学文网摘要：建筑幕墙的防雷设计是幕墙安全设计的一个重要环节，但在现实中却往往不被重视。建筑幕墙的相关技术规范对此问题描述简略，给幕墙的防雷设计、施工与验收工作带来一定的困难。本文分析了建筑幕墙雷击危害，探讨了建筑幕墙的防雷设计，总结了建筑幕墙的防雷措施。
关键词：建筑幕墙雷击危害防雷设计防雷措施
中***分类号：TU856文献标识码： A 文章编号：
随着建筑幕墙在建筑物上的广泛应用，建筑幕墙的防雷设计已成为幕墙设计的一个重要问题。目前，建筑物防雷设计、施工与验收的新规范《建筑物防雷设计规范》GB50057 — 2010 和《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》GB50601—2010已经颁布实施，但是建筑幕墙的相关技术规范尚未根据新规范完成修订，建筑设计单位对建筑幕墙的防雷措施一般也不作具体的设计，使从事幕墙设计、施工和监理的技术人员在如何把握防雷安全要求的问题上存在一定的困难。
一、建筑幕墙雷击危害分析
1、雷电特点
（1）电压高, 电流大, 释放能量的时间短, 破坏性大。
（2）雷电电流幅值大, 具有冲击性。雷电流的最大值一般为几十kA, 最大可达300 kA。
（3）雷电电流陡度大。陡度即雷电流上升的速度, 雷电的平均上升速度为3 030 kA / s, 最高可达50 kA /Ls。
（4）雷电的冲击电压高。冲击电压指雷电压的最大值, 一般为几十到几百万伏, 这种电压的产生会造成严重灾害。
（5）雷电放电时间短。一般放电时间不会超过500 ms, 如此短的时间释放出巨大的能量, 其破坏性是相当大的。
2、建筑幕墙雷击的危害及建筑幕墙防雷的必要性
雷电击中建筑物时, 通常会产生电效应、热效应和机械力。雷电流在瞬间释放出的巨大能量会把被击中的金属熔化, 使物体水份受热膨胀, 产生强大的机械力, 或者分解成氢气和氧气, 产生爆炸, 使建筑物遭到破坏, 甚至雷电的高温使建筑物发生燃烧, 引起火灾和触电。
幕墙作为建筑物的装饰外衣, 幕墙的金属龙骨架等金属材质由于雷电的效应将会产生静电感应作用。在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。在雷云瞬间放电后, 若接地不良, 幕墙的金属材质感应电荷不能相应地快速散流, 将产生对地高电位, 易造成室内电位差, 从而带来极大危害。
幕墙中有大量金属物, 导电性能极好, 是易遭受雷击的部位。建筑物的最外层很容易遭受雷电的直击和侧击。工程本身防雷装置虽很完美, 但进行幕墙围护建筑物后, 建筑物自身的防雷装置由于幕墙的屏蔽效应, 不能直接起到防雷作用, 闪击往往变成对幕墙的侧击。
雷击放电方向的选择决定于大气中最大电场强度方向。由于建筑幕墙的构架由大量的金属材料组成, 在大气雷电环境中受雷云电荷的静电感应, 会产生和集聚大量的与雷云底层电荷极性相反的电荷, 从而引起幕墙附近空间电场强度增大。
当下行先导流注到达建筑物雷击距离时, 放电通道是选择电场强度最大的地方, 下行先导流注便会与幕墙产生的迎面先导流注汇合, 幕墙就遭到了雷击。
幕墙处于接闪器的保护范围之内, 当有小于滚球半径相对应的雷电流通过时, 就有可能穿过接闪器的保护空间, 击在幕墙上。若建筑物的幕墙未做好防雷设施而遭到雷击, 就会出现上述情况。因此, 建筑幕墙必须进行防雷。
二、建筑幕墙的防雷设计
依据有关规定和建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性，将建筑幕墙也分为一类防雷幕墙、二类防雷幕墙、三类防雷幕墙。超高层建筑幕墙大于等于150m 高归为一类防雷幕墙依据规范要求一类防雷建筑物的网格大小，其尺寸应小于5mx5m 或4mx6m。高层建筑幕墙大于等于100m 高归为二类防雷幕墙。二类防雷建筑物的网格大小，其尺寸应小于10mx10m 或8mx16m。普通幕墙大于等于30-50m 高归为三类防雷幕墙。三类防雷建筑物的网格大小，其尺寸应小于20mx20m 或16mx24m。
《建筑物防雷设计规范》GB50057 — 2010法为基础的，所谓滚球法是以hr 为半径的一个球体沿需要防直接雷的部位滚动，当球体只触及接闪器或只接触及接闪器和地面而不触及需要保护的部位时，则该部分就得到接闪器的保护。
幕墙的防雷装置和建筑物防雷网的接通办法一般有三种形式，一是在钢筋混凝土墙上通过柱或墙内的主钢筋设置预埋件连接板和引出连接板作为测试、连接之用。二是利用幕墙上的预埋件和建筑物防雷网接通作为连接通道。三是在立柱、梁墙浇注混凝土之前，焊好预留出来的接线，作为连通之用。
当建筑物过长，建筑物上出现伸缩缝和沉降缝时，两部分应构成统一的防雷系统，在伸缩缝和沉降缝之间必须进行防雷系统的跨越处理。处理方法是用软导管线连接断开的防雷装置，或用不少于4mm 厚的镀锌扁钢弯曲成U 形状后连接，以易于伸缩。U 形的半径应大于伸缩的两倍至三倍。
三、建筑幕墙的防雷措施
幕墙除本身应形成自身的防雷体系外，还应该和建筑主体的防雷体系相连接，共同形成一防雷体系。幕墙本身的防雷体系一般是由10x10 或8x12 的网状系统形成的。建筑幕墙的防雷措施主要有两种，一种是防顶雷，另一种是防侧雷。
1、防顶雷的办法：
由于建筑物高，雷闪击中建筑物顶层周边的雷电流可能会很大，金属幕墙如果位于女儿墙外侧时就属于屋面周边，属于易受雷击部位，尤其是转角处为雷击率最高部位，因此，此处的防雷是很重要的。我司在女儿墙外侧装修的具体做法是：在女儿墙上设置防雷网，防雷网用8mm 的圆钢或4mm 以上厚度的扁钢，且扁钢的截面面积大于48mm2。圆钢或扁钢的外表面进行热浸镀锌处理。从装饰效果上考虑，防雷引线应尽可能不从顶封板上引出，而从女儿墙的后面引出。当需要防雷引线从顶封板上引出时，可以考虑从顶封板的胶缝处引出。在女儿墙上设置安全观光扶手或不锈钢栏杆，将其同时用作防雷网和接闪器的作用。但此时钢管的壁厚大于2.5mm, 防止被雷击穿。为保证幕墙免遭雷击，使幕墙顶封板处于安全范围之内，可相应调整顶封板的宽度和不锈钢扶手的高度，使保护角α、β 均小于600。起到防顶雷击的目的。
2、防侧雷的办法：
建筑幕墙顶部的接闪器，不能防止电流的侧面横向发展绕击作用。因此在30 米以上的建筑幕墙部分，每隔三层设置一圈焊接在上墙钢件的均压环上，均压环每隔15 米（一类防雷），18 米（二、三类防雷）和建筑物防雷网接通，固定在设均压环楼层上的立梃必须与均压环连通，位于均压环处与梁纵向筋连通的立梃上的横梁，必须与立梃连通，在幕墙立面上，每10 米或8米以内位于未设均压环楼层的立梃，必须与固定在设均压环楼层的立梃连通，接地电阻均应小于4V。
建筑玻璃幕墙防雷是不容忽视的! 应从设计、施工、检验各方面不断规范: 设计应在***纸中更加明确各位置的防雷处理方法, 施工应特别注意连接的要求, 检验要确实到位, 这样的话高层建筑玻璃幕墙防雷才能真正的起到效果。
参考文献：
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