接方式施工中采用咬合與搭接,塔接長度至少要達到一個波峰或波穀,超過100m是完全滿足規範要求的。

  另外,第4.1.4條提到的“金屬板無絕緣被覆層”,屋麵采用的熱浸鍍鋁鋅鋼板為良好的導體,而表麵塗的薄油漆保護層按規範注釋說明也不算是絕緣被覆層,所以滿足規範要求。 綜上所述,在該工程中,屋頂輕鋼結構的金屬麵板可以做為接閃器,不僅美觀大方,工程造價有所降低,安裝起來方便,而且也不影響整個建築物效果。 做好金屬板屋麵防雷係統的設計,除了要選擇好防雷形式,選用一個好的接閃器,還要做好引下線及接地工作。

  引下線

  對於輕鋼結構建築物,彩色壓型板的種類很多,分為單板和複合型板,本車間采用複合板。施工中秋霞在线要求土建專業與電氣專業配合,保證屋頂金屬壓型板、屋架、檁條與鋼柱可靠連接,於是施工中均利用鋼柱做為引下線。建築物的消防梯、鋼柱等金屬構建宜作為引下線。

  接地裝置

  目前設計中,秋霞在线往往利用基礎鋼筋作為自然接地體,用40X4的鍍鋅扁鋼將其聯通,並實施總的等電位聯結。在此次設計中,秋霞在线並沒有嚴格要求用40X4的鍍鋅扁鋼,而是利用鋼柱間條形基礎與鋼柱獨立基礎可靠焊接形成電氣通路。對於輕鋼結構的建築物,鋼柱獨立基礎施工時要土建預埋地腳螺栓,這樣當鋼柱就位時將地腳螺栓、螺母和鋼柱連接在一起。

  要求注意的是地腳螺栓和鋼柱基礎鋼筋在地下是不相連的!所以,電氣設計人員要要求土建專業在設計說明中注明施工中用不小於φ10鋼筋或圓鋼將基礎鋼筋和接地螺栓可靠焊接,並在焊接處做防腐處理,以便接地用。這樣從屋頂到鋼柱、再到基礎形成可靠連接,保證雷電流具備完整的泄放通道。

  此外,不要忘了在室外適當位置預留接地連接板,防止施工中當接地電阻達不到要求時,方便施工單位連接人工接地裝置和測試接地電阻。

  結束語

  金屬屋麵建築物防雷是個較難處理的工程,但在此類建築中,隻要厚度達到0.5mm的輕鋼結構建築物的屋麵夾芯板(或壓型鋼板)可以作為接閃器,利用鋼柱做引下線,基礎鋼筋做自然接地體並通過鍍鋅扁鋼或地圈梁可靠聯結並做等電位連接。


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