装配式建筑防雷设计关注点.pdf

1、装配式建筑防雷设计关注点中国建筑学会雷电防护学术委员会中国建筑学会雷电防护学术委员会李慧李慧2020.11.26 2020.11.26 北京北京CONTENTS目 录思考及结语1装配式建筑防雷设计技术要点装配式建筑防雷设计关注点321装配式建筑防雷设计技术要点雷电防护学术委员会 ACLP装配式建筑装配式建筑装配式装配式混凝土结构混凝土结构装配式装配式剪力墙剪力墙结构结构装配式装配式框架结框架结构构装配式装配式框架框架-现浇剪现浇剪力墙力墙装配式装配式框架框架-现浇核现浇核心筒心筒装配式装配式部分框部分框支剪力支剪力墙墙装配式装配式钢结构钢结构钢框架钢框架结构结构钢框架钢框架-支撑支撑结构结构钢

2、框架钢框架-延性延性墙板结墙板结构构钢框架钢框架-剪力剪力墙结构墙结构装配式装配式木结构木结构装配式装配式纯木结纯木结构构装配式装配式木混合木混合结构结构结构系统、外维护系统、设备与管线系统、内装系统的主要部分采用预制部品部件集成的建筑。装配式建筑assembled building装配式建筑装配式建筑结构系统结构系统外维护系统外维护系统设备与管线系统设备与管线系统内装系统内装系统预制构件：预制构件：预制柱，预制梁，预制叠合预制柱，预制梁，预制叠合板，板，预制墙板预制墙板，预制预制楼梯楼梯预制阳台预制阳台预制构件：预制构件：钢梁钢梁钢柱钢柱楼板形式：楼板形式：压型钢板楼板压型钢板楼板钢筋桁架楼

3、板钢筋桁架楼板混凝土楼板混凝土楼板1.1 装配式建筑定义及分类雷电防护学术委员会 ACLP建筑的结构形式构件拆分、生产施工工艺、流程确定雷电防护装置（LPS）方案1.2 雷电防护装置（LPS）设计流程1 应充分利用预制构件内的钢筋做应充分利用预制构件内的钢筋做雷电防护装置（雷电防护装置（LPS）部件）部件2 在相邻预制构件间建立电气连接在相邻预制构件间建立电气连接3 预制构件之间钢筋的电气连续性预制构件之间钢筋的电气连续性认定认定雷电防护装置（雷电防护装置（LPSLPS）外部防雷装置外部防雷装置接闪器接闪器引下线引下线内部防雷装置内部防雷装置电气绝缘电气绝缘雷电等电位连接雷电等电位连接接地装置

4、接地装置设计原则设计原则雷电防护学术委员会 ACLP1.3 装配式建筑防雷设计关键部位接闪器接闪器防侧击雷防侧击雷防防雷等电位雷等电位 外墙上的金属栏杆、门窗 预制阳台 预制空调板 预制压顶：明设接闪器 金属压顶接闪器金属幕墙防雷金属幕墙防雷金属外墙屋顶层专用引下线与接屋顶层专用引下线与接闪器的连接闪器的连接中间层专用引下线中间层专用引下线之间之间的连接的连接预制预制柱内专用引下线与柱内专用引下线与现浇基础之间的连接现浇基础之间的连接雷电防护学术委员会 ACLP1.4 防雷设计相关部品部件接闪器女儿墙压顶形式女儿墙压顶形式 金属压顶金属压顶 预制压顶预制压顶预制外挂女儿墙预制外挂女儿墙（分体）

5、（分体）预制外挂女儿墙预制外挂女儿墙（连体）（连体）预制内嵌女儿墙预制内嵌女儿墙防侧击雷预制外挂墙板预制外挂墙板预制内嵌墙板预制内嵌墙板蒸汽加压混凝土外蒸汽加压混凝土外墙板墙板预制空调板预制空调板预制阳台预制阳台玻璃幕墙玻璃幕墙金属外墙板金属外墙板引下线预制柱内预制柱内专用引下线专用引下线现浇剪力墙、现浇现浇剪力墙、现浇柱内专用引下线柱内专用引下线钢柱钢柱防雷等电位连接均压环均压环预制空调板预制空调板预制阳台预制阳台2装配式建筑防雷设计关注点雷电防护学术委员会 ACLP装配式建装配式建筑分类筑分类结构形式结构形式常见构件种类常见构件种类竖向构件间连接竖向构件间连接方式方式竖向钢筋（钢构竖向钢筋

6、（钢构件件)的自然连续性的自然连续性竖向构件和水平竖向构件和水平构件连接方式构件连接方式预制构件预制构件竖竖向承重向承重构件构件装配式混装配式混凝土凝土结构结构建筑建筑装配式剪力墙结构预制梁预制梁叠合楼板叠合楼板预制楼梯预制楼梯预制阳台预制阳台预制凸窗预制凸窗预制空调板预制空调板预制剪力墙预制剪力墙灌浆套筒灌浆套筒不连续不连续现浇竖向竖向边缘构件边缘构件现浇现浇连续连续装配式框架结构预制柱预制柱灌浆套筒灌浆套筒不连续不连续现浇预制柱预制柱灌浆套筒灌浆套筒不连续不连续装配式框架-现浇剪力墙/核心筒现浇剪力墙现浇剪力墙/筒体筒体现浇现浇连续连续装配式装配式钢结构钢结构建筑建筑钢框架及框架-支撑结构

7、预制钢梁预制钢梁钢柱钢柱焊接、螺栓连接连续焊接、螺栓连接框架剪力墙/筒体混凝土叠合楼混凝土叠合楼板板钢柱钢柱+现现浇剪力墙浇剪力墙/筒体筒体交错桁架结构压型钢板楼板压型钢板楼板钢筋桁架楼板钢筋桁架楼板钢柱钢柱+现现浇剪力墙浇剪力墙/筒体筒体装配式装配式木结构木结构建筑建筑装配式纯木结构木梁木梁、木、木楼板楼板木柱木柱-装配式木混合结构木结构构件木结构构件钢结构构件钢结构构件混凝土构件混凝土构件木柱木柱钢柱钢柱混凝土柱混凝土柱焊接、螺栓连接与对应结构形式特点相同与对应结构形式特点相同关注点1：装配式建筑的结构系统及特点装配式建筑的结构系统是指结构构件通过可靠的连接方式装配而成，以承受或传递荷载作

8、用的整体。雷电防护学术委员会 ACLP关注点1：装配式建筑的结构系统及特点预制柱灌浆套筒连接预制柱灌浆套筒连接灌浆套筒预留附加连接钢筋现场安装图片现场安装图片雷电防护学术委员会 ACLP结构系统的连接方法已经实现了所有预制构件间结构系统的连接方法已经实现了所有预制构件间钢筋钢筋的水平连接，满足雷电等电位化的要求！的水平连接，满足雷电等电位化的要求！装配式混凝土建筑的预制构件的水平连接关注点1：装配式建筑的结构系统及特点预制梁、板、柱、墙内的钢筋通过现浇带内的钢筋互相连接预制构件水平连接采用现浇带，可直接利用现浇带内钢筋做防雷引下线雷电防护学术委员会 ACLP预制女儿墙通过金属连接件外挂于结构梁

9、、柱的安装方式，称为外挂式。在各段预制女儿墙水平连接的部位设置现浇段的连接方式，称为内嵌式关注点2：接闪器关注预制女儿墙内钢筋与建筑主体结构钢筋的连接，还要关注接闪器（带）和引下线的连接。雷电防护学术委员会 ACLP明明设接闪带设接闪带关注点2：接闪器1（明设接闪器）沿屋顶女儿墙顶装设镀锌圆钢接闪带。女儿墙板为预制构件，构建生产时，需要在该构件顶部的室外侧，预埋支撑接闪带用的预埋钢板。后浇柱上做预埋件，用作接闪器和引下线的连接外边梁内横向钢筋通长连通做均压环，与作为引下线的柱内主筋可靠连接雷电防护学术委员会 ACLP明设接闪带明设接闪带关注点2：接闪器2（金属压顶接闪器）金属压顶金属压顶接闪器

10、接闪器利用女儿墙金属压顶做接闪器，要求压顶钢板之间连成电气通路。雷电防护学术委员会 ACLP自然引下自然引下线线：建筑物的电气贯通的钢筋混凝土框架的金属体。钢结构建筑的钢构件。专用引下线：专用引下线：作为专用引下钢筋应上端与接闪器、下端与防雷接地装置可靠连接，结构施工时做明显标记。专设引下线：专设引下线：当无建筑物钢筋混凝土中的钢筋或钢结构柱可作为防雷装置的引下线时，应专设引下线。如木结构建筑。专用引下线专设引下线关注点3：防雷引下线雷电防护学术委员会 ACLP测量时间测量时间引下线类型引下线类型单位长度电阻单位长度电阻/(m/m)长度长度/（m）连接头连接头点数量点数量连接头点阻值连接头点阻

11、值/(m)直流电阻直流电阻/(m)2019 年年 4月月1根根-25*4扁钢扁钢0.97880200.5789.641根根10圆钢圆钢1.2451112根根20钢筋钢筋0.3123.82019 年年 8月月1根根-25*4扁钢扁钢0.9781.1100.241根根10圆钢圆钢1.245121.62根根20钢筋钢筋0.3134.42019 年年 12月月1根根-25*4扁钢扁钢0.9781.15101.241根根10圆钢圆钢1.245122.62根根20钢筋钢筋0.3135.42020 年年 4月月1根根-25*4扁钢扁钢0.9781.2102.241根根10圆钢圆钢1.245123.62根根2

12、0钢筋钢筋0.3136.4建筑高度为建筑高度为80m的装配式框架建筑引下线直流电阻值的装配式框架建筑引下线直流电阻值竖向构件为预制柱的装配式框架建筑关注点3：防雷引下线根据雷电防护 第3部分第4.3节：对使用钢筋混凝土（包括预制的、预应力的钢筋混凝土模块）的建筑，钢筋连接带的电气连续性可以通过其最上部和地面之间的电气测量来确定，测试直流电阻不应大于0.2。无论是专用引下线还是专设引下线，其直流电阻均能满足不大于0.2的要求，其中专用引下线由于利用了2根主筋，其直流电阻值更小。雷电防护学术委员会 ACLP自然引下线、专用引下线与专设引下线的比较自然引下线、专用引下线与专设引下线的比较引下线类别引

13、下线类别自然引下线自然引下线专用引下线专用引下线专设引下线专设引下线材质材质自然贯通金属构件自然贯通或非自然贯通金属构件镀锌圆钢或扁钢每根引下线导每根引下线导体规格及数量体规格及数量所有自然连通的竖向钢筋1根不小于10钢筋1根不小于10圆钢或截面积不小于48mm2的扁钢（厚度不小于4mm）引下线引下线连接方式连接方式土建施工的绑扎法、机械连接、对焊和搭接焊等多种连接焊接焊接或机械连接防腐要求防腐要求无柱内钢筋无防腐要求；柱外附加导体热镀锌，与预埋板的焊接处涂防腐漆热镀锌，焊接处涂防腐漆引下线间距引下线间距利用所有混凝土柱内主筋做引下线，没有间距要求至少应满足专设引下线的间距要求一类防雷 12m

14、二类防雷 18m三类防雷 25m为防反击要求为防反击要求的间隔距离的间隔距离不考虑当引下线间距满足专设引下线要求时，间隔距离的计算方法同专设引下线；不考虑间隔距离的条件:全部都做引下线Sa30.06Kclx(二类防雷）Sa30.04Kclx(三类防雷）接触电压和跨接触电压和跨步电压步电压当有不少于10 根立柱组成的自然引下线时，可不考虑接触电压和跨步电压的影响同自然引下线引下线3m范围内地表层电阻率不小于50k m适用建筑适用建筑钢筋混凝土建筑、钢结构建筑采用预制柱的装配式混凝土框架结构建采用预制柱的装配式混凝土框架结构建筑筑非钢筋混凝土建筑爆炸危险场所关注点3：防雷引下线采用专用引下线方案具

15、有与自然引下线相同的优点，同时成本较专设引下线小，可靠性更高，而且，充分利用了预制柱内钢筋及相互间的连接（土建施工的连接方式），有利于减小对间隔距离的要求，国标图集推荐采用。雷电防护学术委员会 ACLP引下线选择小结：应优先利用现浇混凝土内钢筋做防雷接地装置。应优先利用预制柱内的钢筋作为防雷专用引下线，该引下线钢筋，应在构件之间作可靠的电气连接，并应上端与接闪器、下端与接地装置连接成可靠的电气通路。不推荐采用专设引下线方式。竖向构件为预制柱的装配式框架建筑连接点防腐施工措施：在预留的凹槽内设置连接板，采用比构件混凝土标号高一级的细石混凝土或、类水泥基灌浆砂浆补槽抹平，将连接的镀锌扁钢与预埋连接

16、板密封在结构件内；或将连接点刷两遍常规的防腐漆，再采用普通抹灰砂浆进行补槽抹平。关注点3：预制柱上防雷引下线连接点防腐雷电防护学术委员会 ACLP关注点4：侧击雷防护外挂式墙板通过金属连接件安装、固定于主体结构上 规范要求：规范要求：根据GB 50057-2010第4.3.9，4.4.8条，高度超过45m（二类防雷）或60m（三类防雷）的建筑物，其上部占高度20%并超过60m的部位尚应考虑防侧击措施。要点措施：要点措施：了解预制构件的形式和装配工艺，并采取适当措施确保其内部钢筋与建筑主体结构钢筋可靠连接，是做好装配式建筑防侧击雷设计的关键。内嵌式预制外墙板通过与后浇段的水平连接进行固定采用外挂

17、或内嵌式，安装、固定于建筑周边的叠合梁上，通过叠合梁上的预埋件及角钢，将外墙板固定，同时，为满足外墙的稳定性要求，该外墙板上还设置有金属骨架，金属窗框边设置金属加固框 固定于构件上的金属物，如金属百页、金属栏杆、金属窗框等与构件内防雷附加导体的连接。附加导体与主体结构钢筋的连接。附加导体和预埋板的设置，是实现这些连接的关键。凸窗、阳台板、空调板等不再另设防直击雷的人工接闪器。预埋件预埋件雷电防护学术委员会 ACLP后浇段后浇段金属连接件金属连接件预制外挂墙板预制外挂墙板内主钢筋内主钢筋外挂墙板案例外挂墙板案例关注点4：侧击雷防护雷电防护学术委员会 ACLP关注点4：侧击雷防护雷电防护学术委员会

18、 ACLP预制空调板预制凸窗附加连接导体附加连接导体附加连接导体附加连接导体关注点4：侧击雷防护 固定于构件上的金属物，如金属百页、金属栏杆、金属窗框等与构件内防雷附加导体的连接 附加导体与主体结构钢筋的连接。雷电防护学术委员会 ACLP1 雷电等电位连接1 将LPS与其他金属部件：金属装置、建筑内部系统、建筑外部导电部件进行等电位连接形成电气通路。2 剪力墙结构建筑，利用楼层现浇结构圈梁，作为环形导体实现等电位连接3 框架结构建筑，利用叠合圈梁现浇层内主钢筋连接成电气通路作为环形导体4 设置有等电位连接的场所，各构件内钢筋应作可靠的电气连接，并与等电位连接箱连通关注点5：内部防雷2 各部件间

19、的电气绝缘各部件间的电气绝缘满足间隔距离要求2 装配式框架结构建筑，需要根据引下线和环形导体的合理设置来满足间隔距离的要求。3思考及结语雷电防护学术委员会 ACLP预制叠合楼板现浇楼板预制叠合梁预制柱现浇剪力墙预制叠合楼板装配式框架结构(框架核心筒结构）建筑利用预制柱内钢筋做引下线。利用预制柱内2根主钢筋作引下线利用现浇核心筒内通长焊接的钢筋作引下线3.1 装配式框架结构建筑防雷引下线选择思考雷电防护学术委员会 ACLP装配式框架核心筒结构建筑现浇剪力墙预制柱防雷引下线h(m)分项方案一方案二方案三引下线设置按GB50057，二类防雷引下线间距18m 利用所有外墙柱内主筋做引下线，引下线间距

20、9m同方案二n=10n=18n=18环形互连导体设置滚球半径以上每两层设等电位环形接地体,滚球半径以下不设等电位环形接地体同方案一滚球半径以上每两层设等电位环形接地体，滚球半径以下按不大于20m距离设等电位环形接地体GB/T21714.3-2015建议最顶层间隔距离Sa（m）0.136-0.9230.114-0.7740.066-0.114m-n层间隔距离Sa（m）0.036-0.360.02-0.150.01-0.067天科广场引下线和均压环设置方案比较装配式框架结构建筑，其间隔距离受引下线数量和环形导体间距离的影响。为让建筑内设备布置尽量少受引下线位置的限制，同时让外墙预制柱生产的标准化，

21、装配式框架结构建筑宜利用建筑四周所有柱内主筋作引下线（为防接触电压和跨步电压，引下线总数不少于10根），同时滚球半径以上的楼层每两层（最顶上3层每层设）将结构叠合圈梁现浇层内钢筋焊成电气通路作环形导体，滚球半径以下的楼层按不大于20m的距离将结构叠合圈梁现浇层内钢筋焊成电气通路作环形导体。3.1 装配式框架结构建筑防雷引下线选择思考雷电防护学术委员会 ACLP 充分了解充分了解各类装配式建筑的结构系统及特点是做好装配式建筑防雷设计的关键各类装配式建筑的结构系统及特点是做好装配式建筑防雷设计的关键；预制预制女儿墙上的接闪器与接闪网及引下线的连接方法需根据预制女儿墙的女儿墙上的接闪器与接闪网及引下

22、线的连接方法需根据预制女儿墙的安装方式安装方式确定确定；应优先利用建筑物内钢构件作为雷电防护装置的自然部件；装配式框架结构建筑应优先利用建筑物内钢构件作为雷电防护装置的自然部件；装配式框架结构建筑，利用其利用其预制预制柱柱内内2根主筋根主筋作作专用防雷专用防雷引引下下线线，不推荐专设引下线做法，不推荐专设引下线做法；预制钢筋混凝土建筑内各相邻预制混凝土自然构件间应建立电气连接预制钢筋混凝土建筑内各相邻预制混凝土自然构件间应建立电气连接。对对采用预制柱的装配式框架结构建筑，为防止雷电反击，应尽量多地利用建筑四周柱内主筋作引下线（建议采用预制柱的装配式框架结构建筑，为防止雷电反击，应尽量多地利用建

23、筑四周柱内主筋作引下线（建议全部利用且不少于全部利用且不少于10根柱子），并每两层将建筑物周圈的叠合梁现浇层内主钢筋焊成电气通路作环形导体，根柱子），并每两层将建筑物周圈的叠合梁现浇层内主钢筋焊成电气通路作环形导体，以减小对间隔距离的要求，同时满足对接触电压和跨步电压的防护要求以减小对间隔距离的要求，同时满足对接触电压和跨步电压的防护要求。预制构件生产及现场施工时，应重点关注防雷设施在建筑全生命周期的电气连续性。针对不同地域、不同环预制构件生产及现场施工时，应重点关注防雷设施在建筑全生命周期的电气连续性。针对不同地域、不同环境应采用合适的防雷材质和防腐处理措施境应采用合适的防雷材质和防腐处理措施。3.2 结语