建筑物防雷設計規(guī)范——對防雷規(guī)范的學習理解ppt課件

.,1,對建筑物防雷設計規(guī)范的學習理解張文才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)新聞報道，一天發(fā)生的雷擊閃電高達4000多次。由于雷擊造成的損害也經(jīng)常見睹報端。（故宮雷擊、92年設計的小房子遭雷擊）,.,3,在防雷的實踐中，逐步總結出一些方法，這就是我們現(xiàn)行規(guī)范中所提及的內容。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IEC的標準而形成的國標；行業(yè)標準；地方標準。建筑物防雷設計規(guī)范GB50057-2010建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范GB50343-2012通信局（站）防雷與接地工程設計規(guī)范GB50689-2011民用建筑電氣設計規(guī)范JGJ16-2008各類建筑電氣設計規(guī)范（行業(yè)標準）,.,5,雷電防護第1部分：總則GB/T21714.12008/IEC62305-1:2006/2010雷電防護第2部分：風險管理GB/T21714.22008/IEC62305-2:2006/2010雷電防護第3部分：建筑物的物理損壞和生命危險GB/T21714.32008/IEC62305-3:2006/2010雷電防護第4部分：建筑物內電氣、電子系統(tǒng)GB/T21714.42008/IEC62305-4:2006/2010雷電電磁脈沖建筑防護標準（天津市）DB29-58-2010已形成報批稿的古建筑物防雷設計規(guī)范農村民居雷電防護工程技術規(guī)范,.,6,規(guī)范標準的特點：1、覆蓋面廣：從城市到農村民居；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，內容均參照了IEC以及發(fā)達國家好的內容；建筑物防雷設計規(guī)范GB50057-2010在編制過程中就是參考IEC標準、還有英國、美國、德國、日本的標準。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的試驗和選擇要求。,.,7,在建筑工程防雷設計中，在設計總說明中關于設計內容部分，應包括：防雷、接地及安全系統(tǒng)。防雷設計：主要是建筑物的防雷設計，在建（構）筑物屋頂設置避雷帶、避雷網(wǎng)、避雷針等；利用建筑物的鋼筋作為引下線，或是設置獨立的引下線；利用建筑物基礎作為接地極，或是單獨設置接地裝置等。形成符合規(guī)范的各類防雷接地及安全要求。,.,8,注意：對于雷電防護的分級，建筑物防雷設計規(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、使用性質和價值確定雷電防護等級）。,.,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,建筑物防雷設計規(guī)范GB50057-2010主要變化1增加了第2章術語；2簡化了雷擊大地的年平均密度計算公式,并相應調整了預計雷擊次數(shù)判定建筑物的防雷分類的數(shù)值；3修改防側擊的規(guī)定；4變更防接觸電壓和防跨步電壓的措施；5補充外部防雷裝置采用不同金屬物的要求；6詳細規(guī)定電氣系統(tǒng)和電子系統(tǒng)選用電涌保護器的要求；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）筑物所發(fā)生的人身傷亡和文物、財產(chǎn)損失，以及雷擊電磁脈沖引發(fā)的電氣和電子系統(tǒng)損壞或錯誤運行，裝設了防雷裝置，并不能保證不遭雷擊。設置的接閃器，就是要對雷擊進行攔截，攔不住就會遭雷擊，所以用了“防止或減少”。,.,12,術語中2.0.5防雷裝置（lightningprotectionsystem)英文是系統(tǒng)，但我國的習慣稱呼還是裝置。用于減少閃擊擊于建（構）筑物上或建（構）筑物附近造成的物質性損害和人身傷亡，由外部防雷裝置和內部防雷裝置組成。（原規(guī)范為由接閃器、引下線、接地裝置、電涌保護器等）,.,13,術語第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，應由配電系統(tǒng)的電涌保護器解決，有相應的產(chǎn)品標準。電涌保護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,關于等電位連接，有的設計人員在設計中要求從總電位處用絕緣導線穿塑料管引導設備機房某處，實際上沒有必要。因為邏輯地要接到設備機殼上，PE線也接到機殼上，形成了并聯(lián)，其實這根線是多余的，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、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，還應注意雷擊次數(shù)。二類：3.0.3條第9款：預計雷擊次數(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危險場所。第10款：預計雷擊次數(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：預計雷擊次數(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，以及火災危險場所。3.0.4條第3款：預計雷擊次數(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，唯獨這四款是需要經(jīng)過計算后，根據(jù)結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，但在考慮防側擊雷時，均是要求高于60m，其上部占高度20%的部位應防側擊雷。這是IEC標準所規(guī)定的，也是屬于各成員國之間爭論后的結果。,.,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。例如建筑物設置引下線問題，作為民用建筑設計防雷，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的鋼筋作為引下線。但在施工圖審查時，有的審查人員根據(jù)4.3.3條：專設引下線不應少于2根，并應沿建筑物四周和內庭園四周均勻對稱布置，期間距沿周長計算不應大于18m。當建筑物的跨度較大，無法在跨距中間設引下線時，應在跨距兩端設引下線并減小其他引下線的間距，專設引下線的平均間距不應大于18m。（二類）,.,19,第4.4.3條專設引下線不應少于2根，并應沿建筑物四周和內庭院四周均勻對稱布置，其間距沿周長計算不應大于25m。當建筑物的跨度較大，無法在跨距中間設引下線時，應在跨距兩端設引下線并減小其他引下線的間距，專設引下線的平均間距不應大于25m。（三類）因此施工圖審查單位就要求設計人員必須設置專用引下線。（為此接到過不少電話，反映相關問題）,.,20,其實在4.3.5條：利用建筑物的鋼筋作為防雷裝置時，應符合下列規(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，中國建筑學會建筑電氣分會于2012年9月1719日在天津就上述兩條強制性條文，并就如何在民用建筑電氣設計中合理應用達成了共識。研討情況如下:對于上述兩條強制條文執(zhí)行的難點是如何界定“第二類、第三類防雷建筑物設置專用引下線的問題”。對此參加研討的理事一致認為：,.,21,1、在第4.3.3條（第4.4.3條）中，二類（三類）防雷建筑物當為鋼筋混凝土結構時，應采用建筑物四周和內庭院四周結構柱內不少于2根主筋做引下線，其間距沿周長計算不應大于18m（25m）。當建筑物的跨度較大，無法在跨距中間設引下線時，應在跨距兩端設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）防雷建筑物當為木結構時，應設專用引下線，并不應少于兩根，其間距沿周長計算不應大于18m（25m）。3、在第4.3.3條（第4.4.3條）中，二類（三類）防雷建筑物當為磚混結構，毛石基礎時，宜設專用引下線，并不應少于兩根。注：采用磚混結構，毛石基礎的建筑物周邊亦有構造柱，內有四根12鋼筋，由于構造柱栽入毛石基礎距地面較淺，且毛石基礎的電阻率相對較高，不宜直接做接地裝置。但是，如在埋入地下的構造柱上預留鋼板并與柱內鋼筋焊接，再由此板焊接接地連接體至室外接地極、而不設置專用引下線，也是可行的方案。,.,23,其實在4.3.5條：利用建筑物的鋼筋作為防雷裝置時，應符合下列規(guī)定：（共6款）4.4.5條建筑物宜利用鋼筋混凝土屋面、梁、柱、基礎內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：專設引下線不應少于2根，并沒有要求必須設置專用引下線，而是當采用專用引下線時，不應少于兩根。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，有的工程設計人員不分對象，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，也是國際上認同的好的做法，但是對于接地電阻值的要求，應是有前提的。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,建筑物防雷設計規(guī)范GB50057-2010第4.3.6條就明確：共用接地裝置的接地電阻應按50Hz電氣裝置的接地電阻確定，不應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)機房的信息系統(tǒng)接地，也要求上述的電阻值，根本無法達到。只能靠等電位連接來解決。（機房規(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人身安全需采取的防接觸電壓和跨步電壓的措施，應符合下列規(guī)定：1防接觸電壓應符合下列規(guī)定之一：1)利用建筑物金屬構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的。2)引下線3m范圍內地表層的電阻率不小于50km，或敷設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防跨步電壓應符合下列規(guī)定之一：1)利用建筑物金屬構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的。2)引下線3m范圍內地表層的電阻率不小于50km，或敷設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)用護欄、警告牌使進入距引下線3m范圍內地面的可能性減小到最低限度?？稍龃笸寥辣砻骐娮杪蕘頊p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)美國的標準。因為美國做了這方面的研究，結論是比尖的效果好。,.,29,第6章防雷擊電磁脈沖6.1.2當電源采用TN系統(tǒng)時，從建筑物總配電箱起供電給本建筑物內的配電線路和分支線路必須采用TN-S系統(tǒng)。（強條）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備的外殼上，影響敏感設備的正常運行。外來電源用TN-C，進戶作重復接地，形成TN-S。進戶用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在需要保護的空間內，采用屏蔽電纜時其屏蔽層應至少在兩端，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，應采用兩層屏蔽或穿鋼管敷設，外層屏蔽或鋼管應至少在兩端，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是關于磁場強度問題，敏感的電子設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系統(tǒng)，以及一個防雷區(qū)內部的金屬物和建筑物內系統(tǒng)，均應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)的所有外露導電物應與建筑物的等電位連接網(wǎng)絡作功能性等電位連接。電子系統(tǒng)不應設獨立的接地裝置。當采用S型等電位連接時，電子系統(tǒng)的所有金屬組件應與接地系統(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，干擾信號進到設備來，設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當電子系統(tǒng)為兆赫茲級數(shù)字線路時，應采用M型等電位連接，系統(tǒng)的各金屬組件不應與接地系統(tǒng)各組件絕緣。M型等電位連接應通過多點連接組合到等電位連接網(wǎng)絡中去，形成M型的連接方式。每臺設備的等電位連接線的長度不宜大于0.5m，并宜設兩根等電位連接線安裝于設備的對角處，其長度相差宜為20%。該款要求不宜大于0.5m，美國用兩根，因為頻率很高，產(chǎn)生諧振時阻抗無窮大，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另一根沒諧振，確保等電位連接的可靠性。,.,35,電流在導體中流過，其周邊就會產(chǎn)生電磁場。伴隨雷電流同時產(chǎn)生的輻射電磁（脈沖）場就是雷電流的電磁效應，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