惊蛰 | 建筑上那些防雷的事你知多少

发表时间 :2021-03-06 作者 :皇磁 来源 :盛世皇磁新材料

今天是二十四节气中的惊蛰,所谓“二月节,万物出乎震,震为雷,故曰惊蛰。”惊蛰期间天气回暖,部分地区春雷始鸣,春意渐浓,万物生长。虽然春雷有着美好的意象,萌发着满溢屏幕的生机,但有雷之处便易生火,雷对于建筑来说始终是安全隐患,今天小工就来和大家聊聊建筑防雷的那些事儿。

 


微信图片_20210308111455.jpg


为了减少和避免雷电造成的危害,在近代出现了避雷针、避雷线、避雷网、避雷带、避雷器等避雷装置,不过其实早在我国古代的房屋上已经有了避雷装置的身影。

 

唐代《炙毂子》记载:汉朝时柏梁殿遭到火灾,一位巫师建议,将一块鱼尾形状的铜瓦放在层顶上,就可以防止雷电所引起的天火,屋顶上所设置的鱼尾开头的瓦饰,实际上兼作避雷之用,可认为是现代避雷针的雏形。

 

微信图片_20210308111504.jpg


故宫是世界上现存规模最大的以木结构为主的古代宫殿建筑群。在建成后的两百年间,前三殿两次受雷击起火烧尽,五次被雷击碎建筑上的正吻;明朝时,仅《明史》和《明实录》中就记载有紫禁城遭受雷击导致起火、毁坏建筑16次。

 

雷击的危害真可谓是触目惊心,为了防雷避火,古人们在建筑设计上也是用心良苦。在明代的紫禁城中,一些尖顶、锥形的建筑上就出现了类似于“避雷针”的设计——也就是宝顶和屋架内的雷公柱所组合而成的装置,其避雷方式首先由宝顶接收雷电,再由宝顶连接隐藏在琉璃瓦下的的雷公柱将电流引向地面。

 

微信图片_20210308111510.jpg

中和殿避雷宝顶

 

而随着故宫保护工程的开展,故宫匠人们采取了现代防雷装置包含接闪器、引下线和接地装置三个部分,通过将雷电的能量引入大地来防止雷击生火。

 

其中最引人注目的部分就是避雷针,通常俗称的“避雷针”其实只是接闪器的一种,是用来接收雷击的部分,故宫的避雷针除了考虑实用外还要保证美观,因而有很多不同的形式。

 

微信图片_20210308111514.jpg

太和殿的避雷针

 

对于有宝顶的建筑,则沿用了古人的智慧:利用金属宝顶做避雷针,再把线路隐藏在瓦片下,达到最佳隐蔽。

 

微信图片_20210308111518.jpg

中和殿的避雷针

 

有些建筑实在是太大,两端正吻上的避雷针做不到完全保护。对于这类建筑,则架设避雷带,有时还会将脊兽的角或者仙人头改为金属制造,作为接闪器使用。

 

微信图片_20210308111521.jpg

而随着钢筋混凝土结构在城市建筑中的广泛应用,在20世纪中叶前后,建筑物上的传统避雷针一般被“笼式避雷网”所代替。

 

什么是“笼式避雷网”?“笼式避雷网”比传统的避雷针有了更多的优点,是现代建筑使用最广泛的一种避雷技术。它主要是利用建筑本身的钢筋网作为引下线和接地体,把建筑物内的钢筋通过焊接连为一体,建筑物周围的电磁脉冲场会大大减弱,对建筑物包括其内的弱电设备都起到保护作用。

 

微信图片_20210308111524.jpg

大家非常熟悉的鸟巢,就是采用了“笼式避雷网”。防雷设计巧妙地利用鸟巢巨大的金属屋面板充当接闪器。因此,鸟巢的接闪器是一个巨大的“避雷面”,而它所有的“钢筋铁骨”则构成了一个笼式避雷网。这个巨大的笼子保护着鸟巢,当雷电到来时,电流会顺着一根根钢筋和一块块钢板连成的“高速公路”,迅速导入地面。

 

除了直接的雷击之外,近年来,高精尖设备受雷击的事故日益增多,因为其内部的电子设备耐压很低,非常怕感应雷(即雷云对建筑物的各类金属管、线上产生的雷电脉冲,会威胁到建筑物内人员及各种电器设备的安全),因此,感应雷成为现代防雷的重点。

 

如何防备感应雷呢?目前,建筑设计师们普遍采取的措施是建筑物内各种设备要有良好的接地和布线系统,以及安全的距离,并且根据各种线路的情况安装相应的避雷器或采取屏蔽措施。比如,在公共建筑里,采暖设备、排水管道上都另外连着一根铜线;计算机房或语音室的地板都采用了特殊的地板材料,这些都是为了防雷而设置的。


图片


在建筑避雷方面上,设计师们都有着自己的精妙措施。在最后,小工就来为大家总结一下建筑防雷设计的六要素:

 

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、分流影响 

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。引下线相互之间的距离不应小于规范中的规定。当建筑物很高,引下线很长时,应在建筑物的中间部位增加均压环,以减小引下线的电感电压降。

 

3、均衡电位 

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。

 

4、屏蔽作用  

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。由于结构构造的不同,墙内和楼板内的钢筋有疏有密,钢筋密度不够时,设计人应按各种设备的不同需要增加网格的密度。

 

5、接地效果

当钢筋混凝土结构的建筑物符合规范条件时,应利用基础内的钢筋作为接地装置。当达不到规范中规定的条件或基础包在防水卷材层内时,可做周圈式接地装置,但应将周圈式接地装置预先埋在基础槽的最外边(不必离开建筑物3m以外)。 对木结构和砖混结构建筑物,必须做独立引下线并采用独立接地方式,当土壤电阻率大,使用接地极较多时,也可做周围式接地装置。

 

6、合理布线

为保证在防雷装置接闪时建筑内部管线不受影响,首先将电线穿于金属管内,以实现可靠的屏蔽;其次,把这些线路的主干线的垂直部分设置在高层建筑物的中心部位,且避免靠近用作引下线的柱筋,以尽量缩小被感应的范围;第三,注意电源线、天线和屋顶高处的彩灯及航空障碍灯等线路的引入做法,防止雷电波侵入。



分享到 :
1.0.png

组21.png

logo1.png

电话:400-801-7310  

传真:0757-8272 8533

地址:佛山市禅城区智慧路4号二十一座首层

服务号

皇磁瓷砖现货

特卖商城