建筑物的防雷设计讲义

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1、1,建 筑 物 防 雷 设 计,梅 勇 成 上海市防雷中心 2011.12,GB50057-2010,2,建筑物防雷设计与施工标准,GB 50057-2010 建筑物防雷设计规范 GB 50343-2012 建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB 50601-2010 建筑物防雷工程施工质量与验收规范 GB 50650-2011 石油化工装置防雷设计规范 （2011年12月1日实施） GB 50689-2011 通信局（站）防雷与接地工程设计规范 （2012年5月1日实施） GB 16895.222004 建筑物电气装置 第553部分：电气设备的选择和安装 隔离、开关和控制设备 第534节：过电

2、压保护电器（idt IEC 60364-5-53:2001) GB/T 18802.122006 低压配电系统的电涌保护器（SPD） 第12部分：选择和使用导则（idt IEC 61643-12：2002) GB/T 214312008 建筑物防雷装置检测技术规范,各 时 期 版 本,GBJ 57-83：经验总结和参考前苏联标准 GB 50057-94：在IEC61024基础上修改 GB 50057-94 （2000年版）：增加第六章防雷击电磁脉冲，参考IEC 61312标准 GB 50057-2010：自2005年起重新修订，以IEC62305系列为主,3,IEC/TC81新的标准体系,4,

3、5,本规范的内容,总则 术语 建筑物防雷分类 建筑物防雷措施 防雷装置 防雷击电磁脉冲 附录ABCDEFGHJ,6,关于GB50057-2010 建筑物防雷设计规范与GB 50057-94（2000年版)的主要变化,1、结构上，增加了术语一章，合并了一章(旧版的4、5章合并成新版的第5章）； 2、规定了13条强制性条文，必须严格执行； 3、变更防接触电压和防跨步电压的措施； 4、补充外部防雷装置采用不同金属物的要求； 5、修改防侧击的规定； 6、详细规定电气系统和电子系统选用电涌保护器的要求； 7、简化了雷击大地的年平均密度计算公式, 并相应调整了预计雷击次数判定建筑物的防雷分类的数值。 8、

4、部分条款作了更具体的要求,7,一、总则,8,一、总则,1.0.1 为使建（构）筑物防雷设计因地制宜地采取防雷措施，防止或减少雷击建（构）筑物所发生的人身伤亡和文物、财产损失，以及雷击电磁脉冲引发的电气和电子系统损坏或错误运行，做到安全可靠、技术先进、经济合理，制定本规范。 1.0.2 本规范适用于新建、扩建、改建建（构）筑物的防雷设计。 旧条文中：不适用于天线塔、共用天线电视接收系统、油 罐、化工户外装置已删去。,9,一、总则,1.0.3 建（构）筑物防雷设计，应在认真调查地理、地质、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规律，以及被保护物的特点等的基础上，详细研究并确定防雷装置的形式及其布置。 地

5、理：指被保护建筑物所在地区的地形 地质、土壤：土壤电阻率 气象、环境：雷暴日 雷电活动规律：地闪密度、强度、雷电流大小、极性、陡度 被保护物特点：几何尺寸、功能分布、与周围建筑物的关系 防雷装置的形式：网格尺寸、引下线间距、滚球半径,10,二、术语,二、术语,对雷电、防雷装置、被保护系统共作了50条定义。更新部分术语名 称。,11,12,二、术语,2.0.3 雷击点 闪击击在大地或其上突出物上的那一点。一次闪击可能有多个雷击点。 2.0.5 防雷装置 用于减少闪击击于建（构）筑物上或建（构）筑物附近造成的物质性损害和人身伤亡，由外部防雷装置和内部防雷装置组成 2.0.6 外部防雷装置 由接闪器

6、、引下线和接地装置组成。 2.0.7 内部防雷装置 由防雷等电位连接和与外部防雷装置的间隔距离组成。,13,二、术语,2.0.14 闪电静电感应 由于雷云的作用，使附近导体上感应出与雷云符号相反的电荷，雷云主放电时，先导通道中的电荷迅速中和，在导体上的感应电荷得到释放，如没有就近泄入地中就会产生很高的电位。 2.0.15 闪电电磁感应 由于雷电流迅速变化在其周围空间产生瞬变的强电磁场，使附近导体上感应出很高的电动势。 2.0.16 闪电感应 闪电放电时，在附近导体上产生的雷电静电感应和雷电电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花放电。 2.0.17 闪电电涌 闪电击于防雷装置或线路上以及由闪电静

7、电感应或雷击电磁脉冲引发，表现为过电压、过电流的瞬态波。,14,二、术语,2.0.26 电气系统 由低压供电组合部件构成的系统。也称低压配电系统或低压配电线路。 2.0.27 电子系统 由敏感电子组合部件构成的系统。 2.0.29 电涌保护器 surge protective device (SPD) 用于限制瞬态过电压和分泄电涌电流的器件。它至少含有一个非线性元件。 2.0.35 、2.0.37 、2.0.39 级试验、级试验、级试验,15,三、建筑物的防雷分类,16,三、建筑物的防雷分类,3.0.1 建筑物应根据建筑物重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为三类。 重要

8、性：第二类防雷建筑物（文物、国家级建筑物等） 使用性质：第一类防雷建筑物和第二类的一部分（爆炸火灾危险环境） 发生雷电事故的可能性和后果：一般民用建筑物。 注：本规范对第一类防雷建筑物和第二、三类的一部分（如爆炸危险环境、文物）仍沿用以往的做法，不考虑以危险度作为分类的基础。对于第二、三类中一些难于确定的建筑物则根据危险度这一基础来划分。对危险度的分析，见本规范第3.0.3条的条文说明。,17,三、建筑物的防雷分类,3.0.2 在可能发生对地闪击的地区，遇下列情况之一时，应划为第一类防雷建筑物：（强制性条款） 凡制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物， 因电火花而引起爆炸、爆轰，会造成巨大

9、破坏和人身伤亡者。 具有0 区或20 区爆炸危险场所的建筑物。 （GB50057-94:为0区或10区) 具有1 区或21 区爆炸危险场所的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。 （GB50057-94:仅为1区) （注： GB50057-94：增加了“可能发生对地闪击的地区” 爆轰-爆炸物中一小部分受到引发或激励后，爆炸物整体 瞬间爆炸的现象或过程。 火灾爆炸危险环境区的变化是由于爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB 50058 -92 也在修订中，本标准采用了GB50058的修编内容，用“20”、“21”、“22”代表了粉尘的分区，原来用“10”、11”区表示）,第一款

10、，爆炸物质： 炸 药黑索金、特屈儿、三硝基甲苯、苦味酸、硝铵炸药等； 火 药单基无烟火药、双基无烟火药、黑火药、硝化棉、硝化甘油等； 起爆药雷汞、氮化铅等； 火工品引信、雷管、火帽等。,18,第二、三款：爆炸危险场所（爆炸性气体环境危险区） 0区：连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境 1区：在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境 2区：在正常运行时基本不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。 注：正常运行开车、运转、停车、装卸、密闭盖的开闭等,19,第二、三款：爆炸危险场所（爆炸性粉尘环境危险区） 20区：在正常运行时，空气中的爆炸性粉尘云持

11、续（长期或经常短时频繁）存在的场所，如粉尘容器内、料斗、料仓、施风除尘器和过滤器、粉料传输系统、搅拌机、研磨机、干燥机等。 21区：在正常运行时，空气中的爆炸性粉尘云很可能偶尔出现的场所，如为操作而频繁打开粉尘容器的周围。 22区：在正常运行时，空气中的爆炸性粉尘云不太可能出现的场所，即便出现，持续时间也是短暂的。,20,爆炸性粉尘环境四种粉尘 易爆炸性粉尘：在空气中氧气很少的环境也能着火，呈 悬浮状时能产生剧烈的爆炸，如镁、铝、铝青铜等粉尘 可燃性导电粉尘：与空气中氧起发热反映而燃烧的导电 性粉尘，如石墨、炭黑、焦炭、铁、锌、钛等粉尘 可燃性非导电粉尘：与空气中的氧起发热反映而燃烧的 非导电

12、性粉尘，如聚乙烯、苯酚树脂、小麦、玉米、 砂糖 、可可 、木质、米糠、硫磺等粉尘 可燃纤维：与空气中的氧起发热反映而燃烧的纤维，如 棉花纤维、麻、丝、毛的纤维、木质纤维、人造纤维等。,21,22,三、建筑物的防雷分类,3.0.3 在可能发生对地闪击的地区，遇下列情况之一时，应划为第二类防雷建筑物： （1） 国家级重点文物保护的建筑物。 （2） 国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站和飞机场、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。 （3） 国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义的建筑物。 （4） 国家特级和甲级大型体育馆。（新增条） （

13、5） 制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物， 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。,23,3.0.3（续）,（6） 具有1 区或21 区（新增）爆炸危险场所的建筑物，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。 （7） 具有2 区或22 区（由原11区调整）爆炸危险场所的建筑物。 （8） 有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。 （9） 预计雷击次数大于0.05次/ a （0.06调整）的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。 （10） 预计雷击次数大于0.25 次/ a （0.3调整）的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。,24

14、,三、建筑物的防雷分类,3.0.4 在可能发生对地闪击的地区，遇下列情况之一时，应划为第三类防雷建筑物： (1) 省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。 (2) 预计雷击次数大于或等于0.01(由0.12调整） 次/ a 且小于或等于0.05(由0.06调整）次/a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。 (3) 预计雷击次数大于或等于0.05(0.06调整）次/a且小于或等于0.25 （0.3调整）次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。 (4) 在平均雷暴日大于15 d / a 的地区，高度在1 5 m 及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物；

15、 在平均雷暴日小于或等于15 d / a 的地区， 高度在2 0 m 及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。,防雷装置所需要的效率,1-NT/N 式中表示防雷装置所需要的效率 NT表示建筑物所可接受的年允许遭雷击次数（次/a) NT=10-5/PrWr N表示建筑物年雷击次数（次/a） Pr应看作是一个系数，它表示建筑物自身保护的程度或表示考虑这样的真实情况的一个系数。 Wr考虑雷击后果的一个系数，后果越严重，Wr值越大。,25,PrWr值（红色为旧版的数值）,26,防雷装置的效率（红色为旧版的数值）,=Ei*Es 式中：Ei表示防雷装置截收雷击的概率，雷电流大于16KA的概率为0.84 Es

16、表示小于第三类雷电流参量最大值的概率为0.97,27,例：一般性工业建筑物 当无防雷装置 =0 NT=5*10-2 1-NT/N 0 1-5*10-2/N 得 N0.05次/a,28,29,人员密集的公共建筑 建筑设计防火规范GB50016-2006 第5.3.15条文解释 本条规定的人员密集的公共建筑主要指：设置有同一时间内聚集人数超过50人的公共活动场所的建筑。如宾馆、饭店，商场、市场，体育场馆、会堂、公共展览馆的展览厅，证券交易厅，公共娱乐场所，医院的门诊楼、病房楼，养老院、托儿所、幼儿园，学校的教学楼、图书馆和集体宿舍，公共图书馆的阅览室，客运车站、码头、民用机场的候车、候船、候机厅(楼)等。,建筑物防雷分类由来,第一类（、级） 第二类（级） 第三类（级） 其中、级是雷电防护水