第一类防雷建筑物_实例浅析建筑物的防雷工程设计

  摘要 本文通过对九江市某银行的实地考察,对其雷电防护存在问题进行了分析,并提出了完整的防雷工程设计方案。主要采用接闪、分流、等电位连接、电涌保护、共用接地和屏蔽等现代防雷技术。
  关键词 防雷;设计;建筑物;银行
  中图分类号TU895 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)79-0166-02
  1 设计原则与指导思想
  安全可靠、技术先进、经济合理。防雷工程是一个系统工程,必须综合考虑,将外部防雷措施和内部防雷措施(接闪功能、分流影响、均衡电位、屏敝作用、合理布线、加装过电压保护器等多项重要因素)作为整体来统一考虑防雷措施。遵循“整体防御、综合治理、多重保护、层层设防”的方针,依据以上防雷规范,力求最大限度地避免由于雷击造成重要设备损害。
  依据为《建筑物防雷设计规范》、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》、《雷电电磁脉冲的防护》、《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》、《电子计算机机房设计规范》、《计算机信息系统防雷保护器》、《民用闭路监视电视系统工程技术规范》、《建筑物防雷装置检测技术规范》、《浙江省防雷装置检测实施细则》。
  2 银行所在建筑物勘查情况
  建筑物所处雷电环境为:该建筑物主体为17层高的营业办公楼,建筑面积2 400m2。建筑物所在地区,年平均雷暴日为40天。
  建筑物需要防雷系统有给排水系统、空调系统、供电系统、弱电系统(通信网络及程控交换机系统、结构化综合布线系统、安保技防系统、共用天线电视接收系统、弱电系统布线、消防系统)等。
  3 建筑物防雷级别的划分
  依据《建筑物防雷设计规范》(GB 50057-2010)附录建筑物年预计雷击次数按下式计算:
  N=K·Ng·Ae
  式中,N为建筑物预计雷击次数(次/a)。K为校正次数,在一般情况下取1,在下列情况下取相应数值:位于旷野孤立的建筑物取2;金属屋面的砖木结构建筑物取1.7;位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物,以及特别潮湿的建筑物取1.5,文中K取1。Ae为与建筑物截收相同雷击次数的等效面积(km2)。该建筑物高H小于100m,D≈87.2(m)。Ng为建筑物所处地区雷击大地的年平均密度,单位:次/(km2·a),Ng=0.024Td1.3。Td为年平均雷暴日,根据当地为40(d/a),则Ng=0.024×401.3≈2.9(d/a),该建筑物预计雷击次数N=KNgAe≈0.127次/a。
  依据以上计算,参照《建筑物防雷设计规范》GB 50057-2010第2.0.3条第八款的要求,其属于标准规定的“预计雷击次数大于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物。”应划为第二类防雷建筑物。
  4 雷电防护综合设计
  4.1 外部防雷设计
  1)避雷带及引下线的设置。避雷带用φ12mm的镀锌圆钢,每隔1m用支架进行支撑;
  2)可变频的VRV空调系统的室外机组的雷电防护;
  3)共用电视接收天线的雷电防护;
  4)向航空障碍灯及照明用灯的防雷;
  5)主楼防侧击雷措施。
  4.2 接地及等电位设计
  1)接地设计。利用建筑物基础内的钢筋网络作为接地体,共用接地;
  2)等电位设计。因设计采用共用接地形式,故利用基础地梁内的钢筋作为等电位连接线,各个总等电位接地端子板(MEB)的端子箱与其相连。
  4.3 内部防雷设计
  1)供电系统的防雷。从建筑物配电系统的实际出发,设计了多级SPD:第一级采用10/350?s波形测试,安装在LPZ0A或LPZ0B与LPZ1区的交界处,Iimp值≥20KA,第二级采用8/20?s波形测试,In值≥40KA,第三级采用8/20?s波形测试,In值≥20KA,第四级采用8/20?s波形测试,In值≥10KA,直流电源采用8/20?s波形测试,In值≥10KA;
  2)弱电系统防雷。10层的计算机房、通讯设备机房等电位连接设计。因为该计算机房为一延伸较大的信息系统,故设计采用M型的等电位连接网络。
  4.4 信息系统的防护
  1)拨号专线在进入建筑物时应穿钢管,并就近与防雷的接地装置连接,并加装信号线SPD;
  2)在拨号专线插座后安装APC PENT1型信号避雷器,并将机柜,机架等大金属构件与机房的局部等电位连接端子相连;
  3)DDN专线在进入建筑物时应穿钢管,并应就近与局部等电位连接端子板连接,并加装SPD;
  4)在DDN专线插座后安装APC PENT1型信号避雷器;
  5)天馈线在进入建筑物时应穿钢管,并就近与机房内的局部等电位连接端子相连,在设备的前端应安装APC PENT1型信号避雷器。
  4.5 机房等电位连接
  机房采用M型等电位连接系统。机房及各个房间沿四壁做环型闭合等电位连接带,等电位连接带采用3×30mm扁铜带,机房等电位连接带有两点用50mm2塑铜线与大楼总接地体和独立机房保护地接地体连接。在总配电柜中机房保护地用35平方毫米铜线与等电位连接带直接连接,机房逻辑地与机房保护地之间通过地网均衡器做等电位连接。机房等电位连接带有四点与大楼主筋做等电位连接。机房内所有金属构件、机柜等用6mm2铜线与等电位连接带连接。天棚中和地板下的各种管线均与等电位连接带直接连接。墙面的双面铝装饰板每隔5m与等电位连接带连接。
  4.6 屏蔽措施
  1)建筑物的初级屏蔽,即法拉第笼式的金属屏蔽结构,有必要时应对机房增加屏蔽措施,如加装高密度铜网和高密度钢网,并做好门、窗的屏蔽措施;
  2)传输线路的屏蔽措施,即各种传输线,包括外部传输线路和内部传输线路,均应穿金属管进行布线;
  3)设备的屏蔽,即设备本身应具备一定的屏蔽措施,设备的金属外壳应可靠接地。
  4.7 各种弱电线路的防护思路
  需要防护的弱电线路包含:计算机网络线、电话线路、视频监控线路、火灾报警线路、建筑物设备管理自动化线路等。所使用的传输介质通常为双绞线、同轴电缆和光纤。这些弱电线路的防护思路是一样的。
  1)要分清过电压源。一般有两种情况,一是过电压沿金属线从室外传到室内,二是室内的金属线路在LEMP的作用下感应出了过电压;2)对不同的传输介质所采取的防护措施不同,对光纤,只需做好金属部分的接地即可;3)对金属传输介质,防护方法有两种,如果过电压从室外传来进来,防护方法就是在过电压传输线路的节点安装SPD。

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