4 防雷接地系统设计

文献[6]第2.0.3条对防雷等级做了如下的规定。

第2.0.3条 遇下列情况之一时，应划为第二类防雷建筑物：

一、国家级重点文物保护的建筑物。

二、国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站、国宾馆、国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物。

三、国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电子设备的建筑物。

四、制造、使用或贮存爆炸物质的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。

五、具有1区爆危险环境的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。

六、具有2区或11区爆炸危险环境的建筑物。

七、工业企业内有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。

八、预计雷击次数大于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物。

九、预计雷击次数大于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。

本建筑高54.5m，根据规范，防雷设计第二类防雷建筑设计。

　　4.1 建筑物的防雷措施

4.1.1 一般规定[6]

第3.1.1条 各类防雷建筑物应采取防直击雷和防雷电波侵人的措施。

第一类防雷建筑物和本规范第2.0.3条四、五、六款所规定的第二类防雷建筑物尚应采取防雷电感应的措施。

第3.1.2条装有防雷装置的建筑物，在防雷装置与其它设施和建筑物内人员无法隔离的情况下，应采取等电位连接。

4.1.2 第二类防雷建筑物的防雷措施

第3.3.1条 第二类防雷建筑物防直击雷的措施， 宜采用装设在建筑物上的避雷网（带）或避雷针或由其混合组成的接闪器。避雷网（带）应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，井应在整个屋面组成不大于10m×10m或12m×8m的网格。所有避雷针应采用避雷带相互连接。

第3.3.2条 突出屋面的放散管、风管、烟囱等物体，应按下列方式保护.：

（1）排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等管道应本规范第3.2.1条二款的要求。 

排放无爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、烟囱，1区、11区和2区爆炸危险环境的自然通风管，装有阻火器的排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管，本规范第3.2.1条三款所规定的管、阀及煤气放散管等，其防雷保护应符合下列要求.：

1.金属物体可不装接闪器，但应和屋面防雷装置相连；

2.在屋面接闪器保护范围之外的非金属物体应装接闪器，并和屋面防雷装置相连。

第3.3.3条 引下线不应少于两根， 并应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不应大于18m。当仅利用建筑物四周的钢柱或柱子钢筋作为引下线时，可按跨度设引下线，但引下线的平均间距不应大于18m。

第3.3.4条 每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω。防直击雷接地宜和防雷电感应、电气设备等接地共用同一接地装置，并宜与埋地金属管道相连；当不共用、不相连时，两者间在地中的距离应符合要求，但不应小于2m：

在共用接地装置与埋地金属管道相连的情况下，接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。

第3.3.5条 利用建筑物的钢筋作为防雷装置时应符合下列规定：

（１）建筑物宜利用钢筋混凝土屋面、梁、柱、基础内的钢筋作为引下线。本规范第2.0.3条二、三、八、九款所规定的建筑物尚宜利用其作为接闪器。

（２）当基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4%及基础的外表面无防腐层或有沥青质的防腐层时，宜利用基础内的钢筋作为接地装置。

（３）敷设在混凝土中作为防雷装置的钢筋或圆钢，当仅有一根时，其直径不应小于10mm。被利用作为防雷装置的混凝土构件内有箍筋连接的钢筋，其截面积总和不应小于一根直径为10mm钢筋的截面积。

（４）利用基础内钢筋网作为接地体时，在周围地面以下距地面不小于0.5m，每根引下线所连接的钢筋表面积总和应符合要求：

（５）当在建筑物周边的无钢筋的闭合条形混凝土基础内敷设人工基础接地体时，接地体的规格尺寸不应小于下表的规定。

表4.1接地体规格尺寸[6]

闭合条形基础的周长(m)

扁钢

圆钢,根数*直径(mm)

≥60

4*25

2*Φ10

≥40或<60

4*50

4*Φ10或3*Φ12

<40

钢材表面积总和≥4.24m2

注：1.当长度相同、截面相同时，宜优先选用扁钢；

2.采用多根圆钢时，其敷设净距不小于直径的2倍；

3.利用闭合条形基础内的钢筋作接地体时可按本表校验。除主筋外，可计入箍筋的表面积。

（６）构件内有箍筋连接的钢筋或成网状的钢筋，其箍筋与钢筋的连接，钢筋与钢筋的连接应采用土建施工的绑扎法连接或焊接。单根钢筋或圆钢或外引预埋连接板、线与上述钢筋的连接应焊接或采用螺栓紧固的卡夹器连接。构件之间必须连接成电气通路。

第3.3.6条 当土壤电阻率ρ小于或等于3000Ω·m时，在防雷的接地装置同其它接地装置和进出建筑物的管道相连的情况下，防雷的接地装置可不计及接地电阻值，但其接地体应符合规定；

第3.3.7条 本规范第2.0.3条四、五、六款所规定的建筑物，其防雷电感应的措施应符合下列要求：

（１）建筑物内的设备、管道、构架等主要金属物，应就近接至防直击雷接地装置或电气设备的保护接地装置上，可不另设接地装置。

（２）平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物应符合本规范第3.2.2条二款的要求，但长金属物连接处可不跨接。

（３）建筑物内防雷电磁感应的接地干线与接地装置的连接不应少于两处。

第3.3.8条 防止雷电流流经引下线和接地装置时产生的高电位对附近金属物或电气线路的反击，当利用建筑物的钢筋或钢结构作为引下线，同时建筑物的大部分钢筋、钢结构等金属物与被利用的部分连成整体时，金属物或线路与引下线之间的距离可不受限制。

在电气接地装置与防雷的接地装置共用或相连的情况下，当低压电源线路用全长电缆或架空线换电缆引入时，宜在电源线路引入的总配电箱处装设过电压保护器；当Y，yn0型或D，yn11 型接线的配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙处时，在高压侧采用电缆进线的情况下，宜在变压器高、低压侧各相上装设避雷器；在高压侧采用架空进线的情况下，除按国家现行有关规范的规定在高压侧装设避雷器外，尚宜在低压侧各相上装设避雷器。

第3.3.9条 防雷电波侵入的措施，应符合下列要求：

（１）当低压线路全长采用埋地电缆或敷设在架空金属线槽内的电缆引入时，在入户端应将电缆金属外皮、金属线糟接地；对本规范第2.0.3条四、五、 六款所规定的建筑物，上述金属物尚应与防雷的接地装置相连。

（２）架空和直接埋地的金属管道在进出建筑物处应就近与防雷的接地装置相连；当不相连时，架空管道应接地，其冲击接地电阻不应大于10Ω。本规范第2.0.3条四、五、六款所规定的建筑物，引入、引出该建筑物的金属管道在进出处应与防雷的接地装置相连；对架空金属管道尚应在距建筑物约25m 处接地一次，其冲击接地电阻不应大于10Ω。

第3.3.10条 高度超过45m的钢筋混凝土结构、钢结构建筑物， 尚应采取以下防侧击和等电位的保护措施：

（１）钢构架和混凝土的钢筋应互相连接。钢筋的连接应符合本规范第3.3.5条的要求；

（２）应利用钢柱或柱子钢筋作为防雷装置引下线；

（３）应将45m及以上外墙上的栏杆、 门窗等较大的金属物与防雷装置连接；

（４）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。

　　4.2 本建筑防雷接地系统设计结果

4.2.1 防直击雷的措施

本建筑利用基础钢筋网（成电气通路）做接地体，接地电阻小于1Ω（否则增加人工接地体）。屋面避雷带用ø10mm的圆钢沿着女儿墙暗敷于粉刷层中，粉刷层厚度需小于20mm。利用柱内不少于四根ø12mm以上的钢筋做通常焊接做引下线，共13处，在建筑物四周均匀或对称布置，其间距小于18m。

4.2.2 防侧击感应雷的措施

1.        为防侧击雷，从45m以上，每三层设均压环，屋面所有金属门窗、建筑玻璃幕墙、设备金属外壳、露出屋面的金属物、装饰构件内钢筋均应与作防雷引下线的钢筋连通；

2.        钢结构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；

3.        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。

4.2.3 接地系统

1.        本工程低压配电系统接地型式采用TN-S，在电源引入处作重复接地；其工作零线和保护地线在接地点后要严格分开。凡正常不带电而当绝缘破坏有可能呈现电压的一切电气设备金属外壳均应可靠接地。

2.        防雷接地、变压器中性点接地及电气设备、信息系统等接地共用统一的接地装置，要求接地电阻不大于1Ω，否则应在室外增设人工接地体。

3.        本工程采用总等电位连接，在配电室设总等电位连接端子；将建筑物内保护干线、设备进线总管、建筑物金属构件进行连接。

4.        弱电机房、电梯机房、浴室、卫生间等处设局部等电位连接。

详细情况见附录B屋顶防雷平面图。

　　5 火灾自动报警及消防联动控制系统

　　5.1 总则

本建筑为二类高层建筑，属二级保护对象，采用区域报警系统。

1.        本工程小区消防中心设在9号楼地下一层。本住宅楼单元入口处设火灾报警显示盘，火灾报警系统控制信号引自5号楼区域报警器。

2.        消防报警及联动系统采用海湾公司设备。例如感温探测器型号为：JTW-ZCD-G3。

3.        报警回路为二总线制，线路沿耐火桥架经过电井引至各层,各层联动控制线、消防广播线均穿钢管暗敷。

4.        在大楼的楼梯间、电梯前室等处设置离子感烟探测器，吸顶安装。在主要的出入口设置手动报警按钮（带消防电话插孔），下皮距地1.5m，按“步行距离不大于30m”的原则设置，消防模块现场定位。消火栓内设置消火栓按钮，风机房和电梯机房设置消防电话分机。

5.        按规范设置消防广播系统，并与正常广播结合，火灾时强切至火灾广播。火灾发生时，按本层及以上各层和下层进行广播。消防广播扬声器均为3W，有吊顶处用嵌入式，无吊顶处壁挂，下皮距地2.5m。

6.        消防联动控制：消火栓内设置专用消防报警按钮（带指示灯），信号接入火灾报警系统。信号线经消防控制室后送至消防水泵房。按下报警按钮后，报警按钮向消防控制室发出信号，同时启动消防水泵，消防水泵启动后按钮盒上的指示灯亮。火灾确认后，消防控制系统将相应区域的音乐广播切换为消防紧急广播，切断相关区域的非消防电源，向电梯控制柜发出联动信号，强迫电梯返回首层，并打开门。消防电梯供消防人员使用。

7.        接地系统：本消防系统采用控制器端单点接地方式，其余设备均不得与任何地线连接，以防设备误动作。

8.        消防用电采用双回路供电，传输线采用厂家规定的导线，均穿G15钢管沿楼板、墙、柱暗敷。