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高层建筑铝合金门窗的防雷接地施工
铝门窗自问世以来.由于其体轻、耐蚀等特点受到消费者的青睐,同时较之塑钢门窗在抗风压强度和水密性能、采光性能、防火性能、抗老化功能以及变形与膨胀方面亦有其优势,特别是在防雷和静电问题上更具优势。铝合金是良导电体,将其做建筑外围护结构时。采取有效的接地措施,可以作为避雷设施。并可防止静电现象产生。

铝门窗自问世以来.由于其体轻、耐蚀等特点受到消费者的青睐,同时较之塑钢门窗在抗风压强度和水密性能、采光性能、防火性能、抗老化功能以及变形与膨胀方面亦有其优势,特别是在防雷和静电问题上更具优势。铝合金是良导电体,将其做建筑外围护结构时。采取有效的接地措施,可以作为避雷设施。并可防止静电现象产生。

本文拟就高层建筑外墙铝合金门窗的防雷接地方式进行探讨。

1 建筑物防雷类别及铝合金门窗需做防雷接地处理的确定

1.1 平均年雷击次数雷云对地放电的频繁程度可用地面落雷密度r (次/km^2·d)表示,它与年平均雷电日Td(d/年)有关。Td值可查年平均雷电日数分布图及从有关气象资料中获取,rTd之间的关系可用经验公式近似计算:r=O.024Td^0.3 。

当建筑物上各部位高低不平时.应沿其周边逐点算出最大扩展宽度,其等值受雷面积应根据每点最大扩展宽度外端的连线所包围的面积来计算。

1.2 高层建筑物的防雷类别

按强制性国家标准《建筑物防雷设计规范》(GB50057-1994)(2000年修订版)第2.0.3条和第2.0.4条,确定高层建筑物是属第二类防雷建筑物、第三类防雷建筑物或者不需考虑防雷。住宅、办公楼等一般性民用建筑物,当其预计雷击次数大于O.3次/年时属于第二类防雷建筑物;当其预计雷击次数等于或小于O.3次/年,且大于或等于O.06次/年时属于第三类防雷建筑物。

1.3 铝合金门窗需做防雷接地处理的确定

铝合金门窗框架等较大的金属物,如果距离地面等于滚球半径及以上时,应将其与防雷装置连接。滚球法是以为半径的一个球体,沿需要防直击雷的部位滚动,当球体只触及接闪器(包括被利用作为接闪器的金属物),或只触及接闪器和地面(包括与大地接触并能承受雷击的金属物),而不触及需要保护的部位时,则该部分就得到接闪器的保护。

高层建筑物的滚球半径见表1。

2 铝合金门窗防雷接地施工

铝合金门窗的防雷接地施工是高层建筑防雷工程中的重要组成部分。但由于建筑单位的差异。施工队伍的参差不齐。铝合金门窗防雷接地的施工不尽理想。存在较大的安全隐患。

2.1 施工原理

高层建筑铝合金门窗的防雷接地施工主要解决的问题,就是将位于滚球半径以上的铝合金门窗框通过防雷装置与建筑物钢筋骨架法拉第笼连接.把雷电流的巨大能量,通过建筑物的接地系统,迅速传送到地下,从而防止建筑物受雷击破坏。铝合金门窗位于建筑物外墙,因此主要防侧击雷的破坏。

2.2 施工工艺

窗框防雷接地的施工要点就是将门窗框与建筑物主体引下线相连,如图1所示。

由于铝合金门窗面积较大,铝框两端均应做防雷接地处理。

在门窗框安装之前,土建施工有两种方式:外露式和内置式。

外露式是采用圆钢与主体引下线主筋焊接。

预留金属接地端子板与铝合金门窗防雷引线连接完成接地;内置式是在门窗预留洞H处墙体内预埋钢件(即接地端子板),该钢件与主体引下线主筋焊接,铝合金门窗防雷接地引下线与预埋件焊接。

铝合金门窗防雷接地施工可根据土建等电位连接体引出方式来确定。引下线可采用圆钢或扁钢,宜优先采用圆钢,圆钢直径不应小于8mm。扁钢截面积不应小于48 mm2,其厚度不应小于4mm.接地端子板宜采用80mm*80mm*4mm的方形钢板。接地端子板与引下线之间、引下线与建筑物主筋之间的连接均采用焊接连接,焊接长度不得小于100mm。铝合金门窗与接地端子板之间可采用镀锌钢、铜、铝等导体连接。

各连接导体的最小截面积如表2所示。

软编织铜导线作为连接导体(图2),一端通过镀锌扁钢与铝门窗框相连。另一端与接地端子板(图3)相连。

铝合金型材表面通常有电泳、油漆喷涂、氟碳烤漆、粉末喷涂等几种处理方式,其表面被覆层厚度最大标准值为40μm,而厚度小于1mm的聚氯乙稀不属于绝缘被覆层。

故连接导体与铝框之间可直接采用M6螺栓连接.且采用4点连接。

软编织导线与接地端子板之间也采用M6螺栓连接。

这种连接方式较之焊接可以不对铝框被覆层造成破坏.亦可保证连接的稳定和可靠性。

铝合金窗框防雷接地施工大样图如图4、图5。

2.3 施工中常见的问题及对策

(1)不能正确判定建筑物的防雷类别,造成材料的浪费及成本的增加。或者造成设计能力的不足而导致安全隐患。

在防雷设计阶段首先应该根据当地实际及建筑物的具体情况正确计算出年平均雷击次数。确定建筑物的防雷类别.只有位于滚球半径以上的铝合金门窗框才需要做防雷接地处理。

(2)未严格按照防雷技术规范和防雷施工工艺进行施工.施工质量达不到要求。如铜编织导线总截面不够、连接件尺寸不足、门窗框上连接点不足4个。以及松动、漏装、未打磨接触面等等。

应严格按照防雷技术规范和有关施工工艺施工。

(3)铝合金门窗框在安装过程中,为保护其喷涂或氧化层不被破坏.其表面包裹一层临时性保护塑料薄膜。而在防雷施工时没有将该处薄膜去掉。影响导电线路的通畅。因此。在连接前首先应将防雷处的薄膜去除。

(4)没有检测电路是否导通便被后续装饰工作隐蔽覆盖。在防雷施工完毕应当立即使用简易方法检测该处线路是否导通。只有检测电路导通后才能进行下一道工序,以避免日后返工。

(5)遗漏现象。由于门窗框的安装和防雷施工通常由不同的专业班组完成。容易出现个别门窗框没有做防雷处理的情况,因此,在施工过程中必须做好文字记录工作,避免出现遗漏。

上述问题应当严格按照防雷设计规范和施工工艺要求进行施工。及时检查验收,方可进入下一道施工工序。

3 结语

高层建筑铝合金门窗防雷接地施工是铝合金门窗安装工程质量控制的重要部分,也是整个建筑物防雷系统的重要部分。在施工过程中。必须严格按照相关规范并结合实际情况进行。在重庆市某高层住宅工程铝合金门窗工程施工实践中,应用该防雷接地施工技术,收到很好的效果。同时也证明,高层建筑物中铝合金门窗工程实施合理的防雷接地技术能显著提高建筑物的防侧击雷的能力,可在很大程度上减少雷击引发的自然灾害,保护人身和财产安全。

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