隨著建筑裝飾工程的不斷發(fā)展,玻璃幕墻在中高檔建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用。但隨之而來玻璃幕墻及建筑物的安全性如何保證已是當(dāng)今一個(gè)重要問題。我國(guó)現(xiàn)行的電氣施工及驗(yàn)收規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)施工圖集對(duì)這方面內(nèi)容的闡述尚未十分明確,設(shè)計(jì)單位對(duì)玻璃幕墻防雷技術(shù)作法說明也不十分具體,從而給從事具體施工的技術(shù)人員準(zhǔn)確把握質(zhì)量安全技術(shù)要求帶來一定的難度。
1.雷電對(duì)幕墻高層建筑的危害
眾所周知,雷電是天空云層中一種自然的放電現(xiàn)象,雷電流是一種強(qiáng)度極大,作用時(shí)間極短的瞬變過程。雷電擊中建筑物時(shí),通常會(huì)產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械力。雷電流在瞬間釋放出的巨大能量,會(huì)把被擊中金屬熔化,使物體水份受熱膨脹,產(chǎn)生強(qiáng)大的機(jī)械力,或者分解成氫氣和氧氣,產(chǎn)生爆炸,使建筑物遭到破壞,甚至雷電的高溫引起建筑物燃燒構(gòu)成火災(zāi)和引起觸電。高層或超高層建筑玻璃幕墻使地表的電場(chǎng)分布發(fā)生了嚴(yán)重的畸變,其電場(chǎng)強(qiáng)度比一般建筑物大得多,容易構(gòu)成雷電發(fā)展條件,加上離放電云層近,所以易遭受雷擊。
高層建筑玻璃幕墻圍護(hù)高層建筑物后,建筑物防雷裝置由于玻璃幕墻的屏蔽效應(yīng),不能直接起到接閃和防雷作用,閃電對(duì)建筑的雷擊往往變成閃電對(duì)玻璃幕墻的雷擊。同時(shí)高層建筑玻璃幕墻的金屬材質(zhì)由于雷電的效應(yīng),將會(huì)產(chǎn)生靜電感應(yīng)作用,當(dāng)天空雷云和大地形成電場(chǎng)時(shí),幕墻的金屬體就會(huì)積聚與雷云極性相反的大量感應(yīng)電荷,當(dāng)雷云瞬間放電后,云與大地的電場(chǎng)忽然消失,這時(shí)幕墻的金屬體感應(yīng)電荷不能以相應(yīng)的速度流散,將會(huì)產(chǎn)生高達(dá)萬伏以上的對(duì)地電位,這就是靜電感應(yīng)電壓,對(duì)人和設(shè)備產(chǎn)生危害。
高層建筑幕墻通常超過50m, 超高層幕墻超過100m,如果強(qiáng)大的雷電流全程通過幕墻構(gòu)件時(shí),由于持續(xù)時(shí)間極短,只有幾十微秒,則每米的電位差可達(dá)萬伏以上,高達(dá)100m的幕墻,在通過雷電流時(shí)可達(dá)百萬伏的電位差,將會(huì)和周圍的金屬體之間產(chǎn)生反擊放電和電磁感應(yīng)。
2.高層建筑玻璃幕墻防雷措施
高層建筑幕墻的防雷應(yīng)與一般的建筑物的防雷有異曲同工之處,通常建筑物的防雷裝置有三部分:接閃器、引下線和接地裝置。在玻璃幕墻的防雷設(shè)計(jì)中,應(yīng)充分利用建筑物的這些裝置,將幕墻豎向龍骨、橫向龍骨和建筑物防雷網(wǎng)接通,連成一個(gè)防雷整體,把玻璃幕墻獲得的巨大雷電能量,通過建筑物的接地系統(tǒng),迅速地輸送到地下,保護(hù)玻璃幕墻和建筑物免遭雷電破壞的作用。
高層建筑玻璃幕墻的頂部的女兒墻的蓋板,是人為地設(shè)立的良好導(dǎo)體,它沿建筑物女兒墻的頂部分布,其電場(chǎng)強(qiáng)度很大。雷電先驅(qū)很自然地被吸引過來,是雷擊率最大的部位。作為防止雷擊的直擊措施,可將蓋板設(shè)計(jì)成直接接受雷擊的裝置,起到引雷作用的接閃器。其作用在于接受雷電流,同時(shí)又安全地把雷電流與建筑物防雷網(wǎng)接通,并導(dǎo)通入地達(dá)到避雷作用。
高層建筑幕墻頂部的接閃器,不能防止電流的側(cè)面橫向發(fā)展繞擊作用。目前防止側(cè)擊雷的常見做法是,根據(jù)建筑物高度和建筑物防雷等級(jí)的高層建筑幕墻部位,每三層或不大于12高度設(shè)置一圈均壓環(huán),并和建筑物防雷網(wǎng)及幕墻自身的防雷體系接通。
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