建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范——對防雷規(guī)范的學(xué)習(xí)理解ppt課件

.,1,對建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范的學(xué)習(xí)理解張文才2013.3,.,2,雷擊，具有不確定性（怪獸）不知會擊向何處；不知會擊中那棟建筑物；不知每次雷擊的容量有多大；不知一場雷暴雨會發(fā)生多少次雷擊閃電。2012年澳洲某地，據(jù)新聞報(bào)道，一天發(fā)生的雷擊閃電高達(dá)4000多次。由于雷擊造成的損害也經(jīng)常見睹報(bào)端。（故宮雷擊、92年設(shè)計(jì)的小房子遭雷擊）,.,3,在防雷的實(shí)踐中，逐步總結(jié)出一些方法，這就是我們現(xiàn)行規(guī)范中所提及的內(nèi)容。目的：防止和減少雷擊造成的損害。規(guī)范所規(guī)定的方法，能夠防絕大部分的雷擊，但是不能做到100%;雷擊造成的各類損害都是有一定的概率的，我們按照規(guī)范的要求作，就是要盡量減小這些概率。這也是我們努力的方向。,.,4,目前，關(guān)于防雷的規(guī)范，有我國自己編制的（參照國際上一些好的，行之有效的做法）；有采標(biāo)IEC的標(biāo)準(zhǔn)而形成的國標(biāo)；行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；地方標(biāo)準(zhǔn)。建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-2010建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范GB50343-2012通信局（站）防雷與接地工程設(shè)計(jì)規(guī)范GB50689-2011民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ16-2008各類建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）,.,5,雷電防護(hù)第1部分：總則GB/T21714.12008/IEC62305-1:2006/2010雷電防護(hù)第2部分：風(fēng)險(xiǎn)管理GB/T21714.22008/IEC62305-2:2006/2010雷電防護(hù)第3部分：建筑物的物理損壞和生命危險(xiǎn)GB/T21714.32008/IEC62305-3:2006/2010雷電防護(hù)第4部分：建筑物內(nèi)電氣、電子系統(tǒng)GB/T21714.42008/IEC62305-4:2006/2010雷電電磁脈沖建筑防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)（天津市）DB29-58-2010已形成報(bào)批稿的古建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范農(nóng)村民居雷電防護(hù)工程技術(shù)規(guī)范,.,6,規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)：1、覆蓋面廣：從城市到農(nóng)村民居；從建筑物到電子信息系統(tǒng)；2、新：對原有規(guī)范修編周期短；空白方面越來越少；3、與國際接軌，內(nèi)容均參照了IEC以及發(fā)達(dá)國家好的內(nèi)容；建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-2010在編制過程中就是參考IEC標(biāo)準(zhǔn)、還有英國、美國、德國、日本的標(biāo)準(zhǔn)。而且電氣產(chǎn)品主要與IEC相同，規(guī)范中提到的產(chǎn)品，就是IEC的試驗(yàn)和選擇要求。,.,7,在建筑工程防雷設(shè)計(jì)中，在設(shè)計(jì)總說明中關(guān)于設(shè)計(jì)內(nèi)容部分，應(yīng)包括：防雷、接地及安全系統(tǒng)。防雷設(shè)計(jì)：主要是建筑物的防雷設(shè)計(jì)，在建（構(gòu)）筑物屋頂設(shè)置避雷帶、避雷網(wǎng)、避雷針等；利用建筑物的鋼筋作為引下線，或是設(shè)置獨(dú)立的引下線；利用建筑物基礎(chǔ)作為接地極，或是單獨(dú)設(shè)置接地裝置等。形成符合規(guī)范的各類防雷接地及安全要求。,.,8,注意：對于雷電防護(hù)的分級，建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-2010是按類分為：一、二、三類建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范GB50343-2012則是按級，分為A、B、C、D四級。它們是針對不同的目標(biāo)來分的，前者是針對建筑物（GB50057第3章建筑物的防雷分類），后者是針對建筑物中的電子信息系統(tǒng)（GB50343第4.3節(jié)按電子信息系統(tǒng)的重要性、使用性質(zhì)和價(jià)值確定雷電防護(hù)等級）。,.,9,與原規(guī)范（2000年版）的變化：第1章：總則（有3處變化）；第3章：建筑物的防雷分類（有10處變化）；第4章：建筑物的防雷措施（有46處變化）；第5章：防雷裝置（由14處變化）；第6章：防雷擊電磁脈沖（由17處變化）。,.,10,建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-2010主要變化1增加了第2章術(shù)語；2簡化了雷擊大地的年平均密度計(jì)算公式,并相應(yīng)調(diào)整了預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)判定建筑物的防雷分類的數(shù)值；3修改防側(cè)擊的規(guī)定；4變更防接觸電壓和防跨步電壓的措施；5補(bǔ)充外部防雷裝置采用不同金屬物的要求；6詳細(xì)規(guī)定電氣系統(tǒng)和電子系統(tǒng)選用電涌保護(hù)器的要求；7共9個附錄。在這些變化中，有的只是文字上做了些修改，內(nèi)容的意思還與原來的差異不大，但有部分條款作了更具體的要求；,.,11,總則第1.0.1條就提到：防止或減少雷擊建（構(gòu)）筑物所發(fā)生的人身傷亡和文物、財(cái)產(chǎn)損失，以及雷擊電磁脈沖引發(fā)的電氣和電子系統(tǒng)損壞或錯誤運(yùn)行，裝設(shè)了防雷裝置，并不能保證不遭雷擊。設(shè)置的接閃器，就是要對雷擊進(jìn)行攔截，攔不住就會遭雷擊，所以用了“防止或減少”。,.,12,術(shù)語中2.0.5防雷裝置（lightningprotectionsystem)英文是系統(tǒng)，但我國的習(xí)慣稱呼還是裝置。用于減少閃擊擊于建（構(gòu)）筑物上或建（構(gòu)）筑物附近造成的物質(zhì)性損害和人身傷亡，由外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置組成。（原規(guī)范為由接閃器、引下線、接地裝置、電涌保護(hù)器等）,.,13,術(shù)語第2.0.17閃電電涌閃電擊于防雷裝置或線路上以及由閃電靜電感應(yīng)或雷擊電磁脈沖引發(fā)，表現(xiàn)為過電壓、過電流的瞬態(tài)波。注意：50Hz的電源和閃電電涌不一樣，電力系統(tǒng)50Hz的操作過電壓，不屬于避雷的范疇，應(yīng)由配電系統(tǒng)的電涌保護(hù)器解決，有相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。電涌保護(hù)器的作用比避雷器更廣。有的建筑不做防雷，但還須考慮操作過電壓。,.,14,關(guān)于等電位連接，有的設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中要求從總電位處用絕緣導(dǎo)線穿塑料管引導(dǎo)設(shè)備機(jī)房某處，實(shí)際上沒有必要。因?yàn)檫壿嫷匾拥皆O(shè)備機(jī)殼上，PE線也接到機(jī)殼上，形成了并聯(lián)，其實(shí)這根線是多余的，電磁兼容手冊中有此概念。,.,15,防雷分類是根據(jù)建筑物的重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性和后果，按防雷要求分為三類。在二、三類防雷建筑物分類中，還應(yīng)注意雷擊次數(shù)。二類：3.0.3條第9款：預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.5次/a的部、省級辦公建筑和其他重要或人員密集的公共建筑物以及火災(zāi)危險(xiǎn)場所。第10款：預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.25次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑或一般性工業(yè)建筑。,.,16,三類：3.0.4條第2款：預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于或等于0.01次/a，且小于或等于0.05次/a的部、省級辦公建筑和其他重要或人員密集的公共建筑物，以及火災(zāi)危險(xiǎn)場所。3.0.4條第3款：預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于或等于0.05次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑或一般性工業(yè)建筑物。這兩條中的其他款均容易對號入座，唯獨(dú)這四款是需要經(jīng)過計(jì)算后，根據(jù)結(jié)果來確定防雷的類別，工程中經(jīng)常出現(xiàn)問題是分類不準(zhǔn)確。,.,17,第4章二類防雷建筑的滾球半徑為45m，三類防雷建筑的滾球半徑為60m，但在考慮防側(cè)擊雷時(shí)，均是要求高于60m，其上部占高度20%的部位應(yīng)防側(cè)擊雷。這是IEC標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的，也是屬于各成員國之間爭論后的結(jié)果。,.,18,規(guī)范頒布執(zhí)行，但在執(zhí)行過程中由于理解不同，執(zhí)行過程中往往出現(xiàn)一些偏差或是疑慮，尤其是第4章。例如建筑物設(shè)置引下線問題，作為民用建筑設(shè)計(jì)防雷，無論其防雷類別為二類或三類，大多數(shù)情況下完全有條件利用建筑物內(nèi)的鋼筋作為引下線。但在施工圖審查時(shí)，有的審查人員根據(jù)4.3.3條：專設(shè)引下線不應(yīng)少于2根，并應(yīng)沿建筑物四周和內(nèi)庭園四周均勻?qū)ΨQ布置，期間距沿周長計(jì)算不應(yīng)大于18m。當(dāng)建筑物的跨度較大，無法在跨距中間設(shè)引下線時(shí)，應(yīng)在跨距兩端設(shè)引下線并減小其他引下線的間距，專設(shè)引下線的平均間距不應(yīng)大于18m。（二類）,.,19,第4.4.3條專設(shè)引下線不應(yīng)少于2根，并應(yīng)沿建筑物四周和內(nèi)庭院四周均勻?qū)ΨQ布置，其間距沿周長計(jì)算不應(yīng)大于25m。當(dāng)建筑物的跨度較大，無法在跨距中間設(shè)引下線時(shí)，應(yīng)在跨距兩端設(shè)引下線并減小其他引下線的間距，專設(shè)引下線的平均間距不應(yīng)大于25m。（三類）因此施工圖審查單位就要求設(shè)計(jì)人員必須設(shè)置專用引下線。（為此接到過不少電話，反映相關(guān)問題）,.,20,其實(shí)在4.3.5條：利用建筑物的鋼筋作為防雷裝置時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：（共6款）目前民用建筑中，利用建筑物的鋼筋作為防雷裝置是極為普遍的現(xiàn)象。為此，中國建筑學(xué)會建筑電氣分會于2012年9月1719日在天津就上述兩條強(qiáng)制性條文，并就如何在民用建筑電氣設(shè)計(jì)中合理應(yīng)用達(dá)成了共識。研討情況如下:對于上述兩條強(qiáng)制條文執(zhí)行的難點(diǎn)是如何界定“第二類、第三類防雷建筑物設(shè)置專用引下線的問題”。對此參加研討的理事一致認(rèn)為：,.,21,1、在第4.3.3條（第4.4.3條）中，二類（三類）防雷建筑物當(dāng)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)采用建筑物四周和內(nèi)庭院四周結(jié)構(gòu)柱內(nèi)不少于2根主筋做引下線，其間距沿周長計(jì)算不應(yīng)大于18m（25m）。當(dāng)建筑物的跨度較大，無法在跨距中間設(shè)引下線時(shí)，應(yīng)在跨距兩端設(shè)引下線并減小其他引下線的間距，并使引下線的平均間距不應(yīng)大于18m（25m）。,.,22,2、在第4.3.3條（第4.4.3條）中，二類（三類）防雷建筑物當(dāng)為木結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)設(shè)專用引下線，并不應(yīng)少于兩根，其間距沿周長計(jì)算不應(yīng)大于18m（25m）。3、在第4.3.3條（第4.4.3條）中，二類（三類）防雷建筑物當(dāng)為磚混結(jié)構(gòu)，毛石基礎(chǔ)時(shí)，宜設(shè)專用引下線，并不應(yīng)少于兩根。注：采用磚混結(jié)構(gòu)，毛石基礎(chǔ)的建筑物周邊亦有構(gòu)造柱，內(nèi)有四根12鋼筋，由于構(gòu)造柱栽入毛石基礎(chǔ)距地面較淺，且毛石基礎(chǔ)的電阻率相對較高，不宜直接做接地裝置。但是，如在埋入地下的構(gòu)造柱上預(yù)留鋼板并與柱內(nèi)鋼筋焊接，再由此板焊接接地連接體至室外接地極、而不設(shè)置專用引下線，也是可行的方案。,.,23,其實(shí)在4.3.5條：利用建筑物的鋼筋作為防雷裝置時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：（共6款）4.4.5條建筑物宜利用鋼筋混凝土屋面、梁、柱、基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為引下線和接地裝置，目前民用建筑中，利用建筑物的鋼筋作為防雷裝置是極為普遍的現(xiàn)象。而且，規(guī)范是：專設(shè)引下線不應(yīng)少于2根，并沒有要求必須設(shè)置專用引下線，而是當(dāng)采用專用引下線時(shí)，不應(yīng)少于兩根。所以規(guī)范看了前面條文，還要看后面的條文。,.,24,另外建筑物的接地，有的工程設(shè)計(jì)人員不分對象，籠統(tǒng)地要求做共用接地，并要求接地電阻不大于1歐姆，或是不大于0.5歐姆。做共用接地這是大家的共識，也是國際上認(rèn)同的好的做法，但是對于接地電阻值的要求，應(yīng)是有前提的。是根據(jù)供配電系統(tǒng)的接地型式來決定，例如高壓系統(tǒng)通過燃弧線圈接地、通過小電阻接地等。而且是針對工頻電源系統(tǒng)來說的，也就是50Hz。,.,25,建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-2010第4.3.6條就明確：共用接地裝置的接地電阻應(yīng)按50Hz電氣裝置的接地電阻確定，不應(yīng)大于按人身安全所確定的接地電阻值。對于電子信息系統(tǒng)機(jī)房的信息系統(tǒng)接地，也要求上述的電阻值，根本無法達(dá)到。只能靠等電位連接來解決。（機(jī)房規(guī)范將明確）,.,26,防接觸電壓和跨步電壓問題4.5.6在建筑物引下線附近保護(hù)人身安全需采取的防接觸電壓和跨步電壓的措施，應(yīng)符合下列規(guī)定：1防接觸電壓應(yīng)符合下列規(guī)定之一：1)利用建筑物金屬構(gòu)架和建筑物互相連接的鋼筋在電氣上是貫通且不少于10根柱子組成的自然引下線，作為自然引下線的柱子包括位于建筑物四周和建筑物內(nèi)的。2)引下線3m范圍內(nèi)地表層的電阻率不小于50km，或敷設(shè)5cm厚瀝青層或15cm厚礫石層。3)外露引下線，其距地面2.7m以下的導(dǎo)體用耐1.2/50s沖擊電壓100kV的絕緣層隔離，或用至少3mm厚的交聯(lián)聚乙烯層隔離。4)用護(hù)欄、警告牌使接觸引下線的可能性降至最低限度。,.,27,2防跨步電壓應(yīng)符合下列規(guī)定之一：1)利用建筑物金屬構(gòu)架和建筑物互相連接的鋼筋在電氣上是貫通且不少于10根柱子組成的自然引下線，作為自然引下線的柱子包括位于建筑物四周和建筑物內(nèi)的。2)引下線3m范圍內(nèi)地表層的電阻率不小于50km，或敷設(shè)5cm厚瀝青層或15cm厚礫石層。3)用網(wǎng)狀接地裝置對地面作均衡電位處理。4)用護(hù)欄、警告牌使進(jìn)入距引下線3m范圍內(nèi)地面的可能性減小到最低限度。可增大土壤表面電阻率來減小通過人體的電流。（第2款）若有鋼筋網(wǎng)的水泥平地，則無跨步電壓問題。（第3款）,.,28,第5章防雷裝置表5.1.2防雷裝置各連接部件的最小截面，一般1mm2的銅線能承受8kA，50kA宜用10mm2。表5.2.1接閃器的材料，規(guī)范中列出了許多種，這是從IEC引來的。（以前主要使用鋼材）5.2.3接閃桿的接閃端宜做成半球狀。其最小彎曲半徑宜為4.8mm，最大宜為12.7mm。這不是從IEC引來，而是根據(jù)美國的標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)槊绹隽诉@方面的研究，結(jié)論是比尖的效果好。,.,29,第6章防雷擊電磁脈沖6.1.2當(dāng)電源采用TN系統(tǒng)時(shí)，從建筑物總配電箱起供電給本建筑物內(nèi)的配電線路和分支線路必須采用TN-S系統(tǒng)。（強(qiáng)條）其主要目的就是不能出現(xiàn)TN-C系統(tǒng)，否則正常的電流會流到敏感設(shè)備的外殼上，影響敏感設(shè)備的正常運(yùn)行。外來電源用TN-C，進(jìn)戶作重復(fù)接地，形成TN-S。進(jìn)戶用TN-S，N線和PE線間的壓降增大，產(chǎn)生擾動電壓。,.,30,6.3.1-2在需要保護(hù)的空間內(nèi)，采用屏蔽電纜時(shí)其屏蔽層應(yīng)至少在兩端，并宜在防雷區(qū)交界處做等電位連接，系統(tǒng)要求只在一端做等電位連接時(shí)，應(yīng)采用兩層屏蔽或穿鋼管敷設(shè)，外層屏蔽或鋼管應(yīng)至少在兩端，并宜在防雷區(qū)交界處做等電位連接。這條很重要，模擬信號頻率低，怕干擾，一端接地，外面有動態(tài)干擾，電壓能達(dá)到近5kV，會出現(xiàn)不穩(wěn)定。兩端接地，形成環(huán)路，只有幾十伏甚至更低的電壓。,.,31,6.3.2是關(guān)于磁場強(qiáng)度問題，敏感的電子設(shè)備耐受過電壓和過電流的能力較低，磁場對其的影響較大，根據(jù)不同防雷類別，Sa的平均距離有要求。雷擊在建筑物上和擊在建筑物附近是不同的。6.3.3條與原來基本相同，只需就近接線，沒有必要從總等電位處拉線。,.,32,6.3.4條穿過各防雷區(qū)界面的金屬物和建筑物內(nèi)系統(tǒng)，以及一個防雷區(qū)內(nèi)部的金屬物和建筑物內(nèi)系統(tǒng)，均應(yīng)在界面處附近做符合下列要求的等電位連接：6.3.4-5電子系統(tǒng)的所有外露導(dǎo)電物應(yīng)與建筑物的等電位連接網(wǎng)絡(luò)作功能性等電位連接。電子系統(tǒng)不應(yīng)設(shè)獨(dú)立的接地裝置。當(dāng)采用S型等電位連接時(shí)，電子系統(tǒng)的所有金屬組件應(yīng)與接地系統(tǒng)的各組件絕緣。,.,33,這就是要求一棟建筑就做一個接地(共用接地系統(tǒng))美國的電磁兼容手冊是不允許做多個接地。S型，頻率低的模擬信號，干擾信號進(jìn)到設(shè)備來，設(shè)備與周圍的接地體有分布電容，絕緣起來就不會產(chǎn)生干擾。所以屏蔽要求高的，S形就不行了。,.,34,6.3.4-7當(dāng)電子系統(tǒng)為兆赫茲級數(shù)字線路時(shí)，應(yīng)采用M型等電位連接，系統(tǒng)的各金屬組件不應(yīng)與接地系統(tǒng)各組件絕緣。M型等電位連接應(yīng)通過多點(diǎn)連接組合到等電位連接網(wǎng)絡(luò)中去，形成M型的連接方式。每臺設(shè)備的等電位連接線的長度不宜大于0.5m，并宜設(shè)兩根等電位連接線安裝于設(shè)備的對角處，其長度相差宜為20%。該款要求不宜大于0.5m，美國用兩根，因?yàn)轭l率很高，產(chǎn)生諧振時(shí)阻抗無窮大，形成開路。所以用兩根，長度相差20%，目的就是一根處于諧振時(shí)另一根沒諧振，確保等電位連接的可靠性。,.,35,電流在導(dǎo)體中流過，其周邊就會產(chǎn)生電磁場。伴隨雷電流同時(shí)產(chǎn)生的輻射電磁（脈沖）場就是雷電流的電磁效應(yīng)，稱為雷電電磁脈沖，LEMP。電生磁，磁生電，以不同的形式表現(xiàn)：雷電流是沿著導(dǎo)體流動，以“路徑”的形式出現(xiàn)；LEMP是以“電磁場”的形式出現(xiàn)。雷電流和雷電電磁脈沖（LEMP）是