高层建筑室外燃气立管防雷探究

【居住环境】住宅与房地产2019年7月
高层建筑室外燃气立管防雷探究
马万龙
(中国市政工程西北设计研究院有限公司,甘肃 兰州 730000)
摘要:对用户工程中高层建筑室外燃气立管采取防雷措施,能够避免居民的生命与财产安全受到雷电的直接影响,是保障居民安全用气的重要内容。文章对我国高层建筑室外燃气立管防雷现状、规范规定等进行分析,提出高层建筑室外燃气立管常见的防雷措施,以供参考。
关键词:高层建筑;室外燃气立管;防雷
中图分类号:TU996.7 文献标志码:A 文章编号:1006-6012(2019)07-0044-01
随着城镇化建设以及配套市政基础设施建设的高速发展,高层建筑拔地而起,作为清洁能源的天然气也成为城镇基础设施的一部分随着城镇化建设也随之建设。某些特殊原因使得用户工程中高层建筑室外燃气立管存在的情况一直存在。高层建筑的防雷工作本就是建筑设计中需要重点考虑的内容,而高层建筑室外燃气立管将高层建筑、燃气、雷电这三者的特殊性联系到一起,其防雷作用是设计工作者重点研究的内容。
1  高层建筑外墙敷设的立管避雷的规范要求
城镇燃气设计规范:(1)当建筑外部墙体的燃气管道位置处在避雷设施有效作用范围以外时,采用焊接钢管或无缝钢管时其管道壁厚均不得小于4mm。(2)楼梯燃气管道的各进气口与出气口处,室外的各燃气管道和设备,如屋面管、放散管、引入管等处都要求必须有防雷、防静电设备并有效接地。(3)防雷接地设备的设计和位置应符合现行的《建筑物防雷设计规范》国家标准。
另外,在城镇燃气防雷技术规范中还要求:(1)处于架空设置方式的金属材料燃气管道始末端、分支处以及直线段的间隔200~300m处,都应安装有效接地装置,且要求冲击接地电阻不超过30Ω,接地点设置在固定管的墩(架)处。(2)在离建筑物100m范围内的管道要求间隔25m就要有一个接地点,且要求冲击接地电阻不超过于10Ω。(3)建筑楼内用户的分支管与金属材料外墙处的燃气立置管道有连接时,应安装绝缘法兰或钢塑接头,且要求两端都就近接地,并要求接地电阻不超过10Ω。(4)沿建筑外部墙体竖直设置的金属材料燃气管道在间隔小于等于12m处与建筑物防雷装置就近并有效连接。虽然用户工程中高层建筑室外燃气立管的防雷保障措施在设计施工时必须遵守国家现行有关标准规范等,但是规范本身也存在一些问题,比如更新过慢,跟不上新技术的发展,规范之间存在相互矛盾的情况等。
2  高层建筑外墙立管常见的防雷方法2.1  综合使用共用接地通路
对高层建筑室外燃气立直管道的防雷主要是防止直击雷和侧击雷两种雷击,
可以通过综合使用共用接地通路和泄流
通路来保护建筑物不受雷击伤害[1]。高
绝缘法兰层建筑需要建立综合的共用接地通路系
统,这是由于一般情况下高层建筑内存
在着很多的交直流设备或电器,而且各
种电流线路繁杂交错,因此应该将高层
建筑里的直流工作接地线路、安全保护
接地线路、交流工作接地线路与施工过
程中为实现防雷作用在建筑内部设置的
钢筋紧密相连,使它们形成一个完整的
共用接地通路。这样能够在很大程度上
减少各个接地线路间出现电位差的问题,
同时消减了感应电压过电位反击问题的
出现,有效保证了高层建筑内电器设备
的平稳工作。
2.2  防雷引下线以及防侧击雷的方法
提供足够作用的泄流通路和均分电
压措施是利用在建筑结构中的钢筋作为
防雷引下线,并且从室外燃气立置管道
就开始这设置更多的分支电路,用来分
散各个导体上的雷击电流大小。此外,
高层建筑还应该采取防侧击雷措施。在
高层建筑体的中间部位将外圈梁上的钢
筋焊接起来形成通路作为均压环,同时
与防雷引下线连接起来。通过将建筑物
结构自身各类钢筋细致焊接,充分利用
它们的导电性,形成完整的、作用强大
的泄流通路,以防止侧击雷对室外燃气
立置管道产生的危害。
2.3  高层建筑室外防雷击技术
随着建筑物的智能化,室外燃气立
管成为高层建筑不可缺少的部分。为确
保高层建筑的安全,对其防雷技术也不
容忽视。一种能够提前放电的避雷针被
作为非常规性避雷针而得到广泛使用,
它跳出了传统避雷针的被动接闪、二次
雷击效应等缺点的限制,而且无能源消
耗、无辐射作用。这是因为在闪电发生
之前,大地和云层之间有一个很大的电
压差作为避雷针的启动能源,并且能在
雷击即将发生的时候产生向上引导作用,
有助于形成雷电优先通路。它克服了传
统避雷针被动接闪的缺陷,从而极大地
提高了防雷设施的保护作用范围。
3  进行高层建筑室外立置管道防雷的注
意事项
在高层建筑室外燃气立置管道防雷
设施的接地安装工程当中,选择接地体
时,可以用钢筋混凝土基础底板来做接
地极,这样能够利用到与大地有着可靠
连接的自然接地体。在建设高层建筑室
外燃气立管,防雷安装工程中应当注意
以下问题。
3.1  接地体材料应抗腐蚀性和高导电性
由于钢材长时间接触土壤会被氧化
腐蚀,缩短钢材的使用年限和导电效果,
而且会威胁到建筑物的安全。因此不能
使用与钢材料类似的各种金属接地体,
而应该使用进行热镀锌等其他防腐蚀处
理方法或者选用铝铜等有金属这一类
不易腐蚀且导电性高的材料作为接地体。
3.2  测试接地电阻,符合设计要求
虽然目前大部分的高层建筑多采用
智能化系统设计,但是智能化系统的建
筑中会存在很多弱电系统,它们要求电
阻值限制在0.5~lΩ。另外,由于一
些建筑物的地质环境较差,接地电阻不
能达到设计要求,因此在设置接地时,
还可以在建筑物周围回填电阻率低的土
质,或者增加设置一些人工接地体,减
小接地电阻值。
3.3  注意与建筑物主题结构防雷装置的
连接
高层建筑可以利用结构中剪力墙内
的竖向钢筋,将防电引下线、接地通路以
及墙面避雷带这三部分连接起来,组成
一个笼形的避雷系统,实现屏蔽方法防
雷和均压作用防雷。如果是由铝合金墙
作为高层建筑物的外部墙体,那么在铝
合金墙形成自身电流通路的同时,就必
须与建筑物主体结构的防雷装置相连接,
形成一个完整防雷通路,从而使得建筑
物室外燃气立置管道不受雷击电破坏。
4  结论
在设计施工等环节中,用户工程中
高层建筑室外燃气立置管道的防雷工作
应得到足够的重视。相关设计人员应吸
取教训,深入研究,在建筑设计过程中
充分考虑燃气管道存在的影响,进行高
层建筑室外燃气立置管道的设计施工时,
在执行国家现行有关标准规范的基础上,
同时要加强新技术新思路的学习,为广
大居民用户安全用气尽最大的努力。
参考文献:
[1]徐相国.市政工程建设中的管线保护[A].
中国交通土建工程学术论文集(2006)[C].中
国土木工程学会,2006:6.
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