高层住宅建筑物防雷系统设计案例分析

在设计中，对主体建筑(高度44.40m)及对裙房建筑(高度13.80m)均可采取三级防雷措施。采用第三类防雷建筑防雷系统设计的主要要求如下：

第三类防雷建筑物防直击雷的措施，宜采用装设在建筑物上的避雷网(带)或避雷针，或由这两种混合组成的接闪器。避雷网(带)应按规范的规定沿屋角、屋背、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，并应在整个屋面组成不大于20m×20m或24m×16m的网格。

平屋面的建筑物，当其宽度不大于20m时，可仅沿周边敷设一圈避雷带。

为防雷装置专设引下线时，引下线数量不应少于两根。引下线应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不应大于25m。当仅利用建筑物四周的钢柱或柱子钢筋作为引下线时，可按跨度设引下线，但引下线的平均间距不应大于25m，每根引下线的冲击接地电阻不宜大于30Ω，其接地装置宜与电气设备等接地装置共用。

防雷的接地装置宜与埋地金属管道相连。当不共用、不相连时，两者间在地中的距离不应小于2m。在共用接地装置与埋地金属管道相连的情况下，接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。

（1）防雷电波侵入的措施应符合下列要求：

对电缆进出线，应在进出端将电缆的金属外皮、钢管等与电气设备接地相连。当电缆转换为架空线时，应在转换处装设避雷器、电缆金属外皮和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不宜大于30Ω。

对低压架空进出线，应在进出处装设避雷器并与绝缘子铁脚、金具连在一起接到电气设备的接地装置上。当多回路架空进出线时，可仅在母线或总配电箱处装设一组避雷器或其他类型的过电压保护器，但绝缘子铁脚、金具仍应接到接地装置上。

进出建筑物的架空金属管道，在进出处应就近接到防雷或电气设备的接地装置上或*自接地，其冲击接地电阻不宜大于30Ω。

（2）分析图4-23防雷系统设计的主要防雷措施如下：

1）防直击雷。在建筑物沿屋角、女儿墙、屋檐和檐角等易遭受雷击的部位装设避雷带，整个屋面采用不大于20m×20m或24m×16m的避雷网格作为接闪器。按照相邻两根间距不大于25m的要求，沿建筑物四周均匀设计引下线，主要利用建筑物外廓上各柱内的钢筋作为引下线。

2）防感应雷。在弱电系统的接入处设置弱电保护的浪涌保护器，以防止弱电设备因受到雷电感应受损。

3）防止雷电波侵入。电缆外皮接地，并将所有进出建筑物的金属管道可靠地连接到总等电位联结排上。

（3）对照图4-23屋面防雷平面图分析如下：

1）避雷带用φ10镀锌圆钢在女儿墙上敷设，避雷带支架高100mm，间距1000mm，转弯处500mm，避雷带连通找平层内暗敷设。

2）屋面所有暴露金属物均与防雷装置可靠连接。

3）利用构造柱内两根大于φ16的主筋通长焊接做防雷引下线，图*28处。

（4）接地系统设计

低压系统的接地形式主要有IT系统、TT系统和TN系统。

图4-24设计中的接地保护形式采用TN-S系统，利用建筑物基础承台及桩基内主钢筋作环形共用自然接地装置。防雷接地、电气设备安全接地以及其他需要接地的设备，弱电设备采用共用接地，共用接地体的接地电阻应小于1Ω。这样既保证了人身和设备的安全，也减少了由于不合理接地引起的干扰。

1）等电位联结

在建筑电气工程中，常见的等电位联结措施有三种，即总等电位联结、辅助等电位联结和局部等电位联结，其中，局部等电位联结是辅助等电位联结的一种扩展。这三者在原理上是相同的，不同之处在于作用范围和工程做法。

配电室、机房、消防控制室等电位联结与配电室作法相同，具体做法可以详见05D10《防雷接地工程与等电位联结》中的施工说明。

配电室接地系统：总等电位设置在配电室，采用镀锌扁钢(40×4)在配电室的地面铺设一圈导体环，使各个配电柜与其相接，并使导体环与总等电位(MEB)可靠相连，总等电位直接与人工接地体(即基础钢筋)至少在两处可靠焊接，形成等电位保护。

消防弱电系统的接地：消防控制室的接地：火灾自动报警系统及联动控制设备需要设置直流工作接地，按照《火灾自动报警系统设计规范》的要求，采用**接地或共用接地装置，一般尽量采用**接地为宜，但因为难以满足间距的要求，所以建筑物中各种用电设备往往采用的是共用接地。图4-24设计采用共用接地装置，注意接地干线的引入段不能采用扁钢或裸铜排等，以避免接地干线与防雷接地、钢筋混凝土墙等直接接触，影响消防电子设备的接地效果。

接地母线(层接地端子)：接地母线是水平布线于系统接地线的公用中心连接点。每一层的楼层配线柜均应与本楼层接地母线相焊接，与接地母线同一配线间的所有综合布线用的金属架及接地干线均应与该接地母线相焊接。接地母线均为铜母线，其较小尺寸为6mm(厚)×50mm(宽)，长度视工程实际需要来确定。接地母线尽量采用电镀锡以减小接触电阻，如不是电镀，则在将导线固定到母线之前，需对母线进行清理。

接地干线：接地干线是由总接地母线引出，连接所有接地母线的接地导线。在进行接地干线的设计时，充分考虑建筑物的结构形式，建筑物的大小以及综合布线的路由与空间配置，并与综合布线电缆干线的敷设相协调。

接地干线应安装在不受物理和机械损伤的保护处，建筑物内的水管及金属电缆屏蔽层不能作为接地干线使用。当建筑物中使用两个或多个垂直接地干线时，垂直接地干线之间每隔三层及**层需用与接地干线等截面的绝缘导线相焊接。接地干线应为绝缘铜芯导线，较小截面积应不小于16mm2。

主接地母线(总接地端子)：一般情况下，每栋建筑物有一个主接地母线。主接地母线作为综合布线接地系统中接地干线及设备接地线的转接点，其理想位置宜设于外线引入间或建筑配线间。主接地母线应布置在直线路径上，同时考虑从保护器到主接地母线的焊接导线不宜过长。

接地引入线、接地干线、直流配电屏接地线、外线引入间的所有接地线，以及与主接地母线同一配线间的所有综合布线用的金属架均应与主接地母线良好焊接。当外线引入电缆配有屏蔽或穿金属保护管时，此屏蔽和金属管焊接至主接地母线。

主接地母线采用铜母线，其较小截面积为6mm(厚)×100mm(宽)，长度可视工程实际需要而定。和接地母线相同，主接地母线也应尽量采用电镀锡以减小接触电阻。如不是电镀，则主接地母线在固定到导线前必须进行清理。

2）等电位联结设计

对于建筑物防雷而言，在实施等电位联结时，应该包括以下几个方面：

总等电位联结：在建筑物电源线路进线处，将PE干线、接地干线、总水管、采暖和空调立管以及建筑物金属构件等相互作电气连接。

辅助等电位联结：在某一局部范围内的等电位联结。

局部等电位联结：局部等电位联结是辅助等电位联结的一种扩展。

等电位联结的应用体现在以下几个方面：

建筑物钢筋构件及大型金属体的等电位联结：将大型金属物体包括建筑物内所有的导体，如电梯轨道、吊车、金属地板、金属门柜架、设置管道、电缆桥架等大尺寸的导电物体都做等电位联结。

电子信息系统的等电位联结：对电子信息系统的各个外露可导电部分建立等电位联结网络，并与公共接地系统连接。

接地系统的等电位联结：接地系统的等电位联结也就是人们常说的联合接地系统，即将所有的功能地、保护地和防雷接地一并连接在一起。

线路上的等电位联结：由于线路上电位的存在，只能有SPD联结，实现暂态的等电位联结。

在图4-24的设计中，对建筑物采用总等电位联结的方式，设置一总等电位联结端子箱，将所有进出建筑物的金属体及建筑物的金属构件等都与该总电位联结端子箱连通。

同时，在变配电室及电气竖井、电梯轨道井内做局部等电位联结，在老人房卫生间内设置局部等电位联结端子板，并与各种设备连通。所有接地点的构造柱内的主钢筋通常焊接，并与基础内钢筋可靠焊接。

3）接地网做法如下：

1）利用建筑物基础承台及桩基内主钢筋作环形共用自然接地装置，接地电阻不大于1Ω，当接地电阻不满足要求时，采用室外人工接地较。

2）利用结构钢筋网作接地体，其做法详见图中说明。

3）所有接地装置采用热镀锌钢材，详细说明见图4-24。

图4-25为某商住两用楼的屋顶防雷接地图，大家可根据前述所讲述的方法自行分析。