[摘 要]鋼結構廠房主體為金屬構架，若設計得當，自身就具備防雷能力，但是由于設計和施工過程中沒有同步，故整體防雷性能較差，后期設計及維護工作量大，本文結合《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-2010等相關規(guī)范要求及相關文獻內容，探討鋼結構廠房建設中如何提高鋼結構建筑物的防雷性能和電氣安全性能，做到節(jié)約資金、維護簡便。 

　　[關鍵詞]鋼結構；防雷設計；接閃裝置；屏蔽；接地 

　　中圖分類號：TU3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）47-0155-01 

　　一、鋼結構建筑物防雷的重大意義及特點 

　　雷災涉及范圍與以往有極大的不同，可以從受災領域、時空范圍、損失范圍分別概括： 

　　1.1受災領域從電力、建筑擴展到幾乎所有行業(yè)，尤其是高新技術領域，如航天、航空、國防郵電通信、計算機、電子工業(yè)、石油化工、金融證券等； 

　　1.2從過去簡單閃電直擊和過電壓沿線傳輸變?yōu)殚W電電磁感應入侵到任何角落，因而防雷工程已從重點防直擊雷和感應雷轉變?yōu)橐苑览纂婋姶琶}沖（LEMP）為重點； 

　　1.3雷災的經濟損失和危害程度從人身安全和設備損壞增加經濟損失、文化損失和環(huán)境污染等，其影響進一步擴大。 

　　雷電的本身并沒有變，而是科學技術的發(fā)展，使得人類社會的生產生活狀況在改變。微電子技術的應用滲透到各種生產和生活領域，微電子器件極端靈敏，這一特點很容易受到無孔不入的LEMP的影響，造成微電子設備的失控或者損壞。由于現代工業(yè)建筑都大規(guī)模采用電子自動化設備，均為精密儀器控制的生產、管理設備，雷災的主要對象已集中在微電子器件設備上，鋼結構廠房在防雷措施應與廠房同步建設，投產前應完善所有防雷措施。 

　　二、鋼結構廠房防雷概況 

　　鋼結構的廠房主要的承重構件是由鋼材組成的，包括鋼柱子，鋼梁，鋼結構基礎，鋼屋架，鋼屋蓋等構造。鋼結構廠房普遍運用于各行各業(yè)，尤其是涉及到化工企業(yè)的鋼結構廠房，防雷顯得十分重要，一方面其施工質量決定著化工廠房的安全，能有效預防雷電災害對生產設備和人身觸電事故的發(fā)生，另一方面也影響著工程造價和日后維護量�；�工企業(yè)廠房建設大量采用鋼結構建筑物，接閃裝置、電氣設備等電位連接、線路屏蔽措施及接地裝置等防雷措施日趨重要。 

　　三、鋼結構廠房防雷技術要點 

　　3.1 接閃器設計 

　　鋼結構自身是否具備接閃能力，設計施工時應參照GB50057-2010第5.2.7條規(guī)定，除第一類防雷建筑物外，金屬屋面的建筑物宜利用其屋面作為接閃器，并應符合下列規(guī)定： 

　　（1）板間的連接應是持久的電氣貫通，可采用銅鋅合金焊、熔焊、卷邊壓接、縫接、螺釘或螺栓連接； 

　�。�2）金屬板下面無易燃物品時，鉛板的厚度不應小于2mm，不銹鋼、熱鍍鋅鋼、鈦和銅板的厚度不應小于0.5mm，鋁板的厚度不應小于0.65mm，鋅板的厚度不應小于0.7mm； 

　�。�3）金屬板下面有易燃物品時，不銹鋼、熱鍍鋅鋼和鈦板的厚度不應小于4mm，銅板的厚度不應小于5mm，鋁板的厚度不應小于7mm。 

　　鋼結構廠房普遍應用于化工企業(yè)廠房，因此經常會儲存或生產油漆、瀝青涂料、天那水、液氯等易燃易爆物品，化工企業(yè)鋼結構廠房往往選擇彩鋼瓦，彩鋼瓦為帶涂層鋼板，雖然建造時有著各種優(yōu)勢，但是其厚度僅0.3mm―1.0mm，架設于屋面時，其厚度無法達到規(guī)范的接閃要求，此時應在鋼結構屋面邊沿敷設接閃帶或明敷接閃網格進行保護，陽角處設置接閃短桿進行保護，并利用其金屬構架做暗敷網格、均壓環(huán)和引下線，接閃桿采用大于等于φ12mm熱鍍鋅圓鋼，接閃帶采用大于等于φ10mm熱鍍鋅圓鋼或熱鍍鋅扁鋼，扁鋼截面積不小于48mm2，其厚度不應小于4mm。若廠房天面采用鋼管或U型鋼做天面欄桿裝飾，則對金屬欄桿裝飾做等電位連接處理，將金屬欄桿作為接閃裝置。做法參照防雷施工圖集D501-1～4。 

　　3.2 散流及接地措施 

　　（1）鋼結構廠房的原理和古典電學中法拉第籠的原理一樣，可以形成防雷金屬導電體網絡。連接接閃器與接地裝置的金屬導體稱為引下線。雷擊時引下線上有很大的雷電流流過，會對附近接地的設備、金屬管道、電源線等產生反擊或旁側閃擊。為了減少和避免這種反擊，現代建筑利用建筑物的柱筋作避雷引下線，柱鋼筋與圈梁的鋼筋，都是連接在一起的和接地網絡形成一個整體的"法拉第"籠，均處于等電位狀態(tài)，雷電流會很快被分散掉，可以避免發(fā)擊和旁側閃擊的現象發(fā)生。所以鋼結構廠房應最大可能利用其金屬柱子或混凝土柱子內主鋼筋作為引下線，此時應符合GB50057-2010第4.5.6條規(guī)定。 

　�。�2）鋼結構廠房普遍采用混凝土樁基礎，自身具有良好的鋼筋接地體，從接閃器、引下線至接地體之間沖擊接地電阻值應盡可能小，接閃裝置接閃時，不論雷電流有多大，接地裝置上任何一點對大地的電位差為零，則防雷效果最佳（此時應利用其樁基礎及地梁鋼筋作為自然接地體，焊接要求參照防雷施工圖集），當自然樁基礎接地電阻值無法達到設計要求時應增設人工接地體。如果化工企業(yè)鋼結構廠房無自然樁基礎的鋼結構廠房應設置環(huán)形人工接地體，此時應符合GB50057-2010表4.3.5的最低要求。 

　　另外，根據基本計算公式U=IR+L*di/dt 來判斷，IR項對于建筑物內某一小范圍中互相連接在一起的金屬物（包括防雷裝置）說來都是一樣的，它們之間的電位差與防雷裝置的接地電阻無關。此外，考慮到已采取嚴格的各種金屬物與防雷裝置之間的連接和均壓措施，故不必要求很低的接地電阻。 

　　3.3 內部防雷技術要點 

　　由防雷等電位連接和與外部防雷裝置的間隔距離組成。主要有屏蔽、防閃電感應（低壓電源浪涌保護措施、閃電靜電感應、閃電電涌侵入防護措施）和等電位連接三部分組成。內部防雷設計涉及面較寬，主要是針對感應雷、球雷、傳導雷或因線路上浪涌高電壓所造成電力及信號系統(tǒng)產生過電壓沖擊弱電設備，總的來說就是防止因雷電造成的各種過電壓引入建筑物內部，造成內部電氣設備損壞。雷電過電壓引入的來源主要有：一是直擊雷直接擊中金屬導線，讓高壓雷電以波的形式沿著導線兩邊傳播而引入建筑物內部；二是來自雷電電磁脈沖（LEMP），即由于雷雨云對大地放電或雷雨云之間迅速放電形成的靜電感應和電磁感應，衍生出KV級的雷電流，這種沖擊會沿著電力線路，保護接地線和各種形式的接地線，以波的形式傳入室內或傳播到更大的室內范圍，造成大面積的危害。屋內各種金屬物體及進出建筑物的各種金屬管線，進行嚴格的接地，因此，室內應設置電氣接地端子，所有接地裝置都必須共用，并進行多處連接，使防雷裝置和鄰近的金屬物體電位相等或降低其間的電位差，在最大限度消除雷電流反擊的可能。 

　　四、結論 

　　總的來說，鋼結構廠房利用其所有金屬構件做防雷及接地裝置具有以下優(yōu)點：安全、可靠、使用期長、最少的維護工作。由于裝置全部或大部分埋設在建筑和結構構件內，省去不少專設裝置的鋼材和人工，而且其使用期可以看作是與建筑物的使用期一樣長，達到一勞永逸的效果，竣工后僅需花費很少的維護工作。作為企業(yè)建設者來講，無論從施工期間，還是正常使用期間，利用鋼結構做防雷及接地裝置都具有很好的經濟效益和社會效益，應大力推廣采用。 

　　參考文獻 

　　[1] 《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-2010. 

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　　[6] 周志成.淺談鋼結構防雷[J].土木工程建造管理，2007年.