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[科普中国]-侧击雷

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雷击的一种,建筑防雷有直面雷击(就是直接打在楼顶的)侧雷击就是从侧面打来的,因为一般建筑比较高,顶避雷带并不能完全保护住楼体,所以侧面击雷就需要加设保护。

原理为了有效地防护雷电,保护人民的生命财产安全,防雷电专家将建筑物分为三类, 并根据其防雷电安全的重要性人为地假设了滚球半径。 当建筑物的高度高于对应的滚球半径时,就容易产生侧击雷。 所谓侧击雷,就是雷击的一种,建筑防雷有直面雷击(就是直接打在楼顶的 ),而侧击雷就是从侧面打来的,因为一般建筑比较高,顶层避雷带并不能完全保护住整个楼体,所以侧面击雷就需要加设保护。1

防护施工在设计中,只要注明必须相焊接的主筋位置及带形窗与防雷接地系统的连接要求,在局部没有钢筋相连的地方注上连接方法和要求,对钢筋需要焊接的主要梁柱板要标明位置和焊接要求,其它按常规的设计要求即可。在施工中,只要做到以下几点:

(1)建筑物的屋面板、各层楼板、地下室的顶板和底板上的钢筋和柱子内的主筋搭接处焊接好,使所有横向楼板和屋面板通过柱子钢筋连接成一个电气通路。

(2)保证内外剪力墙体内有四根钢筋与柱子立筋焊接,其余可绑扎,使所有竖向墙体钢筋连接成一个电气通路,同时,剪力墙体钢筋与楼板钢筋搭接处绑扎好也形成电气通路。

(3)外层带状钢窗或玻璃幕墙的高层建筑可按99dD62中的有关金属窗、通长铝合金及玻璃幕墙的防雷装置做法施工。

(4)结构专业在内墙中非剪力墙墙体的门顶高度敷设了钢筋混凝土带,带中钢筋与柱子主筋绑扎连接。

(5)屋顶的避雷网与上一层侧墙柱子立筋焊接。

(6)结构中的框架柱,每根柱内的主筋,按结构专业要求必须从下到上全部焊接,并将每根柱子的最底部和最顶部,用钢筋把样子立筋焊接连成一圈。这样柱内立筋既是雷电流的主要引下线,又是金属笼的重要组成部分。

采用上述措施后,整个建筑就形成了一个封闭式的金属法拉第笼,该笼与接地装置焊接连接后,可以很好地防止各种雷击事故。1

均压环技术分类均压环有很多分类,能作用于很多领域,比如按照用处的不同,均压环分为:防雷均压环、避雷器均压环(主要在避雷器的外部安装)、绝缘子均压环等;按制作材料的不同又可以分为不锈钢、铁制、铝制等。

作用均压环,不难理解,主要是被用来平均电压的,其原理是将输入的高压等量平均的分布到物体周围,从而在各个环形之间不存在电位差。防雷均压环的原理也是如此,将建筑物顶部的避雷带、建筑物的钢筋等共同连接在一起而形成著名的法拉第笼,使笼子内部的每处都受到保护,对于防侧击雷十分有效。其大致思路是:将建筑物内的导体和墙体外敷设的金属线路和金属制物体等电位进行连接,并且一直连到接地装置,从而将处于室内外的所有设施连成一个大等势体,设备之间没有了电位差也就不会产生有害电流,和中学物理讲过的屏蔽装置原理相类似。

施工要点均压环在施工实践中的做法,需要注意的细节有以下几点:

(1)均压的环敷设位置灵活,可以允许暗敷于建筑物外表面的抹灰层里,并且要和暗敷的避雷带或者与建筑物楼板的钢筋焊接起来;

(2)要将事先准备好的连接钢筋头和结构圈梁内的主筋或者腰筋焊接为一个整体,并且要和柱筋的引下线焊接连起来;

(3)圈梁内的各个点引出的钢筋头,焊完后,用圆钢或者扁钢敷设在四周,在圈梁内将各点焊接好,并且与周边的各引下线相连接后形成一个闭合环形。同时,在建筑物的外沿,金属门窗和金属栏杆处要甩出一定程度的镀锌圆钢以作备用;

(4)利用屋面的金属制栏杆扶手做均压环时,应将拐弯处弯成圆弧状活弯,栏杆仍然应当和接地引下线焊接在一起;

(5)电气设备和其他可以拆卸的非金属部件等的接地分支线,按要求必须直接和接地的主干线相连接,不允许串联。2

防护重要性我国建筑物敷顶避雷带的安装率比均压环高出很多。我们知道,顶避雷带的作用是保护建筑物免受直击雷的伤害,然而近年来,建筑物频繁受到雷电的侧击,对于侧击雷疏于防范。侧击雷不同于直击雷,由于建筑物楼体的高度不一定,因此可能遭受侧击雷的部位也不一定,从某种意义上说,侧击雷更具破坏性。侧击雷不仅难以预见,产生的危害更是不可小觑,当建筑物遭受雷电侧击之后,电流很有可能随着电气设备的线路或者金属门窗传入楼体内部,这对于建筑物内的人员和设施是个极大的威胁。如果建筑物内敷设了防侧击雷的均压环,可以很大程度的降低伤害。2

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所