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摘要：在检测构筑物防直击雷整改工程时，发现构筑物外部防雷装置的施工存在一些不符合防雷规范的质量问题。根据现场拍照取证，结合规范的具体要求，从理论上解析其防雷施工的不合理性，同时总结构筑物防直击雷整改工程在安装外部防雷装置时应注意的具体事项。
关键词：构筑物; 防直击雷; 整改; 工程; 施工
Abstract: in the test build direct rectification engineering technology dimension ray, it was found that the external lightning protection equipment construction structures there are some do not accord with standard of lightning protection of quality problems. According to the evidence photos, combined with the specific requirements of the standard, and theoretically analyzing its the irrationality of lightning protection construction, it also summarizes build direct rectification engineering technology dimension ray in installation external lightning protection equipment should be paid attention to when the specific matters.
Keywords: structures; The direct ray; Rectify; Engineering; construction
中图分类号：TU856文献标识码：A文章编号：
由于种种原因，不少楼房的防雷未能做到与建筑同步设计、同步施工和同步验收，而后期又想安装或不得不安装防雷装置，这种情况就属于构筑物的防雷整改工程。在检测构筑物防直击雷整改工程时，笔者发现这些整改工程的防雷施工质量存在一些问题，现根据现场拍摄到的照片，试解析其施工的不合理性，并总结构筑物外部防雷装置在施工中应注意的具体事项。
1 检测中发现的问题
1.1 某明敷引下线的错误做法
图1是某企业二层高的生产车间，该生产车间长期有大批工人随时出入，引下线柱旁堆放着可移动式机械推车和其他金属器械。沿混凝土柱明敷引下的φ12镀锌圆钢是其中一条引下线，引下线上与女儿墙避雷带焊接，下与人工地网焊接，地面已捣实混凝土。由图可见，引下线从上到下没有固定支架，悬飘在空中，且引下线暴露在外未采取任何屏蔽和警示措施。这样的施工存在两种安全隐患。一是对引下线的机械损坏。工人在旁边推运货物的过程中，机械器件可能会碰撞引下线而使其折弯或断裂。二是对工人的人身安全构成严重威胁。无屏蔽措施和警示措施，生产工人不清楚引下线的作用，雷暴来临甚至引下线接闪后，并不具备规避雷电灾害的主观意识，仍在附近进行生产活动，这样极易发生接触电压和旁侧闪络电压[1]对工人造成伤害。因此该施工质量不符合《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》（以下简称施工规范）的要求。
1.2 阳角的避雷带不该安装固定支架
某宿舍楼女儿墙避雷带在阳角的安装：避雷带、避雷短针、引下线、固定支架的材料都是φ12镀锌圆钢，避雷带做到了钝角拐弯，但引下线在阳角引出，且在阳角安装了固定支架，这种施工使避雷带在拐弯处形成了多个锐角，易引发雷电流电动力效应的破坏作用[2]。现详细分析这种做法存在弊端的原因。
由物理学可知，在载流导体周围空间存在磁场，在磁场里的载流导体受到电磁力的作用。根据安培定律推导，在两根平行导体上分别加以电流i1,i2(KA)，当两导线的距离为d(m)时，每米导线所受的作用力按下式计算：F=1.02×（2l0/d）×i1×i2×10-8。式中：l0为1m。假定雷击的瞬间两导线的电流i1和i2都等于100KA，两导线的距离为50cm，计算结果表明，这两根导线每米都要受到408kg的力。由电工学可知，这两根导线受到的力有迫使它们靠拢的趋势。因此雷击的时候，由于电动力的作用，有可能使导线折断。
因此，凡拐弯的导体或金属构件，在拐弯部分将受到电动力作用，它们之间的夹角越小，受到的电动力越大。当拐弯的夹角为锐角时受到作用力最大，钝角较小。故接闪器及其引下线不应出现锐角的拐弯，尽可能采用钝角，即采用弧形拐弯，俗称“软连接”。这样可使构件受到的应力较小，而且不集中在一点，雷击造成的损失就相对小些。在不得已采用直角拐弯时应加强构件强度
在阳角部位设计引下线是《构筑物防雷设计规范》中明确规定的，是为了接闪器接闪后，方便雷电流以最短路径泄流入地。在阳角部位，引下线其实也起到了固定支架的作用，因此可不必再加固定支架，这样既显得画蛇添足，又会导致接闪时更容易引发雷电流电动力的破坏作用。
2 安装构筑物外部防雷装置应注意的事项
根據以上在现场检测中发现的问题，结合对规范的理解，现对构筑物防直击雷整改工程，即安装构筑物外部防雷装置应注意的事项进行梳理归顺。
2.1 人工地网的施工
构筑物的接地装置只能后期敷设人工地网。在构筑物外墙或基础1m以外挖沟深0.5m，宽0.8m，于沟内打入人工垂直接地体或敷设金属接地模块（管），人工垂直接地体的长度宜为2.5m，人工垂直接地体之间的间距不宜小于5m，使用人工水平接地体对其进行电气连接。
在构筑物外人员可经过或停留的引下线与接地体连接处3m范围内，应采用防止跨步电压对人员造成伤害的一种或多种方法如下：1）铺设使地面电阻率不小于50kΩ.m的5cm厚的沥青层或15cm厚的砾石层；2）设立阻止人员进入的护拦或警示牌；3）将接地体敷设成水平网格。
2.2 明敷引下线的施工
引下线的安装布置应符合现行国家标准《构筑物防雷设计规范》GB50057-2010[3]的有关规定，第一类、第二类和第三类防雷构筑物专设引下线不应少于2根，并应沿构筑物周围均匀布设，其平均间距分别不应大于12m、18m和25m。
构筑物外的引下线敷设在人员可停留或经过的区域时，应采用下列一种或多种方法，防止接触电压和旁侧闪络电压对人员造成伤害：1）外露引下线在高2.7m以下部分应穿不小于3mm厚的交联聚乙烯管，交联聚乙烯管应能耐受100kv冲击电压（1.2/50us波形）；2）应设立阻止人员进入的护拦或警示牌，护拦与引下线水平距离不应小于3m。
明敷的专用引下线应分段固定，并应以最短路径敷设到接地体。引下线两端应分别与接闪器和接地装置做可靠的电气连接。
引下线安装与易燃材料的墙壁或墙体保温层间距应大于0.1m。
2.3 接闪器的施工
构筑物顶部和外墙上的接闪器必须与构筑物栏杆、旗杆、吊车梁、管道、设备、太阳能热水器、门窗、幕墙支架等外露的金属物进行等电位连接。
接闪器的安装布置应符合工程设计文件的要求，并应符合现行国家标准《构筑物防雷设计规范》GB50057-2010中对不同类别防雷构筑物接闪器布置的要求。
明敷在构筑物上的接闪器应在接地装置和引下线施工完成后再安装，并应与引下线电气连接。
2.4 外部防雷装置施工应共同注意的事项
外部防雷装置由接闪器，引下线和接地装置组成。在施工中，这三部分有需要注意的相同事项。
引下线和接闪导线应位置正确，敷设应平正顺直、无急弯。引下线和接闪器的固定支架应固定可靠，每个固定支架应能承受49N的垂直拉力。固定支架的高度不宜小于150mm，固定支架应均匀，引下线和接闪导体固定支架的间距应符合施工规范表5.1.2的要求。
外部防雷装置的连接采用焊接时，宜采用放热焊接（热剂焊）。焊接的焊缝应饱满无遗漏，螺栓固定应有防松零件（垫圈），焊接部分的防腐应完整。当采用通用的焊接方法时，应在焊接处做防腐处理。钢材、铜材的焊接应符合下列规定：1）导体为钢材时，焊接时的搭接长度及焊接方法应符合施工规范表4.1.2的要求；2）导体为铜材与铜材或铜材与钢材时，连接工艺应采用放热焊接，熔接接头应将被连接的导体完全包在接头里，应保证连接部位的金属完全熔化，并应连接牢固。
参考文献:
[1]GB 50601-2010建筑物防雷工程施工与质量验收规范[S].北京：中国计划出版社，2010.
[2]苏邦礼、崔秉球等 雷电与避雷工程[M].广州：广东中山大学出版社，1996.
[3]GB 50057-2010建筑物防雷设计规范[S]，北京：中国计划出版社，2011.
作者简介：龙红菊（1979-），女，侗族，贵州省天柱县人，本科学历，助理工程师，主要从事防雷技术工作。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：构筑物; 防直击雷; 整改; 工程; 施工
Abstract: in the test build direct rectification engineering technology dimension ray, it was found that the external lightning protection equipment construction structures there are some do not accord with standard of lightning protection of quality problems. According to the evidence photos, combined with the specific requirements of the standard, and theoretically analyzing its the irrationality of lightning protection construction, it also summarizes build direct rectification engineering technology dimension ray in installation external lightning protection equipment should be paid attention to when the specific matters.
Keywords: structures; The direct ray; Rectify; Engineering; construction
中图分类号：TU856文献标识码：A文章编号：
由于种种原因，不少楼房的防雷未能做到与建筑同步设计、同步施工和同步验收，而后期又想安装或不得不安装防雷装置，这种情况就属于构筑物的防雷整改工程。在检测构筑物防直击雷整改工程时，笔者发现这些整改工程的防雷施工质量存在一些问题，现根据现场拍摄到的照片，试解析其施工的不合理性，并总结构筑物外部防雷装置在施工中应注意的具体事项。
1 检测中发现的问题
1.1 某明敷引下线的错误做法
图1是某企业二层高的生产车间，该生产车间长期有大批工人随时出入，引下线柱旁堆放着可移动式机械推车和其他金属器械。沿混凝土柱明敷引下的φ12镀锌圆钢是其中一条引下线，引下线上与女儿墙避雷带焊接，下与人工地网焊接，地面已捣实混凝土。由图可见，引下线从上到下没有固定支架，悬飘在空中，且引下线暴露在外未采取任何屏蔽和警示措施。这样的施工存在两种安全隐患。一是对引下线的机械损坏。工人在旁边推运货物的过程中，机械器件可能会碰撞引下线而使其折弯或断裂。二是对工人的人身安全构成严重威胁。无屏蔽措施和警示措施，生产工人不清楚引下线的作用，雷暴来临甚至引下线接闪后，并不具备规避雷电灾害的主观意识，仍在附近进行生产活动，这样极易发生接触电压和旁侧闪络电压[1]对工人造成伤害。因此该施工质量不符合《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》（以下简称施工规范）的要求。
1.2 阳角的避雷带不该安装固定支架
某宿舍楼女儿墙避雷带在阳角的安装：避雷带、避雷短针、引下线、固定支架的材料都是φ12镀锌圆钢，避雷带做到了钝角拐弯，但引下线在阳角引出，且在阳角安装了固定支架，这种施工使避雷带在拐弯处形成了多个锐角，易引发雷电流电动力效应的破坏作用[2]。现详细分析这种做法存在弊端的原因。
由物理学可知，在载流导体周围空间存在磁场，在磁场里的载流导体受到电磁力的作用。根据安培定律推导，在两根平行导体上分别加以电流i1,i2(KA)，当两导线的距离为d(m)时，每米导线所受的作用力按下式计算：F=1.02×（2l0/d）×i1×i2×10-8。式中：l0为1m。假定雷击的瞬间两导线的电流i1和i2都等于100KA，两导线的距离为50cm，计算结果表明，这两根导线每米都要受到408kg的力。由电工学可知，这两根导线受到的力有迫使它们靠拢的趋势。因此雷击的时候，由于电动力的作用，有可能使导线折断。
因此，凡拐弯的导体或金属构件，在拐弯部分将受到电动力作用，它们之间的夹角越小，受到的电动力越大。当拐弯的夹角为锐角时受到作用力最大，钝角较小。故接闪器及其引下线不应出现锐角的拐弯，尽可能采用钝角，即采用弧形拐弯，俗称“软连接”。这样可使构件受到的应力较小，而且不集中在一点，雷击造成的损失就相对小些。在不得已采用直角拐弯时应加强构件强度
在阳角部位设计引下线是《构筑物防雷设计规范》中明确规定的，是为了接闪器接闪后，方便雷电流以最短路径泄流入地。在阳角部位，引下线其实也起到了固定支架的作用，因此可不必再加固定支架，这样既显得画蛇添足，又会导致接闪时更容易引发雷电流电动力的破坏作用。
2 安装构筑物外部防雷装置应注意的事项
根據以上在现场检测中发现的问题，结合对规范的理解，现对构筑物防直击雷整改工程，即安装构筑物外部防雷装置应注意的事项进行梳理归顺。
2.1 人工地网的施工
构筑物的接地装置只能后期敷设人工地网。在构筑物外墙或基础1m以外挖沟深0.5m，宽0.8m，于沟内打入人工垂直接地体或敷设金属接地模块（管），人工垂直接地体的长度宜为2.5m，人工垂直接地体之间的间距不宜小于5m，使用人工水平接地体对其进行电气连接。
在构筑物外人员可经过或停留的引下线与接地体连接处3m范围内，应采用防止跨步电压对人员造成伤害的一种或多种方法如下：1）铺设使地面电阻率不小于50kΩ.m的5cm厚的沥青层或15cm厚的砾石层；2）设立阻止人员进入的护拦或警示牌；3）将接地体敷设成水平网格。
2.2 明敷引下线的施工
引下线的安装布置应符合现行国家标准《构筑物防雷设计规范》GB50057-2010[3]的有关规定，第一类、第二类和第三类防雷构筑物专设引下线不应少于2根，并应沿构筑物周围均匀布设，其平均间距分别不应大于12m、18m和25m。
构筑物外的引下线敷设在人员可停留或经过的区域时，应采用下列一种或多种方法，防止接触电压和旁侧闪络电压对人员造成伤害：1）外露引下线在高2.7m以下部分应穿不小于3mm厚的交联聚乙烯管，交联聚乙烯管应能耐受100kv冲击电压（1.2/50us波形）；2）应设立阻止人员进入的护拦或警示牌，护拦与引下线水平距离不应小于3m。
明敷的专用引下线应分段固定，并应以最短路径敷设到接地体。引下线两端应分别与接闪器和接地装置做可靠的电气连接。
引下线安装与易燃材料的墙壁或墙体保温层间距应大于0.1m。
2.3 接闪器的施工
构筑物顶部和外墙上的接闪器必须与构筑物栏杆、旗杆、吊车梁、管道、设备、太阳能热水器、门窗、幕墙支架等外露的金属物进行等电位连接。
接闪器的安装布置应符合工程设计文件的要求，并应符合现行国家标准《构筑物防雷设计规范》GB50057-2010中对不同类别防雷构筑物接闪器布置的要求。
明敷在构筑物上的接闪器应在接地装置和引下线施工完成后再安装，并应与引下线电气连接。
2.4 外部防雷装置施工应共同注意的事项
外部防雷装置由接闪器，引下线和接地装置组成。在施工中，这三部分有需要注意的相同事项。
引下线和接闪导线应位置正确，敷设应平正顺直、无急弯。引下线和接闪器的固定支架应固定可靠，每个固定支架应能承受49N的垂直拉力。固定支架的高度不宜小于150mm，固定支架应均匀，引下线和接闪导体固定支架的间距应符合施工规范表5.1.2的要求。
外部防雷装置的连接采用焊接时，宜采用放热焊接（热剂焊）。焊接的焊缝应饱满无遗漏，螺栓固定应有防松零件（垫圈），焊接部分的防腐应完整。当采用通用的焊接方法时，应在焊接处做防腐处理。钢材、铜材的焊接应符合下列规定：1）导体为钢材时，焊接时的搭接长度及焊接方法应符合施工规范表4.1.2的要求；2）导体为铜材与铜材或铜材与钢材时，连接工艺应采用放热焊接，熔接接头应将被连接的导体完全包在接头里，应保证连接部位的金属完全熔化，并应连接牢固。
参考文献:
[1]GB 50601-2010建筑物防雷工程施工与质量验收规范[S].北京：中国计划出版社，2010.
[2]苏邦礼、崔秉球等 雷电与避雷工程[M].广州：广东中山大学出版社，1996.
[3]GB 50057-2010建筑物防雷设计规范[S]，北京：中国计划出版社，2011.
作者简介：龙红菊（1979-），女，侗族，贵州省天柱县人，本科学历，助理工程师，主要从事防雷技术工作。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。