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防雷设计有关论文范文例文,与给高层建筑幕墙防雷系统设计和施工的建议相关论文格式模板
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摘 要：在工程监督中发现我国现行的防雷设计、施工验收规范,对玻璃幕墙系列的防雷要求阐述不太明确,设计单位对玻璃幕墙防雷施工方法说明也不够具体详细.本文根据《建筑物防雷设计规范》《玻璃幕墙工程技术规范》等,结合玻璃幕墙的特性及质量检验标准,对高层建筑玻璃幕墙的设计和施工提出了个人看法和建议.
关 键 词：建筑幕墙；防雷系统设计；施工；建议
建筑幕墙是近代科学发展的产物,是现代高层建筑时代的显著特征,是现代高科技发展在建筑上的标记,被建筑师们广泛采用.建筑幕墙的类型繁多,主要的类型有玻璃幕墙,石材幕墙,金属幕墙,组合幕墙等,其中的玻璃幕墙又分为全玻璃幕墙,铝合金明框玻璃幕墙,铝合金隐框玻璃幕墙,铝合金半隐框玻璃幕墙等.为防止或减少建筑幕墙在雷击发生时所产生人身伤害和财产的损失,做到技术先进、安全可靠、经济合理,一个良好建筑幕墙防雷系统的设计和施工方法是当今重要问题.
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1我国雷电的发生次数逐年增加
雷暴已成为气象灾害中的第三灾害,紧随台风、暴雨之后.但雷电是怎样产生?和幕墙之间的关系是怎样
雷电是一种大气中放电现象,是气流在对流过程中因磨擦而带电形成带电云,它的某些部分积聚起正电荷,另一部分积聚起负电荷,当这些电荷积聚到一定程度时,就产生放电现象.这种放电有的是在云层与云层之间进行,有的是在云层与大地之间进行.后一种放电也就是落雷,它会破坏建筑物,电气设备,伤害人畜.这种放电时间短促,一般约50～100微秒,但电流则异常强大,能达到数万安培到数十万安培.放电时产生强烈的光,这就是闪电.闪电时,将释放出大量热能,瞬间能使空气温度升高1～2万度,空气的压强可达70个大气压,这样大的能量,具有极大的破坏力,往往会造成火灾和人畜的伤亡.
2雷电对建筑幕墙的危害
建筑幕墙一般应用在人群密集的、大型的公共建筑,重要的高层、超高层建筑物的外墙上.是由金属构架与板材组成,不承担主体结构的荷载是附属于主体建筑的围护结构.由于建筑幕墙的美观特点,它
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（1)由于雷电的主要特点是：a.冲击电流大.其电流高达几万～几十万安培；b.时间短.一般雷击分为三个阶段,即先导放电、主放电、余光放电.整个过程一般不会超过60微秒；c.频率高.雷电流变化梯度大,有的可达10千安/微秒；d.冲击电压高,强大的电流产生的交变磁场,其感应电压可高达上亿伏.当雷电击中建筑物时,通常会产生电效应、热效应和机械力,瞬间释放出的巨大能量,会把被击中金属熔化,产生强大的机械力.使物体受热膨胀或产生爆炸,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.
（2）金属幕墙易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,加上距离放电云层近,易遭受雷击.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消失,将会产生高达万伏以上的对地电位,这对人和设备将会产生危害.所以应做好建筑幕墙防雷设计和施工,以防范雷电对建筑幕墙的损害.
3目前建筑防雷规范对幕墙防雷的要求
根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057的规定,建筑物的防雷共分三类,其中第一类主要是属于具有爆炸危险环境的建筑物等,而现阶段我们民用的建筑幕墙的防雷分类主要是属于第二类或第三类.（我们在此只讨论第二类建筑幕墙的防雷问题）
（1）《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003-4.4.13规定：“玻璃幕墙的防雷设计应符合国家现行标准《建筑物防雷设计规范》GB50057和《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16的有关规定.”“幕墙的金属框架应与主体结构的防雷体系可靠连接,连接部位应清除非导电保护层.”技术规范4.4.13条文说明“玻璃幕墙是附属于主体建筑的围护结构,幕墙的金属框架一般不单独作防雷接地,而是利用主体结构的防雷体系,与建筑本身的防雷设计相结合,因此要求应与主体结构的防雷体系可靠连接；
（2）《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001-4.4.1规定：金属与石材幕墙的防雷设计除应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057的有关规定外,还应符合下列规定：a、在幕墙结构中应自上而下地安装防雷装置,并应与主体结构的防雷装置可靠连接,b、导线应将材料表面的保护膜除掉再进行连接.
由于我国建筑幕墙设计、施工规范、工程验收等方面内容对建筑幕墙防雷的阐述十分有限,对建筑幕墙防雷施工方法不同的建筑幕墙设计单位,设计要求也各不同,从而给从事建筑幕墙施工的技术人员把握质量要求带来一定的难度.因此统一详细的建筑幕墙防雷系统设计就显得十分重要.
4目前建筑幕墙防雷施工现场的做法和缺陷
建筑物防雷设计规范规定对于第二类防雷建筑物应采取防直击雷外还需防侧向直击雷和雷电波侵入的措施.
（1）建筑幕墙防顶层直击雷的措施是将处于建筑幕墙的顶部女儿墙上的3mm厚铝单板盖板部分,当成幕墙接闪器,因为铝板是一种良好的导体,其电场强度很大,当它沿建筑物女儿墙的顶部分布时,雷电很自然地被吸引过来,是雷击率最大的部位,从而起到接闪器的作用.这样,幕墙接闪器接受到的雷电流,就可以通过幕墙、女儿墙上的避雷均压环和防雷引下线,安全地把雷电流引到建筑物的防雷网,并导通到接地装置,达到避雷的作用.这样的设计方案不错,但没有考虑到施工时如何安全引雷.首先铝盖板在女儿墙上是一片片通过螺丝固定在横向支架上,并没有连成一体.第二、横向支架与纵向支架有绝缘的尼龙垫片隔断,使二者不能连接成有效的电气通路.第三、铝盖板上有较厚的绝缘层阻止了电流流通.
（2）建筑幕墙防侧向直击雷的措施通过主体结构设置的避雷均压环和防雷引下线,安全地把雷电流引到建筑物的防雷网,并导通到接地装置,达到避雷的作用.
现实中建筑幕墙防侧击雷施工方法是从建筑高度45米开始每三层设置一道与主体结构施工避雷均压环平行的闭合环（由直径12mm镀锌钢筋或40×4镀锌扃钢焊接组成）,每隔10米左右和主体结构避雷均压环引出一条直径12mm镀锌圆钢焊接,通过安装在金属幕墙的垂直金属杆件与三层一道闭合环连通.”
如图1所示：
从图上我们可以看出：①金属幕墙的垂直金属杆件每隔10米上下连接一个点,中间层和上下层不连通,不能形成连续的电气通路,②水平方向每隔10米也只有一个点和闭合环连接,当侧击雷击中中间的金属杆件时,就不能保持导电通畅,③幕墙的金属体上积聚与雷云极性相反的大量感应电荷也不能顺利导流.
对建筑幕墙防雷设计和现场施工的几点建议:我们根据多年建筑幕墙工程监督管理的实际经验,以及有关国家防雷规范的要求,我个人认为建筑幕墙防雷装置应该这样改进.①把建筑幕墙防顶层直击雷的措施是将处于建筑幕墙的顶部女儿墙上的3mm厚铝单板盖板部分,当成幕墙接闪器这个问题.我们不妨在铝盖板上加安装一种铝型材,设计成直接接受雷击的装置,相当于原来女儿墙上的避雷带起到引雷的接闪器作用.这样不影响美观,也能安全地把雷电流与建筑物防雷网接通,也解决了在施工中铝盖板如何与主体结构防雷网接通的问题,达到避雷作用.女儿墙上的3mm厚铝盖板只要做等电位连接就可以.②建筑幕墙防侧向直
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