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      高层幕墙在防雷方面有哪些设计措施

      发布时间:2018-11-7 14:21:03浏览次数:10027文章出处:最好的幕墙设计

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        工程概况

        本项目位于北京市朝阳区CBD核心区域,西侧紧临东三环,南侧紧临景辉街,北侧为光华路;总建筑面积约13.24万m2,主要作为办公、商业用楼。建筑主体高220m,裙房高36m,塔楼采用钢管混凝土-钢筋混凝土核心筒混合结构体系。

      幕墙设计知识

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        根据工程性质及《建筑物防雷设计规范》(GB 50057-2010)和《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2012),本建筑物年预计雷击次数0.6818次/a,防雷等级按二类防雷等级设防;防雷装置拦截效率E=0.91,建筑物电子信息系统雷电防护等级按B级设防。

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        2 防雷措施

        雷电的破坏作用有两种:一是直接击在建筑物上产生热效应作用和电动力作用;二是雷电流产生的静电感应作用、电磁感应作用及雷电波侵入作用。对前者的防雷措施称为建筑物外部防雷;对后者的防雷措施称为建筑物内部防雷。

        2.1 建筑物外部防雷措施

        建筑物的外部防雷主要是指防直击雷和防侧击雷,保护建筑物本身不遭受雷击,外部防雷装置主要由接闪器、引下线和接地装置组成。

        2.1.1 接闪器

        本工程塔冠主要由钢结构球体和四周幕墙组成(图1),最高层44层的上半个球体置于室外,最高点为幕墙顶端和球体顶端220m,球体和幕墙之间由室外平台连接。沿球体龙骨、玻璃幕墙顶端及44层的室外平台设置Φ10镀锌圆钢作为防直击雷的接闪带、接闪网格,球体避雷网格及屋面的网格不大于10m×10m或12m×8m,具体设计见图2。在幕墙顶端设有航空障碍灯设计效果图,选择带有避雷装置的航空障碍灯并与接闪带可靠连接。擦窗机导轨与幕墙处接闪带可靠连接。

        裙房长62m、宽37m、高36m,根据《建筑物防雷设计规范》(GB 50057-2010)计算,在36m高度,塔楼的保护半径为0.91m,裙房不在塔楼保护范围内。因此,需要在裙房四合院的屋顶设置接闪带,接闪带采用沿屋脊明敷的方式。卫星天线位于裙房屋顶,自带避雷针保护。

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        图1 塔顶剖面图

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        图2 防雷平面图



        2.1.2 防侧击雷措施及均压环

        鉴于雷电有绕击的可能性,超高层建筑做好屋顶防直击雷的同时,还应做好建筑物立面的侧击雷防护。

        超高层建筑物玻璃幕墙对防雷装置有屏蔽效应石材幕墙,影响防侧击雷效果,并使雷电直接破坏玻璃幕墙。根据《玻璃幕墙工程技术规范》4.4.5条“幕墙的防雷设计应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》(GB 50057-2010)的规定。幕墙的金属框架应与主体结构的防雷装置可靠连接,并保持导电通畅。”为此,本工程每两层沿建筑物外墙设置均压环磁悬浮站幕墙设计,与防雷引下线可靠连接,并预留100×100×5(mm)镀锌钢板,作为玻璃幕墙的防雷接地联结预留接点。航空障碍灯与最近的均压环做电气联结。当玻璃幕墙遭受雷击时,将获得的巨大雷电能量迅速地泄放入大地,起到保护玻璃幕墙免受雷电破坏的作用。

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        2.1.3 引下线

        本建筑塔楼采用钢管混凝土-钢筋混凝土核心筒混合结构体系。中部核心筒为钢筋混凝土结构,从基底一直延伸至最高44层。核心筒外围有16根钢管混凝土柱,从基底直径1.8m逐渐缩小至40层直径1.2m;40层以上为塔冠部分,由塔架柱、桁架和球体组成。

        根据《建筑物防雷设计规范》条文解释4.3.5条,本工程以钢筋混凝土结构中的所有竖向钢筋作为防雷引下线。钢筋混凝土结构仅位于建筑的中心,为了雷电的分流效果,需要将建筑外围的16根钢管混凝土柱也作为引下线;由于钢管混凝土柱仅到40层,塔冠与钢管混凝土柱通过塔架柱柱脚插入钢管混凝土中来连结。因为这种连接方式不满足电气连通的要求,所以沿塔架柱设置16根40×4(mm)镀锌扁钢,下端与40层钢柱可靠焊接,上端与接闪器可靠焊接。

        根据《建筑物防雷设计规范》5.3.6条由于本工程一层均为玻璃幕墙结构,不适合设置接地测试连接板,所以在室内靠近出口的混凝土柱处设置接地测试卡,便于接地电阻的测试。

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        2.1.4 接地装置

        利用建筑物结构基础作为自然接地体,将建筑物结构基础底板轴线上的上下两层主筋中的两根通长焊接,形成基础接地网,并具备连接室外人工接地装置的外接点。

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