玻璃幕墙防雷设计施工方法的探讨

　　1前言　　随着中国经济的腾飞，高楼大厦象雨后春笋般在城市中拔地而起，玻璃幕墙在中高档建筑中得到了广泛的应用。{TodayHot}但随之而来的有关玻璃幕墙的安全性如何得到保证，是一个值得关注的问题。我国现行的防雷设计、施工及验收规范中，对玻璃幕墙的防雷要求阐述尚未十分明确，设计单位对玻璃幕墙防雷施工方法说明也不具体，给从事施工和监理的技术人员如何准确把握质量安全、技术要求带来困难。　　2雷电对高层建筑玻璃幕墙的危害　　众所周知，雷电是一种自然的放电现象，雷电流是一种强度极大，作用时间极短的瞬变过程。雷电击中建筑物时，通常会产生电效应、热效应和机械力。雷电流在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，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触电。因此，玻璃幕墙作为建筑物的装饰外衣，在建筑物的最外层，很容易遭受雷电的直击和侧击，如建筑物的玻璃幕墙没作好防雷设施，遭到雷击就会出现上述的情况。　　高层建筑玻璃幕墙的金属材质由于雷电的效应，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，这时幕墙的金属体感应电荷不能以相应的速度流散，将会产生高达万伏以上的对地电位，这就是静电感应电压，对人和设备产生危害。　　3高层建筑玻璃幕墙防雷设计的要求　　在玻璃幕墙的防雷设计中，应充分利用建筑物的这些装置，将幕墙竖向龙骨、横向龙骨和建筑物防雷网接通，{HotTag}连成一个防雷整体，把玻璃幕墙获得的巨大雷电能量，通过建筑物的接地系统，迅速地输送到地下，保护玻璃幕墙和建筑物免遭雷电的破坏。　　高层建筑幕玻璃墙顶部的接闪器，不能防止电流的侧面横向发展绕击作用。在30m以上的高层建筑玻璃幕墙部位，每三层设置一圈均压环，即把该层梁或楼板内四周的二根主钢筋焊接连通，并在引下点处焊接预留钢筋，与玻璃幕墙自身龙骨架焊接连通。在30m以下的部分，也应从基础在地梁钢筋的防雷引下点出焊接预留钢筋与玻璃幕墙的龙骨架焊接连通。从而使整体建筑结构形成法拉第等电位系统——笼式避雷网，使建筑的整体形成了等电位，防止了雷电的磁感应。对于高层建筑中高度超过30m处的金属门窗，作为大楼的一部分，为防止侧雷击，往往采用预埋铁件，在预埋施工中将铁件与附近的柱筋引下线相焊连，待安装金属窗时再由金属与预埋铁件至少2～3处焊接，或利用金属窗自带螺丝与预埋件连接。通过以上措施，使建筑物整体贯通，不仅有助于保护建筑物免遭雷击的损坏，而且还能起到保护人身安全的作用。　　高层建筑玻璃幕墙顶部的女儿墙盖板，它沿建筑物女儿墙顶部分布，是雷击率最大的部位。作为防止雷击的直击措施，应在盖板上安装明装避雷带和避雷针，起到引雷作用的接闪器。其作用在于接受雷电流，同时又安全地把雷电流与建筑物防雷网接通，并导通入地达到避雷作用。　　4高层建筑玻璃幕墙的防雷接地施工要求　　通过查阅有关防雷接地的技术资料，玻璃幕墙防雷施工必须在以下几个方面满足要求：　　(1)玻璃幕墙的防雷设计应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》(GB500057-94)的有关规定。　　(2)引下线截面应符合要求：玻璃幕墙竖向主龙骨应视为防雷引下线，竖向主龙骨的跨接用扁钢时截面必须达到l00mm2。　　(3)满足机械强度的要求：除去焊接方式以外，采用压接方式其金属材料厚度达到4mm。　　(4)采用焊接方式要满足施工规范的要求：圆钢搭接长度为其直径的6倍，且双面施焊；扁钢搭接长度为其宽度的2倍，且三面施焊；焊接处做防腐处理。　　(5)不同金属压接，要做防电化腐蚀处理。如：钢与铝连接时，钢要镀锡；或在钢、铝之间加不锈钢垫片。　　(6)施工工程中须防雷设施检测人员进行分段验收，已保证玻璃幕墙的防雷施工质量。　　(7)施工完成后，须防雷设施检测所人员进行检测，必须达到设计和规范要求的接地电阻值。　　5实例　　介绍广州大学城综合信息枢纽楼玻璃幕墙防雷设计和施工的作法。　　该工程总建筑面积约4万平方米，为全现浇钢筋混凝土结构。分主楼、副楼两栋，主楼11层，檐高63.3m；副楼6层，檐高22.6m。　　该工程外墙使用大面玻璃幕墙及复合铝板。下面以主楼为例，说明其玻璃幕墙防雷设施施工的具体作法：　　(1)从基础开始，包括二层、四层、七层、九层和天面(十一层)，利用建筑物四周结构楼板表面钢筋焊接成一道均匀环，焊接长度为圆钢直径的6倍，双面施焊、焊接处刷两道防锈漆(以后焊接处均刷两道防锈漆)。并在该层的每个柱子上引出一段热镀锌圆钢(φ12)其一端与该层楼板表面钢筋焊接连通，另一端与玻璃幕墙竖向铝合金主龙骨保持接地贯通，焊接长度为圆钢直径的6倍。由于该大楼是广州大学城通信、监控的中心，对防雷的要求很高。因此，在玻璃幕墙防雷的施工中，在二层、四层、七层、九层和天面(十一层)焊接均匀环外，还在该层的底板外侧另加通长敷设一条热镀锌圆钢(φ12)，也是焊接成一条均匀环(使该层形成双均匀环)，并与玻璃幕墙的竖向铝合金龙骨架可靠焊接。双均匀环可以大大增加玻璃幕墙龙骨架与大楼防雷设施的焊接面积，可以使玻璃幕墙在受雷击时更好地把雷电流通过建筑物的防雷系统输送到大地。通过以上的施工，使整体建筑结构与玻璃幕墙形成法拉第等电位系统——笼式避雷网，使建筑的整体形成了等电位，防止了雷电的磁感应，使大楼的人员与设备得到保护。　　(2)玻璃幕墙的竖向主龙骨一端与建筑物的防雷装置可靠焊接后，另一端是与玻璃幕墙的铝合金部分连接，就不能用焊接的方法，只能用两个M8不锈钢对穿螺栓与竖向主龙骨进行压接，为防止镀锌扁钢与铝合金的电化学腐蚀，在其间加垫lmm厚不锈钢垫片，并加不锈钢平垫和弹簧垫。　　(3)所有竖向主龙骨的连接处采用50×4铝合金制成的可伸缩的"防雷铝板条"进行压接，连接处上下各用两个M8不锈钢对穿螺栓进行压接(可动的一端避开插芯)，并加不锈钢平垫和弹簧垫。　　(4)玻璃幕墙顶部女儿墙的盖板最容易遭受雷击的地方。用φ10不锈钢圆钢沿女儿墙顶部周圈安装明装避雷带，并与主体结构防雷引下线焊接。在盖板内侧安装40×4×4镀锌角钢，每块铝板安装两段角钢(每段长300mm)，两段之问用φ12镀锌圆钢焊接连通。并用φ10不锈钢圆钢一端与女儿墙顶φ10不锈钢圆钢焊接，另一端与角钢焊接。每段角钢与铝板之间用四个M6×20不锈钢自攻螺丝压接(角钢与铝板之间加垫1mm厚不锈钢垫片)，并加不锈钢平垫和弹簧垫。　　(5)建筑物外墙的所有金属栏杆、金属门窗等较大的金属物，均与大楼的防雷装置连接。　　(6)检测结果：通过实施上述的技术质量安全措施，使玻璃幕墙与大厦的防雷系统成为一个整体，较好地完成了玻璃幕墙防雷系统的工作。后经实地检测，在主楼共设置6个测试点实测，接地电阻值均在0.2～0.5Ω之间，完全满足设计(R≤lΩ)及规范要求。　　6结语　　关于建筑玻璃幕墙的防雷设计和施工方法仍有许多细节需要我们总结和完善。

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