时间:2023-03-17 18:01:05
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇建筑防雷论文,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
一、前言
在建筑物防雷设计中,设计人员对一、二级防雷建筑物的防雷设计比较重视,疏漏差错很少,但对大量的三级防雷建筑物的防雷设计却常有忽视。由于设计质量管理规定:对于一般工程的电气设计允许可以不要计算书,因此许多设计人员对三级防雷建筑物的防雷设计,不再进行设计计算,仅凭经验而设计。对于防雷设施的是否设置及防雷设施的各种安全间距未进行计算、验算,因此造成大量的三级防雷的建筑物的防雷设计、施工存在较大的的盲目性,使有些工程提高了防雷级别,增加了工程造价,而有些工程却未按规范设计、施工,造成漏错,带来很大隐患和不应有的损失。
二、建筑物防雷规范的概述及比较
现今建筑物防雷标准有1993年8月1日起实施的《民用建筑电气设计规范》?JGJ/T16-92?推荐性行业标准,1994年11月1日起实施的《建筑物防雷设计规范》?GB50057-94?强制性国家标准。GB50057-94使建筑物的防雷设计、施工逐步与国际电工委员会?IEC?防雷标准接轨,设计施工更加规范化、标准化。
GB50057-94将民用建筑分为两类,而JCJ/T16-92将民用建筑防雷设计分为三级,分得更加具体、细致、避免造成使某些民用建筑物失去应有的安全,而有些建筑物可能出现不必要的浪费。为更好的掌握IEC、GB50057-94、JCJ/T16-92三者的实质,特择其主要条款列于表1。且后面的分析、计算均引自JCJ/T16-92中的规定。
三、预计的年雷击次数确定设置防雷设施
除少量的一、二级防雷建筑物外,数量众多的还是三级防雷及等级以外的建筑物防雷,而对此类建筑物大多设计人员不计算年预计雷击次数N,使许多不需设计防雷的建筑物而设计了防雷措施,设计保守,浪费了人、材、物。现计算举例说明:
例1:在地势平坦的住宅小区内部设计一栋住宅楼:6层高?层数不含地下室,地下室高2.2m?,三个单元,其中:长L=60m,宽W=13m,高H=20m,当地年平均雷暴日Td=33.2d/a,由于住宅楼处在小区内部,则校正系数K=1。
据JCJ/T16-92中公式?D?2-1?、?D?2-2?、?D?2-3?、?D?2-4?得:与建筑物截收相同雷击次数的等效面积?km2?:Ae=?L?W+2?L+W?H?200-H?+πH?200-H??×10-6=?60×13+2(60+13)20(200-20)+3.14×20(200-20)?×10-6=0.02084?km2?
建筑物所处当地的雷击大地的年平均密度:
Ng=0.024Td1.3=0.024×33.21.3=2.28次/?km2?a?
建筑物年预计雷击次数:
N=KNgAe=1×2.28×0.02084=0.0475?次/a?
据JCJ/T16-92第12.3.1条,只有在N≥0.05?GB50057-94中:N≥0.06?才设置三级防雷,而本例中:N=0.0475<0.05,且该住宅楼在住宅楼群中不是最高的也不在楼群边缘,故该住宅楼不需做防雷设施。
根据以上计算步骤,现以L=60m,W=13m,分别以H=7m、10m、15m、20m四种不同的高度,K值分别取1,1.5,1.7,2,Ng=2.28?km2?a?进行计算N值,计算结果见表2。
从表2中的数据可知,在本区内:①当K=1时,举例中的建筑物均N<0.05,不需设置防雷设施。②当K=1.5时,即建筑物在河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的或特别潮湿的建筑物,在高度达15m或以上者,必须设置三级防雷措施。③当K=1.7时,即金属的砖木结构的建筑物,高度达7m及以上者,必须设置三级防雷措施。④当K=2时,即建筑物位于旷野孤立的位置,高度达7m?两层以上者,均设置三级防雷措施。
可见,有的建筑物在20m的高度,却不需设置防雷措施,而有的建筑物高度在7m,就必须设置三级防雷措施。关键因素在于建筑所处的地理位置、环境、土质和雷电活动情况所决定。
同时在峻工的工程中,我们也看到,例1中的民用建筑物,有许多类似的工程不该设置防雷却按三级防雷设计施工了,施工后的防雷接地装置如图1所示。
其中8组引下线均利用结构中的构造柱的4?12主筋,水平环路接地体埋深1m,距楼外墙1m。以上钢材均为镀锌件,则共需镀锌钢材0.192t,人工费2950元,定额预算工程直接费约0.75万元。类似这种三级防雷以外的住宅楼、办公楼及其他民用建筑,在我们地区1998年约竣工600~800栋,仅增设的防雷设施其工程直接费约为450~600万元。以此类推,在全省、全国因提高防雷等级而提高工程造价?浪费?的数字是巨大的。因此,设计人员对民用建筑物的防雷设计必须对建筑物年预计雷击次数进行计算,根据计算结果,结合具体条件,确定是否设置防雷设施。
四、防雷设施与人、金属管道等的安全距离
1.雷电流反击电压与引下线间距的关系
当建筑物遭受雷击时,雷击电流通过敷设在楼顶的避雷网,经接地引下线至接地装置流入地下,在接地装置上升高的电位等于电流与电阻的乘积,在接地引下线上某点?离地面的高度为h?的对地电位则为
Uo=UR+UL=IkRq+L?1?
式中Ik―雷电流幅值?kA?
Rq―防雷装置的接地电阻?Ω?
L―避雷引下线上某点?离地面的高度的为h?到接地装置的电感?μH?
雷电流的波头陡度?kA/μH?
?1?式中右边第一项?UR即IkRq?为电位的电阻分量,第二项?UL?即?为电位的电感分量,据GB50057-94有关规定,三类?级?防雷建筑物中,可取雷电流Ik=100kA,波头形状为斜角形,波头长度为10μs,则雷电流波头陡度==10kA/μs,取引下线单位长度电感Lo=1.4μH/m,则由?1?式可得出
Uo=100Rq+1.4×h×10=100Rq+14h?kV??2?
根据?2?式,在不同的接地电阻Rq及高度h时,可求出相应的Uo值,但引下线数量不同,则Uo的数值有较大差异。下面以例1中引下线分别为4、8根?假定每根引下线均流过相同幅度的雷击电流,且忽略雷电流在水平避雷上的电阻及电感压降?,计算出的UR/UL值列于表3。
由表3中可知,接地电阻?Rq?即使为零,在不同高度的接地引下线由于电感产生的电位?电感分量?也是相当高的,同样会产生反击闪络。
2.引下线与人体之间的安全间距
雷击电流流过引下线及接地体上产生的雷击电压,其电阻分量存在于雷电波的持续时间?数十μs?内,而电感分量只存在于波头时间5μs内,因此两者对空气绝缘作用有所不同,可取空气击穿强度:电感UL=700kV/m,电阻ER=500kV/m。混凝土墙的击穿强度等于空气击穿强度,砖墙的击穿强度为空气击穿强度的一半。
据表3计算的数据,下面计算引下线与人体之间的安全距离。因每组引下线利用构造柱中的4?12钢筋,可以认为引下线与人体、金属管道、金属物体之间为空气间隔,且认为引下线与空气之间间隔层为抹灰层,可忽略不计。
?1?当引下线为4组时,人站在一层,h1=3m,Rq=30Ω,则URI=750kV?UL1=10.5kV?人体与引下线之间安全距离L安全1>
?方可产生的反击。人站在5层,h2=15m,Rq=30Ω,则:UR2=750kV?U12=52.5kV?则安全距离L安全2>
1.575m<1.83m。在上述两个房间内,保持如此的距离是很难做到的,因此存在很危险的雷电压反击。
(2)当引下线为8组时,当站在一层房间内,h1=3m,Rq=30Ω,则UL1=5.25kV?UR1=3.75kV?则安全间距L安全1>
0.757m。人站在5层时,h2=15m?则UL2=26.25kV?UR2=375kV?则安全间距L安全2>
可见,引下线数量增加一倍,安全间距则减小一半。因此设置了防雷设施后,应严格按照规范设置引下线的数量及间距。同时建议可缩短规范内规定的引下线间距,多设一定数量的引下线,可减少雷电压反击现象。这样处理,对增加工程造价微乎其微。
3.引下线与室内金属管道、金属物体的距离
?1?当防雷接地装置未与金属管道的埋地部分连接时,按例一中数据:楼顶的引下线高度h=Lx=20m,Rq=30Ω时,据JCJ/T16-92第12.5.7条规定,Lx<5Rq=5×30=150m,则
Sal≥0.2Kc?Ri+0.1Lx?
式中Kc―分流系数,因多根引下线,取0.44
Ri―防雷接地装置的冲击电阻,因是环路接地体,Ri=Rq=30Ω
Sal―引下线与金属物体之间的安全距离/m
则
Sal≥0.2×0.44×?30+0.1×20?=2.816m。
?2?当防雷接地体与金属管道的埋地部分连接时,按式?12.3.6-3?,Sa2≥0.075KcLx=0.075×0.44×20=0.66
由以上计算的Sal≥2.816m,Sa2≥0.66m,在实际施工时,均很难保证以上距离,因为金属管道靠墙0.1m左右安装,又由于Sa2≤Sal,因此可将防雷接地装置与金属管道的埋地部分连接起来,同时,在楼层内应将引下线与金属管道?物体?连接起来,防止雷电反击。
4.引下线接地装置与地下多种金属管道及其它接地装置的距离Sed
据JCJ/T16-92第12.5.7条及公式?12.3.6-4?:Sed≥0.3KcRi=0.3×0.4×30=3.96m,而在实际施工中,地下水暖管道交错纵横,先于防雷及电气接地装置施工,等施工后者时,已经很难保证Sed≥3.96m了,也难于保证不应小于2m的规定,因此可将防雷接地装置与各种接地装置共用,即实行一栋建筑一个接地体。将接地装置与地下进出建筑物的各种金属管道连接起来,实行总等电位联结。
综上所述,在实行一栋建筑一个总带电位联结、一个共用接地体的措施后,在楼顶部应将避雷带?针?与伸出屋面的金属管道金属物体连接起来,在每层内的建筑物内应实行辅助等电位联结,即引下线在经过各个楼层时,将它与该楼层内的钢筋、金属构架全部联结起来,于是不论引下线的电位升到多高,同楼层建筑物内的所有金属物?包括地面内钢筋、金属管道、电气设备的安全接地?都同时升到相同电位,方可消除雷电压反击。
五、跨步电压与接地装置埋地深度
跨步电压是指人的两脚接触地面间两点的电位差,一般取人的跨距0.8m内的电位差。跨步电压的大小与接地体埋地深度、土壤电阻率、雷电位幅值等诸多因素。当接地体为水平接地带时,
?3?
式中ρ―土壤电阻率/?Ω.m?
L―水平接地体长度m
Ik―雷电流幅值kA
K―接地装置埋深关系系数,见表4
Ukmax―跨步电压最大值?kV?
按例一中的接地装置计算,接地体长度L=146m,取Ik=150k,土质为砂粘土,ρ=300Ω.m,则按埋深深度0.3m,0.5m,0.8m,1m时相应的K值取2.2,1.46,0.97.0.78。按?3?式计算:
其Ukmax值分别为107.97,71.66,47.61,38.28/kV。
世界各国根据发生的人身冲击触电事故分析,认为相当于雷电流持续时间内人体能承受的跨步电压为90~110kV。从计算结果可知,该工程的防雷接地体埋深0.8m时,跨步电压已在安全范围内。JCJ/T16-92第12.9.4规定接地体埋设深度不宜小于0.6m,第12.9.7条规定:防击雷的人工接接地体距建筑物入口处及人行道不应小于3m,当小于3m时,接地体局部埋深不应小于1m,或水平接地体局部包以绝缘物。包以绝缘物易增大其接地电阻,因此还是以埋深大于1m时为好。这样处理,只增加少量工程造价,却将接地装置处理得更加安全可靠,起到事半功倍的效果。
若采用基础和圈梁内钢筋作为环形接地体,但由于三级防雷的建筑物大多为毛石基础,毛石基础上的圈梁埋地一般为0.3m左右,较浅根本达不到防止危险的跨步电压需将接地装置埋深1m的要求,因此不宜采用圈梁做为环形接地体?指三级防雷建筑物?。
六、区别工频、冲击接地电阻
工频、冲击接地电阻两者的区别及关系,许多施工技术人员不能区别与明晰,使部分工程的防雷装置接地电阻已达到设计值,而仍然盲目采用降阻措施,增加了工程造价。
工频接地电阻是按通过接地体流入地中工频电流求得的电阻。可以认为是接地体20m以内土壤的流散电阻,距接地体20m以外的大地是电气上的零电位点。用接地电阻测量仪测量的电阻,即为工频接地电阻。
自表4中可知,当接地体为环绕建筑物的环路接地体与敷设于陶粘土、沼泽地、黑土、砂质粘土等电阻率ρ≤100Ω的土壤内的接地体,其工频接地电阻与冲击电阻相等。但当敷设于砂、砂砾、砾石、碎石、多岩山地的环境时,其工频接地电阻是冲击接地电阻的2~3倍。因此如在上所述地面内敷设接地体时,如用接地电阻仪测出的工频接地电阻,只要不超过设计要求的冲击接地电阻值的2~3倍,即可为符合设计要求,不需再采取降阻措施。如不分析接地装置敷设地点的土质、接地环境条件,发现接地电阻仪摇测值大于设计要求值,就盲目再增加人工接地体或采用降阻剂来追求达到设计值,必须造成人力、物力浪费,提高了工程造价,而这一现象却有普遍性。
(1)古建筑为体现福祥,大多都会在建筑的大殿正脊中部埋设有金属宝盒。有些建筑的房顶内部还设有锡背,极大地增加遭受雷击的概率。另一方面来说,我国的古建筑风格本身就存在着雷击的危险,像是飞檐、翘角、梁柱、屋脊、吻兽、塔刹等构架都是突出建筑轮廓的,这就会造成安全隐患。
(2)古建筑分布在比较空旷的风景区、江河湖泊的附近等区域,极易遭受雷击。
(3)从古建筑选址的地理环境可知,其修建的场地一般地势都是比较高的,为了显示其高贵壮观,位置还比较突出,这都会加大遭受雷击的可能性。还有些古建筑比较讲究风水,其四周一般都会有高大的树木,而且都是成片的分布,这些高大的树木会增大遭受雷击的可能性。
(4)为了保护古建筑,国家也相继出台了一系列的规定,但毕竟是有限的,再加上古建筑本身的结构构架不能够被二次改造,所以有些建筑还是存在着很大的问题,其防雷设施的安装及使用均未达到应有的标准。
2关于古建筑防雷类别的分类与确定
我国建筑防雷标准是按照《建筑物防雷设计规范》(GB50057-1994(2000版))来作为建筑的建设与后期维修中的防止雷击标准来执行的。另外在GB50165-1992第3、4、5条做了以下大致的规范:对于不同的建筑的防雷要求不同,它是根据防雷的装置与构造的不同来变换的。对于国家一类的古建筑要进行专门的研究,分析并制定出有效的防雷保护措施;关于二类古建筑的保护,要求是按照一类民用建筑的标准来进行保护;对于三类的古建筑,要严格的执行第二类民用建筑物来考虑,尽量做到很好的保护古建筑与建筑内的文物。另外,我国的古建筑的防雷分类也是有特定的标准的,要求是必须要根据其重要性与使用性质来确定,并且规定国家级的文物保护单位的古建筑大小至少要分为二类以上的防雷建筑物,尽量避免稀有文物的损失与破坏。
3古建筑设计的防雷措施
在具体的古建筑物防雷设施中,要根据条件的不同来分别进行不同的防雷设施的安装。我们可以大体的将防雷措施分为内、外部防雷,就是可以按照建筑物对雷电的感应程度不同分为若干个不同的防雷区,这些防雷区有专门的功能要求,并做了不同的规定:直接接受雷击不采取任何的防护措施非保护区,没有任何的保护方法,这些区域会直接遭受雷击,天空中的雷电周围的电磁场没有任何的衰减;直接接受雷击但受保护的防护区,这个区域内的特点就是电磁场没有减弱,但是这个区域内的大部分物体都很少遭受雷击,并且所有的建筑物都是暴露在空旷的空间内。第一防雷击的保护区,这一保护区简称LPZ1,它的特点就是从空中流来的电磁场得到了一定的减弱,其结果与作用就是这个区域内的所有物体都能够有效的避免直接遭受雷击;第二防止雷击保护区,这一区域可以减少所导引的雷电流或电磁场而引起的后续防护区;防雷击后续防护区,这个防护区的具体要求就是进一步减少雷电电磁脉冲,以此来达到保护水平高的标准。
3.1直击雷的防护措施
我们大致的了解一下过去的外部防雷设施,从以前的防雷经验上总结来看,传统的避雷装置一般是由接闪器、引下线和接地装置来组成的。接闪器通常有避雷针、避雷带和避雷网这样的三种部件。接闪器都是安装在建筑物的顶部,其功能与作用就是要把高空中的雷电引下来。然后接闪器的下部会和引下线的上部紧密的相连,接闪器的下部件就会和接地的装置相连,它的作用类似有一条通路的导线,把接闪器引下来的雷电顺利的流到接地装置,这样接地装置会埋于地面很深的地方,就可以把大电流疏散到大地中去。另外除了以上的要求外还有一些特殊的要求:
(1)在避雷装置的安装时,要尽量采用长度比较短的避雷针。
古建筑的宝贵之处是由于其保存着其原始原貌,所以在安装避雷装置的时候,要在满足要求的前提下尽量保存其原始面貌,这样的话就能够尽最大可能的满足建筑物的旅游价值和观赏价值。另外我们要合理科学的铺设避雷设施,一般的情况下,我们会在建筑物屋面的正脊、斜脊等地方安装。同时要尽量避免直、锐角弯曲,采用圆弧状的弯曲,并且其引下线的弯曲弦长应该大于对应弧长的1/10。
(2)避雷装置中的引下线应该环绕古建筑的四周、墙面铺设,两条引下线的平均距离为18m。
为了保证古建筑正面的足够美观,原则上是不能铺设引下线的,但是为了安全,所以在铺设引下线的过程中,要尽量隐蔽铺设安装。另外,在一些面阔较大的钱物避雷带要尽量的选用直径较大的材料来进行铺设,在两端的引线也要加大材料的直径。同时要增加引线的数目,这样能够做到有效的分流。在铺设的时候要严格按照操作规范来进行。
(3)在古建筑的的不同地域要根据游客的分布和集中程度来采取不同的均压措施。
如:在宽度较为狭窄的古建筑周围可以采用水平圈式的接地装置,这样的话,要特别注意保持接地装置与地下管线的安全距离,避免引下来的雷电击穿地下管线。
3.2关于侧面雷击的应对措施
在古建筑的防雷措施方面,我们可以根据古建筑物的地理位置来确定防侧击雷的方法。如在山区地带亦或是在空旷的古建筑物周围,要确定需要进行防雷的均压带,并且使均压带和建筑物四周的金属物体进行接地。最基础的安全要求就是窗上的玻璃没有空洞,因为在山野地带雷电可能会以雷球的状态钻进室内。还要特别注意一下树木与建筑物的安全距离。
3.3做好建筑物内部的防雷措施
古建筑的内部防雷就是指的减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁感应以及防止反击、接触电压、跨步电压等二次危害。在加强建筑物的外部防护措施的同时,也不能够放松对于内部防雷的建设安装,它大致可以分为地位连接、加装避雷器和合理布线等一系列措施。在我国重点保护文物的古建筑内,一般都设有消防、报警和监控设备等,然而这些弱电系统的雷电感应的危害很大,因此加强内部防雷显得尤为重要。
4在古建筑防雷工程中需要注意的问题
我们发现,很多古建筑的建筑地理位置都不是很好,大都处于高山、险峻的地带,这样地理不佳的问题就会在一定程度上增加防雷工程施工的难度。另外,考虑到为了使古建筑保持良好的艺术价值和观赏价值,防雷工程施工时就要小心,隐蔽。除此之外还有一些技术指标不能够达标:
(1)我国对于古代建筑的统一避雷施工标准,会使得文物保护人员难以保持一个合理的尺度,可能会存在着想要很好的保护古建筑,加大防雷措施,但会减弱古建筑的魅力。否则就会使得古建筑风韵犹存,但处于极易破坏的状态下。
(2)我国的古建筑大都是以木材为主,但是现代的避雷装置都是一些沉重的金属,这样就很容对古建筑造成伤害。
(3)在古建筑地面四周的引下线的间距很难达到技术规范的要求,加上古建筑的墙体形状不一,也极大地增加了施工的难度。
5结论
1.1内部防雷系统内部防雷主要分为防雷电波侵入,防反击以及防雷电感应。优秀的内部防雷系统能更好的减少建筑物内部的雷电流和其产生的电磁效应所造成的危害,并且及时防止造成不必要的损失。内部防雷主要采取等电位连接、屏蔽等手段。在智能楼宇内也需要电磁兼容的措施,为了使智能楼宇内的设备不会出现功能障碍以及设备损坏的问题,应当建立构成布线系统来防止在设备内部自身传导干扰和外来干扰。其主要原因都是由于超高电压,大功率辐射电磁场,自然雷击放电。这些现象都将会影响测试结果严重可能会导致设备损坏。因此对智能楼宇建筑内部的设备的保护措施是我们需要注意的。
1.2外部防雷系统智能建筑的外部防雷主要是指防直击雷和防侧击雷,我们通过共用接地系统和泄流通路来保护建筑物自身不遭受雷击。①智能建筑需要建立综合的共用接地系统。因为在智能楼宇内存在着许多交流、直流设备,其中线路纵横交错,因此应该将智能楼宇建筑里的直流工作地、安全保护地、交流工作地与建筑施工过程中为防雷所用作的钢筋紧密连接,形成一个完整的共用接地体。这样就大大减少了在接地线之间存在着电位差的可能性,也消除了感应过电位的反击现象,从而保证了高科技设备的正常工作。②足够的泄流通路和均压措施通过在建筑物钢筋混凝土的钢筋来制作防雷引下线,并且从屋顶的部位就开始增多分路,用来分散各个导体上的雷电流的数量。而由于智能楼宇大多数为高层,还应该采取防侧击雷措施,在智能楼宇中间的部位将建筑的外圈梁钢筋焊接连通形成均压环,同时与防雷引下线相连。通过充分利用建筑物自身的柱钢筋、桩基钢筋、屋顶楼面钢筋、各圈梁钢筋等,将它们细致的焊接,形成良好的雷电流泄流通路以阻止侧击雷造成危害。
2.智能防雷新技术
一种新的技术的要求,必然催生出相应的处理技术,随着我国智能建筑物各项电气设备的日益复杂化,以及智能建筑物中电气设备的种类的繁杂化,大量的科研技术人员投入到了智能防雷技术的研发中去,目前已经研发出一种应用效果比较合理的新型防雷技术。该技术彻底克服了传统避雷技术中被动接闪、二次雷击效应严重的缺点,因此,受到广大建筑施工单位和群众的喜爱,发展前景非常好。它的基本原理是,发生闪电前的地面和云层之间有一个电势差可以作为避雷针的能源,在雷击即将发生的时候提前产生一个向上先导,形成一个雷电优先通路,克服了传统避雷针被动的迎接闪电的不足,从而大幅度的提高了防雷保护的范围。在智能建筑中的电子设备大部分采用了超大规模的集成电路,因此其本身很容易在高电压、高电流的情况下被烧毁。因此以前的避雷针防雷、电源防雷等方法已经不能适应当前社会建筑领域智能楼宇防雷的需求。当雷击发生的时候将会产生较大的电场,进而导致这个区域内的电位快速升高,大大高于其它区域,而作为电的良导体,很容易在电位不相等时对雷电产生影响形成感应,从而遭遇雷害。
3.结束语
用液化石油气代替乙炔使用;私拉乱接电线;使用电炉子、电褥子等电器;施工现场动火防护措施不到位;施工人员随意乱扔烟头等现象大量存在,稍有不慎,极易引发火灾事故。由于建设单位或经营者消防安全意识淡薄,自身素质参差不齐,为了片面追求装修效果的美观和经济效益,在装修过程中经常出现占用或堵塞安全出口和疏散通道;遮挡室内墙壁消火栓、应急照明、疏散指示标志和灭火器材;甚至擅自拆除喷头、探头等违法行为,导致消防设施不能正常完整有效的使用。
消防部门监管有限,导致违法行为滋生。由于消防部门人力、时间有限,加之一些规模小、性质复杂、施工地点分散的装修工程不受约束,增加了监管难度和执法效力,滋生了违法装修行为,造成此类场所的火灾隐患长期存在。
建筑内部装修工程相对建筑工程具有工期短,施工快的特点,如不及时发现,就会出现疏漏。因此,要有效控制建筑内部装修工程违法行为的出现,就要求监督员全面、准确的掌握辖区情况,充分发挥公安派出所三级管理的职能,建立健全多警联动机制,加大监督检查的频次和范围。对发现的违法违章行为严肃处理,绝不姑息。同时,广泛发动群众对进行违法装修的场所进行举报投诉,使违法违章的工程无处藏身。
对于已经申报消防设计审核、验收的装修工程,必须严格按照国家法律法规和有关消防技术标准进行审核、验收,严把源头质量关。加强施工现场的消防安全管理,提高施工人员的消防安全意识。一是督促施工单位建立消防安全责任制,定期组织单位从业人员进行消防安全知识的培训,切实提高从业人员的自身素质,增强其消防安全意识。特别是从事电气焊、电工等特殊工种,上岗前必须取得岗位资格证。二是进一步规范施工现场的用火用电管理,严格履行动火审批手续,坚决杜绝私拉乱接电线,违章用火用电的违法行为的发生。三是对施工所需的装修材料,采购人员要严把质量关,严格按照国家相关技术标准的要求采购合格装修材料,严禁采购和应用不合格或已淘汰的装修材料。
关键词:建筑 电气工程 防雷
引言
在科学技术日新月异的新时代,随着社会经济的发展,现代人们的生活物质水平也得到了大幅度提高,因此在现代的房屋建筑中,电气设备也越来越多,从而为人们创造美好生活奠定了坚实的基础。然而由于近几年来经报道的雷电灾害屡见不鲜,由于雷电的袭击给人们的生活和生命财产安全造成了极大地影响,甚至给社会带来巨大的损失。尽管随着科学技术的日新月异和建筑行业的高速发展,现代建筑的防雷措施都非常完善,然而由于电子科技的高速发展和智能化建筑的不断涌现,从而使得现代建筑必须要进行电气工程防雷,从而才能提高建筑的防雷水平,确保用户的生命财产安全,与此同时,随着建筑行业的高速发展,建筑行业中各种先进的技术层出不穷,从而为建筑电气工程防雷创造了有利的条件。但是,就目前建筑电气工程防雷的实际情况而言,传统的防雷方式和技术已经不能够满足现代建筑的需要,因此,为了提高建筑电气工程防雷水平,还必须要加大对建筑电气防雷的分析研究力度,从而才能够总结出更加科学完善的建筑电气工程防雷技术,进而才能够为社会的安居乐业和经济的高速发展奠定坚实的基础。本文从雷电的形成及其危害出发,对建筑电气工程防雷进行了深入的分析,然后对建筑电气工程防雷问题进行了详细论述。希望能够起到抛砖引玉的效果,使同行相互探讨共同提高,进而为我国今后的建筑电气工程防雷起到一定的参考作用。
一、雷电的形成及其危害
1雷电的形成
雷电是一种大气放电现象。当太阳把地面晒得很热时,地面的热空气携带大量的水汽不断地上升到高空,形成大范围的积雨云,积雨云的不同部位聚集着大量的正电荷或负电荷,形成雷雨云,而地面因受到近地面雷雨云的电荷感应,也会带上与云底相反极性的电荷。当云层里的电荷越积越多,达到一定强度时,就会把空气击穿,打开一条狭窄的通道强行放电。当云层放电时,由于云中的电流很强,通道上的空气瞬间被烧得灼热,温度高达6000—20000℃,所以发出耀眼的强光,这就是闪电,而闪道上的高温会使空气急剧膨胀,同时也会使水滴汽化膨胀,从而产生冲击波,这种强烈的冲击波活动形成了雷声。
二、建筑防雷
1外部防雷装置与内部防雷装置
国际电工委员会编制的标准(IEC1024-1)将建筑物的防雷装置分为外部防雷装置和内部防雷装置。外部防雷装置由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。接闪器是指避雷针、避雷带和避雷网,它位于建筑物的顶部,其作用是引雷或叫截获闪电,即把雷电流引下。引下线,上与接闪器连接,下与接地装置连接,它的作用是把接闪器截获的雷电流引至接地装置。接地装置位于地下一定深度之处,它的作用是使雷电流顺利流散到大地中去。内部防雷装置的作用是减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁效应以及防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害。除外部防雷装置外,所有为达到此目的所采用的设施、手段和措施均为内部防雷装置,它包括等电位连接设施(物)、屏蔽设施、加装的避雷器以及合理布线和良好接地等措施。
2防雷电感应和雷电波侵入
雷电放电时,在附近导体上产生的静电感应和电磁感应,它可能使金属部件之间产生火花。因此被保护建筑物内的金属物接地,是防雷电感应的主要措施。首先,是做好等电位联结。对一、二类防雷建筑物内平行或交叉敷设的金属管道,其净距小于100mm时,应采用金属线跨接,是防止电磁感应所造成的电位差能将小空隙击穿,而产生电火花,每隔≤30m做好接地。
由于雷电对架空线或金属管道的作用,雷电波可能沿着这些管线侵入屋内,危及人身安全或损坏设备。因此,做好进线端的防雷保护,做好均压环及防侧击雷是防雷电波侵入的主要措施。 一、二类防雷建筑低压进线全线采用直埋地引入,将线路架空引入户内时不少于15m的一段应换电缆(金属铠装电缆直埋地,护套电缆穿钢管)进户,并在架空与电缆换接处做好避雷保护。二类防雷建筑当架空线直接引入时,除在入户处加装避雷器,并将进户装置铁件做好接地外,靠近建筑物的两根电杆上的铁件也应做好接地,且冲击接地电阻≤30Ω,所有弱电进线的保护应同强电进线。防雷建筑要做好均压环及防侧击雷保护。均压环从三层开始,环间垂直距离≤12m,所有引下线、建筑物的金属结构和金属设备均与环可靠连接,均压环可利用结构圈梁内的钢筋(钢筋必须贯通成环路)。一类防雷建筑30m以上,二类防雷建筑45m以上,三类防雷建筑60m以上,要做好防侧击雷保护,沿建筑物外墙做一周水平避雷带,带与带间垂直距离≤6m,外墙上所有金属栏杆,门窗均与避雷带可靠连接,避雷带再与引下线可靠连接。竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置可靠连接,目的是在于等电位,并且由于两端连接使其与引下线形成并联线路,使雷电流更讯速的入地。
3防雷电流经引下线和接地装置时产生高电位对金属设备或电气线路反击的措施
目前建筑物内大多采用共同接地装置,当雷直击于本建筑物防雷装置时,假设流经靠近低压电气装置处接地装置的雷电流为20KA,当冲击接地电阻=1Ω时,接地装置上电位升高为20KV,而一般室内低压装置的耐冲击电压最高为8KV。其结果就使低压电气装置绝缘较弱处可能被击穿而造成短路,发生火灾、损坏设备,这是非常危险的。
关键字:建筑 雷害 电涌 保护
中图分类号: P185.16文献标识码:A 文章编号:
雷电是大气放电所产生的气象,可以产生强烈的闪光、霹雳,掉在地上可以摧毁房屋、杀伤人畜、引发火灾等。随着近代高科技的发展,尤其是微电子技术的高速发展,雷电灾害越来越频繁,损失越来越大,原先的避雷针已无法保护建筑物、人和电器设备。80年代以后,雷灾出现新的特点,这主要是因为一些高大建筑的兴起,如高层智能大厦,微波站、天线塔等都会吸引落雷,从而使本身所在建筑及附近建筑遭到破坏。增设的各种架空长导线反倒引雷入室,使避雷装置失去作用。
此外,微电子技术的高度发达,并且广泛应用于各个领域,使得雷害对象出现了变化——从对建筑物本身的损害转移到对室内的电器、电子设备的损害。以至发生人身伤亡事故。随之防雷对象也由强电转移到弱电。雷电产生的电磁感应已成为主要危害。所以,现代建筑防雷设计就必须高度重视雷电问题,加大力度去完善建筑物内部电子设备的安全保护措施。
我国建筑智能系统的研究和开发起点较低,因此我们的智能建筑广泛存在着绝缘强度低,过电压和过电流耐受能力差,对雷电引起的外部侵入造成的电磁干扰敏感等弱点,尤其是抗雷击电涌能力差。如不加以有效防范,无法保证智能化系统及设备的正常运行。所以,目前关于智能建筑的雷击电涌保护可靠性及安全运行问题,已成为人们关注的热点。
1、建筑受雷击的途径
1.1 由附近的对地雷击引起的地电位反击
两个相邻的楼当附近有雷击时,电位的变化是不同的,所以存在着电位差,它的大小决定于雷电大小、接地电阻和楼间距离。如楼间有信号线,则将承受高压冲击,据资料介绍,电缆或建筑物附近100米以内的雷击,能感应5KV和1.25KA的浪涌。
1.2 对建筑物的直接雷击
直接雷的电流通过避雷导体系统流入大地,除了使地电位升高外,当电流快速流过长导体时,因导体的自感而在导体的二端产生电势,一根30米的避雷导线可产生1.5MV电势,使附近的无金属保护的靠墙电缆会出现“闪络”,避雷导线和附近的电缆间还可由电容或电感耦合产生电压,一个距避雷导线1米的10米×10米的回路,当避雷导线的电流为2kA/μs时,峰值电压可达9.5kV。
1.3 由电力线被直接雷击或感应雷击
直接雷击中高压电力线上,通过变压器的电容耦合产生浪涌电压(在高压线上200kA的雷击,可在低压屏产生6kV的浪涌电压),足以引起设备损坏。直接打在高压线上的雷击概率较小,90%的雷电放电发生在云与云之间,电力线会因电磁感应或静电感应产生二次雷击。雷雨云之间的放电,因电磁辐射而在电力线上感应出脉冲,称电磁感应雷;雷雨云的静电荷电场,会在电力线表面感应出电荷,当该雷雨云的电荷与其它雷雨云接闪后,电力线表面的电荷被释放,向二边放电,称静电感应雷。上述两种感应雷,在架空或埋地的导线上产生电流或电压冲击波,沿导线经接口进入设备,即所谓雷电波窜入,对监控系统危害极大。
1.4 雷电电磁脉冲波(LEMP)
雷电放电的dv/dt及di/dt均很高,其电磁辐射很大 。 雷 电 波 的 主 频 为 1k~10kHz, 高 频 为5MHz~10MHz。电磁波可通过建筑物的门、窗和电子设备机箱上的空洞、缝隙,直接作用于设备的元、器件,引起故障。雷电波的主频不高,对大地而言,其穿透深度可达15~50m,埋在地下的通信和电力电缆将受到影响。
2、建筑物防雷设计因素
防雷是一项系统工程。
2.1接闪功能
指实现接闪功能所应具备的条件,包括接闪器的形式(避雷针、避雷带和避雷网)、耐流耐压能力、连续接闪效果、造价以及接闪器与建筑物的美学统一性等。
2.2分流影响
指引下线对分流效果的影响。引下线的粗细和数量直接影响分流效果,引下线多,每根引下线通过的雷电流就小,其感应范围就小。
2.3均衡电位
建筑物的各个部分可以形成一个电势相等的等电位。若建筑物内的结构钢筋与各种金属设置及金属管线都能连接成统一的导电体,建筑物内当然就不会产生不同的电位,这样就可保证建筑物内不会产生反击和危及人身安全的接触电压或跨步电压,对防止雷电电磁脉冲干扰微电子设备也有很大的好处。
2.4屏蔽作用
屏蔽的主要目的是保护建筑物内的通讯设备、电子计算机、精密仪器以及自动化控制系统不受雷电电磁脉冲的危险。应尽量利用钢筋混凝土结构内的钢筋,即建筑物内地板、顶板、墙面、及梁、柱内的钢筋,使其构成一个六面体的网笼,即笼式避雷网,从而实现屏蔽。
2.5接地效果
良好的接地效果也是防雷成功的重要保证之一。每个建筑物都要考虑哪种接地方式的效果最好和最经济。
2.6合理布线
指如何布线才能获得最好的综合效果。现代化的建筑物都离不开照明、动力、电话、电视和计算机等设备的管线,在防雷设计中,必须考虑防雷系统与这些管线的关系。为了保证在防雷装置接闪时这些管线不受影响,设计室内各种管线时,必须与防雷系统统一考虑。
3、现代建筑防雷的新重点
智能建筑的发展使得传统的建筑防雷设计不再能满足建筑本身对雷电安全的需要。雷电防护已经不仅仅是对建筑本体的防护,更侧重于对建筑内人身和电气设备的安全的防护。防雷工作正在从以传统的防直击雷为主向防雷电感应过电压对通迅、安防、自动控制等系统的设备的损害而转变。其中重要的防雷观念变化有:
3.1重视雷电电磁感应作用
以前建筑物防雷以防直击雷为主,侧重机械性破坏和雷电反击;现在则以防感应雷击为主,侧重雷电的电磁感应效应。
3.2建筑物防雷的整体性
建筑物防雷的整体性体现在对建筑物防雷设计和安装时,要对内部防雷装置和外部防雷装置做整体的统一的考虑。建筑物外的整体观念是指对一个院落、一个小区以及附近的环境要做全面的防雷规划,同时还不能违反小区规划的要求例如:所安装的避雷针杆塔是否影响小区的美观,所用的避雷针、避雷带或避雷网是否与建筑物的立面相配以及低矮建筑物能否由高大建筑物或高大烟囱上的避雷装置所保护等等。
4.防雷通信电源的管理
通信电源在防雷方面尤其应该引起重视。
4.1 加强对电源设备的重视
电源设备与通信网中的其他设备(如交换、传输等)有较大的不同,本质上,电源设备是机电设备而非通信设备。正因为如此,在通信业中,它得不到充分的重视,然而,必须看到,通信电源作为整个通信电信网的能量保证,它的作用是整体性和全局性的。虽然它不是通信网主流设备,但它却是通信网中最重要、最关键的设备。
4.2 加强电源管理上的专业化
对通信电源要求通信网上的各级管理层次和建设、维护方面都应该有独立的电源专业管理人员。因为通信电源是一个专业,而且是个包括多种系统和学科的大专业,因此,应该对它作相应的专业管理。
4.3 电源设备购置与维护的具体措施
4.3.1在购置通信电源过程中,除考虑性价比外,要考虑高可靠性、多种自动保护功能、宽电压、良好的均流均衡性能、在线运行模式,要考虑是否严格按照高标准组织生产,另外系统故障率、防雷和电涌措施、交直流配电一体化等都应是分析考虑配置的重点。要选用可靠性高的设备,合理配置备份设备。
4.3.2供电方式要大力推广分散供电,要有备品和备份,使用同一种直流电压的通信设备,采用两个以上的独立供电系统。
4.3.3设备宜采用模块化、热插拔式,便于更换和维修。再一个就是平时应建立起对电源故障的应急措施,保证可靠供电。最后,要提高技术维护水平,大力推广集中维护体制。
综上所述,雷电危害是有目共睹的,但只要措施得当,就可以有效地降低雷害。
参考文献:
强电部分主要内容包括:本论文由应届毕业生网yjbys.com/整理提供配电系统、照明系统及防雷接地系统的设计,其中包括负荷计算等。
弱电部分主要内容包括:有线电视、公共广播系统及综合布线系统的设计。
消防部分主要报警系统、联动系统的设计等。
本次设计完成图纸共18幅,绘图采用AUTOCAD软件绘制。
本电气设计为毕业设计,其目的是通过设计实践,综合运用所学知识,理论联系实际,锻炼独立分析和解决建筑电气设计问题的能力,为未来的工作奠定坚实的基础。
Abstract :This thesis mainly explains the electrical design basis ,principle, methods and the conclusion of the design choice in each system in the design of certain office building. The thesis includes six Chapters. previous four Chapters are mostly about the design of the forceful electric power Part ;Chapter 5 and 6 are mostly about the design of the light current and fire-fighting.
The part of the forceful electric power mainly including: the distribution system of the low voltage, lighting system and rounding for lightening systematical compose ,among others include load calculation, illumination calculation .
The part of the light current mainly including: CATV, Public Broadcasting System, Closed Circuit Monitoring TV and Premises Distribution System and so on.
The part of the fire-fighting mainly including:the design of the warning system and linked system etc.
The design adds up to 34 electric charts. Including 17 graphics for the forceful electric power parts ,9 graphics for the light current parts and 7 graphics for the fire-fighting parts. All drawn by AUTOCAD.
This electrical design of the office building is a graduation design,The purpose of this design is to give us a chance of synthetical usage of the knowledge we have learned. Besides, it can train our ability to analyze and solve practical problems in Construct electricity in dependently so that the theory is connected with practice and a solid base is made in favor of future work.
目 录
一.绪论 6
1.1.建筑电气概况 6 1.3设计内容 6
二.配电系统设计 9
2.1负荷分级 9
2.1.1一级负荷 9 2.1.3三级负荷 9
2.2负荷的供电要求 9
2.2.1一级负荷的供电要求 9
2.2.2二级负荷的供电要求 9
2.2.3三级负荷的供电要求 10
2.3本工程的负荷分级及供电要求 10
2.3.1本工程的负荷分级 10
2.3.2本工程负荷的供电要求 10
2.4负荷计算 10
2.4.1负荷计算的内容 10
2.4.2负荷计算的方法 10
2.4.3负荷计算的公式 11
2.4.4负荷计算表 11
2.5变(配)电所所址选择,结构型式 11
2.5.1变(配)电所所址选择 11
2.5.2变(配)电所结构型式 12
2.6变压器类型,台数,容量选择 12 2.6.2变压器台数选择 12
2.6.3变压器容量选择 12
2.7配电方式 12 2.7.2低压配电方式 12
2.8电缆选择及敷设 13
2.8.1电缆选择的原则 13
2.8.2电缆选择的结果 13
三.照明系统设计 14
3.1总则 14
3.2照明光源选择 14
3.3照明灯具选择 14
3.4照度和照明方式选择 15
3.5一般照明 15
3.6应急照明 16
3.7照度计算 17
四.建筑物防雷,接地系统设计 18
4.1建筑物的防雷分类 19
4.2建筑物的防雷措施 20
4.3本建筑的防雷系统 22
关键词:建筑企业;建筑物;防雷接地施工;施工误区;控制;措施;分析
中图分类号:C29文献标识码:A 文章编号:
Abstract: in the guarantee of the construction enterprises of building lightningproof grounding construction quality this premise below, improve the economic efficiency of enterprises has become the housing construction enterprise, the most fundamental purpose of their own management, this paper, the author to building lightningproof grounding construction erroneous zone and its control are analyzed and discussed.
Keywords: building enterprise; Buildings; Lightningproof grounding construction; Construction erroneous zone; Control; The measure; analysis
房屋建筑企业生命就是效益和质量,在整个市场经济浪潮里面,要求房屋建筑企业必须要从过去单纯的对生产速度和规模追求转变成为提升企业自身经济效益以及保持企业自身可持续性发展作为根本的出发点,然而,提升房屋建筑企业的经济效益,更加重要的就是要加强房屋建筑企业的施工管理,将房屋建筑企业的防雷接地施工误区出现概率大大降低,建筑企业建筑物防雷接地施工的管理工作必须要运用一种科学管理的方式方法,建立起一个健全的目标施工工作,还要建立起一系列的包括建筑企业防雷接地施工控制、考核以及分析在内的制度,用以进行实际施工的评价,根据不同管理的项目和内容,运用不用种类的方式方法,来进行房屋建筑企业目标施工管理的工作。下面,笔者就对建筑物防雷接地施工误区及其控制进行讨论。
一、提升建筑物防雷接地施工设备使用效率
在建筑企业进行防雷接地的施工过程里面,大量需要机械设备来对生产进行辅助,在这些设备里面,有一部分设备必须要从外部的市场里面进行租用,在企业租用设备的时候,我们必须要考虑房屋建筑企业机械设备技术的性能,考虑其是否能够为房屋建筑企业带来一定的效益,对承租的价格进行合理的分析,并且和出租人员签订一个合同,对于企业需要长期使用机械,我们必须要多找几家机械出租的单位,俗话说,货比三家,我们要承租那些对房屋建筑企业最为有利价格的机械,对于自有的机械更加要充分的使用,合理的进行任务的安排,配备一名合格操作的人员,健全和建立设备的保养、维护以及使用的规章和制度,对操作人员必须要进行一定的教育,使其能够对机械设备进行爱护,这样也就能够将机械设备使用的寿命进行提高,最终将建筑物防雷接地施工的误区很好的避免,对其质量进行严格的控制。
二、加强建筑物防雷接地现场管理和材料收发
建筑施工企业材料很多都是进行露天堆放的,在建筑企业的材料仓库地址选择的时候,我们必须要注意所选择的地址必须要有利于施工材料的存放和进出,房屋建筑企业施工材料在进场的时候必须要对其进行认真的检验和计量,要求我们必须要做好相对应的检验和验收的标识,对材料使用的制度进行严格的实施,建筑企业的材料管理人员应该要对建筑企业材料使用的情况进行一定的监督,真正做到场清、料净以及工完,在建筑物防雷接地施工的过程中要求企业的施工人员必须要及时的对材料消耗情况进行掌握,要根据这一个月某一个项目的材料消耗和实际价格计算出这一个月的消耗,将其计入到工程的施工里面,在发现问题以后,要求施工人员必须要及时的进行反馈,最终保证生产的目标能够实现。
三、建筑物防雷接地施工必须要遵循目标管理原则
在我们进行建筑物防雷接地施工的过程中,也就是房屋建筑企业提出施工的项目管理原则的时候,我们必须要使得目标分解的十分得当,决策也十分科学,实施过程中要坚持一定的方法,我们要对先进管理的制度进行利用,采用一个网络规划时间优化的方法,还要加强建筑企业防雷基地工程项目施工的管理,科学、合理的进行建筑企业防雷接地施工进度的计划,这样能够很好的将建筑物防雷接地施工质量进行很好的保证,这样能够对建筑企业防雷接地工程的质量以及安全施工进行确保,最终将建筑企业的工程施工大大降低,只有这样,我们才能够做好建筑物防雷接地施工误区的控制工作。
结语:总而言之,在建筑企业中,我们想要实现自身的目标,就要求建筑企业必须要遵循建筑物防雷接地施工管理相关的要求,运用一种科学、全面的管理方式方法,做好一系列建筑企业业务技术的工作,建筑企业的发展和生存,最为根本的措施就是要在竞争的过程中获得更多更好的工程施工的项目,并且要通过对这些项目进行管理、实施以及组织,带来一定可观的社会效益和经济效益,本文中,笔者就对建筑物防雷接地施工误区及其控制进行了分析和探讨。
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