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鋁合金幕墻防雷設計的三基本原則

由于雷電現象隨機性很大,鋁合金幕墻防雷設計要掌握三個基本原則:科學性、經濟性和耐用可靠性原則。

 科學性就是要遵循科學規律,遵守國家標準的防雷規范,但是還要有靈活性,因為我們目前知道的雷電視規律是帶有統計性,需要我們從實際出發,獨立思考,用其基本原理,因地制宜來考慮幕墻的防雷措施。國家規范沒有對鋁合金幕墻作出十分具體的規定。中華人民共和國行業標準《玻璃幕墻工程技術規范》(JCJl02一96) 4.4.7條只有原則性的要求,并不具體。其規定說:玻璃幕墻的防雷設計應符合現行國家標準《建筑防雷設計規范》GB50057的有關規定。玻璃幕墻應形成自身防雷體系,并與主體結構的防雷體系可靠地連接。

 通常建筑物的防雷裝有三部分:接閃器(如雷針,避雷網,避雷環等),引下線和接地裝置,它們的作用就是把閃電吸引到自身,導入地下消散閃電的能量。在鋁合金幕墻的防雷設計中,應充分利用建筑物的這些裝置,根據國家有關規范的建筑幕墻有防雷裝置,立柱橫梁應和建筑物防雷網接通。把建筑幕墻獲得的巨大電能量,通過建筑物的接地系統,迅速地輸送到地下,使其兩部分成為一個防雷整體,共同起到保護鋁合金幕墻和建筑物免遭電破壞的作用。

 必須指出:鋁合金幕墻要形成自身的防雷體系,整個幕墻系統應形成連貫的電氣通路相相互之間的連接不要非金屬材料隔離,以免阻礙強大雷電流的通行。但是在實施鋁合金幕墻防止雷過程式中,有的質檢站強調行業標準JGH102-96中的4.3.3條的規定:“玻璃幕墻不同金屬材料接觸處,應設置絕緣墊片或采取其它防腐蝕措施?!庇残砸幎艘欢ㄒ阡X合金立柱和焊在預埋件上的鍍鋅上墻鋼件之間設置絕緣墊片。這樣就造成了鋁合金立柱受到的雷電流,難以通過上墻鋼件流向建筑物的防雷裝置,如果鋁合金幕墻一旦遭到雷擊,在這種絕緣狀況下,其后果難以預料。我們認為:由于采取了其它防腐蝕處理,再則鋁和鋅各自的電極電位相差不是很大,相互之間的接觸腐蝕有限。資料表明:兩者完全允許接觸使用,不必再采用約緣墊片。日本工業標準JIS中《建筑物等的避雷設計A4201》指出:“異種金屬相互連接時,要注意,不使連接部分發生腐蝕?!币矝]有強調一定要采用絕緣墊片。

 經濟性就是要充分利用幕墻的金屬導電特性,以獲得較大效益。資料表明雷擊點的發熱能量約為500.2000),遭受雷擊后的金屬板的最大熔蝕濃度約為1mm左右。因此我們可以利用幕墻金屬這一特點來參與作防雷裝置,但金屬構件的連接必須具有持久的電氣貫通。必須看到,目前有不少高層建筑采用復合鋁板幕墻進行外裝修。我們知道,復合鋁板是用兩層0.5mm厚的鋁薄板與聚乙烯芯材加壓組合而成。在國外僅限放低層建筑幕墻以及高層建筑的裙房幕墻使用。從幕墻的防雷觀點來看,由于兩層0.5mm厚的鋁薄板處放絕緣狀態,雖在復合板在制作時內層加鋁合金型材副框。鉚釘和鋁復合板接通。但外層鋁板接受到的雷電流完全能將0.5mm厚的薄板擊穿,另外強大的雷電流也難以通過復全鋁板,傳遞到建筑物的接地裝置。故而復合鋁板不宜用在高層建筑上。

 對于高層建筑的蜂窩鋁板幕墻壁防雷問題,也不能馬虎,我們知道,蜂窩鋁板的構造,是用兩塊厚0 .8mm-1.2mn及1.2mm-1.8mm的鋁板,夾住用不同材料制成的蜂巢狀中間芯層而組成的。我們應該注意到,中間蜂窩芯材夾層有以下幾種材質,一是紙芯材質;二是玻璃鋼芯材質;三是鋁箔芯材質。它們的導電能力均較差??紤]到幕墻的安全性,對于高層建筑的蜂窩鋁板幕墻,我們以為采用鋁箔芯蜂材略好。因為鋁箔蜂窩也是用膠粘在二片鋁板中間膠不是導體,制作安裝錐把鋁板封孔焊接,向外面鋁板厚度不能過薄,否則遇雷會把薄板擊穿。

 幕墻的防雷,怎樣才能做到可靠耐用呢?為了減少防雷空間的火災、爆炸及生命危險,建筑幕墻的防雷應采取等電位連接,多處分流,以減少雷電流所引起的電位差。建筑幕墻的防雷裝置設計,還應充分考慮環境對防雷構件腐蝕的影響。應該看到,被腐蝕后的電氣通道,由于堆面積不斷地減少,猶如河道年久淤積,當洪水來臨時,不易泄洪。


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