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對(duì)iec、gb50057－94、jgj/t16－92等建筑物防雷規(guī)范進(jìn)行對(duì)比，指出對(duì)三級(jí)防雷建筑物的防直擊雷設(shè)計(jì)與施工中存在的誤區(qū)以及應(yīng)采用的相應(yīng)措施，論述建筑物防雷設(shè)計(jì)中應(yīng)計(jì)算的設(shè)計(jì)參數(shù)，安全、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
［關(guān)鍵詞］建筑物 防雷設(shè)施 裝置間距 跨步電壓 埋地深度 接地電阻
一、前言
在建筑物防雷設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員對(duì)一、二級(jí)防雷建筑物的防雷設(shè)計(jì)比較重視，疏漏差錯(cuò)很少，但對(duì)大量的三級(jí)防雷建筑物的防雷設(shè)計(jì)卻常有忽視。由于設(shè)計(jì)質(zhì)量管理規(guī)定：對(duì)于一般工程的電氣設(shè)計(jì)允許可以不要計(jì)算書，因此許多設(shè)計(jì)人員對(duì)三級(jí)防雷建筑物的防雷設(shè)計(jì)，不再進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，僅憑經(jīng)驗(yàn)而設(shè)計(jì)。對(duì)于防雷設(shè)施的是否設(shè)置及防雷設(shè)施的各種安全間距未進(jìn)行計(jì)算、驗(yàn)算，因此造成大量的三級(jí)防雷的建筑物的防雷設(shè)計(jì)、施工存在較大的的盲目性，使有些工程提高了防雷級(jí)別，增加了工程造價(jià)，而有些工程卻未按規(guī)范設(shè)計(jì)、施工，造成漏錯(cuò)，帶來(lái)很大隱患和不應(yīng)有的損失。
二、建筑物防雷規(guī)范的概述及比較
現(xiàn)今建筑物防雷標(biāo)準(zhǔn)有1993年8月1日起實(shí)施的《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》?jgj/t16－92?推薦性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，1994年11月1日起實(shí)施的《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》?gb50057－94?強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。gb50057－94使建筑物的防雷設(shè)計(jì)、施工逐步與國(guó)際電工委員會(huì)?iec?防雷標(biāo)準(zhǔn)接軌，設(shè)計(jì)施工更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。
gb50057－94將民用建筑分為兩類，而jcj/t16－92將民用建筑防雷設(shè)計(jì)分為三級(jí)，分得更加具體、細(xì)致、避免造成使某些民用建筑物失去應(yīng)有的安全，而有些建筑物可能出現(xiàn)不必要的浪費(fèi)。為更好的掌握iec、gb50057－94、jcj/t16－92三者的實(shí)質(zhì)，特?fù)衿渲饕獥l款列于表1。且后面的分析、計(jì)算均引自jcj/t16－92中的規(guī)定。
三、預(yù)計(jì)的年雷擊次數(shù)確定設(shè)置防雷設(shè)施
除少量的一、二級(jí)防雷建筑物外，數(shù)量眾多的還是三級(jí)防雷及等級(jí)以外的建筑物防雷，而對(duì)此類建筑物大多設(shè)計(jì)人員不計(jì)算年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)n，使許多不需設(shè)計(jì)防雷的建筑物而設(shè)計(jì)了防雷措施，設(shè)計(jì)保守，浪費(fèi)了人、材、物。現(xiàn)計(jì)算舉例說(shuō)明：
例1：在地勢(shì)平坦的住宅小區(qū)內(nèi)部設(shè)計(jì)一棟住宅樓：6層高?層數(shù)不含地下室，地下室高2.2m?，三個(gè)單元，其中：長(zhǎng)l=60m，寬w=13m，高h(yuǎn)=20m，當(dāng)?shù)啬昶骄�雷暴日td=33.2d/a，由于住宅樓處在小區(qū)內(nèi)部，則校正系數(shù)k=1。
據(jù)jcj/t16－92中公式?d?2－1?、?d?2－2?、?d?2－3?、?d?2－4?得：與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積?km2?：ae=?l?w＋2?l＋w?h?200－h(huán)?＋πh?200－h(huán)??×10－6=?60×13＋2（60＋13）20（200－20）＋3.14×20（200－20）?×10－6=0.02084?km2?
建筑物所處當(dāng)?shù)氐睦讚舸蟮氐哪昶骄�密度�?br/>ng=0.024td1.3=0.024×33.21.3=2.28次/?km2?a?
建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)：
n=kngae=1×2.28×0.02084=0.0475?次/a?
據(jù)jcj/t16－92第12.3.1條，只有在n≥0.05?gb50057－94中：n≥0.06?才設(shè)置三級(jí)防雷，而本例中：n=0.0475<0.05，且該住宅樓在住宅樓群中不是最高的也不在樓群邊緣，故該住宅樓不需做防雷設(shè)施。
根據(jù)以上計(jì)算步驟，現(xiàn)以l=60m，w=13m，分別以h=7m、10m、15m、20m四種不同的高度，k值分別取1，1.5，1.7，2，ng=2.28?km2?a?進(jìn)行計(jì)算n值，計(jì)算結(jié)果見表2。
從表2中的數(shù)據(jù)可知，在本區(qū)內(nèi)：①當(dāng)k=1時(shí)，舉例中的建筑物均n<0.05，不需設(shè)置防雷設(shè)施。②當(dāng)k=1.5時(shí)，即建筑物在河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山谷風(fēng)口等處的或特別潮濕的建筑物，在高度達(dá)15m或以上者，必須設(shè)置三級(jí)防雷措施。③當(dāng)k=1.7時(shí)，即金屬的磚木結(jié)構(gòu)的建筑物，高度達(dá)7m及以上者，必須設(shè)置三級(jí)防雷措施。④當(dāng)k=2時(shí)，即建筑物位于曠野孤立的位置，高度達(dá)7m?兩層以上者，均設(shè)置三級(jí)防雷措施。
可見，有的建筑物在20m的高度，卻不需設(shè)置防雷措施，而有的建筑物高度在7m，就必須設(shè)置三級(jí)防雷措施。關(guān)鍵因素在于建筑所處的地理位置、環(huán)境、土質(zhì)和雷電活動(dòng)情況所決定。
同時(shí)在峻工的工程中，我們也看到，例1中的民用建筑物，有許多類似的工程不該設(shè)置防雷卻按三級(jí)防雷設(shè)計(jì)施工了，施工后的防雷接地裝置如圖1所示。
其中8組引下線均利用結(jié)構(gòu)中的構(gòu)造柱的4?12主筋，水平環(huán)路接地體埋深1m，距樓外墻1m。以上鋼材均為鍍鋅件，則共需鍍鋅鋼材0.192t，人工費(fèi)2950元，定額預(yù)算工程直接費(fèi)約0.75萬(wàn)元。類似這種三級(jí)防雷以外的住宅樓、辦公樓及其他民用建筑，在我們地區(qū)1998年約竣工600～800棟，僅增設(shè)的防雷設(shè)施其工程直接費(fèi)約為450～600萬(wàn)元。以此類推，在全省、全國(guó)因提高防雷等級(jí)而提高工程造價(jià)?浪費(fèi)?的數(shù)字是巨大的。因此，設(shè)計(jì)人員對(duì)民用建筑物的防雷設(shè)計(jì)必須對(duì)建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，結(jié)合具體條件，確定是否設(shè)置防雷設(shè)施。
四、防雷設(shè)施與人、金屬管道等的安全距離
1.雷電流反擊電壓與引下線間距的關(guān)系
當(dāng)建筑物遭受雷擊時(shí)，雷擊電流通過(guò)敷設(shè)在樓頂?shù)谋芾拙W(wǎng)，經(jīng)接地引下線至接地裝置流入地下，在接地裝置上升高的電位等于電流與電阻的乘積，在接地引下線上某點(diǎn)?離地面的高度為h?的對(duì)地電位則為 
uo=ur＋ul=ikrq＋l ?1?
式中ik