金属屋面建筑物的防雷设计.PDF

金属屋面建物前防雷设计
张文宁(南宁中轻工程科技有限责任公司530031)
摘要由金属材料作为屋面的建筑物,由于其屋面板具有与避雷网同等的接闪效果,故其
防雷设汁在接闪等方面与一般混凝土屋面的建筑物有所不同,其選雷网设置需要用滚球法来进行
计算。笔者采用滚球法,远用平面几何学原理,推出其避雷网的网架高度及网格尺す计算式。
关键词金属屋面防雷设计接闪滚球法
由于彩色胚型板等新型建筑材料具有使用灵的可能性。因此,笔者认为,设计人员可根据建筑
活、安装方便、造价低廉、美观实用等优点,因而物的重要性来选择是否需要増设避雷带。通常
被广泛地运用于各类工业厂房、仓库、体育场、展般的工业与民用建筑可不考虑增设避需带。因为,
览馆等建筑工程的屋面建设中。而这类金属屋面建根据彩色压型板的结构特点,其被雷击穿孔的部分
筑物的防雷工程设计在接闪等方面与一般混凝土屋都是其面层,面层下还有以防火阻燃材料,如粲苯
面的建筑物有所不同,笔者就此提出个人的观点,乙烯袍沐做的芯层,以及以彩色钢板材料做的底
仅供参考。
层。因此,屋面被击穿后,并不会立即出现漏雨现
金属屋面建筑物的防雷工程设计具体步骤如下象,一般可通过定期维修来解决此类问题
注:本文所讨论的金属屋面建筑物为非第一类纺
当金属屋面符合《规范》第4.1.4条第一、三、
雷建筑物,另所有避雷网架设高度b均小于或等于四款时,宜利用金属屋面作为接闪器。其优点同
滚球半径,)。
上,同时,由于金属较厚,它能避免被雷击穿孔
首先确定建筑物是否需要设防及其防雷类别
2.2在金属屋面上架设避雷网作为接闪器
根据国家标准《建筑物防雷设计规范》(CB50057
当金属屋面分别不符合《规范》第4.1.4条第
2000年版)(以下筒称《规范》)第2.0.3条,第
四款及第
、四款时,则需要在金属
2.0.4条的各款,确定该建筑物是否需要设防及其屋面上架设避雷网作为接闪器。根据国家标准图集
防雷类别。通常,对于一般性的工业与民用建筑,《建筑物防備设施安装》(9D562)的第25页及第45
需要计算其年预计雷击次数N,根据《规范》附录页的相关内容,常规的混凝土屋面建筑物架设避雷
可以知道,Ⅳ值的大小取决于建筑物所处的地网的网架高度通常为0.1m。但是,如果按此防笛
域气象、地理位置,以及建筑物的结构形式和外形要求简单地在金属屋面上架设避雷网,其减少屋面
尺寸等因素。在进行这类建筑物防雷设计前,首要被蛋击的几辛将不显著。因为,金属原面与避雷阿
的一点,就是计算出年预计雷击次数N,并通过具有相同的接闪效果,当发生雷击时,常规架设的
值确定是否需要设防及其防雷类别。
避雷网并不能完全保护金属屋面建筑物,如图1所
2如金属屋面建筑物帮要按相应的类别设防,则示。因此,金属蜃面的邋雷网必须按滚球法来确定
应根据《规范》第4.1.4条各款的要求,确定采用何网架的高度和网格尺寸。其具体方法如下(如图2
种形式的接闪噐
所示)。
2.1利用金属屋面作为接闪器
2.2.1确定Ⅰ-Ⅰ面的避雷网架设高度及网格间距
当金属屋面符合《规范》第4.1.4条第
在图2(b)中,任选A、B两点架设避雷网
四款时,宜利用金属屋面作为接闪器。这样做,可设网架高度为ん,A、B两点水平距离为聊昭。分别
省去架设避雷带的麻烦,减少投资,同时还可保持以A'、B'两点为圆心,以相应的滚球半径n为半
建筑物外形美观,但不能避免金属屋面被雷击穿孔径作圆弧,交于O点,再以O点为圆心,み1为半
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建筑电2003年第6期
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W
cost
/()2+(E1-B2)
金属屋面
避雷网
在实际τ程计算中,可分别取W1=W,W1
っW等值来计算h值,最后选出在工-T面上合适
图1常规架设的避雷网
的网架高度及间歜。
不能完全保护金属屋面建筑物
2.2.2确定Ⅱ-Ⅱ面的避雷网架高度及网格间距
如图2(c)所示。由于1-L面的h值已经确
定,那么川-川面的ん值将与之相同。因此,只需
?
要确定网架的间距即可
在图2(c)中,任选C、D两点架设避雷网
网架高度为h。C、D炳点水平间距为16分别以
a)平面
C、D'两点为圆心,以相应的滚球半径h为半径
作圆弧,交于0点。再以の'点为园心,hr为半
径,作圆呱与CD线相切,此时CD水平间距1,
即为避雷网保护该金属面的临界值。设计时,取实
C
际网格间距小于该1值即可满足保护要求
?
由平面儿何学原理,可以推出
L1=2√h2-(,-a)2
(b)Ⅰ-I面
(c)Ⅱ~Ⅱ面
图2桉滚球法确定金属屋面建筑物
简化,得
避雷网网架高度和网格尺寸
L1=2/,]
图中:L、Wー一分别为建筑物的长(m)、宽(j1)
H1、H2分别为建筑物的屋架上.弦、下弦高度(mn)
这样,就分别计算出了避雷网的临界架设高度
为建物的屋而坡度角
及网格尺寸W1、1。在实际工程没计中,可取
径,作圆弧与AB线相切。此时的网架高度h,即实际设高度值略大于ん,网格尺す值略小于,
为避雷网保护该金属屋面的临界值,设计时,取实同时值不变即可。下面,通过一具体工程实例
际网架高度大于该ん值即可满足保护要求。由平来作进一步的说明。
面几何原理,可以推出
3工程实例
某建筑物为单层工业厂房,属钢结构建筑,屋
(1)商采用0.47mm厚的彩色压型板。长L=72m,宽
柱间跨距6m,屋架上弦高五1=9.8nm
将A'B'"的长度用W」的函数表示,有
下弦高H2=6.4m。
3.1确定该建筑物是否需要设防及其防雷类别
AB=W/
由《规范》附录一,计算得
将(2)式代人(1)式,整理得
25(其中取k=1,7,7a=88.6d/a)
h.-よ/4b.2_/ル
根据《规范》第2.0.4条第四款,确定本建筑物
属第三类防雷建篼物。
3.2由于该建筑物金属屋面板厚<0.5mm,故不
其中,cos可由建筑物的外形尺寸求出
能作为接闪器,需要架设避雷网
金属屋面建筑物的防雷设计一一张文
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