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中小学校防雷工程设计方案

首先对学校各个建筑物进行雷击风险评估,划分防雷类别,在此基础上从防直击雷、防雷电波侵入两个方面,进行雷电防护工程整体设 计,以最大限度的减轻雷电灾害。考虑到学校人 员密集,发生雷电灾害后果比较严重,故考虑学 校三层以下(含三层)建筑物划分为第三类防雷建 筑;四层以上(含四层)建筑物划分为第二类防 雷建筑;学校总配电箱及楼房配电箱设置第一级 电源浪涌保护器;计算机室、语音室、电教室、 网络教室、电子阅览室、广播室等配电引入处, 设置第二级电源浪涌保护器。

直击雷防护

接闪器

在屋面四周、女儿墙及屋脊等易受雷击部 位设置避雷带,拐角处设避雷短针。避雷带材料 采用Φ10热镀锌圆钢,避雷短针用Φ12热镀锌圆钢。避雷带的支撑高度为0.15m,支撑间距为 1m,拐角处悬空段为0.3m,拐角处不得设置支 撑卡子。避雷带必须形成闭合回路。避雷带过变 形缝处应作补偿处理。避雷带之间的焊接采用双 面焊接,焊接长度大于圆钢直径的6倍,焊接处 应做防腐处理。当女儿墙较宽时,避雷带应沿女 儿墙外侧敷设,距外边沿不大于0.1m。所有突 出屋面的金属物体、金属装置应与避雷带进行连 接。突出屋面的非金属物体设避雷短针保护。所 有避雷短针应与避雷带连接。

引下线

对于改建项目,沿建筑外墙明敷,材料采 用25mm×4mm热镀锌扁钢。引下线沿建筑四周 均匀设置,第二类防雷建筑每隔不大于18m设一 引下线,第三类防雷建筑每隔不大于25m设一引 下线。引下线支撑高度为0.1m,固定间距为 2m。每根引下线在离地面1.8m高度处设断接 卡,地面下0.3m到地面上1.7m之间采用改性塑 料管保护。引下线与避雷带、接地线采用双面焊 接,焊接长度大于圆钢直径的6倍。

对于新建项目,利用结构柱内直径≥φ 12对角四条主钢筋,或直径≥φ16对角两条主钢 筋作为引下线,引下线钢筋应通长焊接,且应沿 建筑物四周均匀对称布置,第二类防雷建筑引下 线间距应不大于18m,第三类防雷建筑引下线间 距应不大于25m,建筑主要阳角位应设引下线。

接地装置装置

对于改建项目,采用A型接地装置,即在每 根引下处设置一组接地体。每组接地体采用两根 长度为2.5m,L50×50×5的镀锌角钢,镀锌角 钢间距为5m,之间采用-40×4热镀锌扁钢连 接。接地体埋设深度0.8m,且距建筑物出入口 或人行道不小于3m。各组接地体建筑外墙为 1m。引下线与接地体之间的连接线采用-40× 4热镀锌扁钢。每根引下线处的冲击接地电阻不大于10Ω,否则应增设接地体。接地线与接地 体、接地体之间的连接采用三面焊接,焊接长度 为扁钢宽度的2倍。

对于新建项目, 应充分利用桩、承台、地 梁内的钢筋作为自然接地体。对桩基,每桩利用 外围结构主筋中对角两根主筋作为垂直接地体, 各防雷引下线处的桩基均应被利用作为垂直接地 体。利用承台、底梁的不少于两根主筋纵横焊接 连通形成水平接地网,接地网网格平均尺寸不大 于20m×20m或24m×16m当基础地梁内无钢筋 可利用时,应利用-40×4镀锌扁钢在基础内敷 设成接地网。水平接地体与垂直接地体应可靠焊 接。在接地装置主要阳角处应靠近引下线设置接 地电阻测试端子,距地高度不宜低于300mm, 规格为-40×4热镀锌扁钢或L50×50×5镀锌角 钢,并设明显标志。

室外树木防雷

若建筑物外存在高于建筑的树木,若树木 不在建筑物防雷装置保护范围之内,雷击发生 时,雷电流有可能最先与树木接触,当雷电流顺 着树木下引时,若感应到建筑内的钢筋、电源 线、信号线等良导体时,有可能冲破墙壁“傍” 上新的导体,若此时人体距离这些金属物很近, 则很有可能被反击;当雷电流顺着树木下引时, 也可能直接感应到人体,雷电流有可能冲破墙壁 “傍”上人体,通过人体入地,造成严重后果。

根 据GB50057-94(2000版 ) 的 有 关 要 求,当室外树木高于建筑物且不在接闪器保护范 围之内时,树木与建筑物之间的净距不应小于 5m。但受具体情况限制,不能满足安全距离的 要求时,应对这些树木采取措施。从经济、方便 的角度提出入下措施:

1)绿化时应考虑选择低矮种类的树木。

2)为确保安全,建议树顶应至少低于周围 建筑1m,当不满足要求时,应定期裁剪树冠, 使高度保持低于周围建筑1m。

3)为高大树木采取避雷针保护,并沿树干 设引下线,并设接地装置,接地电阻应不大于 10Ω。在接地装置上方地面采取绝缘等保护措 施,并设立警示标志。

防雷电波侵入

低压电缆应埋地引入,在学校配电房总配电柜内加装电源浪涌保护器,作为第一级保护。该避雷器最大通流容量为不小于60KA(10/350us), 残压小于2.0KV(25KA,8/20us)。学校引入电缆一般沿内墙敷设,雷击概率及雷击强度均不大,因此,在各教学楼层或教室引入的电源配电箱内, 分别加装电源浪涌保护器,作为第二级保护。该 避雷器最大通流容量为40KA(8/20us),残压小 于1.5KV(15KA,8/20us)。

配电箱内应预留空气开关位置,如无安装位置,亦应在开关箱旁边就近单独安装避雷器箱体。安装的防雷器间距应符合规范的要求:电压开关型防雷器与限压型防雷器之间的线路长度不宜小于 10m,限压型防雷器之间的线路长度不宜小于5m, 否则应采取相应退耦措施。

学校人员密集,微电子设备应用广泛,如果防护措施不当,一旦遭受雷击事故将会造成难 以预料的后果。学校雷电防护系统应因地制宜, 在综合评估学校雷电灾害风险的基础上,从整体 防雷的角度,严格按照国家标准要求,细致研究 防雷装置设计布置,认真进行施工监督和验收, 有效地防止或减少雷电对校园的危害。


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