建筑防雷接地系统的施工探讨

【摘 要】在科学进步的今天，雷电灾害严重危害到建筑电气设备正常工作及人身生命安全，因此，建筑防雷接地系统显得尤其重要。但当前建筑防雷接地系统在施工方面仍存在不少问题，本文就建筑防雷接地系统的施工隐患及提高施工质量方面进行分析，进而完善建筑防雷接地系统的施工工艺。

【关键词】防雷接地；接地系统；等电位；施工

雷电作为一种自然现象，雷击时有强大电流通过，产生机械力和热效应，破坏建筑物和电气设备。但是在施工过程中施工人员对防雷接地系统的施工重视不够，使雷电灾害事故频繁发生、导致损失越来越大。因此，关键还是要按规范、设计图纸施工,保证防雷接地系统的施工质量,防止或减少雷害,保证建筑物内仪器设备能正常运转和人群的生命安全。

1、建筑电子设备机房的接地防护

随着科学技术的快速发展，现代综合性建筑物内通常设有电子设备机房,用于通迅、电脑、遥测、遥感等领域的微电子设备,其灵敏性高,抗电场、磁场干扰的要求高,微电子设备机房接地,是当代较新的科技前沿课题之一。

1.1安全干净的接地

当电源发生短路使系统发生冲击事故时,为将危险的电流、电压冲击引泄至地下,防止干扰杂讯经接地极反馈到电子数位设备,接地引线至接地极,必须保持良好的单一性,就是说微电子设备机房接地不能与其它设备接地系统构成回路。

1.2实施静电防护

机房敷设防静电地板,板下设信号基准网,目的在于保证机房内各种数位设备在同一个电位基准面上工作运行,以杜绝信号位输出时发生误差。基准网S﹒R﹒G的网格密度,与设备工作频率有直接关系。在保持等电位同时,还需可靠、规范的接地,以防止杂讯干扰产生的微弱电流形成损害。对高频脉冲波并经电感阻抗藕合振荡而产生电子干扰杂讯的设备,机房的地板应设在轻钢镀锌骨架上。地板块是特制防静电结构,板块600mm×600mm,骨架整体焊接,设备以编织软铜带与骨架S﹒R﹒G网连结,长度L≤2ft。骨架以可靠的焊接方法与接地极焊接,接地极棒间距B=1200mm,并逐个以60mm2铜线相联结,使其具有良好的导电性能。

1.3接地极的计算

可按下列公式进行单极(管材或棒材)设计计算:

式中:

R-接地电阻Ω ρ-土壤电阻系数-m

L-接地极长度md-极棒直径m

接地系统设计计算十分繁琐,已经有专门计算机软件和简便的图表可供选择。计算方法不再详尽罗列。

1.4注意选材

不同材质,不同施工方法,不同结构设计,接地系统将有不同的工作效果,但衡量该系统主要的标准是:(1)良好的导电能力；(2)足够的强度；(3)事故条件下各线材、构件特别是节点,不发热熔化,即可靠性的保证；(4)气候、冰雪、化学物理稳定性,即足够的使用寿命。

2、建筑接地系统施工过程中常见的问题及处理方法

接地系统既重要又常常被人们忽视,而当事故灾害产生后,又追悔莫及。因此,严格把关,满足设计图纸和施工规程技术条件,确保工程满足合同要求是设计、施工、监理、业主四方的共同责任。

2.1 防雷引下线的柱内钢筋结点连接的影响因素

(1)原材料钢筋因长时间堆放而被雨水腐蚀氧化生锈,这是钢筋工程施工中较难控制的问题。柱筋绑扎锈蚀钢筋,易使搭接处产生断路。钢筋预制中的机械切割,使钢筋端头产生弯曲,在搭接绑扎处,难以使两根钢筋紧密接触,易出现绑扎连接处松动,形成点接触,使钢筋之间接触面积达不到导流、散雷的要求截面数值。

(2)设计为内螺纹套管作为柱筋间的连接形式,因钢筋螺纹丝头的丝扣损伤,安装连接时常出现丝扣咬合扣数少、拧紧牢固程度不够,而造成丝扣间接触面积小；丝扣咬合也会由弹性变形转变为屈服变形,由紧固变为松动；丝扣间隙处存在腐蚀；人为误操作的影响。都形成对导流、散雷要求截面数值的降低。

(3)高层建筑中随层高增加,设计柱筋直径会出现由≥Φ16mm改变为<Φ16mm。此时,为补偿柱筋变径对导流、散雷截面降低的影响,作为防雷引下线的柱筋数量由两根增加为四根,出现作为防雷引下线柱筋的改变。

(4)电焊条材质与设计要求不符,易出现焊丝与焊件之间的不熔；电焊条存放不合理,没有按要求烘干；施焊前没能按要求除锈、除油垢；电焊工操作技能较低等因素的影响,都将导致施焊出现焊缝不饱满、咬肉、夹渣、气孔等缺陷。

2.2 上述因素直接影响散雷泄流效果,改善的方法:

(1)焊接是可靠连接的方法之一。在绑扎、丝接的钢筋接头处用%12mm圆钢跨越焊接,把两根柱筋用Φ12mm的圆钢连为一体,形成可靠的散雷泄流通路。

(2)变经两根柱筋接头处用%12mm的圆钢焊接连为一体。同时,另外两根对角柱筋也用Φ12mm的圆钢与原对角两根防雷引下线柱筋焊接,形成向下散雷泄流通路。

(3)屋面和基础底板处柱的两端头外四角钢筋环连,上接避雷带,下与主接地体的底板筋相连。

(4)按设计要求选用电焊条,按规范要求进行存放、烘干,电焊工要按操作规程操作。

2.3 均压环、局部等电位、设备接地与总等电位和主接地体的连接

2.3.1 层间均压环和防侧向雷击的均压带做法

(1)当结构设计有层间圈梁时,层间均压环和防侧向雷击的均压带,都可以利用圈梁外侧主筋作为散雷导流体。施工时可用%12mm的圆钢,把圈梁筋对接两接头焊接连为一体,使层间水平方向形成闭合环网,构成可靠的导通回路。构成环网的圈梁筋要与防雷引下线的柱筋,利用Φ12mm圆钢进行施焊连接,形成竖向上的泄流通路。

(2)当设计为剪力墙结构没有圈梁时,层间均压环和防侧向雷击的均压带,可利用窗口的过梁筋和墙体筋作为避雷、导流体,施工时可用%12mm的圆钢,把过梁筋和墙体筋焊接连为一体,使层间水平方向形成闭合环网,构成可靠的导通回路。此环网与防雷引下线的柱筋之间,利用Φ12mm圆钢进行施焊连接,形成竖向上的泄流通路。

2.3.2 层间局部等电位接地做法

层间局部等电位施工时,可利用楼板筋和墙体筋作为接地线,选择最近的防雷引下线的柱筋或层间均压环作为接地线,施焊连接,形成导流通路。

2.3.3 层间设备、屋面设备接地做法

层间和屋面设备接地线的连接,可在混凝土内埋设Φ12mm圆钢,直接与防雷引下线的柱筋或已构成环网的圈梁筋焊接,形成接地通路。

2.3.4 总等电位、局部等电位与主接地体连接的做法

总等电位箱及同一楼层的各种设备与主接地体的连接。当底板筋是≥16mm的大筏板基础钢筋时,大伐板基础钢筋常被设计选为建筑物的主接地体。这时,各种设备接地、进户管线的局部等电位接地与总等电位箱的连接、总等电位箱与主接地体的连通,都可利用底板筋作为接地线,用Φ12mm圆钢进行底板筋之间的施焊连接,形成接地线网。

选择合理路径,按规范要求计算选择接地和保护接地导线截面,充分利用底板筋、地梁筋、圈梁筋、墙体筋、柱筋等作为避雷、接地连线,用Φ12mm圆钢进行施焊连接,当入、箱、盒、盘、柜时再用镀锌扁钢引入。可节约材料用量,减低工程成本。

3、独立基础之间主接地体接地线的敷设

为避免独立基础之间的接地线裸露在腐蚀性土壤内,土建与电气两专业密切配合,采用支盒、打灰的方法,将独立基础之间裸露的接地线包裹在混凝土内,降低土壤对接地线的腐蚀,提高接地系统服务年限。

4、高层建筑大筏板基础内主接地体散雷泻流效果的改善

4.1 接地体敷设与基础垫层内

设计基础垫层厚度常在100mm厚度左右,此时作为接地体镀锌扁钢的敷设,必须在垫层打灰之前完成设计位置摆放、施焊连接等工作,而此时的设计位置没有精确定位。土建确定建筑构造位置的测量定位、弹线等工作,是在垫层打灰结束后进行的。另外,在垫层打灰前进行接地体镀锌扁钢的敷设,势必导致接地体镀锌扁钢处在混凝土垫层与土壤之间,使镀锌扁钢置于垫层混凝土包裹之内,免受土壤腐蚀的设计意图落空。为保证主接地体镀锌扁钢用混凝土包裹,增加防雷接地系统的使用年限,可行的办法有:

(1)在垫层打灰之前,就应在设计位置,挖沟、支盒,将接地体扁钢敷设与盒子板内,进行焊接、衬垫、打灰,将接地体置于混凝土之中。

(2)改变主接地体镀锌扁钢的敷设位置:设在挡土墙下,在垫层上摆放好镀锌扁钢,按规范要求进行搭接、施焊、支盒、打灰,待混凝土强度上来后,在其上砌砖。在挡土墙外的垫层上支盒,镀锌扁钢至于其中,焊接环连后打灰。也同样要用混凝土包裹引上线,避免接地线被腐蚀性土壤侵蚀。

4.2 基础底板钢筋环连作为主接地体

利用基础底板钢筋作为接地体是常见的做法之一。基础底板钢筋绑扎施工,设计要求外环两根不小于Φ16mm的基础底板钢筋进行焊接环连,作为建筑物的主接地体。环连的基础底板筋与作为防雷引下线的柱对角两根主筋连焊。当雷电冲击建筑物时,屋面接闪器接雷,通过防雷引下线的柱主筋,疏导至基础底板钢筋的主接地体,再向大地扩散。

4.3 改善绝缘防水层对主接地体向大地散雷泄流效果

(1)在总等电位箱附近,挡土墙外的肥槽内,增设一组人工辅助接地。用6mm60mm镀锌扁钢把总等电位箱、主接地体、人工辅助接地可靠焊接,连为一体。

(2)当基础墙体内埋设有水平施工缝防水用的3mm厚止水带钢板时,用Φ12mm圆钢或4mm×40mm扁钢作为接地连线,把作为防雷引下线柱低端外对角钢筋、主接地体的底板环网钢筋与止水带可靠焊接,此时的止水带也成为主接地体。

(3)深基坑施工时,边坡支护留有锚杆。把设计预留人工辅助接地4mm40mm镀锌扁钢与边坡支护的锚杆外露端头可靠焊接,使其锚杆成为辅助接地体。

利用深基坑埋设人工辅助接地,增加接地体埋设深度,利用已有设置增设接地体,都能降低接地电阻数值,提高散雷泄流效果。

5、结语

总而言之，建筑的防雷工程是一项长期的研究探索工作，建筑的防雷成功与否与良好的接地系统是分不开的。在接地系统的施工中，必须符合设计规范及各项施工要求，认真处理施工过程中出现的问题，确保建筑防雷的科学性与可靠性，以确保建筑及建筑内设备、人员安全。

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