轻钢别墅防不防雷?我们一起来层层揭秘

发布日期:2024-09-08 14:34:24 浏览次数:

  轻钢结构房屋逐渐走进大众的视野,有很多人对轻钢别墅还属于一知半解的程度,没有一个系统的了解,也有人疑惑轻钢房屋在打雷下雨的天气会不会一不小心就会成为目标,无法防雷,今天我们就来谈一下轻钢房屋的防雷功能。

  其实轻钢别墅房屋与地基连接后,整体结构就是一个很好的避雷系统。传统房子上面需要做上镀锌的避雷针,轻钢别墅的镀铝锌材料与地面紧密连接后就是一个完整的避雷系统,它的屏蔽原理就是法拉第笼。

  法拉第笼是用电磁学理论的奠基人法拉第的名字来命名的,将一个金属做成的巨大的笼子,通以高压电后,人在里边接触笼体但不会受到点击的伤害。这个设备几乎在每个城市的科技馆里都能见到,用于向市民普及屏蔽原理。

  法拉第笼的外壳是金属或者是良导体,外壳被接到大地上,外边有一根放电杆。金属外壳是一个等电位体,即外壳的每一个点的电位都是相同的,不会产生电势差,所以不会有电流,其内部的电场为零,可以起到屏蔽作用,对内部起到保护作用。所以,当通以高压电后,内部的人员并不会被伤到。

  其次,轻钢龙骨包裹在环保离心玻璃棉、osb板、防水透气呼吸膜、外墙装饰板之中,这些都起一个保护的作用,整个轻钢材料是不暴露在室外的,室外装饰材料是绝缘材料,不会导电,如果觉得还是不太放心可以另外安装避雷针。

  轻钢结构属于钢结构轻钢结构的防雷主要是从接闪器(避雷针、避雷带)还有引下线、接地装置这些方式来实现的避雷设施的安装。

  轻型钢结构建筑物造型多样,外形美观大方,耐冻抗震耐气腐蚀,还有隔热隔声还阻燃,空间利用率非常高,建设周期短,工程造价比较低,因而能得到广泛的应用比如各类工业厂房、仓库、展览馆、体育馆、飞机库、别墅等。由于轻钢结构特有的建筑体系,其建筑和普通砖混结构、框架结构类建筑物的防雷系统工程设计和施工过程有较大的差异。

  根据轻钢结构建筑物的特点,显然高大沉重的避雷针不适合在此类建筑物上安装,而《建筑物避雷设计规范》给出了金属屋面作为建筑物(第一类防雷建筑外)防雷带的四个要求。

  针对金属板下面有无易燃品的不同情况的规范,对金属板的厚度有不同的要求,明确地规定“金属板下面无易燃品时,其厚度不应小于0.5mm”。

  硬质聚氨脂属B1级建筑材料,导热系数为0.016~0.025,为难燃体;

  聚苯乙烯属于阻燃型材料,氧指数不小于30,导热系数为0.029,为阻燃自熄型;

  其实,保温芯材所用粘胶剂也是阻燃型。也就是说,轻钢结构建筑物的围护系统为非燃体,所以当利用金属板做防雷带时,厚度不应小于0.5mm就可以了。这样的话规范中的第三条就不用再考虑。

  从结构专业角度出发,屋面板的厚度选择一段考虑三个因素:第一是风荷载,第二是雪荷载,第三是檩距。所以,不同地域可能所选的屋面板厚度就不一样,电气设计人员需要和结构专业及时沟通,厚度满足规范要求时,再考核其他条件。比如在新疆,檩距在15m左右时,屋面板厚度一般为 0.6 mm,底板厚度一般为 0.5 mm,是满足规范的厚度要求的。

  则应该参考国家标准图集《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》(01J925-1)做避雷带,其中压型钢板屋面避雷带的细部做法参见48页,夹芯板屋面避雷带的细部做法参见66页。

  电气设计人员引用标准做法时应注意,避雷带网格大小应该按规范的要求和各类建筑物的防雷类别严格对应,施工图纸应当按规范划分的标准准确的标注。

  轻钢结构建筑物的围护系统连接方式一般为咬合或者搭接。无论是压型钢板还是夹芯板,其外观都是瓦楞形的。在施工中,采用搭接时的搭接长度至少要达到一个波峰或波答,超过100mm则完全满足规范的要求。

  从前面轻钢结构建筑物的建筑体系的介绍可以看出,主钢架、次构件、围护系统在施工中已经作了可靠的连接,形成了持久的电气通路。因此,只要设置了可靠的按地装置,就可以按跨度将钢柱作为引下线。这一点,《建筑物防击设计规范》(GB50057-94.2000版)第4.2.3条已经作了规定。

  当然,规范对各类防建筑物的引下线间距做了要求,不过在土建施工时,只要所有的钢柱和接闪器、接地装置做了可靠连接,那么它们都是引下线,实际效果超过了规范的标准。

  在现行设计中,一般将基础钢筋作为自然接地体,用40*4的镀锌扁钢将其连通,并施行总等电位联结。这样进行处理,接地电阻很小,一般容易达到设计要求。

  在设计中应当注意在室外合适位置预留接地连接板,做法可以参考国家标准图集《接地装置安装》(03D501-4)。当接地电阻值达不到要求时,施工单位可以方便地连接人工接地体和测试接地电阻值,这一点应当在设计图纸中有所体现。

  另外,在设计图纸中,不能泛泛而谈“利用建筑物基础钢筋做自然接地体”。前面已经提到,轻钢结构建筑物在基础施工时需预埋地脚螺栓,加垫片后才能和钢柱相连。

  须知:预埋的接地螺栓本身和基础钢筋是没有电气连接的。所以土建施工时可用不小于φ10钢筋或圆钢将基础筋和接地螺栓可靠焊接,具体做法参见国家标准图集《利用建筑物金属体做防及接地装置安装》(03D501-3)的17页。

  这样从接闪器到引下线,再到接地装置,雷电流才具各完整的泄放通道。此外还应该用短钢筋和基础钢筋可靠接,并引出基础外,供联结接地环网,有利于降低自然接地体的接地电阻值和实施有效的等电位联结。这一点对于设置独立基础的轻钢结构建筑尤具重要,所以有必要在设计图纸中标注清楚。

  如果忽视了轻钢结构建筑物接地装置的特殊性,即基础钢筋和接地螺栓本身并没有电气连接这一事实,造成的后果则是整个建筑物没有可靠的接地网。采取的补救措施是用40*4的镀锌扁钢做等电位环网,镀锌扁钢过钢柱时应和柱底脚板下侧可靠焊接,充当接地和接地线的双重角色。