高层建筑防雷检测的关键问题及措施分析

发表时间:2020/9/22   来源:《基层建设》2020年第15期   作者:王恒江 刘宗晓通讯作者
[导读] 摘要:伴随城市化进程的不断推进,高层建筑也随之增加,遭受雷击灾害的几率也逐渐加大,因此,高层建筑有关防雷系统方面的建设以及日常检测工作必须予以足够的重视。
        临沂市天安防雷防雷科技有限公司  山东临沂  276004
        摘要:伴随城市化进程的不断推进,高层建筑也随之增加,遭受雷击灾害的几率也逐渐加大,因此,高层建筑有关防雷系统方面的建设以及日常检测工作必须予以足够的重视。对于防雷系统而言,由于许多防雷措施都属于隐蔽施工,所以检测手段也应该不断进行优化,以此提高防雷检测的整体水平。
        关键词:高层建筑;防雷检测;关键问题;措施
        1高层建筑物防雷系统概述
        雷电灾难对于建筑的危害性以及破坏性非常大,所以在高层建筑中建筑商会采用多种方式来维护建筑的安全,防止建筑遭到雷电伤害。在高层建筑的防雷设计中,一般会根据建筑的周围环境以及室内布置、建筑所在地区的雷电情况进行系统安全的防雷设置。防雷设施的工作原理是通过避雷针将将闪电所带的巨大电流引入大地,从而避免雷击事故的发生。高层建筑的防雷系统主要分为两部分,通常由内外两个紧密相连的防雷系统组成,基础接地体、人工接地体、引下线、均压环以及接闪器等组成了外部系统,两个部分一定要紧密衔接,构建一个完整的防雷系统。在日常的维护中,相关工作人员应当及时检查防雷系统设施情况,确保设施的安全与可使用性,降低雷电灾害对建筑的损害,保护人民生命财产安全。
        2高层建筑防雷检测的必要性
        随着社会人口数量逐渐增多,土地资源减少,应当加强土地资源的利用率,所以高层建筑的发展十分重要。做好高层防雷系统检测工作,提升建筑的防雷性能,提升建筑的安全性,是保证建筑安全的主要措施。做好高层建筑的防雷检测非常关键,因为高层建筑的防雷工作不仅是为了保障当前的安全,也是为了今后能更好地利用和保护现有建筑,提升建筑的安全性,保障人民财产生命安全。加强高层建筑防雷系统的检测会对建筑的使用有一定益处,防雷检测是高层建筑安全生产检验的重要环节。对高层建筑的防雷系统进行检测,不仅有助于保障居住人民的生命与财产安全,还能够提升建筑本身的使用年限,提升建筑的利用率与使用效果。如果防雷系统没有做好,发生雷电事故会造成严重的经济损失以及群众伤害。所以建筑商必须保障高层建筑防雷系统的有效性以及使用性,维护建筑安全,保障建筑使用寿命。高层建筑防雷检测是重要的环节,必须做好当下的防雷检测,尽可能地规避风险,保障高层建筑的持久可用性,从而保障建筑以及人们的安全,降低雷电灾害带来的不良影响。
        3建筑物防雷检测工作中的常见技术问题
        3.1接地装置
        接地装置是将雷电流传导入地并扩散入大地,降低雷电对建筑物损伤的装置。接地装置要进行严格的检测,先测量土壤电阻率,然后多次多方位测量电阻值,计算后符合标准要求才能进行安装。如果电阻值较高或者较低都需要进行整改,较高可增加人工接地体。接地装置进行施工时需注重钢筋的焊接工艺及方式因为接地焊接是施工的基础,应该严格按照基础图纸逐一检查基础圈梁的焊接、桩基钢筋和基础钢筋的焊接以及基础钢筋与柱筋的焊接,尤其重要的是要对于伸缩缝处的基础钢筋是否跨越连接通路进行确认。保证电流释放通道最短最直,防止出现过程出现电流阻滞。
        3.2引下线
        引下线,起着连接的作用,主要是将强大的雷电流从接闪器传导至接地装置。根据敷设方式不同将其分为明装和暗装。明装的装设方式,可在建筑物外墙用金属线明敷;也可以利用建筑物内的金属烟囱、烟囱的金属爬梯及其他的金属构件等;或者利用建筑物中混凝土内的钢筋。但是不管引下线的装设方式为何种,但均应满足机械强度的要求和其热稳定性,保证强大雷电流通过时引下线不熔化。通常情况下采用明装引下线时,如果引下线通过屋面等处不能直线引下必须要拐弯时,需要做成曲率半径较大的慢弯,而不能构成锐角弯折。需注意的是如若利用建筑物内的金属构件作为引下线时,应将金属部件之间连成电气通路,防止产生反击现象引起火灾。
        3.3均压环
        均压环是改善绝缘子串电压分布的环状金具,主要作用是防侧击雷。主要作用机制是讲高的电压均匀分布在物体的周围,使得环形各部位没有电压差,达到均压效果。在《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010中已把“均压环”改名为“等电位连接环”。在这个规范中只对均压环的基本设置和环向垂直距离做了要求,但是对于如何合理施工并没有具体的规定。因此对于这个问题成了在施工环节把握施工质量的棘手问题。对于均压环检测的主要内容包括,均压环在主筋、引下线的连接情况;均压环位于外墙金属门窗、栏杆、玻璃幕墙等金属构件的预留接地情况。在检测过程中经常出现的技术问题有对外墙金属门窗、栏杆、玻璃幕墙等金属构件没有进行预留接地,或者进行了预留接地但却忽略了等位连接。出现这些问题的主要原因是目前的私人公司承接了这些工程,但是由于施工队伍水平的差距,以及对防雷相关的规范政策了解不全面所致。从而增加了防雷的安全隐患。
        3.4接闪器
        接闪器是防雷接地系统中的避雷器,经过接地引下线与接地装置相连,专门用来直接接收雷击的金属物体。接闪器的金属杆、金属线、金属带和金属网又分别称为避雷针、避雷线或架空地线、避雷带。
        一般建筑物中使用的接闪器是比较便捷简单的明敷接闪带,沿女儿墙安装,依据建筑物结构施工预埋支架进行固定。安装时应保持其平直、牢固,不能出现弯曲、高低起伏等等问题,接闪器通过建筑物伸缩沉降缝处时,需要把其接闪带向内侧弯成半径较大的弧形,避免产生锐性弯曲。
        4高层建筑防雷检测方法的改进措施
        4.1对接地体的检测要频繁化
        在高层建筑中,通常将钢筋结构作为接地体,以此来获得良好的整体接地分散电流作用。在对基础接地体进行检测的过程中,需要检测基础主筋的材料规格、焊接长度、高层建筑地梁中主要钢筋接地环路的良好形,保证规格等满足要求。

在进行防雷检测的过程中,要对梁钢筋的质量、规格以搭接长度进行检查,保证所使用的焊接技术符合业内标准。同时,要选择合适的环路电阻,保证电阻测试仪接地短路环阻值≥0.05Ω,并且电阻测试仪基础接地接地电阻的阻值应大于2Ω,以确保检测结果准确。
        除此之外,还可以从东、南、西、北四个方向来选择测试的位置,对土壤的电阻率进行确定,然后对检测结果进行准确有效的分析,以最小的接地电阻试验数据为标准试验值。
        4.2优化人工接地体的检测
        人工接地体的作用是为了降低接地电阻,这种方法的原理是从水平以及垂直方向减小高层建筑人工接地体的电阻,通过人工接地体分担导线的电流,实践证明人工接地体在高层建筑中的应用,能够显著提升建筑的防雷能力,对高层建筑防雷体系的建立具有重要意义,最大限度地降低高层建筑中的电阻。通常状况下,将人工接地体和基础接地体相联合形成完整的接地网,保证建筑物整体接地构架符合要求。在此过程中需要注意,虽然人工接地体性能非常好,但基础接地能够替代人工接地体,在对高层建筑进行防雷检测的过程中,要对人工接地体的场地以及敷设的距离进行严格控制。除此之外,要对人工接地体中所使用的材料以及搭接的长度进行控制,保证其符合标准,以免影响检测结果的准确性和可靠性。
        4.3加强对避雷针检测力度
        作为高层建筑防雷的导电体,避雷针能够有效避免建筑物受到雷击的破坏。避雷针通常设置在高层建筑的上部或者是边缘尖锐等容易被雷电击中的地方,在进行连接的过程中,应当确认连接的可靠性,把不必要的闪电立即引到地上。测试避雷针时,应确认是否符合专业标准,根据安装位置等参数,确定避雷针的弯曲角度、直径和半径,确保避雷针不会影响高层建筑结构,保证建筑的安全性。
        4.4加强对导线的检测力度
        避雷针通过导线将电流导入地下,所以应当加强对导线的检测力度,时刻注意导线的导电性能,在高层建筑防雷体系中,导线的性能决定了防雷装置能否充分发挥作用。高层建筑的柱内主筋多为截面直径不小于16mm的导线,能够保证施工的方便性和快捷性,也便于后期开展维护工作。
        4.5接闪器检测要点
        当前,城市高层、超高层建筑的数量越来越多,在进行高层智能建筑的防雷工作时,应根据建筑的实际需要安装相应数量的接闪器,并借助避雷针、混合接闪器等避雷设备,使之在屋面形成一个防雷网络,进而改善智能建筑的整体防雷效果。一般来说,智能建筑在其屋面经常设置一些金属物,通过将这些金属物与避雷网进行电气联结,可以提高建筑的防雷效果。当前,主要采用钢筋绑扎的方式进行联结。需要注意的是,施工期间要严格按照施工规范的要求执行。在一些工程中,使用100mm×100mm的钢筋绑扎网格现浇板进行处理,但是这一处理方式已经明显超过了规范标准的范围。因而,施工期间要对屋面结构的特点与形式做出分析,并沿着建筑的四周区域进行避雷带的敷设。对于建筑的重要部位,应按要求做好避雷短针的安装。在这样的条件下,即便没有避雷网格的设置,也不会影响到建筑的防雷效果。另外,有的建筑屋面存在着突出暖气管道,此类管道属于金属材质,为提高避雷效果,应将管道与防雷装置进行有效的连接,确保防雷功能得以实现。
        4.6引下线检测要点
        建筑整体防雷效果,与引下线的合理设置有着重要的关系。因而,在开展防雷体系检测与分析工作时,要加强对引下线的检测。一方面,大部分智能建筑主要借助内柱筋开展引下线的设计,连接方式主要采用的是焊接处理。需要注意的是,为确保焊接质量,要聘请专业焊接人员进行焊接操作,并且要做好焊接质量的检测。另一方面,还要在气压焊部位使用10mm以上的镀锌圆钢进行跨接焊处理。同时,建筑中每层都要使用绑扎圈焊接,使之成为一个闭合环。此外,要做好智能建筑的电气联结。通过将引下线和均压环、楼层金属等进行联结,以此提高建筑的整体防雷效果。
        4.7均压环检测要点
        我国颁布实施的防雷设计规范中明确要求,需要从建筑的45m处开始进行均压环的设置。但由于智能建筑有着较强的特殊性,因而实际工作中在建筑的30m位置处就已经着手进行均压环的设置。通常情况下,主要以建筑圈梁钢筋结构当作均压环。从建筑的30m位置处开始,需要设置镀锌扁钢均压环,均压环的间隔要控制在6m左右,规格宜选为40×4mm。具体设置期间,要对等电位连接端子板进行预留。此外,均压环设置过程中,还要与建筑外墙边缘的引下线做好电气联结。
        结论
        综上所述,防雷检测是高层建筑必须执行的一道安全程序,社会各界对高层建筑的防雷检测的关注度都非常高,必须加大建筑防雷检测工作力度,做好高层建筑防雷检测,保障高层建筑的安全。为减少雷击对高层建筑的危害和影响,采用上下结合、整体与局部、上下结合的方法,把雷电对高层建筑的伤害降到最小。在高层建筑防雷检测系统中,防雷措施多为隐蔽工程,需要根据实际的状况对检测方法进行有效改进,不断优化检查手段,提高防雷检测的技术水平,保障人民群众的生命以及财产安全。
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