GB50057-XXXX建筑物的防雷设计讲义

1建筑物防雷设计宋平健2011.12GB50057-20102一、建筑物防雷设计与施工标准GB50057-2010建筑物防雷设计规范GB50601-2010建筑物防雷工程施工质量与验收规范GB50650-2011石油化工装置防雷设计规范（2011年12月1日实施）GB50689-2011通信局（站）防雷与接地工程设计规范（2012年5月1日实施）GB50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范（正在修编）GB16895.22—2004建筑物电气装置第5－53部分：电气设备的选择和安装隔离、开关和控制设备第534节：过电压保护电器（idtIEC60364-5-53:2001)GB/T18802.12—2006低压配电系统的电涌保护器（SPD）第12部分：选择和使用导则（idtIEC61643-12：2002)GB/T21431—2008建筑物防雷装置检测技术规范3GB21714系列与IEC62305国家标准号标准名称IEC标准号GB/T21714.1-2008雷电防护第1部分：总则IEC62305-1GB/T21714.2-2008雷电防护第2部分：风险管理IEC62305-2GB/T21714.3-2008雷电防护第3部分：建筑物的物理损坏和生命危险IEC62305-3GB/T21714.4-2008雷电防护第4部分：建筑物内电气和电子系统IEC62305-44行业（部分）防雷标准GA/T670—2006安全防范系统雷电浪涌防护技术要求QX2—2000新一代天气雷达站防雷技术规范TB／T3074——2003铁道信号设备雷电电磁脉冲防护技术条件JGJ16---2008民用建筑电气设计规范5二、建筑物防雷装置设计关于GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》与GB50057-94（2000年版)的主要变化1、结构上，增加了术语一章，合并了一章；2、规定了13条强制性条文，必须严格执行；3、变更防接触电压和防跨步电压的措施；4、补充外部防雷装置采用不同金属物的要求；5、修改防侧击的规定；6、详细规定电气系统和电子系统选用电涌保护器的要求；7、简化了雷击大地的年平均密度计算公式,并相应调整了预计雷击次数判定建筑物的防雷分类的数值。8、部分条款作了更具体的要求6（一）、总则1.0.1为使建（构）筑物防雷设计因地制宜地采取防雷措施，防止或减少雷击建（构）筑物所发生的人身伤亡和文物、财产损失，以及雷击电磁脉冲引发的电气和电子系统损坏或错误运行，做到安全可靠、技术先进、经济合理，制定本规范。1.0.2本规范适用于新建、扩建、改建建（构）筑物的防雷设计。7（二）、术语2.0.5防雷装置用于减少闪击击于建（构）筑物上或建（构）筑物附近造成的物质性损害和人身伤亡，由外部防雷装置和内部防雷装置组成2.0.18闪电电涌侵入（名称的变化）2.0.26电气系统由低压供电组合部件构成的系统。也称低压配电系统或低压配电线路。2.0.27电子系统由敏感电子组合部件构成的系统。2.0.35及2.0.37T1T28（三）、建筑物的防雷分类（3.0.2为强制性条款）1、第一类防雷建筑物()凡制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物，因电火花而引起爆炸、爆轰，会造成巨大破坏和人身伤亡者。具有0区或20区爆炸危险场所的建筑物。（GB50057-94:为0区或10区)具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。（GB50057-94:仅为1区)（注：※爆轰----爆炸物中一小部分受到引发或激励后，爆炸物整体瞬间爆炸的现象或过程。※火灾爆炸危险环境区的变化是由于《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92也在修订中，本标准采用了GB50058的修编内容，用“20”、“21”、“22”代表了粉尘的分区，原来用“10”、11”区表示）92、第二类防雷建筑物（1）国家级重点文物保护的建筑物。（2）国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站和飞机场、国宾馆、国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物。（3）国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义的建筑物。（4）国家特级和甲级大型体育馆。（新增条）（5）制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。10第二类防雷建筑物（续）（6）具有1区或21区（新增）爆炸危险场所的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。（7）具有2区或22区（由原11区调整）爆炸危险场所的建筑物。（8）有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。（9）预计雷击次数大于0.05次/a（0.06调整）的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。（10）预计雷击次数大于0.25次/a（0.3调整）的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。113、第三类防雷建筑物(1)省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。(2)预计雷击次数大于或等于0.01(由0.12调整）次/a且小于或等于0.05(由0.06调整）次/a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。(3)预计雷击次数大于或等于0.05(0.06调整）次/a且小于或等于0.25（0.3调整）次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。(4)在平均雷暴日大于15d/a的地区，高度在15m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物；在平均雷暴日小于或等于15d/a的地区，高度在20m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。124、人员密集的公共建筑《建筑设计防火规范》GB50016-2006第5.3.15条文解释本条规定的人员密集的公共建筑主要指：设置有同一时间内聚集人数超过50人的公共活动场所的建筑。如宾馆、饭店，商场、市场，体育场馆、会堂、公共展览馆的展览厅，证券交易厅，公共娱乐场所，医院的门诊楼、病房楼，养老院、托儿所、幼儿园，学校的教学楼、图书馆和集体宿舍，公共图书馆的阅览室，客运车站、码头、民用机场的候车、候船、候机厅(楼)等。13N=k×Ng×Ae其中：k：2：位于山顶和旷野孤立1.7：没有接地的金属屋面的砖木结构建筑1.5：河（湖）边、山坡下、山地中ρ小处、地下水露头处、土山顶、山谷风口及特别潮湿的建筑物1.0：一般情况Ng=0.1×Td（Ng=0.024Td1.3）Ae=[LW+2(L+W)(H（200-H）)1/2+πH（200-H）]·10-6L、W、H为长、宽、高。（适用于H＜100m）5、建筑物年预计雷击次数14（四）、防雷措施的一般规定（4.1.1、4.1.2强条）4.1.2各类防雷建筑物应设内部防雷装置，并应符合下列规定：1在建筑物的地下室或地面层处，以下物体应与防雷装置做防雷等电位连接：建筑物金属体。金属装置。建筑物内系统。进出建筑物的金属管线。2除本条1款的措施外，外部防雷装置与建筑物金属体、金属装置、建筑物内系统之间，尚应满足间隔距离的要求。15（五）、接闪器的设置1、接闪器的构成独立避雷针、架空避雷线以及直接装设在建筑物上的避雷网、避雷带、避雷针或由其混合组成。2、避雷带避雷带应沿易受雷击的部位（见附录B)敷设，女儿墙、屋角、屋脊、屋檐和檐角等;当建筑物比较高时，首先应沿屋顶周边敷设避雷带，避雷带应设在外墙外表面或屋檐边垂直线上或其外。1617关于暗敷避雷带问题利用屋顶钢筋作接闪器及暗敷避雷带，其前提是允许屋顶遭雷击时混凝土会有一些碎片脱离以及一小块防水、保温层遭破坏。这对建筑物的结构一般无损害，但建筑物下方不应有行人通过、车辆放置、及建筑物的出入口，以保证安全。GB/T21431-2008《建筑物防雷装置检测技术规范》规定”高层建筑物不应利用建筑物女儿墙内钢筋作为暗敷避雷带。”18避雷网格※第一类防雷建筑物5m×5m或6m×4m※第二类防雷建筑物10m×m或12m×8m※第三类防雷建筑物20m×20m或24m×16m19（1）滚球法的概念3、避雷针20滚球半径示意图建筑物防雷类别滚球半径（m）拦截的最小雷电流（kA)第一类防雷建筑物305.4第二类防雷建筑物4510.1第三类防雷建筑物6015.8213、避雷针(2)、地面上的避雷针rx=(h（2hr−h）)1/2−(h(2hr−hx))1/2ro=(h（2hr−h）)）1/2223、避雷针（3）、问题1----屋面上避雷针的保护范围如何计算？建筑物避雷针避雷带保护范围建筑物避雷针避雷带保护范围（错误图r0大于屋顶宽度）（正确图）避雷带、避雷针顶端同时支撑球体23问题2----避雷针设置的越高对设备保护越有利？设置避雷针的目的就是利用避雷针的尖端效应吸引闪电，保护附近的突出的室外设备如天线等。避雷针并不是越高越好，过高的避雷针将导致其接闪能力越强，雷电对避雷针附近的设备的冲击次数会增加。避雷针不能用于保护室内的弱电设备。244、接闪器的材料、规格安装位置圆钢直径扁钢一般情况≥8mm截面积≥50mm2（厚度≥2.5mm）独立烟囱顶≥12mm100mm2（厚度≥4mm）避雷带架空接闪线宜采用截面不小于50mm2热镀锌钢绞线或铜绞线。（参数调整）避雷线25金属屋面（第一类防雷建筑物除外）※板间的连接应是持久的电气贯通，例如，铜锌合金焊、熔焊、卷边压接、缝接、螺钉或螺栓连接等；※金属板下面无易燃物品时，其最小厚度要求为不锈钢、热镀锌钢、钛和铜板0.5mm，铝板0.65mm,锌板0.7mm，铅板：2mm；※金属板下面有易燃物品时，其最小厚度要求为不锈钢、热镀锌钢和钛板4mm；铜板5mm；铝板7mm；※金属板无绝缘被覆层。注：薄的油漆保护层或1mm厚沥青层或0.5mm厚聚氯乙烯层均不属于绝缘被覆层。26关于彩钢保温板5.2.7的条文说明：上层钢板厚度不应小于0.5mm，中间保温层为非易燃物，下层钢板一般不会被击穿，且能阻挡上层板被击穿时的熔化物。271、4.3.3（强条）（第二类防雷建筑物）专设引下线不应少于2根，并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀对称布置，其间距沿周长计算不宜大于18m。当建筑物的跨度较大，无法在跨距中间设引下线，应在跨距两端设引下线并减小其他引下线的间距，专设引下线的平均间距不应大于18m。4.4.3---（类似，同上）（六）、引下线28（六）、引下线2、在建筑物引下线附近防接触电压时，应符合下列规定之一：（新增内容）利用建筑物金属构架和建筑物互相连接的钢筋在电气上是贯通且不少于10根柱子组成的自然引下线，这些柱子包括位于建筑物四周和建筑物内。引下线3m范围内土壤地表层的电阻率不小于50kΩm。注：例如，采用5cm厚沥青层或15cm厚砾石层的这类绝缘材料层通常符合本要求。外露引下线，其距地面2.7m以下的导体用耐1.2/50μs冲击电压100kV的绝缘层隔离。例如用至少3mm厚的交联聚乙烯层。用护栏、警告牌使接触引下线的可能性降至最低限度。29关于2.7mLPSsdl2.7m的高度是参照IEC62305-3的规定考虑的：即以人站立向上伸手的平均高度2.5m加上0.2m长的空气间隙的距离之和。30引下线3、在建筑物外引下线附近防跨步电压时，应符合下列规定之一：（新增内容）利用建筑物金属构架和建筑物互相连接的钢筋在电气上是贯通且不少于10根柱子组成的自然引下线，这些柱子包括位于建筑物四周和建筑物内。引下线3m范围内土壤地表层的电阻率不小于50kΩm。注：例如，采用5cm厚沥青层或15cm厚砾石层的这类绝缘材料层通常符合本要求。用网状接地装置对地面作均衡电位处理。用护栏、警告牌使进入距引下线3m范围内地面的可能性减小到最低限度。31跨步电压和接触电压示意图UEUSUtUE接地电压Ut接触电压US跨步电压G接地体UGUG地表电势32（七）、接地装置1、接地装置的类型按GB21714.3的规定，接地装置的类型分为A、B二类即A型接地体----单独设置的水平和/或垂直接地体※不少于2个接地极※在土壤电阻率很低，接