袁金水

摘 要：结合工程实例，对建筑物防雷接地系统存在的常见问题进行了分析和研究，并针对屋顶避雷带、水暖系统等接地问题提出了合理的解决对策，供相关单位参考和借鉴。

关键词：建筑物防雷接地系统；避雷带；太阳能热水器；淋浴室

中图分类号：TU856 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.137

雷电是大气中的一种放电现象，会影响建筑中电气设备的正常运行。一旦建筑物遭受雷击，则建筑中设施和人员的安全都将受到严重的威胁。因此，防雷接地系统对于整个建筑的安全而言至关重要，良好的建筑防雷接地设计是提高建筑物安全性的关键。

1 建筑物实例概况

某建筑物的总高度为17.95 m，防雷设计等级为三级，屋顶为斜坡屋顶，沿屋脊和屋顶四周装有避雷带。避雷带由Φ8 mm的圆钢焊接而成，接地电阻要求为≤10 Ω。整个建筑物要求进行总等电位联结，淋浴室要求进行局部等电位联结。建筑物阳面装有太阳能热水器组，通过进、出水管与各层淋浴室连接。进、出水管为镀锌钢管，太阳能热水器的内胆和管线连接部件均为金属部件。

2 建筑物存在的问题及其解决措施

2.1 避雷带钢筋搭接不合格

该建筑物屋顶避雷带钢筋的搭接不合格——部分区域的搭接长度不足，部分区域未进行双面焊，部分区域的焊接不饱满。

2.1.1 问题分析

避雷带是建筑物防雷工程外部防雷设施中的重要组成部分。如果避雷带搭接不合格，则会导致避雷带连接处的接触电阻过大。在遭受雷电直击时，极大的雷电流无法很好地通过避雷带经引下线和接地装置泄流至大地，会在极短的时间内积聚大量的热量，使金属融化、飞溅，引发火灾、爆炸等事故，进而破坏建筑物。

2.1.2 解决措施

在避雷带钢筋搭接长度小于圆钢直径6倍的区域，取一段直径为8 mm的圆钢紧贴连接处补焊。圆钢长度按照搭接长度确定，最终要使搭接总长度大于圆钢直径的6倍，或将焊接不合格的圆钢拆除后，重新按规范要求焊接；未进行双面焊接的区域，应按要求进行双面焊接；焊接不饱满的区域，应按要求补焊。

2.2 太阳能热水器组防雷接地

太阳能热水器组安装在向阳坡面，与坡面平行，水箱与屋脊避雷带在同一高度，溢水管为Φ20 mm的镀锌钢管，高出避雷带约2 m，通过Φ8 mm的圆钢与避雷带相连。

2.2.1 问题分析

屋顶太阳能的溢水管普遍比避雷带高，其不仅无法受到避雷带的保护，还存在引雷的危险。虽然施工方依据规范中的部分条款连接了溢水管与避雷带，但由于缺乏对规范的全面、准确理解，忽略了其他问题。

2.2.1.1 管壁厚度达不到规范要求

真空管式太阳能热水器的水箱外壳厚度为0.6～0.8 mm，与避雷带处于同一高度；太阳能热水器的溢水管壁厚3 mm，高出避雷带约2 m。一旦发生雷击，溢水管、太阳能热水器、避雷带都有被雷击的可能性。GB 50057—2010中规定，避雷针宜采用圆钢或焊接钢管制成，并满足下列数值：针长1～2 m，圆钢长16 mm，钢管长25 mm，钢管、钢罐的壁厚≥2.5 mm；一旦钢管、钢罐被雷击穿，且其介质对周围环境造成危险时，其壁厚应>4 mm。由此可见，该建筑物的溢水管和太阳能热水器的管壁厚度均达不到规范要求，无法直接承受直击雷，需要安装避雷带加以保护。

2.2.1.2 高电位幅值

建筑物遭受雷击时的电流很大，通常为50 kA，最大可达200～230 kA，雷击处的瞬时电位可达500 kV。而太阳能热水器的内胆，进、出水管，连接部件均为金属材质，极可能将雷击处的高电位引入淋浴室。淋浴室接触电压的限值为25 V，而淋浴室的局部等电位联结设计主要是用来防范感应雷沿金属管线的侵入和剩余电流沿金属管线的侵入。因此，淋浴室设置的局部等电位联结无法有效避免通过太阳能热水器进、出水管引入的高电位电流所造成的危害。

2.2.1.3 雷电流

太阳能热水器普遍具有电加热功能和数字显示控制功能。发生雷击时，部分雷电流将通过热水器的管线、电源线和信号线直接侵入用户室内，烧毁热水器和家用电器，还可能引发爆炸、火灾、人员伤亡等事故。由此可见，太阳能热水器已成为住宅防雷中的安全隐患。目前，太阳能热水器的防雷接地尚无标准可参考，主要借鉴GB 50057—2010中的要求和依靠建筑物的防雷接地系统。因此，在考虑太阳能防雷之前，要先确认建筑物防雷接地系统的情况，然后再制订科学的防雷措施。

2.2.2 解决措施

笔者认为，可从以下3方面改进太阳能热水器防雷接地系统：①避免太阳能热水器及其溢水管受到雷电直击。应将太阳能热水器的溢水管更换为PVC管，以消除引雷的危险；降低太阳能热水器的安装高度，提高屋脊避雷带的安装高度，从而使太阳能热水器处于避雷带的有效保护范围内。②限制侵入淋浴室高电位的幅值。应将热水器与顶层淋浴室间的进、出水管更换成PPR管，从而降低引入淋浴室的高电位幅值；通过热水器中的水引入淋浴室的电位远比通过金属进、出水管引入的电位小，可采取淋浴间内的局部等电位措施补充电位，从而降低淋浴室遭受电击的概率。③防止雷电流的侵入。应按照规范要求可靠连接太阳能热水器的金属部分、屋顶避雷设施，采用穿金属管敷设的方式安装热水器的电加热管和水位水温传感器线路，并在两端做好屏蔽接地处理；在热水器电源所在线路上加装浪涌保护装置（Surge Protective Device，SPD），建议用户不要在雷雨天使用太阳能热水器，更不可用其洗澡，并拔出太阳能热水器的插头。

2.3 淋浴室内的局部等电位联结

目前，多数淋浴室内局部等电位联结不规范，主要体现在局部等电位联结线的规格、型号不正确，采暖管、太阳能热水器的进、出水管未与局部等电位端子箱连接等方面。

2.3.1 问题分析

淋浴室的局部等电位联结是建筑物防雷工程中非常重要的措施之一，其目的是拉近人体可能触及的任意两个带电部分间的电位差，达到有剩余电流或感应雷电流沿金属管线侵入时保护人身安全的目的。

2.3.2 解决措施

应严格依据国家建筑标准设计图集中的要求，将淋浴室内太阳能热水器的进、出水管，采暖管与给排水管一同与建筑物钢筋网进行局部等电位联结，从而消除金属部件间的电位差；所有的局部等电位联结线均采用BVR-1×4 mm2，原先给排水管与局部等电位端子排间的局部等电位联结线应由BVR-1×2.5 mm2更换为BVR-1×4 mm2，以降低连接部分的电阻；局部等电位联结线与金属管的连接做法应按照《等电位联结安装》中的要求进行，并确保连接处的接触电阻足够小。

3 工程实例总结

3.1 要与电气等其他专业密切配合

在安装水暖时，如果水暖专业能与电气专业密切配合，并充分考虑防雷接地问题，就能尽量避免建筑物遭受雷击时出现的高电位电流流入淋浴室等对电气安全要求较高的场所；如果存在无法避免流入的高电位雷电流，则要详细论证，制订科学的防雷措施。

3.2 要深刻理解标准规范

只有加强对电气基本概念的理解和运用，深刻理解规范中的理论和方法，才能避免片面地引用规范标准的情况发生。对于标准规范中没有明确规定的，也应依据规范中蕴涵的思路和方法，并参照类似问题处理。

3.3 要关注“均压”问题

监理工程师要坚决纠正施工人员的不良施工习惯，严格依据设计规范、标准开展监理工作，从而确保建筑物防雷接地的最终实际效果，达到设计预期效果。

3.4 要重视太阳能热水器的防雷接地

太阳能热水器的大量使用和安装特点使其成为住宅防雷的新隐患，其防雷保护也成为了不容忽视的新问题，目前尚无标准、规范可参考，需要相关部门予以重视。

3.5 要重视等电位联结

等电位联结是有效保证电气安全的措施之一。目前，等电位联结在我国受重视的程度越来越高，政府相继颁布了设计规范标准，对等电位联结作了强制性规定。

4 结束语

综上所述，施工设计人员应重视建筑工程防雷接地系统的施工过程，详细分析防雷接地工程存在的问题，在提高建筑物防雷接地系统设计能力的基础上，科学地制订防雷接地方案，严格按照规定施工。只有这样，才能使居民放心居住，促进我国建筑行业的进一步发展。

参考文献

[1]孟建欣.小区高层建筑防雷接地装置施工技术[J].重庆建筑，2010（10）.

[2]王趁义，张蕾.谈餐厨垃圾工程灌区防雷系统设计[J].山西建筑，2013（22）.

〔编辑：张思楠〕