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4防雷接地系统

4.1年预计雷击次数计算

根据《建筑物防雷设计规范》GB50057―2010的相关公式进行计算。 4.1.1已知条件

建筑物年预计累计次数应该按下列公式确定:

N = k×Ng×Ae (4.1)

式中N——建筑物年预计雷击次数（次/年）

K——校正系数。（一般情况下取1，位于狂野的建筑物取2，金属屋顶的砖木建

筑物取1.7）

Ng——建筑物所处地区雷击大地的年平均密度（米/平方千米·年） Ae——与建筑物接收雷击次数的等效面积（平方千米）

4.1.2雷击大地的年平均密度

累计大地的年平均密度应按下列公式确定：

1.3Ng ?0.024Td （4.2）

式中Td——年平均雷暴日，根据当地气象台资料确定（天/年）。可以参照《工业与

民用配电设计手册》附录

4.1.3建筑物等效面积

建筑物的等效面积Ae，应为其实际面积向外扩大的面积，计算方法有有以下规定： （1）当建筑物的高度H小于100m时，其每边的扩大宽度和等效面积应按下列公式计算。

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D?H(200?H) （4.3） Ae =[LW+2(L+W) ×H(200?H)?H (200-H)]10?6 （4.4）

式中 D——建筑物每边的扩大宽度（m）

L、W、H——分别为建筑物的长、宽、高（m）

（2）当建筑物的高度H不小于100m时，其每边的扩大宽度应该按建筑物的高度H计算；而建筑物的等效面积应按下列公式计算。

Ae =[LW+2(L+W) ×H(200?H)?H (200-H)]10?6 4.1.4计算过程

建筑物的长度L = 42m 建筑物的宽度W = 33.3m 建筑物的高度H = 48.9m

当地的年平均雷暴日天数Td =25.3天/年 校正系数k = 1.0

年预计雷击次数: N = k×Ng×Ae = 0.0592 其中: 建筑物的雷击大地的年平均密度:

Ng ?0.024Td1.3?1.6

等效面积Ae为: H<100m,

Ae =[LW+2(L+W) ×H(200?H)?H (200-H)]10?6= 0.037

4.1.5计算结果

二类:N>0.06 省部级办公建筑和其他重要场所、人员密集场所 。 N>0.3 住宅、办公楼等一般性民用建筑物。

三类:0.012<=N<=0.06 省部级办公建筑和其他重要场所、人员密集场所。 0.06<=N<=0.3 住宅、办公楼等一般性民用建筑物。

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N>=0.06 一般性工业建筑。

根据《建筑物防雷设计规范》GB 50057-2010，该建筑应该属于三类防雷建筑。

4.2 三类防雷建筑物的保护措施

防直击雷的接闪器应装设在屋角、屋脊、女儿墙或屋檐上的避雷带。突出屋面的物体应沿其顶部四周装设避雷带，在屋面接闪器保护范围之外的物体装接闪器，并和屋面防雷装置相连。防直击雷的引下线应优先利用建筑物钢筋混凝土中的钢筋。

为防止雷电波侵入，进入建筑物的各种线路及金属管道宜采用全线埋地引入，并在入户端将电缆的金属外皮、钢管及金属管道与接地装置连接。

进出建筑物的各种金属管道及电气设备的接地装置，在进出处与防雷接地装置连接。有条件时将防雷装置的接闪器和引下线与建筑物内的金属物体隔开。

当利用建筑物的钢筋体或钢结构作为引下线，同时建筑物的大部分金属物与被利用的部分连成整体时，其距离可不受限制。当引下线与金属物或线路之间有自然接地或人工接地的钢筋混凝土构件、金属板、金属网等静电屏蔽物隔开时，其距离可不受限制。当引下线与金属物或线路之间有混凝土墙、砖墙隔开时，混凝土的击穿强度与空气击穿强度相同，砖墙的击穿强度为空气击穿强度的二分之一。如距离不能满足上述要求时，金属物或线路应与引下线直接相连或通过过电压保护器相连。

4.3 本建筑防雷接地系统设计结果

4.3.1 防直击雷

传统的直击雷防护措施，一般是在建筑物屋面装设接闪器，由接闪器和引下线将雷电导入接地极，流向大地，防雷系统是由接闪器、引下线和接地装置三大部分组成。一类建筑要求有独立避雷针和架空避雷网，且应有独立的接地装置，每根引下线的冲击接地电阻应小于10Ω。且引下线不得小于2根，并应沿建筑物四周均与或对称分布，其间距不应

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大于25m ,避雷网的网格不大于20m×20m或24m×16m。独立避雷针和架空避雷网的支柱及其接地装置至保护建筑物及与其有联系的管道、电缆等金属物之间的距离不得小于3m。

在实际设计中，可采用新型避雷针和接闪器，这样可以减少雷电流陡度和电磁辐射场，或是采用提前放电式避雷针，可以吸引雷电流更准确地通过避雷针形成的泄放通道泄放雷电流。另一方面，利用钢柱或立柱内钢筋作为防雷引下线，并于建筑物钢筋、梁柱钢筋、金属框架连接起来，形成闭合良好的法拉第笼，建筑内竖向金属管道应每三层与圈梁的均压环相连，均压环应与防雷装置专设引下线相连。混凝土浇筑前，各钢筋之间必须构成电气连接。主要是作为接地体的桩筋与承台的连接，选定作为引下线和均压环屏蔽网的梁柱筋驳接处必须牢固焊接，使之成为可靠的电气通道。

本建筑利用建筑物金属构件作防雷装置，屋面用φ10镀锌圆钢沿女儿墙顶通圈明敷避雷带，支架间距1m；可利用建筑物结构内钢筋通长彼此焊接作引下线，在建筑物的四周均匀对称布置，并利用混凝土基础钢筋作自然接地体。 4.3.2 防侧击雷

（1）钢构架和混凝土的钢筋应互相连接，竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置连接，平行敷设的金属管道如果间距小于0.1m应跨接。

（2）电源从邻近两不同变电站由电缆引入，并在入楼处设置避雷器，电缆金属外皮、金属线槽接地。 4.3.3等电位连接

等电位连接是把建筑物内所有金属物，如钢筋混凝土内的钢筋、自来水管、煤气管，以及其他金属管道、机器基础金属物和大型的埋地金属物、电缆金属屏蔽层、电力系统的零线、防雷建筑物的接地线，统统用电气连接的方法连接起来（焊接或可靠的导电连接），使整个建筑物空间成为一个良好的等电位体。当雷电袭击的时候，在这建筑物内部和附近大体上是等电位的，而不会发生内部设备被高电位反击和人被电击的事故。此外，电力线、

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电话线、电视信号电缆、电子计算机讯号传输线等一切与外界有联系的金属线都要接上合理的过电压保护装置（避雷器），且装置要与建筑物的防雷接地装置直接进行电气连接，使之成为等电位。此外，环形接地网就可以使界面内的电场分布比较均匀，减少跨步电压对人的危害，也可减少室内在被雷击时，由于地面电位梯度大产生对设备高电压反击的危险。

采取这些措施，可以有效防止直击雷和消弱电压波的强度，减小雷击的破坏程度。

4.4小结

本节依据《建筑物防雷设计规范》GB50057―2010，对某机关综合楼的年预计雷击次数进行计算，确定该建筑物属于三类防雷建筑物，并根据其结果确定了相应的保护措施。

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