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建筑识图工程施工技术手册建筑规范专业基础知识建筑设计书籍
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Structuresagainstlightning
GB50057-2010
批准部门:中华人民共和国建设部
执行日期:2011年10月1日
2011北京
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第824号
住房和城乡建设部关于发布国家标准《建筑物防雷设计规范》的公告
现批准《建筑物防雷设计规范》为国家标准,编号为GB50057—2010,自2011年10月1日起实施。其中,第3.0.2、3.0.3、3.0.4、4.1.1、4.1.2、4.2.1(2、3)、4.2.3(1、2)、4.2.4(8)、4.3.3、4.3.5(6)、4.3.8(4、5)、4.4.3、4.5.8、6.1.2条(款)为强制性条文,必须严格执行。原《建筑物防雷设计规范》GB50057—94(2000年版)同时废止。
中华人民共和国住房和城乡建设部
二O一0年十一月三日
前言
本规范是根据中华人民共和国建设部于2005年3月30日以建标函[2005]84号“关于印发《2005年工程建设标准规范制订、修订计划(第一批)》的通知”的要求,由中国中元国际工程公司会同相关单位对《建筑物防雷设计规范》GB50057-95(2000年版)修订而成的。
本规范修订的主要内容为:
1.增加了术语一章;
2.变更防接触电压和防跨步电压的措施;
3.补充外部防雷装置采用不同金属物的要求;
4.修改防侧击的规定;
5.详细规定电气系统和电子系统选用电涌保护器的要求;
6.简化了雷击大地的年平均密度计算公式,并相应调整了预计雷击次数判定建筑物的防雷分类的数值。
7.部分条款作了更具体的要求。
本规范组织单位、主编单位、参编单位和主要起草人:
组织单位:中国机械工业勘察设计协会
参编单位:五洲工程设计研究院
中国气象学会雷电防护委员会
北京市避雷装置安全检测中心
中国石化工程建设公司
中国建筑设计研究院
主要起草人:林维勇黄友根焦兴学陶战驹王素英
杨少杰宋平健黄旭张文才徐辉
本规范主要审查人员:张力欣王厚余丁杰方磊欧清礼
尹君平王云福关象石杨维林
目录
1总则1
2术语2
3建筑物的防雷分类9
4建筑物的防雷措施11
4.1基本规定11
4.2第一类防雷建筑物的防雷措施12
4.3第二类防雷建筑物的防雷措施22
4.4第三类防雷建筑物的防雷措施30
4.5其他防雷措施35
5防雷装置39
5.1防雷装置使用的材料39
5.2接闪器40
5.3引下线44
5.4接地装置45
6防雷击电磁脉冲48
6.1基本规定48
6.2防雷区和防雷击电磁脉冲48
附录A建筑物年预计雷击次数66
附录B建筑物易受雷击的部位69
附录C接地装置冲击接地电阻与71
附录D滚球法确定接闪器的保护范围(略)73
附录E分流系数kc73
附录F雷电流75
附录G环路中感应电压和电流的计算78
附录H电缆从户外进入户内的屏蔽层截面积81
附录J电涌保护器83
用于电气系统的电涌保护器83
用于电子系统的电涌保护器88
1总则
1.0.1为使建(构)筑物防雷设计因地制宜地采取防雷措施,防止或减少雷击建(构)筑物所发生的人身伤亡和文物、财产损失,以及雷击电磁脉冲引发的电气和电子系统损坏或错误运行,做到安全可靠、技术先进、经济合理,制定本规范。
1.0.2本规范适用于新建、扩建、改建建(构)筑物的防雷设计。
1.0.3建(构)筑物防雷设计,应在认真调查地理、地质、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规律,以及被保护物的特点等的基础上,详细研究并确定防雷装置的形式及其布置。
1.0.4建(构)筑物防雷设计,除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2术语2.0.1对地闪击lightningflashtoearth
雷云与大地(含地上的突出物)之间的一次或多次放电。
2.0.2雷击lightningstroke
对地闪击中的一次放电。
2.0.3雷击点pointofstrike
闪击击在大地或其上突出物上的那一点。一次闪击可能有多个雷击点。
2.0.4雷电流lightningcurrent
流经雷击点的电流。
2.0.5防雷装置lightningprotectionsystem(LPS)
用于减少闪击击于建(构)筑物上或建(构)筑物附近造成的物质性损害和人身伤亡,由外部防雷装置和内部防雷装置组成。
2.0.6外部防雷装置externallightningprotectionsystem
由接闪器、引下线和接地装置组成。
2.0.7内部防雷装置internallightningprotectionsystem
由防雷等电位连接和与外部防雷装置的间隔距离组成。
2.0.8接闪器air-terminationsystem
由拦截闪击的接闪杆、接闪带、接闪线、接闪网以及金属屋面、金属构件等组成。
2.0.9引下线down-conductorsystem
用于将雷电流从接闪器传导至接地装置的导体。
2.0.10接地装置earth-terminationsystem
接地体和接地线的总合,用于传导雷电流并将其流散入大地。
2.0.11接地体earthelectrode
埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体。
2.0.12接地线earthingconductor
从引下线断接卡或换线处至接地体的连接导体;或从接地端子、等电位连接带至接地体的连接导体。
2.0.13直击雷directlightningflash
闪击直接击于建(构)筑物、其他物体、大地或外部防雷装置上,产生电效应、热效应和机械力者。
2.0.14闪电静电感应lightningelectrostaticinduction
由于雷云的作用,使附近导体上感应出与雷云符号相反的电荷,雷云主放电时,先导通道中的电荷迅速中和,在导体上的感应电荷得到释放,如没有就近泄入地中就会产生很高的电位。
2.0.15闪电电磁感应lightningelectromagneticinduction
由于雷电流迅速变化在其周围空间产生瞬变的强电磁场,使附近导体上感应出很高的电动势。
2.0.16闪电感应lightninginduction
闪电放电时,在附近导体上产生的雷电静电感应和雷电电磁感应,它可能使金属部件之间产生火花放电。
2.0.17闪电电涌lightningsurge
闪电击于防雷装置或线路上以及由闪电静电感应或雷击电磁脉冲引发,表现为过电压、过电流的瞬态波。
2.0.18闪电电涌侵入lightningsurgeonincomingservices
由于雷电对架空线路、电缆线路或金属管道的作用,雷电波,即闪电电涌,可能沿着这些管线侵入屋内,危及人身安全或损坏设备。
2.0.19防雷等电位连接lightningequipotentialbonding(LEB)
将分开的诸金属物体直接用连接导体或经电涌保护器连接到防雷装置上以减小雷电流引发的电位差。
2.0.20等电位连接带bondingbar
将金属装置、外来导电物、电力线路、电信线路及其他线路连于其上以能与防雷装置做等电位连接的金属带。
2.0.21等电位连接导体bondingconductor
将分开的诸导电性物体连接到防雷装置的导体。
2.0.22等电位连接网络bondingnetwork(BN)
将建(构)筑物和建(构)筑物内系统(带电导体除外)的所有导电性物体互相连接组成的一个网。
2.0.23接地系统earthingsystem
将等电位连接网络和接地装置连在一起的整个系统。
2.0.24防雷区lightningprotectionzone(LPZ)
划分雷击电磁环境的区,一个防雷区的区界面不一定要有实物界面,例如不一定要有墙壁、地板或天花板作为区界面。
2.0.25雷击电磁脉冲lightningelectromagneticimpulse(LEMP)
雷电流经电阻、电感、电容耦合产生的电磁效应,包含闪电电涌和辐射电磁场。
2.0.26电气系统electricalsystem
由低压供电组合部件构成的系统。也称低压配电系统或低压配电线路。
2.0.27电子系统electronicsystem
由敏感电子组合部件构成的系统。
2.0.28建(构)筑物内系统internalsystem
建(构)筑物内的电气系统和电子系统。
2.0.29电涌保护器surgeprotectivedevice(SPD)
用于限制瞬态过电压和分泄电涌电流的器件。它至少含有一个非线性元件。
2.0.30保护模式modesofprotection
电气系统电涌保护器的保护部件可连接在相对相、相对地、相对中性线、中性线对地及其组合,以及电子系统电涌保护器的保护部件连接在线与线、线与地及其组合。
2.0.31最大持续运行电压maximumcontinuousoperatingvoltage(Uc)
可持续加于电气系统电涌保护器保护模式的最大方均根电压或直流电压;可持续加于电子系统电涌保护器端子上,且不致引起电涌保护器传输特性减低的最大方均根电压或直流电压。
2.0.32标称放电电流nominaldischargecurrent(In)
流过电涌保护器8/20μs电流波的峰值。
2.0.33冲击电流impulsecurrent(Iimp)
由电流幅值Ipeak、电荷Q和单位能量W/R所限定。
2.0.34以Iimp试验的电涌保护器SPDtestedwithIimp
耐得起10/350μs典型波形的部分雷电流的电涌保护器需要用Iimp电流做相应的冲击试验。
2.0.35Ⅰ级试验classⅠtest
电气系统中采用Ⅰ级试验的电涌保护器要用标称放电电流In、1.2/50μs冲击电压和最大冲击电流Iimp做试验。Ⅰ级试验也可用T1外加方框表示,即T1。
2.0.36以In试验的电涌保护器SPDtestedwithIn
耐得起8/20μs典型波形的感应电涌电流的电涌保护器需要用In电流做相应的冲击试验。
2.0.37Ⅱ级试验classⅡtest
电气系统中采用Ⅱ级试验的电涌保护器要用标称放电电流In、1.2/50μs冲击电压和8/20μs电流波最大放电电流Imax做试验。Ⅱ级试验也可用T2外加方框表示,即T2。
2.0.38以组合波试验的电涌保护器SPDtestedwithacombinationwave
耐得起8/20μs典型波形的感应电涌电流的电涌保护器需要用Isc短路电流做相应的冲击试验。
2.0.39Ⅲ级试验classⅢtest
电气系统中采用Ⅲ级试验的电涌保护器要用组合波做试验。组合波定义为由2Ω组合波发生器产生1.2/50μs开路电压Uoc和8/20μs短路电流Isc。Ⅲ级试验也可用T3外加方框表示,即T3。
2.0.40电压开关型电涌保护器voltageswitchingtypeSPD
无电涌出现时为高阻抗,当出现电压电涌时突变为低阻抗。通常采用放电间隙、充气放电管、硅可控整流器或三端双向可控硅元件做这类电涌保护器的组件。也称“克罗巴型”电涌保护器。具有不连续的电压、电流特性。
2.0.41限压型电涌保护器voltagelimitingtypeSPD
无电涌出现时为高阻抗,随着电涌电流和电压的增加,阻抗连续变小。通常采用压敏电阻、抑制二极管做限压型电涌保护器的组件。也称“箝压型”电涌保护器。具有连续的电压、电流特性。
2.0.42组合型电涌保护器combinationtypeSPD
由电压开关型元件和限压型元件组合而成的电涌保护器,其特性随所加电压的特性可以表现为电压开关型、限压型或电压开关型和限压型皆有。
2.0.43测量的限制电压measuredlimitingvoltage
施加规定波形和幅值的冲击波时,在电涌保护器接线端子间测得的最大电压值。
2.0.44电压保护水平voltageprotectionlevel(Up)
表征电涌保护器限制接线端子间电压的性能参数,其值可从优先值的列表中选择。电压保护水平值应大于所测量的限制电压的最高值。
2.0.451.2/50μs冲击电压1.2/50μsvoltageimpulse
规定的波头时间T1为1.2μs、半值时间T2为50μs的冲击电压。
2.0.468/20μs冲击电流8/20μscurrentimpulse
规定的波头时间T1为8μs、半值时间T2为20μs的冲击电流。
2.0.47设备耐冲击电压额定值ratedimpulsewithstandvoltageofequipment(Uw)
设备制造商给予的设备耐冲击电压额定值,表征其绝缘防过电压的耐受能力。
2.0.48插入损耗insertionloss
在电气系统中:在给定频率下,连接到给定电源系统的电涌保护器的插入损耗为电源线上紧靠电涌保护器接入点之后,在被试电涌保护器接入前后的电压比,结果用dB表示。电子系统中,由于在传输系统中插入一个电涌保护器所引起的损耗,它是在电涌保护器插入前传递到后面的系统部分的功率与电涌保护器插入后传递到同一部分的功率之比。通常用dB表示。
2.0.49回波损耗returnloss
反射系数倒数的模。一般以分贝(dB)表示。
2.0.50近端串扰near-crosstalk(NEXT)
串扰在被干扰的通道中传输,其方向与产生干扰的通道中电流传输的方向相反。在被干扰的通道中产生的近端串扰,其端口通常靠近产生干扰的通道的供能端,或与供能端重合。
3建筑物的防雷分类3.0.1建筑物应根据建筑物重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果,按防雷要求分为三类。
3.0.2在可能发生对地闪击的地区,遇下列情况之一时,应划为第一类防雷建筑物:
1凡制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物,因电火花而引起爆炸、爆轰,会造成巨大破坏和人身伤亡者。
2具有0区或20区爆炸危险场所的建筑物。
3具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物,因电火花而引起爆炸,会造成巨大破坏和人身伤亡者。
3.0.3在可能发生对地闪击的地区,遇下列情况之一时,应划为第二
类防雷建筑物:
1国家级重点文物保护的建筑物。
2国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型
火车站和飞机场、国宾馆,国家级档案馆、大型城市的重要给水泵房等特别重要的建筑物。
注:飞机场不含停放飞机的露天场所和跑道。
3国家级计算中心、国际通信枢纽等对国民经济有重要意义的建筑物。
4国家特级和甲级大型体育馆。
5制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。
6具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。
7具有2区或22区爆炸危险场所的建筑物。
8有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。
9预计雷击次数大于0.05次/a的部、省级办公建筑物和其他
重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。
10预计雷击次数大于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。
3.0.4在可能发生对地闪击的地区,遇下列情况之一时,应划为第三类防雷建筑物:
1省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。
2预计雷击次数大于或等于0.01次/a,且小于或等于0.05次/a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物,以及火灾危险场所。
3预计雷击次数大于或等于0.05次/a,且小于或等于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。
4在平均雷暴日大于15d/a的地区,高度在15m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物;在平均雷暴日小于或等于15d/a的地区,高度在20m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。
4建筑物的防雷措施4.1基本规定4.1.1各类防雷建筑物应设防直击雷的外部防雷装置,并应采取防闪电电涌侵入的措施。
第一类防雷建筑物和本规范第3.0.3条5~7款所规定的第二类防雷建筑物,尚应采取防闪电感应的措施。
4.1.2各类防雷建筑物应设内部防雷装置,并应符合下列规定:
1在建筑物的地下室或地面层处,以下物体应与防雷装置做防雷等电位连接:
1)建筑物金属体。
2)金属装置。
3)建筑物内系统。
4)进出建筑物的金属管线。
2除本条1款的措施外,外部防雷装置与建筑物金属体、金属装置、建筑物内系统之间,尚应满足间隔距离的要求。
4.1.3本规范第3.0.3条2~4款所规定的第二类防雷建筑物尚应采取防雷击电磁脉冲的措施。其他各类防雷建筑物,当其建筑物内系统所接设备的重要性高,以及所处雷击磁场环境和加于设备的闪电电涌无法满足要求时,也应采取防雷击电磁脉冲的措施。防雷击电磁脉冲的措施应符合本规范第6章的规定。
4.2第一类防雷建筑物的防雷措施4.2.1第一类防雷建筑物防直击雷的措施应符合下列规定:
1应装设独立接闪杆或架空接闪线或网。架空接闪网的网格尺寸不应大于5m×5m或6m×4m。
2排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等的管口外的以下空间应处于接闪器的保护范围内:
1)当有管帽时应按表4.2.1的规定确定。
2)当无管帽时,应为管口上方半径5m的半球体。
3)接闪器与雷闪的接触点应设在本款第1项或第2项所规定的空间之外。
3排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等,当其排放物达不到爆炸浓度、长期点火燃烧、一排放就点火燃烧,以及发生事故时排放物才达到爆炸浓度的通风管、安全阀,接闪器的保护范围可仅保护到管帽,无管帽时可仅保护到管口。
4独立接闪杆的杆塔、架空接闪线的端部和架空接闪网的每根支柱处应至少设一根引下线。对用金属制成或有焊接、绑扎连接钢筋网的杆塔、支柱,宜利用金属杆塔或钢筋网作为引下线。
5独立接闪杆和架空接闪线或网的支柱及其接地装置至被保护建筑物及与其有联系的管道、电缆等金属物之间的间隔距离(图4.2.1),应按下列公式计算,但不得小于3m。
4在入户处的总配电箱内是否装设电涌保护器应按本规范第6章得规定确定。当需要安装电涌保护器时,电涌保护器的最大持续运行电压值和接线形式应按本规范附录J的规定确定;连接电涌保护器的导体截面应按本规范表5.1.2的规定取值。
5电子系统的室外金属导体线路宜全线采用有屏蔽层的电缆埋地或架空敷设,其两端的屏蔽层、加强钢线、钢管等应等电位连接到入户处的终端箱体上,在终端箱体内是否装设电涌保护器应按本规范第6章的规定确定。
6当通信线路采用钢筋混凝土杆的架空线时,应使用一段护套电缆穿钢管直接埋地引入,其埋地长度应按本规范式(4.2.3)计算,且不应小于15m。在电缆与架空线连接处,尚应装设户外型电涌保护器。电涌保护器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地,其冲击接地电阻不宜大于30Ω。所装设的电涌保护器应选用D1类高能量试验的产品,其电压保护水平和最大持续运行电压值应按本规范附录J的规定确定,连接电涌保护器的导体截面应按本规范表5.1.2的规定取值,每台电涌保护器的短路电流应等于或大于2kA;若无户外型电涌保护器,可选用户内型电涌保护器,但其使用温度应满足安装处的环境温度,并应安装在防护等级IP54的箱内。在入户处的终端箱体内是否装设电涌保护器应按本规范第6章的规定确定。
7架空金属管道,在进出建筑物处,应与防闪电感应的接地装置相连。距离建筑物100m内的管道,应每隔25m接地一次,其冲击接地电阻不应大于30Ω,并应利用金属支架或钢筋混凝土支架的焊接、绑扎钢筋网作为引下线,其钢筋混凝土基础宜作为接地装置。
埋地或地沟内的金属管道,在进出建筑物处应等电位连接到等电位连接带或防闪电感应的接地装置上。
4.2.4当难以装设独立的外部防雷装置时,可将接闪杆或网格不大于5m×5m或6m×4m的接闪网或由其混合组成的接闪器直接装在建筑物上,接闪网应按本规范附录B的规定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设;当建筑物高度超过30m时,首先应沿屋顶周边敷设接闪带,接闪带应设在外墙外表面或屋檐边垂直面上,也可设在外墙外表面或屋檐垂直面外,并必须符合下列规定:
1接闪器之间应互相连接。
2引下线不应少于两根,并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀或对称布置,其间距沿周长计算不宜大于12m。
3排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的管道应符合本规范第4.2.1条2、3款的规定。
4建筑物应装设等电位连接环,环间垂直距离不应大于12m,所有引下线、建筑物的金属结构和金属设备均应连到环上。等电位连接环可利用电气设备的等电位连接干线环路。
5外部防雷的接地装置应围绕建筑物敷设成环形接地体,每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω,并应和电气和电子系统等接地装置及所有进入建筑物的金属管道相连,此接地装置可兼作防雷电感应接地之用。
6当每根引下线的冲击接地电阻大于10Ω时,外部防雷的环形接地体宜按以下方法敷设:
1)当土壤电阻率小于或等于500Ωm时,对环形接地体所包围面积的等效圆半径小于5m的情况,每一引下线处应补加水平接地体或垂直接地体。
10电源总配电箱处所设的电涌保护器,其连接的导体截面应按本规范表5.1.2的规定取值,其最大持续运行电压值和接线形式应按本规范附录J的规定确定。
注:当电涌保护器的接线形式为本规范表中的接线形式2时,接在中性线和PE线间电涌保护器的冲击电流,当为三相系统时不应小于本条第9款规定值的4倍,当为单相系统时不应小于2倍。
11当电子系统的室外线路采用金属线时,在其引入的终端箱处应安装D1类高能量试验类型的电涌保护器,其短路电流当无屏蔽层时,宜按式(4.2.4-6)计算,当有屏蔽层时宜按式(4.2.4-7)计算;当无法确定时应选用2kA。选取电涌保护器的其他参数应符合本规范附录的规定,连接电涌保护器的导体截面应按本规范表5.1.2的规定取值。
12当电子系统的室外线路采用光缆时,在其引入的终端箱处的电气线路侧,当无金属线路引出本建筑物至其他有自己接地装置的设备时,可安装B2类慢上升率试验类型的电涌保护器,其短路电流应按本规范表的规定确定,宜选用100A。
13输送火灾爆炸危险物质的埋地金属管道,当其从室外进入户内处设有绝缘段时,应在绝缘段处跨接符合下列要求的电压开关型电涌保护器或隔离放电间隙:
1)选用Ⅰ级试验的密封型电涌保护器。
2)电涌保护器能承受的冲击电流按式(4.2.4-6)计算,取m=1。
3)电涌保护器的电压保护水平应小于绝缘段的耐冲击电压水平,无法确定时,应取其等于或大于1.5kV和等于或小于2.5kV。
4)输送火灾爆炸危险物质的埋地金属管道在进入建筑物处的防雷等电位连接,应在绝缘段之后管道进入室内处进行,可将电涌保护器的上端头接到等电位连接带。
14具有阴极保护的埋地金属管道,在其从室外进入户内处宜设绝缘段,应在绝缘段处跨接符合下列要求的电压开关型电涌保护器或隔离放电间隙:
1)选用Ⅰ级试验的密封型电涌保护器。
2)电涌保护器能承受的冲击电流按式(4.2.4-6)计算,取m=1。
3)电涌保护器的电压保护水平应小于绝缘段的耐冲击电压水平,并应大于阴极保护电源的最大端电压;
4)具有阴极保护的埋地金属管道在进入建筑物处的防雷等电位连接,应在绝缘段之后管道进入室内处进行,可将电涌保护器的上端头接到等电位连接带。
4.2.5当树木邻近建筑物且不在接闪器保护范围之内时,树木与建筑物之间的净距不应小于5m。
4.3第二类防雷建筑物的防雷措施4.3.1第二类防雷建筑物外部防雷的措施,宜采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆,也可采用由接闪网、接闪带或接闪杆混合组成的接闪器。接闪网、接闪带应按本规范附录B的规定沿屋角、屋脊、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10m×10m或12m×8m的网格;当建筑物高度超过45m时,首先应沿屋顶周边敷设接闪带,接闪带应设在外墙外表面或屋檐边垂直面上,也可设在外墙外表面或屋檐边垂直面外。接闪器之间应互相连接。
4.3.2突出屋面的放散管、风管、烟囱等物体,应按下列方式保护:1排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等管道应符合本规范第4.2.1条2款的规定。
2排放无爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、烟囱,1区、21区、2区和22区爆炸危险场所的自然通风管,0区和20区爆炸危险场所的装有阻火器的放散管、呼吸阀、排风管,以及本规范第4.2.1条3款所规定的管、阀及煤气和天然气放散管等,其防雷保护应符合下列规定:
1)金属物体可不装接闪器,但应和屋面防雷装置相连。
2)除符合本规范第4.5.7条的规定情况外,在屋面接闪器保护范围之外的非金属物体应装接闪器,并和屋面防雷装置相连。
4.3.3专设引下线不应少于2根,并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀对称布置,其间距沿周长计算不宜大于18m。当建筑物的跨度较大,无法在跨距中间设引下线,应在跨距两端设引下线并减小其他引下线的间距,专设引下线的平均间距不应大于18m。
4.3.4外部防雷装置的接地应和防雷电感应、内部防雷装置、电气和电子系统等接地共用接地装置,并应与引入的金属管线做等电位连接。外部防雷装置的专设接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。
4.3.5利用建筑物的钢筋作为防雷装置时应符合下列规定:
1建筑物宜利用钢筋混凝土屋顶、梁、柱、基础内的钢筋作为引下线。本规范第3.0.3条2~4款、第9款、第10款的建筑物,当其女儿墙以内的屋顶钢筋网以上的防水和混凝土层允许不保护时,宜利用屋顶钢筋网作为接闪器;本规范第3.0.3条2~4款、第9款、第10款的建筑物为多层建筑,且周围很少有人停留时,宜利用女儿墙压顶板内或檐口内的钢筋作为接闪器。
2当基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4%及基
础的外表面无防腐层或有沥青质防腐层时,宜利用基础内的钢筋作
为接地装置。当基础的外表面有其他类的防腐层且无桩基可利用时,
宜在基础防腐层下面的混凝土垫层内敷设人工环形基础接地体。
3敷设在混凝土中作为防雷装置的钢筋或圆钢,当仅为一根时,
其直径不应小于10mm。被利用作为防雷装置的混凝土构件内有箍
筋连接的钢筋时,其截面积总和不应小于一根直径10mm钢筋的截面积。
3利用闭合条形基础内的钢筋作接地体时可按本表校验,除主筋外,可计入箍筋的表面积。
6构件内有箍筋连接的钢筋或成网状的钢筋,其箍筋与钢筋、钢筋与钢筋应采用土建施工的绑扎法、螺丝、对焊或搭焊连接。单根钢筋、圆钢或外引预埋连接板、线与构件内钢筋的连接应焊接或采用螺栓紧固的卡夹器连接。构件之间必须连接成电气通路。
4.3.6共用接地装置的接地电阻应按50Hz电气装置的接地电阻确定,不应大于按人身安全所确定的接地电阻值。在土壤电阻率小于或等于3000Ωm的时,外部防雷装置的接地体应符合下列规定之一以及环形接地体所包围面积的等效圆半径等于或大于所规定的值时,可不计及冲击接地电阻;但当每根专设引下线的冲击接地电阻不大于10Ω时,可不按本条1、2款敷设接地体。
1对水平突出外墙的物体,当滚球半径45m球体从屋顶周边接闪带外向地面垂直下降接触到突出外墙的物体时,应采取相应的防雷措施。
2高于60m的建筑物,其上部占高度20%并超过60m的部位应防侧击,防侧击应符合下列规定:
1)在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位,各表面上的尖物、墙角、边缘、设备以及显著突出的物体,应按屋顶的保护措施考虑。
2)在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位,布置接闪器应符合对本类防雷建筑物的要求,接闪器应重点布置在墙角、边缘和显著突出的物体上。
3)外部金属物,当其最小尺寸符合本规范第5.2.7条第2款的规定时,可利用其作为接闪器,还可利用布置在建筑物垂直边缘处的外部引下线作为接闪器。
4)符合本规范第4.3.5条规定的钢筋混凝土内钢筋和符合本规范第5.3.5条规定的建筑物金属框架,当作为引下线或与引下线连接时,均可利用其作为接闪器。
3外墙内、外竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端,应与防雷装置等电位连接。
4.3.10有爆炸危险的露天钢质封闭气罐,在其高度小于或等于60
m的、罐顶壁厚不小于4mm时,或其高度大于60m的条件下、罐顶壁厚和侧壁壁厚均不小于4mm时,可不装设接闪器,但应接地,且接地点不应少于2处,两接地点间距离不宜大于30m,每处接地点的冲击接地电阻不应大于30Ω。当防雷的接地装置符合本规范第4.3.6条的规定时,可不计及其接地电阻值,但本规范第4.3.6条所规定的10Ω可改为30Ω。放散管和呼吸阀的保护应符合本章规范第4.3.2条的规定。
4.4第三类防雷建筑物的防雷措施4.4.1第三类防雷建筑物外部防雷的措施宜采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆,也可采用由接闪网、接闪带或接闪杆混合组成的接闪器。接闪网、接闪带应按本规范附录B的规定沿屋角、屋脊、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;当建筑物高度超过60m时,首先应沿屋顶周边敷设接闪带,接闪带应设在外墙外表面或屋檐边垂直面上,也可设在外墙外表面或屋檐边垂直面外。接闪器之间应互相连接。
4.4.2突出屋面的物体的保护措施应符合本规范第4.3.2条的规定。
4.4.3专设引下线不应少于2根,并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀对称布置,其间距沿周长计算不宜大于25m。当建筑物的跨度较大,无法在跨距中间设引下线时,应在跨距两端设引下线并减小
其他引下线的间距,专设引下线的平均间距不应大于25m。
4.4.4防雷装置的接地应与电气和电子系统等接地共用接地装置,并应与引入的金属管线做等电位连接。外部防雷装置的专设接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。
4.4.5建筑物宜利用钢筋混凝土屋面、梁、柱、基础内的钢筋作为引下线和接地装置,当其女儿墙以内的屋顶钢筋网以上的防水和混凝土层允许不保护时,宜利用屋顶钢筋网作为接闪器,以及当建筑物为多层建筑,其女儿墙压顶板内或檐口内有钢筋且周围除保安人员巡逻外通常无人停留时,宜利用女儿墙压顶板内或檐口内的钢筋作为接闪器,并应符合本规范第4.3.5条第2款、第3款、第6款的规定,同时应符合下列规定:
1当长度相同、截面相同时,宜选用扁钢;
2采用多根圆钢时,其敷设净距不小于直径的2倍;
3利用闭合条形基础内的钢筋作接地体时可按本表校验,除主筋外,可计入箍筋的表面积。
4.4.6共用接地装置的接地电阻应按50Hz电气装置的接地电阻确定,不应大于按人身安全所确定的接地电阻值。在土壤电阻率小于或等于3000Ωm时,外部防雷装置的接地体当符合下列规定之一以及环形接地体所包围面积的等效圆半径等于或大于所规定的值时可不计及冲击接地电阻;当每根专设引下线的冲击接地电阻不大于30Ω,但对本规范3.0.4条第2款所规定的建筑物则不大于10Ω时,可不按本条1款敷设接地体:
1对环形接地体所包围面积的等效圆半径小于5m时,每一引下线处应补加水平接地体或垂直接地体。当补加水平接地体时,其最小长度应按本规范式(4.2.4-1)计算;当补加垂直接地体时,其最小长度应按本规范式(4.2.4-2)计算。
2在符合本规范第4.4.5条规定的条件下,利用槽形、板形或条形基础的钢筋作为接地体或在基础下面混凝土垫层内敷设人工环形基础接地体,当槽形、板形基础钢筋网在水平面的投影面积或成环的条形基础钢筋或人工环形基础接地体所包围的面积大于或等于79m2时,可不补加接地体。
3在符合本规范第4.4.5条规定的条件下,对6m柱距或大多数柱距为6m的单层工业建筑物,当利用柱子基础的钢筋作为外部防雷装置的接地体并同时符合下列规定时,可不另加接地体:
1)利用全部或绝大多数柱子基础的钢筋作为接地体;
2)柱子基础的钢筋网通过钢柱,钢屋架,钢筋混凝土柱子、屋架、屋面板、吊车梁等构件的钢筋或防雷装置互相连成整体;
3)在周围地面以下距地面不小于0.5m深,每一柱子基础内所连接的钢筋表面积总和大于或等于0.37m2。
4.4.7防止雷电流流经引下线和接地装置时产生的高电位对附近金属物或电气和电子系统线路的反击,应符合下列规定:
1应符合本规范第4.3.8条第1~5款的规定
2低压电源线路引入的总配电箱、配电柜处装设I级实验的电涌保护器,以及配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙处,并在低压侧配电屏的母线上装设I级实验的电涌保护器时,电涌保护器每一保护模式的冲击电流值,当电源线路无屏蔽层时可按本规范式(4.2.4-6)计算,当有屏蔽层时可按本规范式(4.2.4-7)计算,式中的雷电流应取等于100kA。
3在电子系统的室外线路采用金属线时,在其引入的终端箱处应安装D1类高能量试验类型的电涌保护器,其短路电流当无屏蔽层时,可按式(4.2.4-6)计算,当有屏蔽层时可按本规范式(4.2.4-7)计算,式中的雷电流应取等于100kA;当无法确定时应选用1.0kA。
4在电子系统的室外线路采用光缆时,其引入的终端箱处的电气线路侧,当无金属线路引出本建筑物至其他有自己接地装置的设备时,可安装B2类慢上升率试验类型的电涌保护器,其短路电流宜选用50A。
5输送火灾爆炸危险物质和具有阴极保护的埋地金属管道,当其从室外进入户内处设有绝缘段时,应符合本规范第4.2.4条第13款和第14款的规定,当按本规范式(4.2.4-6)计算时,雷电流应取等于100kA。
4.4.8高度超过60m的建筑物,除屋顶的外部防雷装置应符合本规范第4.4.1条的规定外,尚应符合下列规定:
1对水平突出外墙的物体,当滚球半径60m球体从屋顶周边接闪带外向地面垂直下降接触到突出外墙的物体时,应采取相应的防雷措施。
2高于60m的建筑物,其上部占高度20%并超过60m的部位应防侧击,防侧击应符合下列要求:
1)在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位,各表面上的尖物、墙角、边缘、设备以及显著突出的物体,应按屋顶的保护措施考虑。
2)在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位,布置接闪器应符合对本类防雷建筑物的要求,接闪器应重点布置在墙角、边缘和显著突出的物体上。
3)外部金属物,当其最小尺寸符合本规范第5.2.7条第2款的规定时,可利用其作为接闪器,还可利用布置在建筑物垂直边缘处的外部引下线作为接闪器。
4)符合本规范第4.4.5条规定的钢筋混凝土内钢筋和符合本规范第5.3.5条规定的建筑物金属框架,当其作为引下线或与引下线连接时均可利用作为接闪器。
3外墙内、外竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端,应与防雷装置等电位连接。
4.4.9砖烟囱、钢筋混凝土烟囱,宜在烟囱上装设接闪杆或接闪环
保护。多支接闪杆应连接在闭合环上。
当非金属烟囱无法采用单支或双支接闪杆保护时,应在烟囱口
装设环形接闪带,并应对称布置三支高出烟囱口不低于0.5m的接
闪杆。
的金属爬梯相连。当符合本规范第4.4.5条的规定时,宜利用钢筋作为引下线和接地装置,可不另设专用引下线。
高度不超过40m的烟囱,可只设一根引下线,超过40m时应
设两根引下线。可利用螺栓或焊接连接的一座金属爬梯作为两根引
下线用。
金属烟囱应作为接闪器和引下线。
4.5其他防雷措施4.5.1当一座防雷建筑物中兼有第一、二、三类防雷建筑物时,其防雷分类和防雷措施宜符合下列规定:
1当第一类防雷建筑物部分的面积占建筑物总面积的30%及以上时,该建筑物宜确定为第一类防雷建筑物。
2当第一类防雷建筑物部分的面积占建筑物总面积的30%以下,且第二类防雷建筑物部分的面积占建筑物总面积的30%及以上时,或当这两部分防雷建筑物的面积均小于建筑物总面积的30%,但其面积之和又大于30%时,该建筑物宜确定为第二类防雷建筑物。但对第一类防雷建筑物部分的防雷电感应和防闪电电涌侵入,应采取第一类防雷建筑物的保护措施。
3当第一、二类防雷建筑物部分的面积之和小于建筑物总面积的30%,且不可能遭直接雷击时,该建筑物可确定为第三类防雷建筑物;但对第一、二类防雷建筑物部分的防雷电感应和防闪电电涌侵入,应采取各自类别的保护措施;当可能遭直接雷击时,宜按各自类别采取防雷措施。
4.5.2当一座建筑物中仅有一部分为第一、二、三类防雷建筑物时,其防雷措施宜符合下列规定:
1当防雷建筑物部分可能遭直接雷击时,宜按各自类别采取防雷措施。
2当防雷建筑物部分不可能遭直接雷击时,可不采取防直击雷措施,可仅按各自类别采取防闪电感应和防闪电电涌侵入的措施。
3当防雷建筑物部分的面积占建筑物总面积的50%以上时,该建筑物宜按本规范第4.5.1条的规定采取防雷措施。
4.5.3当采用接闪器保护建筑物、封闭气罐时,其外表面外的2区爆炸危险场所可不在滚球法确定的保护范围内。
4.5.4固定在建筑物上的节日彩灯、航空障碍信号灯及其他用电设备和线路应根据建筑物的防雷类别采取相应的防止闪电电涌侵入的措施,并应符合下列规定:
1无金属外壳或保护网罩的用电设备应处在接闪器的保护范围内。
2从配电箱引出的配电线路应穿钢管。钢管的一端应与配电箱和PE线相连;另一端应与用电设备外壳、保护罩相连,并应就近与屋顶防雷装置相连。当钢管因连接设备而中间断开时应设跨接线。
3在配电箱内应在开关的电源侧装设Ⅱ级试验的电涌保护器,其电压保护水平不应大于2.5kV,标称放电电流值应根据具体情况确定。
4.5.5粮、棉及易燃物大量集中的露天堆场,当其年预计雷击次数大于或等于0.05时,应采用独立接闪杆或架空接闪线防直击雷。独立接闪杆和架空接闪线保护范围的滚球半径可取100m。
在计算雷击次数时,建筑物的高度可按可能堆放的高度计算,其长度和宽度可按可能堆放面积的长度和宽度计算。
4.5.6在建筑物引下线附近保护人身安全需采取的防接触电压和跨步
电压的措施,应符合下列规定:
1防接触电压应符合下列规定之一:
1)利用建筑物金属构架和建筑物互相连接的钢筋在电气上是贯通且不少于10根柱子组成的自然引下线,作为自然引下线的柱子包括位于建筑物四周和建筑物内的。
2)引下线3m范围内地表层的电阻率不小于50kΩm,或敷设
5cm厚沥青层或15cm厚砾石层。
3)外露引下线,其距地面2.7m以下的导体用耐1.2/50μs冲击电压100kV的绝缘层隔离,或用至少3mm厚的交联聚乙烯层隔离。
4)用护栏、警告牌使接触引下线的可能性降至最低限度。
2防跨步电压应符合下列规定之一:
1)利用建筑物金属构架和建筑物互相连接的钢筋在电气上是贯通且不少于10根柱子组成的自然引下线,作为自然引下线的柱子包括位于建筑物四周和建筑物内。
2)引下线3m范围内土壤地表层的电阻率不小于50kΩm。或敷设5cm厚沥青层或15cm厚砾石层。
3)用网状接地装置对地面作均衡电位处理。
4)用护栏、警告牌使进入距引下线3m范围内地面的可能性减小到最低限度。
4.5.7对第二类和第三类防雷建筑物,应符合下列规定:
1没有得到接闪器保护的屋顶孤立金属物的尺寸不过以下数值时,可不要求附加的保护措施:
1)高出屋顶平面不超过0.3m。
2)上层表面总面积不超过1.0m2。
3)上层表面的长度不超过2.0m。
2不处在接闪器保护范围内的非导电性屋顶物体,当它没有突出由接闪器形成的平面0.5m以上时,可不要求附加增设接闪器的保护措施。
4.5.8在独立接闪杆、架空接闪线、架空接闪网的支柱上,严禁悬挂
电话线、广播线、电视接收天线及低压架空线等。
5防雷装置5.1防雷装置使用的材料5.1.1防雷装置使用的材料及其应用条件宜符合表5.1.1的规定。表5.1.1防雷装置的材料及使用条件
附加措施:
1)接至电涌保护器保护端口的线路不要与接至非保护端口的线路敷设在一起;
2)接至电涌保护器保护端口的线路不要与接地导体(p)敷设在一起;
3)从电涌保护器保护侧接至需要保护的电子设备(ITE)的线路应尽可能短或加以屏蔽。
4雷击时在环路中的感应电压和电流的计算见本规范附录G的规定。