有哪些防雷擊的高層建築設計(含施工期間)?

相關小問題多,請看全部問題:
圖片來源:席子的相冊-上海的另一夜2013
高層建築會有避雷針防雷擊,避雷針一般布置在高層建築平面的什麼位置?如何做絕緣?
建造過程中避雷針是如何起作用的?
塔吊肯定比樓體更高,而且是鋼結構,這樣的結構可以安裝避雷針么?

順便問一下,這張照片暴露的到底是磁暴線圈還是天氣控制儀呢?


剛剛畫完一張防雷施工圖的畫圖民工路過~

LS已經有好多知友解釋了,我也班門弄斧簡單介紹下超高層建築防雷的做法吧,具體有興趣的童鞋可以去看看 GB 50057-2010,裡面有詳細說明 :)


避雷針當然是裝在屋頂那種最容易被雷電直擊的區域啦~
避雷針絕緣神馬的說法,沒有聽說過唉(難道你認為在雷雨天還有人沒事跑去摸一摸那貨么?)~避雷針那貨,都是要求與整棟樓的接地系統有效電氣連通的啊,現在的超高層建築,全部都是鋼筋混泥土結構,我們施工的時候就會要求所有的鋼筋從基礎到屋面都保證電氣連通,並且保證接地電阻達到一個極小的值(LZ這類超高層建築,估計接地電阻都會小於1歐姆的),利用建築物鋼筋混泥土中的剛勁或鋼結構柱作為防雷引下線使建築物形成一個超大的法拉第籠,一旦建築物遭受雷擊,雷電流會通過接閃器沿著建築物內鋼筋迅速地流向大地,達到泄流的目的。


滾球法計算接閃器保護範圍

超過45m以上的建築,需採取相應的防側擊雷措施。比如說外牆上面的金屬欄杆、門窗等較大金屬物直接或通過預埋件與防雷裝置相連。

基礎接地

基礎接地

為了防止雷電波侵入,所有進入建築物的管線及金屬管道宜全線埋地引入,並應在入戶端將電纜的金屬外皮、鋼導管及金屬導管與接地網相連。

屋面防雷網格

屋面防雷網格

一般民用建築分為第二類和第三類防雷建築物。
LZ說的超高層一般都屬於第二類防雷建築物,屋面上會要求裝設不大於10mX10m或12mX12m的金屬網格。

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暫時就這麼多吧,LZ有啥不明白的再補充。

PS:LZ這可絕對不是神馬磁暴線圈或者天氣控制儀啊……這些超高層的建築不是在玩紅警,只是在被雷劈啊……或者說,在自己招雷劈……冏……


  • 避雷針的布置當然是在建築物的屋頂(即圖中閃電擊中的建築物頂端位置),用於接收直擊雷。
  • 避雷針與避雷引下線是連在一起的,避雷引下線通常利用建築物柱子的兩根對角主筋從屋頂引至聯合接地體,最後引向大地,使建築物免於直擊雷的損害。
  • 雷電按分類還有側擊雷,建築防側擊雷靠的是均壓環,即利用建築的外圈樑對角主筋形成一個閉環,同樣是和避雷引下線相連最後引向大地。
  • 不光是建築結構本身要做好防雷,建築物的幕牆、窗、一些外掛的金屬構件同樣要做好防雷工作,思路都是一致的——將雷電引向大地。

以上說的比較簡單,不知道大家理解沒?有時間的話把我去拍幾張我們在建工程防雷措施的圖片傳上來。


雷電物理及雷電防護專業來簡單答兩句 歡迎批評指正

首先,按照新國標以及行業內部討論,不再使用避雷針等誤導性名詞,改稱接閃器。這個小小的改動可以幫助大家正確認識雷電防護這一領域,是的,我們不是讓雷不打下來,而是讓雷電流沿著我們設計的線路快速泄放到大地,而不會竄到室內,打壞儀器設備,甚至傷人。所以,避雷針不是絕緣針,而是純純的導體哦,導流能力越強泄放速度越快,室內設備和人員才越安全。當然還有感應雷的問題,不過這好像不是題主關注的重點,這就不提了。

第二,上面的同志們已經介紹了接閃桿接閃帶等裝置的安裝規範,甚至科普了滾球半徑的計算方法。簡單說,雷電防護的重點就是接閃和泄放。超高層建築物作為第二類防雷建築物,應考慮到側擊雷的防護,還應就不同的區域和設備劃分出防護區,選配防雷箱等產品保證用電安全。

第三,我們來圍觀一下題主的照片。眾所周知,上海的東方明珠,廣州的小蠻腰,都是大家每年夏天關注的重點,因為像這樣的超高層尖端建築物,是必然被雷擊的,而且有雷基本都打它。沒錯,挨著這種傻大高的建築物簡直一輩子不用擔心直擊雷的問題了,這麼一想還真有點小激動呢。既然樓會被擊中,塔吊當然也會被擊中,我們曾經實地觀測過小蠻腰,並用高速攝像抓拍到小蠻腰上的塔吊在雷暴天氣下產生的多條上行先導,並最終發展成為一次地閃回擊事件的完整影像。不過樓體是有防護的,那麼塔吊怎麼辦呢?事實上,塔吊也是一個純導體,也就是說只要做好接地,塔吊被雷擊中也沒有任何問題,因此通常不會考慮塔吊的防護。

順便說一句,這照片不太真,大氣電場的強度應該不夠同時在這麼近的距離下產生多次地閃。至於是不是什麼攝影技巧我就不清楚了,反正拍微秒級的閃電活動我是用快門線的。另外,那個天氣控制儀是什麼?能吃么?


先簡單答下留坑,回去繼續完善。
1、高層建築會有避雷針防雷擊,避雷針一般布置在高層建築平面的什麼位置?如何做絕緣?
要了解避雷裝置設置的位置,應該先了解建築最易受雷擊的地方,目前普遍認為的雷擊是雲對地進行放電雷擊,雷擊的危害有兩種,一是直擊雷危害、而是靜電產生的電磁脈衝危害。雷擊產生的原因國際上目前有多種理論,但多數都是認為大地和雷雨雲間正負電荷形成電容,當電容中的電荷超過空氣承載的臨界放電所致,可以試想下大地是一個帶電荷的平面,天空和大地之間大部分區域的電位差是相同的,當雲層放電時,大地上較為突出的部位與天空間的電位差減小,為使電位平衡,會首先對該處放電。所以來說,接閃器(可以是題主說的避雷針、也可以是避雷網)裝置一般安裝在建築的最高處,便於接受雷擊通過引下線(一般利用建築的牆柱鋼筋)接到大地上。
至於絕緣的說法實際上是錯誤的,建築物防雷規範制定的目的中是這樣說的:為防止和減少雷電對建築物電子信息系統造成的危害,保護人民生命和財產安全,制定本規範。這裡的防止和減少不是避免的意思,雷雲放電的時間、地點和放電強度是隨機性的,很難做到完全避免雷擊災害的發生,因此,在條文中提出的是「防止和減少」,即按照規範提出的防護措施,將大大減少電子信息系統遭受雷擊損壞的風險,使雷電災害的損失程度降低,簡單點說就是允許雷擊電流通過,但不至於超過電器設備的承載範圍以使設備和人的生命受到危害。

2、在建造過程中避雷針是如何起作用的?
塔吊肯定比樓體更高,而且是鋼結構,這樣的結構可以安裝避雷針么?
建造過程中的建築一般都是利用建築物本身和塔吊作為臨時防雷措施,建造中一般是不會專門設置接閃器(避雷針)的。建築物的避雷的範圍是用滾球法進行計算,這裡不詳細介紹方法,盡量能用大家能理解的辦法大概講下概念,我們可以想像建築物受雷擊後在建築物頂部形成一個帶大量電流的雷球,該雷球沿著建築最高處滾到地面,引下線和均壓環的作用就是防止該球體從建築的側面對建築造成損害。規範經實驗測算該雷球的半徑是30~60m(根據防雷分類具體不同),也就是說如果周邊有高出建築物的臨時設施,覆蓋範圍要超過相應的半徑。目前國內的使用的塔吊迴轉半徑多位45~58m不等,基本上可以覆蓋到整個建築物的邊緣。塔吊在安裝過程中會設置有防雷裝置,具體的要相關的專業人世回答了,雷雨天氣的情況下塔吊和建築最高作業面是禁止施工的。雷雨天氣情況下雷電流會沿著塔吊的防雷裝置引致地面,即使塔吊的覆蓋範圍無法防止側擊雷的範圍,建築物施工過程中的鋼筋也是可以起到引雷的作用的。
3、這張照片暴露的到底是磁暴線圈還是天氣控制儀呢?
都不是,電磁感應產生的靜電是看不到的,當然不可能是所謂的磁暴線圈(貌似是紅警里的玩意),上面也說了,雷電是帶有很大的隨機性的,不是天氣控制儀所能控制的,這個很簡單,就是線狀閃電擊向建築物的接閃器的過程。
以上回答可能有部分不完善的地方,手頭資料有限,回去查詢後繼續完善。


貌似大家都看錯題了,我來回答。

這麼考慮吧,塔吊的操作員坐在塔吊上的操作室里,相當於人體與塔吊的一小段並聯。正因為塔吊是鋼結構,它的電阻遠遠遠遠小於人體。所以電流基本都會從塔吊流過而非人體。因此施工過程中不必考慮塔吊的防雷。

然而,在建造煙囪等非金屬建築或建造物時,頂上一定是有防雷裝置的,且防雷裝置隨建造的進行不斷升高。


工程在建時,起重機明確要求防雷接地(與高度無關),由於起重機都高於在建建築,再加上在建建築容易接閃的金屬構件(鋼筋,鋼構件等)原本就是作為建築完成後防雷系統的引上線,所以不需另外設置臨時防雷設施,另外外腳手架是否需防雷接地要看建築物高度和所在地區的地方施工規範,很多地方沒有硬性規定。黑豬同學的照片上顯示的外架接地非常不規範,首先是破壞了混泥土結構,其次高層建築的金屬門窗和欄杆根據防雷等級不同,在一定高度以上要求接地的,一般施工單位會在相應位置預留從均壓網引出的鍍鋅扁鋼,這些扁鋼可以直接用於外架接地的引下線,至於高度沒有達到設計防雷要求的樓層,原則上不需要另行設置接地點。

至於建好後的防雷系統,樓上幾位已經非常詳細了,這裡補充一點,不是有建築都有專門的避雷針或避雷帶,全幕牆的建築就可以利用其金屬構架作為接閃器和引下線,至於外面的玻璃,發生雷擊時可以直接擊穿的。


補充個,高層建築幕牆設計是要考慮避雷設計的,貌似有一環一環的避雷裝置


建築上檐口做環形避雷 高出建築高度的構築部分也做 地基部分也是環形的 常用材料是光圓鋼筋 扁鋼 屋面部分的要接地 沒幹過超高層 普遍的高層民用建築就這樣 PS 施工單位土建專業出身 學的不深 坐等專業大神


無論是高層還是底層,避雷針的原理和設計原則都是一樣的,沒有區別。
簡單一點:
避雷針的工作原理:Lightning rod
關於雷電形成、發展,避雷針的工作原理全套討論:HowStuffWorks "Lightning Rod"

期待其他用戶將這些材料整理成完整的回答
^_^


最近在工地實習,補充這張圖,將柱中鋼筋與外排架相連,是

最近在工地實習,補充這張圖,將柱中鋼筋與外排架相連,是 @葉風 說的防雷引下線吧?


首先是接地體。一般隨基礎埋於地下,接地體的接地面積要大,分布要平均。一般使用大於40*4的製作。網格一般不大於8*8米,最外一圈離建築1米,埋深大於1米。接地體與主樓鋼筋要有有效的連接。最好在外側做幾根引出線埋深1米,做好標記,萬一接地電阻偏大,可以利用它增加接地極。
然後是引下線。一般採用縱貫頂層的角柱和邊柱柱內的鋼筋作引下線,每根柱內選擇兩根對角的角豎筋(其中一根必需在建築外側),隨施工焊接到屋面並引出。不一定每根邊柱都設,一般間距不大於16米就行。
最後是接閃器。一般不上人屋面明設接閃器(就是人們說的避雷帶),採用10或16的鍍鋅圓鋼製作,除建築周圍一圈外,還應做網格(一般不大於5*5米)。上人屋面暗設,就做在剛性保護層下面,不要埋得太深。四大角和局部高點設避雷針。
再說說均壓環。在12層以上,每隔幾層要把建築周圍的外側地鋼筋連為一體並與引下線連接。以防止側擊雷。
關於其他連接就不細說了。大抵包含以下內容。
其他等電位或電氣接地的線路與這個系統要有可靠連接。
屋面所有外露金屬件也要與這個系統可靠連接。
進出建築物所有的金屬管道要與這個系統可靠連接。


樓上發的都很專業,值的推薦!


第一類防雷建築物防直擊雷的措施,即設外部防雷裝置應符合下列要求:

1

應裝設獨立接閃桿或架空接閃線或網,使被保護的建築物及風帽、放散管等突出屋面的物體均處於接閃器的保護範圍內。架空接閃網的網格尺寸不應大於5m×5m 或6m×4m。

2

排放爆炸危險氣體、蒸氣或粉塵的放散管、呼吸閥、排風管等的管口外的以下空間應處於接閃器的保護範圍內。

3

排放爆炸危險氣體、蒸氣或粉塵的放散管、呼吸閥、排風管等,當其排放物達不到爆炸濃度、長期點火燃燒、一排放就點火燃燒時,及發生事故時排放物才達到爆炸濃度的通風管、安全閥,接閃器的保護範圍可僅保護到管帽,無管帽時可僅保護到管口。

4

獨立接閃桿的桿塔、架空接閃線的端部和架空接閃網的每根支柱處應至少設一根引下線。對用金屬製成或有焊接、綁紮連接鋼筋網的桿塔、支柱,宜利用其作為引下線。


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