玻璃幕墙防雷设计

1、探讨玻璃幕墙防雷接地的作法1 . 前言随着建筑装饰工程的不断发展，玻璃幕墙在中高档建筑工程中得到了广泛的应用。但随之而来玻璃幕墙及建筑物的安全性如何保证已是当 今一个重要问题。我国现行的电气施工及验收规范、标准施工图集对这方 面内容的阐述尚未十分明确，设计单位对玻璃幕墙防雷技术作法说明常见 的也不十分具体，从而给从事具体施工和监理的技术人员准确把握质量安全技术要求带来一定的难度。2 . 雷电对玻璃幕墙高层建筑的危害 众所周知，雷电是天空云层中一种自然的放电现象，雷电流是一种强度极大，作用时间极短的瞬变过程。雷电击中建筑物时，通常会产生 电效应、热效应和机械力。雷电流在瞬间释放出的巨大能量，会把

2、被击中 金属熔化，使物体水份受热膨胀，产生强大的机械力，或者分解成氢气和氧气，产生爆炸，使建筑物遭到破坏，甚至雷电的高温引起建筑物燃烧构 成火灾和引起触电。高层或超高层建筑玻璃幕墙使地表的电场分布发生了严重的畸变，其电场强度比一般建筑物大得多，容易构成雷电发展条件，加上离放 电云层近，所以易遭受雷击。高层建筑玻璃幕墙围护高层建筑物后，建筑物防雷装置由于玻璃幕墙的屏蔽效应，难以防止直接雷击，往往闪电造成对玻璃幕墙的雷击。高层建筑玻璃幕墙的金属材质由于雷电的效应，将会产生静电感应作用，当天空雷云和大地形成电场时，幕墙的金属体就会积聚与雷云极性相反的大量感应电荷，当雷云瞬间放电后，云与大地的电场忽然

3、消失，这时幕墙的金属体感应电荷不能以相应的速度流散，将会产生高达万伏以上的 对地电位，这就是静电感应电压，对人和设备产生危害。3 .高层建筑玻璃幕墙防雷措施通常建筑物的防雷装置有三部分：接闪器、引下线和接地装置。 在玻璃幕墙的防雷设计中，应充分利用建筑物的这些装置，将幕墙竖向龙 骨、横向龙骨和建筑物防雷网接通，连成一个防雷整体，把玻璃幕墙获得 的巨大雷电能量，通过建筑物的接地系统，迅速地输送到地下，保护玻璃 幕墙和建筑物免遭雷电破坏的作用。高层建筑玻璃幕墙的顶部的女儿墙的盖板，是人为地设立的良好 导体，它沿建筑物女儿墙的顶部分布，其电场强度很大。雷电先驱很自然 地被吸引过来，是雷击率最大的部位

4、。作为防止雷击的直击措施，可将盖 板设计成直接接受雷击的装置，起到引雷作用的接闪器。其作用在于接受 雷电流，同时又安全地把雷电流与建筑物防雷网接通，弁导通入地达到避 雷作用。高层建筑幕玻璃墙顶部的接闪器，不能防止电流的侧面横向发展 绕击作用。在30m以上的高层建筑玻璃幕墙部位， 每三层设置一圈均压环, 弁和建筑物防雷网及玻璃幕墙自身的防雷体系接通。4 .高层建筑玻璃幕墙的防雷接地要求及某大厦玻璃幕墙防雷接 地作法4.1 通过查阅一些有关防雷接地的技术资料弁结合某大厦及其它 以往竣工工程的经验，玻璃幕墙防雷必须在以下几个重要方面满足要求：玻璃幕墙竖向主龙骨应视为引下线，竖向主龙骨的跨接用扁钢制品

5、时截面必须达到100mm2除去焊接方式以外，采用压接方式其金属材料厚度达到4mm圆钢搭接长度为其直径的 6倍，且双面施焊；扁钢搭接长度为其 宽度的2倍，且三面施焊；焊接处做防腐处理。如：钢与铝连接时，钢要镀锡；或在钢、铝之间加不锈钢垫片。4.2 某大厦玻璃幕墙防雷接地的作法该工程总建筑面积约 22万平方米，为全现浇钢筋混凝土结构。A、 B、C、D四栋塔楼座落在连体裙房之上， A B栋为写字楼，C、D栋为公寓。 A栋地上27层，檐高108.57米；B栋地上16层，檐高73.7米；C栋地上 22层，檐高94.10米；D栋地上24层，檐高93.48米；裙房5层（28.60 米）。该工程外墙使用大面积

6、花岗岩挂板、玻璃幕墙及复合铝板。下面以A栋为例，说明其玻璃幕墙防雷接地具体作法：X 4镀锌扁钢，弁与建筑物四周防雷引下线的引出钢筋（12）焊接,焊接长度为圆钢直径的6倍，双面施焊、焊接处刷两道防锈漆（以后焊接 处均刷两道防锈漆），从而形成一道均压环。为使玻璃幕墙竖向铝合金主 龙骨保持接地的贯通，用 40X4镀锌扁钢一端与均压环焊接，焊接长度应 为其宽度的2倍，弁三面施焊，另一端用两个M8不锈钢对穿螺栓与竖向主龙骨进行压接，为防止镀锌扁钢与铝合金的电化学腐蚀，在其间加垫厚不锈钢垫片，弁加不锈钢平垫和弹簧垫。1mmX 4铝合金制成的可伸缩的“欧姆弯”进行压接，连接处上下各用两 个M8不锈钢对穿螺栓

7、进行压接（可动的一端避开插芯），弁加不锈钢平垫 和弹簧垫（如图一所示）。X 4铝角码两端各用两个 M6不锈钢对穿螺栓进行压接， 弁加不锈钢平 垫和弹簧垫（如图二所示）。小12镀锌圆钢沿女儿墙周圈安装，弁与主体结构防雷引下线焊接。在 盖板内侧安装40X4X4镀锌角钢，每块铝板安装两段角钢（每段长300mm, 两段之间用小12镀锌圆钢焊接连通。弁用小12镀锌圆钢一端与女儿墙顶 小 12镀锌圆钢焊接，另一端与角钢焊接。每段角钢与铝板之间用四个 M6X 20 不锈钢自攻螺丝压接（角钢与铝板之间加垫1mmi不锈钢垫片），弁加不锈钢平垫和弹簧垫。5.检测结果通过实施上述的技术质量安全措施，使玻璃幕墙与大厦

8、的防雷系 统成为一个整体，较好地完成了玻璃幕墙防雷系统的全部工作。后经北京 市建工集团避雷装置安全检测站实地检测，在A栋共设置95个测试点实测，接地电阻值均在0.30.7。之间（具体检测数值见如下表格），完全满足 设计（RW 1。）及规范要求。幕墙防火施工幕墙防火的施工是幕墙防火有效的关键和保证。？(1)承包幕墙施工的单位必须具备相应的资质。建筑幕墙工程施工企业应根据设计要求提出有关施工安装的技术要求弁对幕墙材料、幕墙结构 设计和加工制作部件等的工程质量负责。？(2)建筑幕墙工程施工企业必须严格按照经有资质的审核单位审定的 设计文件和施工图进行施工，不得擅自修改。？(3)防火材料的安装应有固定

9、措施， 确保安装牢固，做到不松懈不遗 漏，拼缝不留缝隙。防火棉厚度不能少于 60mm铺设要饱满均匀无遗漏， 且不能与玻璃有直接接触。？(4)防火材料不得与幕墙玻璃直接接触，防火材料朝玻璃面处宜用装 修材料覆盖。？(5)搁置玻璃幕墙防火棉的金属板应为厚度不小于1.2mm的镀锌钢板，而金属和石材幕墙的防火层必须采用经防腐处理且厚度不小于1.5mm的耐热钢板，两者均不得采用铝板。？(6)镀锌钢衬板不得与铝合金型材直接接触，衬板就位后应进行密封 处理。？(7)幕墙四周与主体结构之间的缝隙应采用防火保温材料填塞，不得采用水泥砂浆等干硬性材料填塞，内外表面应采用密封胶连续封闭，接缝 要严密，做到不渗漏不漏

10、气。？(8)双面胶带、泡沫棒硅酮密封胶的填充棒 )、复合铝板等易燃、可 燃材料，在实际的工程应用中，大量使用时要有相当的防火措施，使用铝 板时，尽量使用单层铝板。？(9)在施工过程中，幕墙防火构造、防火节点应作隐蔽验收。防火材料应有产品合格证或材料耐火检验报告。？(10)施工完毕，必须检查所有的防火节点、防火隔断是否都密封严密，各层间防火隔断是否都按要求用防潮材料将矿棉等不燃烧材料包裹进 行填塞，其防火隔断能否满足防火规范要求。具检验手段一般采用观察和 触摸方法，必要时可在防火节点处用火苗试试是否漏气、串烟，是否真正 达到既防火又防烟的作用。？幕墙的防雷建筑幕墙的金属骨架是良导体，幕墙的防雷措

11、施不当，可能会遭到雷电的侧击破坏，严重的可能招至火灾，所以幕墙的防雷必须严格按照有关规范进行设计和施工。？(1)墙的防重设士人应迷细 3解建坦主生的防重装置和幕墙、 门窗洞 口的防雷装置引出线，要充分利用幕墙、门窗型材的金属导电特性，确定 一个合理、安全、经济的防雷设计方案。？(2)幕墙应形成自身的防雷网，弁与主体结构的防雷体系有可靠的连接。幕墙自身的防雷网不宜大于 100平方米。？(3)建筑物每隔三层要装设均压环，环间垂直距离不应大于12ml均压环内的纵向钢筋必须采用焊接连接弁与接地装置连通。所有引下线、建筑物的金属结构和金属设备均应连到环上。？(4)根据建筑物防雷设计规范，幕场防侧击措施如

12、下：一类防雷建筑物从30m起每隔不少于6m沿建筑物四周设水平避雷带弁与引下线相连30m以上幕墙的金属物与防雷装置连接。应将二类防雷建筑物45m以上，三类防雷建筑物60m以上幕墙的金属物与防雷装置连接。？(5)对设有许多较重要的敏感电子系统，如通信设备、电子计算机、电子控制系统等现代化设备的建筑物，为了增加屏蔽作用，可将防侧击雷和等电位措施从地面首层做起，即将首层以上的外墙上的建筑幕墙、铝和 金门窗、金属栏杆等较大金属物与防雷装置连接。(6)幕墙防侧雷做法：幕墙位于均压环处的预埋件的锚筋必须与均压环处的梁的纵向钢筋连通，固定在设均压环楼层上的立柱必须与均压环连通，位于均压环处与梁纵筋连通的立柱上

13、的横梁必须与立柱连通。？(7)幕墙立面上，水平方向每 8m以内位于未设均压环楼层的立柱，必须与固定在设均压环楼层的立柱连通。？(8)幕墙顶的防雷可用避雷带或避雷针，由建筑物防雷系统统一考虑。建筑幕墙位于女儿墙外侧时可沿屋顶周边设避雷带，其安装位置略为突出女儿墙顶部外围；也可用屋顶其他明设金属物作为接闪器；也有直接利用 建筑幕墙与女儿墙之间的封顶金属板作接闪器，这时要求金属板厚度大于0.5mm,板与板之间的搭接长度大于 100mm金属板无绝缘覆盖层，金属板与女儿墙内的钢筋连接成电器通路。在女儿墙部位幕墙构架与避雷带装置的连接节点应明露。？(9)幕墙避雷导线与铝合金材料连接时应满足等电位要求。当用铜质材料与铝合金材料连接时，铜质材料外表面应经热镀锌处理。导线连接接 触面