摘要:国家社会经济的不断进步与发展,极大地促进了建筑幕墙防雷施工技术的飞跃,研究其相关措施方法对于理想防雷效果的取得具有极为关键的意义。本文首先介绍了雷电对建筑幕墙的危害,详细分析了建筑物幕墙防雷施工技术,并就其施工防雷应注意的事项展开了研究,望对相关工作的开展有所裨益。
关键词:建筑幕墙;防雷;施工;技术
1前言
随着建筑幕墙防雷施工条件的不断变化,对其施工技术方法提出了新的要求,因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨,以期用以指导相关工作的开展与实践。基于此,本文从概述相关内容着手本课题的研究。
2概述
幕墙是一种由面板与相应承力结构组成的能够承受一定变形而直接悬挂在墙体主体结构上,这种建筑结构不但能够承担一定的外围荷载,而且具有着良好的防护作用与美观作用。就目前的建筑工程施工项目而言,幕墙除了应有较为成熟的技术体系之外,其施工方法和工艺也较为完善。通过多年的工程建设经验分析总结而言,目前幕墙结构按照其施工材料可以分为玻璃幕墙、金属幕墙、石材幕墙和混凝土幕墙等。但随着近年来建筑工程项目的不断增加,新型的气循幕墙、智能幕墙和光电幕墙也较为常见,成为幕墙工程的主要结构形式之一。在当前的建筑工程领域中,幕墙是现代建筑派系特征的主要体现者,在整个工程项目中具有着不可替代的艺术地位和艺术特色。
在当前社会发展中,建筑幕墙结构主要应用于人群较为密集的商业和大型的公共建筑物外墙上。正因为其位于建筑结构最为外围,因此其在应用的过程中存在着极大的火灾与雷击隐患。这主要是由于幕墙结构多数由玻璃、石材等组成,而这些材料本身是一种脆性材料,抗火和抗雷击的能力较差,当发生高温时极容易引起炸裂和破碎现象。同时,在建筑物发生火灾时,这些材料极容易受到高温作用而变形,进而出现下滑,使得火焰从这些材料缺口涌入室内,造成房间内部出现浓烟。
3雷电对建筑幕墙的危害
建筑幕墙一般应用在人群密集的、大型的公共建筑,重要的高层、超高层建筑物的外墙上。是由金属构架与板材组成,不承担主体结构的荷载是附属于主体建筑的围护结构。由于建筑幕墙的美观特点,它成为建筑外墙装饰的主流,它超过主体建筑高度,甚至将主体建筑包裹起来,成为主体建筑引雷的主要组成部分。雷电流是一种强度极大,作用时间极短的瞬变过程。
3.1由于雷电的主要特点是:a.冲击电流大。其电流高达几万~几十万安培;b.时间短。一般雷击分为三个阶段,即先导放电、主放电、余光放电。整个过程一般不会超过60微秒;c.频率高。雷电流变化梯度大,有的可达10千安/微秒;d.冲击电压高,强大的电流产生的交变磁场,其感应电压可高达上亿伏。当雷电击中建筑物时,通常会产生电效应、热效应和机械力,瞬间释放出的巨大能量,会把被击中金属熔化,产生强大的机械力。使物体受热膨胀或产生爆炸,使建筑物遭到破坏,甚至雷电的高温引起建筑物燃烧构成火灾和引起触电。
3.2金属幕墙易使地表的电场分布发生了严重的畸变,其电场强度比一般建筑物大得多,加上距离放电云层近,易遭受雷击。由于雷电的效应,将会产生静电感应作用。当天空雷云和大地形成电场时,幕墙的金属体就会积聚与雷云极性相反的大量感应电荷,当雷云瞬间放电后,云与大地的电场忽然消失,将会产生高达万伏以上的对地电位,这对人和设备将会产生危害。所以应做好建筑幕墙防雷设计和施工,以防范雷电对建筑幕墙的损害。
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4建筑物幕墙防雷施工技术探讨
4.1接闪器
接闪器有避雷针、避雷网等多种类型,是在建筑外装设金属构件,这种接闪器的尺寸需要根据建筑实际情况更改,要保证接闪器的热稳定性,这种构件的尺寸一般比较小,截面也比较窄,在装设的过程中,施工单位需要考虑构件的防腐工作,还要保证金属的强度。避雷针一般为钢管材料,其长度不超过lm,直径在12rrim~20mm左右,有的高层建筑避雷针在1m-2m左右,直径在16mm-25mm左右。有的建筑会采用避雷网作为接闪器,这种材料一般是由扁钢或者圆钢组成的,一般圆钢与空气的接触面比较小,出现腐蚀问题也相对比较少,所以施工单位会优先考虑使用圆钢。在进行建筑物幕墙设计时,一般在女儿墙的顶部装设接闪器。这一位置存在金属盖板,导电性能较强,电场的强度也比较大,所以很容易受到雷电的袭击,在这一位置装设接闪器,可以起到引雷的作用,可以将雷电产生的能量传人大地,从而达到避雷的目的。
4.2接地装置
建筑幕墙在通常的情况下可以不用单独设计防雷接地装置,而是通过与土建的防雷接地装置共用。这种情况下,建筑幕墙避雷必须上下连通,依靠主体防雷进行布置。布置时,建筑幕墙自身防雷系统要与土建防雷系统中的土建避雷主筋可靠连接,所有的引下线均应连到均压环上,幕墙的主梁通过预埋件及避雷均压环和避雷引出线与土建主体避雷主筋相连焊接牢固,焊缝搭接长度不小于100mm。
4.3引下线
设置防雷引下线的数量,是关系到建筑物是否产生扩大事故的重要因素。每根引下线所承受的雷电流愈小,则其反击的机会和感应范围的影响就小,所以引下线的根数应尽量多些为好。引下线一般用圆钢或扁钢制成,其截面不应小于48mmz;在易遭受腐蚀的部位,其截面应适当加大,其尺寸不应小于下列数值:圆钢直径8mm;扁钢截面48mm2;扁钢厚度4mm。GB50057-94《建筑物防雷设计规范》中还规定,采用多根引下线时宜在各引下线上于距地面0.3m-1.8m处装设断接卡。当仅利用钢筋作引下线并采用埋于土壤中的人工接地体时,应在每根引下线上于距地面不低于0.3m处设接地体连接板。采用埋于土壤中的人工接地体时应设断接卡,其上端应与连接板或钢柱焊接。
5建筑幕墙施工防雷应注意的事项
5.1严格按照施工技术标准进行质量把关
对于项目实施过程中可能出现的问题进行重点检查,在工序的关键位置实施专项检查。以预防为主,监督结合的管理措施,严格保障幕墙防雷工程的施工质量,其中技术设计人员必须传达设计理念,现场施工管理人员必须熟悉设计和建筑结构以及施工操作人员的技术特点,施工操作人员需要熟悉基本的电气操作标语并严格按照制定的方案进行操作。
5.2严格按照高层建筑幕墙的防雷原理设计
应当根据幕墙的功能性和美观性进行比较设计,进而确定幕墙的里面、构造和材料。由于其高层建筑的特殊性,仍需考虑去风力的因素和其他防护的功能性要求。在高层建筑的防雷系统之中,引下线需要尽可能满足在高层建筑周围均匀分布,并且尽可能多设引下线,这样才能经得住较大的电流。由于高度的问题,引下线比较长,电压差比较大,应当严格按照每一个单位构建一圈均压环,避免反击效应的发生。
6结束语
通过对建筑幕墙防雷施工技术的研究,我们可以发现,该项工作理想效果的取得,有赖于对其多项影响因素与关键环节的充分掌控,有关人员应该从客观实际出发,充分利用既有优势资源与条件,研究制定最为符合实际的施工技术实施方案。
参考文献
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论文作者:郭媛媛
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第11期
论文发表时间:2018/9/11
标签:幕墙论文; 防雷论文; 建筑论文; 雷电论文; 建筑物论文; 施工技术论文; 圆钢论文; 《建筑学研究前沿》2018年第11期论文;