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一、建筑防水工程常用材料的種類分析
(一)防水卷材
1、瀝青防水卷材。瀝青防水卷材又分為瀝青紙胎油氈、瀝青玻纖胎油氈和鋁箔面油氈。而由于瀝青防水卷材存在抗震強度低,抗拉性差以及溫度適應能力差等缺點,所以在現代建筑防水工程中已逐漸被淘汰。2、高聚物改性瀝青防水卷材。高聚物改性瀝青防水卷材可以分為APP卷材和SBS卷材。APP卷材具有耐低溫、耐熱的特點,故適合在高溫及高濕環境下使用;而SBS卷材的抗拉強度高、延伸率好、彈性大,而且在極低溫度下其防水功能仍存在,所以這種防水卷材在我國的高寒地區以及一些不穩定結構防水工程中得到了廣泛的的應用。3、合成高分子防水卷材。合成高分子防水卷材可以分為氯化聚乙烯卷材、三元乙丙卷材和橡塑共混卷材。合成高分子防水卷材具有諸多的優點,如高抗撕裂強度、高拉伸強度、大斷裂伸長率、耐高溫、耐老化等。但是由于這種防水材料價格昂貴,且施工技術尚不成熟,所以其應用領域也受到了相應的限制。
(二)防水涂料
防水涂料是液體形狀,在常溫下無一定的形狀。常見的防水涂料又分為瀝青基防水涂料、高聚物改性瀝青防水涂料和合成高分子防水涂料。常見的瀝青基防水涂料為乳化瀝青,常見的高聚物改性瀝青防水涂料有氯丁膠,常見的合成高分子防水涂料有聚氨醋和丙烯酸醋兩種。瀝青基防水涂料能在潮濕的基面上施工,可以加快施工的進度。但是柔韌性和抗裂性低,不能適應高強度或高溫、低溫,因此用得比較少;高聚物改性瀝青防水涂料具有很強的耐高低溫性能、使用壽命長,因此使用范圍較廣;合成高分子防水涂料具有高彈性、防水性能好、耐久、耐高低溫,所以目前在我國運用較為廣泛。
(三)密封材料
密封材料分為不定型密封材料和定型密封材料。常見的不定型密封材料有PVC密封膏和CSPE密封膏,常見的定型密封材料有止水帶和遇水膨脹橡膠。定型密封材料主要用來修補建筑物或地下構筑物的各種接縫。PVC密封膏粘結性能好、彈性和防水性能高、耐低溫、耐腐蝕和老化,所以經常運用于灌縫密封。CSPE密封膏彈性高、粘結性高、內聚力高、耐老化,并且使用壽命長,所以常常適用于門窗四周和安裝工程中的嵌縫修補。
(四)剛性防水材料
剛性防水材料較為常見的類型就是防水混凝土。防水混凝土主要是通過利用板、墻、梁等結構構件自身的密實性,以及設置坡度、止水環等構造來實現結構自身的防水效果,其主要是用于結構層及防水層的施工中。防水混凝土施工對混凝土的原材料,即水泥、砂子、石子、摻合料等具有一定的要求,具體體現為:第一,水泥應盡可能選擇普通硅酸鹽水泥以及礦渣硅酸鹽水泥;第二,砂子要選擇中砂,且含泥量
二、建筑防水工程施工技術
(一)分格縫施工技術
分格縫可以在突出屋面與防水層交接位置、屋面轉折位置、屋面板的支撐端等設置,同時對齊屋面板縫,確保防水層的裂縫能夠在分格縫位置集中,防止出現板面開裂的情況。在設置分格縫時避免選擇過大的間距,一旦大于6m,則將“V”形分格縫設置在中間位置,使防水層厚度能貫穿在分格縫深度內。若分格縫兼并排氣道時,可以合理的加寬縫,并設置排氣出氣孔。若屋面的防水層采用油氈、瀝青、石油等物質時,可以添加200mm~300mm的油氈放于分格縫位置,并將油膏填滿在分格縫內部。
(二)屋面隔離層施工技術
在對屋面隔離層卷材防水層進行施工時,要特別注意以下幾點:第一,將基層處理劑均勻地涂抹在基層位置,并進行刮平、刮薄,在基層處理劑干燥且不粘手時,鋪貼卷材;第二,一般情況下,在鋪貼卷材防水層時要由屋面最低標高位置向上平行屋脊進行施工,并根據流水的方向進行卷材搭接,如果屋面坡度大于10%,此時卷材的鋪貼方向就要與屋脊相垂直;第三,在對卷材防水層進行鋪貼的過程中,需要剝開卷材脊面的的隔離紙,并在基層表面進行卷材的粘貼工作,同時應注意卷材L邊搭接與短邊搭接的距離應保持在50mm、70mm。此外,為了防止出現過緊拉扯的情況,要始終維持卷材自然松弛的狀態,卷材鋪設妥帖后,需要利用平面振動器對其進行壓實,并用橡膠榔頭敲實,待卷材壓實后,掀開搭接位置,并均勻涂刷搭接粘結劑,掀開卷材接頭的粘結面,待干燥且不粘手時,便可繼續進行粘合,然后再用橡膠榔頭敲實;最后,防水層施工溫度應控制在5℃以下。
(三)屋面找平層施工技術
屋面采用建筑找坡與結構找坡相結合的做法。先按3%的結構找坡后,再在結構層上用1:6水泥爐渣或水泥膨脹混凝土石找坡,再做25mm厚1:2.5水泥砂漿找平層。建筑找坡時,一定要找準泛水坡度,流水方向,將最高點與泄水口之間用角線拉直、打點、泄水口處厚度不得低于30mm。
三、結語
總的來說,建筑防水工程施工在現代建筑施工中占有極其重要的地位。為了保證建筑工程的施工質量與人們的正常生活,對建筑防水工程中的材料種類及施工技術的研究具有十分重要的意義。
近幾年來,伴隨著建筑科技的發展,高大建筑的興建,雷電災害發生的率也日益繁,給社會、企事業單位以及人民群眾帶來了巨大的經濟損失。我國對雷電災害的研究從來沒有間斷過,而國家相關部門對于工程中的防雷設計的要求也日益科學、規范、嚴謹。比如我國在1994年頒布了《建筑物防雷設計規范》,而在2000年和2010年,國家建設部、機械工業部等部門又對這一規范進行了修訂??梢娢覈鴮纂姙暮Φ闹匾暢潭?。雷電災害包括了直擊雷、侵入雷以及感應雷等種類,就不同雷電種類要采取不同的措施加以防治。
一、雷電的基本知識與防雷方法簡述
雷電流主要包括了以下四種方式,即:先導電流、回擊電流、連續電流與后續電流,其中的回擊電流的幅值最大,因而又被稱為主放電。雷電形成的主要原因是由于當雷云負荷中心的電場強度達到極限時,就會發生電擊穿現象,從而使一些氣體分子處于游離的狀態,而這些游離的氣體就成為導電的介質,當這段導電氣體向下方延伸時,就形成了一個先導通道,這一通道向下與大地在一個特定的距離時,當大地感應到自己的與雷云的極性相反,這樣大地上比較尖端,或者比較突出的地方就會對先導頭部進行回擊,進而在雷電通道中產生一股強烈的回擊電流,這就是我們看到的雷電?;負綦娏鞯姆逯低ǔD軌蜻_到1×104到3×104A左右,這是一股非常強大的脈沖電流,所以才形成了很多雷電災害。
要對建筑工程進行防雷設計,先要對雷電的種類與破壞方式進行研究。建筑工程中防雷設計主要是針對直擊雷(包括側擊雷)與感應雷,而防止雷電波侵入則是在工程竣工之后,根據實際需求單獨進行設計與安裝的。
直擊雷是指雷云電荷直接對建筑物、電氣設施放電的現象。這種雷電擁有強大的電流,并且產生電效應、機械力以及熱量對建筑物、電氣設施進行破壞。
感應雷是指閃電放電時,能夠在附近的導體上產生靜電感應、電磁感應,也可能使電氣設備的金屬部件之間產生火花,進而對建筑物、電氣設備構成威脅。
針對這兩種雷電,我們的防雷原則就是“泄”與“抗”,一是采用接地避雷的方式,因勢利導,將雷電引入大地之中,進而降低了它巨大的破壞力,以達到防雷的目的。接地的目的有兩個,一是將雷電引入大地;二是防止雷電擊中人身。因此,建筑工程必須重視防雷接地的質量,切實抓好防雷設計工作,因為接地的質量直接關系著人民群眾的生命、財產安全。二是提高電氣設備的絕緣水平,以達到抗擊雷電破壞的目的。當然,實際操作中,要根據建筑物的實際情況來選擇防雷方式,也可以將兩者相結合,以達到最佳的防雷效果?,F階段,經常采用的防雷設施有避雷針、避雷器、避雷線以及保護間隙等等。
二、防雷設計的措施
1.直擊雷的防范設計
建筑工程的防雷設計措施包括了設置接閃器、安裝提前放電避雷針,也可以將兩者結合。接閃器的原理主要是利用了它高于周邊區域的其它建筑物,當被雷電擊中之后,能夠將雷擊放電導向自身,再通過引下線與接地裝置,最終將雷電的強大電流引入大地之中,進而確保了周邊建筑物的安全。提前放電避雷針是依靠自身的接地體良好的導電優勢,能夠在建筑物周圍雷云電荷還沒有達到放電的程度時,利用提前放電避雷針與雷云之間的放電效應,將電荷引入大地之中,從而避免了雷擊的發生。
我們在對接閃器、提前放電避雷針進行實際設置時,要考慮兩者安裝的高度、位置不要影響到建筑物的整體外觀,而且設計者要充分考慮到建筑物外觀形象,對接閃器、提前放電避雷針進行設計,使兩者能夠與建筑物成為統一的整體,比如充分利用金屬屋面、金屬欄桿以及埋設層面的避雷帶等等。特別是對于那些對對外觀有嚴格要求的建筑物上,必須考慮到兩者安放的位置、高度、方式要與建筑的外觀形象相統一。安裝時,我們還要依據國家的相關規范對接閃器與提前放電避雷針的保護范圍進行嚴謹、縝密的計算,以保證建筑物必須在兩者保護的范圍之內。
對于建筑物外觀造型采用的是金屬屋面的大型建筑物,更要充分考慮將外形與屋面防雷設計結合,將安全與使用維護結合。如果屋面金屬板的厚度與連接方式都符合防雷要求的條件下,可以將金屬屋面直接當作接閃器進行使用,同時不要忘記考慮建筑物周邊的環境以及有無遭受雷擊的歷史記錄,對雷擊的次數、環境的溫度、雨水的腐蝕性物質含量等數據進行統計分析,對防雷設計進行改進。還要應考慮到當金屬板被雷擊中之后,可能引起的損壞與燒傷程度,雖然雷擊的損害程度不能夠對主體的質量安全構成威脅,但是如果建筑物周圍的環境過于潮濕,或者雨水中含有腐蝕性物質,那么就可能對屋頂構成破壞,進而對屋面的防水層造成一定的破壞,這一情況需要我們在設計時必須考慮在內。
2.感應雷的防范
(1)進行等電位聯結
等電位聯結能夠消除不同接地點存在的電位差,一旦發生了雷擊現象,就可以避免由于電位差而引進的放電現象。在實際操作中,我們要根據建筑內部機房、機器設備的實際布局設計的不同位置,分別設置由共用接地系統引來的總等電位聯結端子板以及局部等電位聯結端子板,并將其引入建筑物內部的金屬保護導管、給排水管道以及金屬構件等與等電位聯結端子進行連接。設備在安裝時,要把各個管理間、各個設備間的金融管道、構件以及電源PE線與各局部等電位聯結端子板進行連通,從而構成等電位聯結系統。通常情況下,設置等電位聯結端子的地方有:設備機房、發電機房、管道井、油箱間、強弱電豎井以及弱電系統機房等等。
(2)弱電系統的防雷措施
一是進行電源隔離與吸收??梢栽陔娫聪到y之中安裝SPD、隔離變壓器以及浪涌電壓吸收設備等等。二是屏蔽接地處理。為了阻止與消減雷擊感應所產生的電磁輻射對弱電設備、電子元件、線路等造成的損害,我們可以對弱電系統采取必要的屏蔽措施加以保護。主要包括:配線進行穿金屬管理保護、采用屏蔽線纜進行保護,或者對機柜進行屏蔽接地設置。在對屏蔽線纜試工的過程中,必須對線纜屏蔽層的兩端同時接地,穿金屬管理的線纜金屬管也必須要接地,對于非常重要的機房,要按照屏蔽機房的實際規格進行設計與施工,以增強防干擾的性能。
總結
綜上所述,隨著我國經濟的快速發展,建筑技術的不斷進步,高層建筑工程的數量不斷增加,防雷設計也越來越重要。防雷設計是一項獨特、連續的工程項目,其涉及到的環境因素很多,設計的過程中,也需要綜合多種因素,因為一絲一毫的失誤都可以導致事故的發生,需要我們要具備高度的責任心與敬業精神。
參考文獻:
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隨著我國經濟和科學技術的蓬勃發展,新的建筑材料不斷出現,技術水平也在不斷提高。在火電建筑工程中,逐漸引進了一種成熟、快捷、安全的鋼筋連接方式——鋼筋剝肋滾軋直螺紋連接,在基梁、柱、剪力墻等構件中,較大直徑鋼筋的連接普遍采用了這種連接方法。它具有連接速度快、接頭可提前預制、鋼筋對中性能好、無明火作業、無污染環境、可全天侯施工、節材節能、不受鋼筋成品及種類的限制、可全方位連接操作、方便快捷、施工速度快、工期短等優點,更能適應當前火電工程建設的節奏。
一般焊接接頭是我們在工程中常采用的一種傳統的施工方法,應用較為成熟且普遍,但焊接接頭也存在著一定的問題,如施工工效低、焊接對焊點技術要求比較高,對于大直徑鋼筋來講,合格焊工一天的焊接量約為25~30個接頭左右,同時,也受外界條件的限制和影響,在焊接質量上也存在著很多缺陷和不足,此項技術是由中國建筑科學研制開發的鋼筋等強度直螺紋連接的一種新形式,是一種廣為應用的新技術。它的結構原理是在施工現場用專用滾壓套絲機將待連接鋼筋端部的縱肋和橫肋用切削的方法剝掉一部分,然后直接滾軋成普通直螺紋,用特制的直螺紋套筒連接起來形成鋼筋的連接。這種連接無虛假螺紋,力學性能好,連接安全可靠,達到了與母材等強的效果。
現結合現場施工經驗及其操作要求將其施工工藝介紹如下:
1)鋼筋下料可用鋼筋切斷機或砂輪鋸,要求其端面要垂直于鋼筋軸線,端頭不得撓曲或出現馬蹄形,鋼筋需有復檢和出廠檢驗證明。
2)鋼筋的連接套筒有規格標記,鋼筋套絲可在施工現場或鋼筋加工廠進行預制。
3)剝肋 滾軋直螺紋制作作為兩個工序:a 鋼筋切削剝肋;b 滾軋螺紋。兩道工序在同一設備上一次完成。
切削肋工序是將機頭前端的切削刀具和鋼筋規格相對應的剝肋光圓尺寸調整到預定位置,且鎖緊螺母固定,并在加工過程中經常用卡規檢查剝肋光圓尺寸,發現超差應及時糾正。螺紋滾軋工序是將機頭中換上與加工規格相應的機盒及滾輪,直徑尺寸無須調整。
4)剝肋滾軋直螺紋現場質量控制的核心是絲頭加工質量,因此加工絲頭的檢驗至關重要,絲頭檢驗有四個要素:a 剝肋光圓尺寸;b 螺紋中徑尺寸;c 螺紋加工長度;d 螺紋牙型。
對剝肋光圓的檢驗方法是用卡規,卡規大徑通過,卡規小徑不得通過。
螺紋中徑尺寸的檢驗方法是:用檢驗螺母和螺紋環規檢驗螺母應能擰入,螺紋環規擰入不得超過3扣。
螺紋加工長度的檢驗方法是:對于標準絲頭,用檢驗螺母擰到絲頭根部時,絲頭端部應在螺母端部的公差標記范圍內。
螺紋牙型的檢驗主要是經目測,觀測螺紋齒底寬度,不完整齒(螺紋齒頂寬度0.6mm)的累計長度不得超過1.5扣。要求加工的鋼筋螺紋絲頭,必須逐個進行目測檢查并沒加工10個用檢具檢查一次,檢驗合格的鋼筋絲頭,立即將其一端套上相同規格的塑料保護帽,另一端套上相同規格的連接套筒,存放整齊備用。
5)鋼筋鏈接之前先將鋼筋絲頭上的塑料保護帽及連接套筒上的塑料密封蓋取下并回收,檢查螺紋是否完好,若有雜物需用鐵刷清理干凈,然后進行鋼筋連接。
6)把鋼筋裝好連接套筒的一端,擰到被連接鋼筋上,然后用長度大于40cm的扭矩扳手將連接的兩根鋼筋擰緊,連接套筒兩端的外露絲扣均不得超過1扣,鋼筋連接完畢后立即用油漆點上標記。
7)在正式加工連接前要求按規定做拉伸受力的試驗檢測,即每種規格鋼筋接頭,以500個為一個驗收批(不足500個也作為一個驗收批)進行隨機截取一組3根做試件檢測試驗,拉伸試驗合格后方可大量加工連接。
由于該連接屬于場外加工制作、現場連接的施工方法,要求設備擺放相對固定,設備安裝位置有防雨設施及380V電源,設備電容量為4KW/套。安裝時滾絲機主軸中心線與放置在支架上的待加工鋼筋中心線保持一致。在正常情況下每臺班應配操作工人3-6人,其中,滾絲機操作1人,絲頭質檢,蓋保護帽及鋼筋搬運2-5人。
總之,用這種工藝制作的鋼筋接頭能充分發揮鋼筋母材強度,接頭試件破壞發生在鋼筋母材破壞上而不是接頭部位,主要是通過滾軋來提高材料的強度,并強化連接螺紋,鋼筋表面先行剝肋是為了消除不連續的橫肋對滾軋工藝的不利影響,以及消除鋼筋尺寸公差變化對加工螺紋尺寸所帶來的不利影響。提高螺紋的精度和光潔度,同時對提高滾絲輪壽命有利。滾軋螺紋的過程是對鋼筋端部進行冷作強化效果。剝肋后鋼筋截面積雖有減小,但冷作強化后鋼材強度的提高抵消了截面減小的影響,從而達到連接強度大于鋼筋母材強度的效果。
參考文獻:
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[3] 混凝土結構工程施工質量驗收規范(2011版) .中國建筑工業出版社
中圖分類號:TU74
一、引言
在建筑物施工中為防止雷擊事故發生,必須了解防雷接地裝置可能出現的最大電位,我國的高層建筑(含鋼結構)防雷接地引下線一般長約100m左右,在防雷接地裝置中,接地電阻越小,瞬間沖擊接地電壓就越小建筑物受到雷擊的幾率就越小,在建筑物特別是高層建筑施工中,利用建筑物基礎底板鋼筋作為自然接地體,利用建筑物的柱或者承重墻、剪力墻內主鋼筋作為防雷引下線,并保證每條引下線不少于2根主鋼筋與自然接地體連接,隨主體結構工程逐層焊接串聯至屋頂與屋頂接閃器、避雷帶連接,用以保證防雷引下線的使用功能,因此,建筑物必須有足夠小的接地電阻值和安全可靠的接地裝置,使電路運行穩定、質量可靠保證人和工作設備的安全,保護建筑物以及強弱電設備的安全運行。
二、利用柱內鋼筋作接地引下線的安裝
1. 柱上設斷接螺栓
在這種情況下要先確定斷接螺栓的位置,斷接螺栓一般在柱子上的位置有兩種情況:一種是安裝在室內可以利用柱子靠內側中間的主鋼筋作為引下線;另一種是設置在室外,可以利用柱子靠外側中間的兩根主鋼筋,這樣均可以方便的從主筋上引出斷接螺栓。
2. 柱上不設斷接螺栓
這種情況下,主要考慮在屋頂引出部位與避雷網(針)接閃起連接方便即可,通常利用柱內靠內側的或者左右兩側中間兩根主筋。
三、斷接螺栓的安裝
1. 斷接螺栓的安裝高度
國標規范與安裝圖集中,安裝高度被定為2米處,也有要求設置在1.5米至1.8米處,本人認為這都應該根據現場實際情況和建筑主要功能而定。高層建筑中,利用柱內兩根鋼筋作為引下線時,室外柱子上設置斷接螺栓如果安裝高度在1.5米至1.8米處,首先影響建筑裝飾效果不美觀,而且由于高度與行人相當也容易發生碰撞,甚至可能發生安全事故。本人見解安裝在距地0.3米至0.5米處,比較隱蔽既不影響美觀也不會與行人發生碰撞或者絆腳,同時也利于測試接地電阻時接線。但如果是多層建筑架空進線的重復接地極的斷接螺栓,應安裝在1.5米至1.8米處比較合適。
四、混凝土結構中鋼筋與接地極的連接
利用混凝土構件中的鋼筋作為接地極或引下線時,應注意以下幾點:
1. 底板鋼筋之間的連接
底板鋼筋之間的連接不能用電焊將鋼筋互相點焊在一起,而必須采用連接件將鋼筋搭接焊在一起,搭接鋼筋采用與內板鋼筋同規格的鋼筋為好,以免傷害板內鋼筋,見圖1。
2. 柱子內鋼筋與圈梁內的主鋼筋相連接
主筋的連接方式與上述連接方法一致,但連接件不一定使用同規格的鋼筋,用扁鋼也可以。
3. 柱內鋼筋與避雷帶的連接
柱內鋼筋與避雷帶的連接方式與上述2種做法基本一致,搭接長度相關規范已有規定,這里不再闡述,連接件采用扁鐵與圓鋼均可見圖2
五、等電位聯結
1.定義:
等電位又分為總等電位與局部等電位聯結。總等電位聯結是將來電氣系統進線配電箱的PE排、公用設施的金屬管道,如上下水、熱力、燃氣等管道、建筑物金屬結構、人工接地體或其引線等通過等總等電位聯結作用于全建筑物,它在一定程度上可降低建筑物內間接接觸電擊的接觸電壓和不同金屬物件間的電位差,并消除自建筑物外經過電氣線路和各種金屬管道等引入的危險故障電壓的危害;局部等電位聯結是指在一局部場所通過局部等電位聯結端子板將PE母線或PE干線、公用設施的金屬管道、建筑物金屬結構等各可導電部分連通。
2.等電位聯結施工中存在的問題與分析
當前等電位聯結設計基本依據圖集(等電位聯結安裝―02D501-2),盡管該圖集對各種類型的等電位聯結安裝均有相關做法、條文說明也比較詳盡,但在實際工程中很多工程等電位部分做法不理想,許多都不滿足規范要求。造成這樣現象首先在設計方面,相關設計規范對等電位聯結部分未做明確要求,圖集包括的條文比較多,同時有些條文明確具了體采用哪種等電位做法、等電位連接材料、數量、線徑等項目由工程設計決定,而且施工驗收規范中關于等電位的條文也指出是否做等電位聯結,哪些部位或設施需做等電位聯結均由施工設計決定。
其次施工階段,因為等電位聯結的提出和實施在我國均比較晚,目前我國等電位聯結用法人金具和端子板雖有定型產品供應,但產品少,有關單位對等電位需聯結的設備和一些鑄鐵管的生產也未要求配置等電位聯結用的接線端子,給施工安裝造成了一些困難,也影響連接的美觀,需要在現場設法克服。再就是施工單位在施工中的工程技術人員對等電位做法不清楚,導致等電位施工在土建的施工中預留預埋不到、電氣施工的中對需要做等電位的構件、設備未做鐵構件的預留;再就是一些工程在竣工時候或者施工時在裝修時業主只考慮建筑的美觀實用建筑使用情況發生變化,使等電位聯結失去作業條件或根本就沒施工、無法施工。
3. 等電位施工時的做法與注意事項
總等電位聯結需要做聯接的部件:電氣系統進線配電箱(柜)的PE排、接地體或其引線、建筑金屬結構、公用設施的金屬管道。
局部等電位聯結部件:PE母線或PE干線、公用設施的金屬管道、建筑物各可導電部分連通。
電氣系統進線箱(柜)的PE排、接地體或其引線的連接一般很少出問題,按圖集施工即可。需要做局部等電位的房間中如有PE線,則該PE線就應該做等電位聯結,因為該處PE線可能因別處故障而帶電位即引入別處的電位。
0.前言
由于設計質量管理規定:對于一般工程的電氣設計允許可以不要計算書,因此許多設計人員對三級防雷建筑物的防雷設計,不再進行設計計算,僅憑經驗而設計。對于防雷設施的是否設置及防雷設施的各種安全間距未進行計算、驗算,因此造成大量的三級防雷的建筑物的防雷設計、施工存在較大的的盲目性,使有些工程提高了防雷級別,增加了工程造價,而有些工程卻未按規范設計、施工,造成漏錯,帶來很大隱患和不應有的損失。
1.三種建筑物防雷規范的概述及比較
總所周知,建筑物防雷標準有1993年8月1日起實施的《民用建筑電氣設計規范JGJ/T16-92推薦性行業標準,1994年11月1日起實施的《建筑物防雷設計規范》GB50057-94強制性國家標準。GB50057-94使建筑物的防雷設計、施工逐步與國際電工委員會IEC防雷標準接軌,設計施工更加規范化、標準化。
而GB50057-94將民用建筑分為兩類,而JCJ/T16-92將民用建筑防雷設計分為三級,分得更加具體、細致、避免造成使某些民用建筑物失去應有的安全,而有些建筑物可能出現不必要的浪費。為更好的掌握IEC、GB50057-94、JCJ/T16-92三者的實質,特擇其主要條款列于表1。且后面的分析、計算均引自JCJ/T16-92中的規定。
2.設置防雷設施
除少量的一、二級防雷建筑物外,數量眾多的還是三級防雷及等級以外的建筑物防雷,而對此類建筑物大多設計人員不計算年預計雷擊次數N,使許多不需設計防雷的建筑物而設計了防雷措施,設計保守,浪費了人、材、物。有的建筑物在20m的高度,卻不需設置防雷措施,而有的建筑物高度在7m,就必須設置三級防雷措施。關鍵因素在于建筑所處的地理位置、環境、土質和雷電活動情況所決定。同時在峻工的工程中,我們也看到,有許多類似的工程不該設置防雷卻按三級防雷設計施工了,施工后的防雷接地裝置效果并不是設計的那么有成效,增加了工程造價。因此,設計人員對民用建筑物的防雷設計必須對建筑物年預計雷擊次數進行計算,根據計算結果,結合具體條件,確定是否設置防雷設施。
3.工頻接地電阻與沖擊接地電阻的區別
接地電阻是指在工頻或直流電流流過時的電阻,通常叫做工頻(或直流)接地電阻;而對于防雷接地雷電沖擊電流流過時的電阻叫做沖擊接地電阻。
從物理過程來看,防雷接地與工頻接地有兩點區別,一是雷電流的幅值大,二是雷電流的等值頻率高。 雷電流的幅值大,會使地中電流密度增大,因而提高地中電場強度,在接地體表面附近尤為顯著。地電場強度超過土壤擊穿場強時會發生局部火花放電,使土壤電導增大。試驗表明,當土壤電阻率為500Ω?m,預放電時間為3―5μs時,土壤的擊穿場強為6―12kV/cm。因此,同一接地裝置在幅值很高的雷電沖擊電流作用下,其接地電阻要小于工頻電流下的數值。這一過程稱為火花效應。
雷電流的等值頻率很高,會使接地體本身呈現很明顯的電感作用,阻礙電流向接地體的遠端流通。對于長度較大的接地體這種影響更顯著。結果使接地體得不到充分利用,接地電阻值大于工頻接地電阻。這一現象稱為電感影響。
由于上述原因,同一接地裝置具有不同的沖擊接地電阻值和工頻接地電阻值,兩者之間的比稱為沖擊系數α;α=R~/Ri 其中R~為工頻接地電阻;Ri為沖擊接地電阻,是指接地體上的沖擊電壓幅值與沖擊電流幅值之比,實際上應是接地阻抗,但習慣上仍稱為沖擊接地電阻。 沖擊系數α與接地體的幾何尺寸、雷電流的幅值和波形以及土壤電阻率等因素有關,多數靠實驗確定。一般情況下由于火花效應大于電感影響,故α<1;但對于電感影響明顯的情況,則可能α≥1,沖擊接地電阻值一般要求小于10Ω。
4.引下線間距與防雷設施
關于引下線的間距問題,當避雷網敷設在建筑物上時,雷電流通過引下線入地。若引下線數量較多或者間距較小時,雷電流分布較為均勻,由于分流,引下線上的電壓相對減小,避免了跳閃的危險。因此,引下線的最大距離是以限制引下線上的最大雷電流為依據的?!豆I建筑和民用建筑電力設計導則》中規定“引下線間距,一般以20-30m為標準”。我國過去對民用建筑物的引下線的間距,一般是按著上述規定設計的,運行多年情況良好,沒有由于引下線的間距發生過問題。根據查閱的大量資料,發現國外的規定也是不一致的。例如:原東德規定為10m,原蘇聯規定為25m,日本則規定為50m。因為各國規定相差較大,所以,雖然我國已有幾十年的運行實踐經驗,但為了可靠起見,我們在現實中必須按實驗算。
綜上所述,在實行一棟建筑一個總帶電位聯結、一個共用接地體的措施后,在樓頂部應將避雷帶針與伸出屋面的金屬管道金屬物體連接起來,在每層內的建筑物內應實行輔助等電位聯結,即引下線在經過各個樓層時,將它與該樓層內的鋼筋、金屬構架全部聯結起來,于是不論引下線的電位升到多高,同樓層建筑物內的所有金屬物包括地面內鋼筋、金屬管道、電氣設備的安全接地都同時升到相同電位,方可消除雷電壓反擊。
5.跨步電壓與接地裝置埋地深度
跨步電壓是指人的兩腳接觸地面間兩點的電位差,一般取人的跨距0.8m內的電位差。跨步電壓的大小與接地體埋地深度、土壤電阻率、雷電位幅值等諸多因素。
垂直埋設的接地體,宜采用圓鋼、鋼管、角鋼等,水平埋設的接地體,宜采用扁鋼、圓鋼等。人工接地體的尺寸不應小于下列數值:圓鋼直徑為10mm;扁鋼截面為100mm2;扁鋼厚度為4mm;角鋼厚度為4mm;鋼管壁厚為3.5mm。為降低跨步電壓,防直擊雷的人工接地裝置距建筑物人口處及人行道不應小于3m,當小于3m時應采取下列措施之一:(1)水平接地體局部深埋不應小于1m。(2)水平接地體局部包以絕緣物(例如50~80mm厚的瀝青層)。(3)采用瀝青碎石地面或在接地裝置上面敷設50~80mm厚的瀝青層,其寬度超過接地裝置2m。
若采用基礎和圈梁內鋼筋作為環形接地體,但由于三級防雷的建筑物大多為毛石基礎,毛石基礎上的圈梁埋地一般為0.3m左右,較淺根本達不到防止危險的跨步電壓需將接地裝置埋深1m的要求,因此不宜采用圈梁做為環形接地體指三級防雷建筑物。
6.結語
綜上所述,隨著我國建筑業速度加快,建筑物的高度也在不斷增高,致使施工現場機械設備隨之增高。為了確保建筑設施、施工設備和人員的安全,做好建筑工程施工現場防雷保護工作是安全生產不可缺省的重要環節。
【參考文獻】
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目前,我國的防雷措施大致分為三級。從一級到三級防雷措施逐漸嚴格。就現在我國大多數的建筑物來說,一級防雷標準和二級防雷標準都基本上能夠達到,唯獨三級防雷標準達標率參差不一,這也直接導致了最終實際的防雷效果問題。這是由于我國現在建筑行業放雷措施系統不完善所造成的,我們廣大建筑業工作者絕不可以掉以輕心,必須對這一防雷問題引起注意。
1雷擊災害概述
從古到今,為了保護人類賴以生存的家園,人類不得不不停與各類自然災害做斗爭。洪澇、干旱、冰雹、雷擊……每一個都曾在人類的歷史上劃下過記憶深刻的傷痕。而自然災害中最為常見的災害之一――雷擊,主要毀壞的對象就是人類的各種高層建筑物。因為現代建筑物越建越高,加上現在建筑物多用各種導電的金屬制成,直接使得現代各類建筑物更易遭到雷擊等自然災害的傷害。為了制定出合理的現代建筑業的放雷措施,首先,我們必須要對雷電的產生過程有著大致的了解:雷電的產生是由于大氣層中的云朵摩擦所產生的靜電,各類電荷離子聚集在一起,一直超過一定限度值之后,造成直接由天空像地面出現放電等現象的過程。由于雷電產生的過程的特殊性,直接導致雷電的傷害極大,雷電所帶的電荷數極高,甚至可以高達幾百萬伏和幾千萬伏,經常對高層建筑物造成不可想象的損傷。
2常見的雷擊災害
(1)直擊雷
直擊雷是最為常見的放電模式。直擊雷的產生原理如下:由于大氣層中的云朵不斷摩擦,所產生的靜電值也越來越大,直接導致云層中所累積的電荷數也越來越多,當遇到更高的、和云朵更為貼近的物體接近時,就會發生直接從大氣層向地面各種物體例如建筑物等進行放電和雷擊的現象,這就是直擊雷的發生機制。直擊雷中所含的電能極高,在放電的一瞬間傳遞給其他地面上物體的時候,容易從電能轉變為熱能,造成建筑物的爆炸等各種附加傷害,導致最終所受的損傷巨大。
(2)感應雷
感應雷,顧名思義,主要是由閃電發生后激發的金屬的電磁感應所造成的雷電反應。此反應主要繼發于閃電發生后的閃電發生地周圍的各類金屬制品,尤其是各類弱電金屬物更易受感應雷的影響。感應雷對金屬制品的影響極為巨大,一方面,感應雷可以對各類建筑物中已經存在的閉合電路造成影響,在閉合電路中形成電流額定值大、突然出現的強大電流,這樣的電流不僅會燒毀原有路線,同時極有可能對現有電路已經存在的各類用電器直接通電,造成用電器的損耗甚至報廢,尤其是各種精密珍貴的用電器,更容易受到這種感應雷的影響;另一方面,感應雷還可以對建筑物中的各種單純金屬物造成影響,雖然不能形成明確的閉合回路,但是會在這樣具體的金屬物中形成危害極大的感應電流,在瞬間感應電流會轉變為極大的熱能,最終燒毀這些金屬物,甚至引發火災等,造成進一步更大的損失。
3建筑物防雷設計和施工的具體措施
(1)防雷裝置的組成。接閃器一般位于建筑物的最高處,視建筑物的具體高度設計接閃器的具體高度,確保能夠保護到整個建筑物。接閃器通常在一定范圍內越高越好,這樣既能夠接到建筑物接納范圍內的全部閃電,又不會接受過多的閃電超過其本身對于閃電的接受閾值,造成漏電的損傷。接閃器通常由一根鍍鋅合金金屬圓柱長條線傳導,然后一直接入建筑物的底部,接口處經常采用結構性焊接,確保焊接牢固可靠,不會出現漏電等現象,接閃器所導電線通常直接埋入建筑物的地步,需要額外注意的是應該埋在較為隱蔽的無人區,并且在埋入處要立好標記。
(2)建筑物防雷接地與地下引線。建筑物的接地系統也要特別引起注意,建筑物的接地系統一般分為三個部位,即接入分流器,地內分流器和鋼筋咬合處。首先是接入分流器,接入分流器的主要作用是將從接閃器傳下來的電流用多根導線進行支分電流,讓的導線和大地接觸面積盡可能的大一些,以便電流更為均勻的分散到接入處的各個部分,防止電荷數聚積在一處發生地入式電擊的現象,造成二次傷害;然后是地內分流器,地內分流器是位于地底的另一個分流器,這個分流器的作用和上述的接入分流器的作用極為類似,但主要區別在于接入分流器主要位于接地處空氣和地面的接壤處,而地內分流器主要位于大地內部,分散于大地內部的各個部位,在地內分流器的布置之前,應該對具體地內分流器的安放部位進行合理科學的計算,大致描繪出電荷的分布和分散方式,嚴禁亂擺亂放;最后是鋼筋咬合處,這個部分主要是借助建筑物本來的內置鋼筋的導電作用,可以達到迅速傳遞電流,分散雷擊電流量的作用,除此之外,利用建筑物內部的鋼筋傳流作用還可以減少建筑成本,節省建筑材料。需要注意的是,以上三個裝置在具體連接和安置前必須根據實際情況進行嚴格的演算和推理,防止因為放置部位的問題而導致錯誤放電最后形成安全隱患,各個裝置的銜接處必須用電焊器認真焊接。
一、微電子設備容易遭受雷電電磁脈沖的損壞
雷電磁脈沖具有感應范圍大的特點,其對建筑物內的各種電子設備都有著一定的危害。
而微電子設備在抗干擾能力方面較低,比較容易遭受到各種來自雷電磁脈沖的侵害。
1.由于微電子設備越來越像高精度和高可靠性發展,其對雷電電磁脈沖的抗擊打能力也越來越有所下降,所以如果沒有一套高于普通建筑的科學、配套、合理的防雷電電磁脈沖的保護措施,是極其危險和不可靠的。所以,在智能建筑的設計中,微電子設備的防雷電保護是必須而且首先要考慮的一個問題。
2.微電子設備受到破壞的很大原因是由于收到次脈沖的干擾。雷電電磁脈沖對微點設備的干擾形式主要有:避雷針在接閃時,瞬間雷電中帶有的強大的磁場對建筑內的微電子設備進行干擾;空中的電磁輻射對微電子設備的電磁干擾;由外部電纜傳來的電磁波對微電子設備的干擾。
在許多建筑物種,僅僅采用避雷針或者避雷網就可以有效降低雷害的概率。雷電感應一般比較難以防范,其不但可以感應到幾百米以外的落雷所產生的電磁脈沖,也可以感應避雷針等防雷措施中的電磁脈沖,但一般的電子設備對雷電脈沖的防護本身就很高,所以造成的傷害并不是很大。電子設備的耐壓水平較低,許多雷電脈沖都可以對其產生傷害,而微電子很有可能被來自電源線、信號線等所帶的雷電電磁脈沖所損壞,所以微電子設備損壞的主要原因是由于雷電磁脈沖的作用。
二、電子應用工程類建筑防雷設計考慮的問題
通常情況下在進行建筑物的防雷裝置的設置時,主要有內部裝置設置和外部裝置設置兩種。外部防雷裝置一般都是避雷針、避雷網等常規裝置,而除了常規裝置以外的如:屏蔽、等電位等所有防雷措施都屬于內部防雷裝置的范疇。這樣劃分既可以防止建筑遭受直雷擊也可以減少電磁脈沖對微電子設備的損壞,從而達到保護微電子設備的目的。
隨著信息技術的不斷發展,由于傳統的防雷裝置有著局限性,所以其已經不能夠很好的保護電子應用工程類建筑物避免雷電的侵害,所以在點在應用工程類建筑中設計人員要在做好傳統防雷的基礎上,不斷強化建筑物內部的防雷設計。
1.傳統的外部防雷措施如:避雷針如要保護建筑物內的電子設備免遭雷擊傷害,其就必須具有一定的高度,而高度和遭受雷擊的概率是成正比,既避雷針的高度越高,遭受雷擊的概率也就越大。所以,如果對電子應用工程類的建筑物只使用傳統的避雷方法,不僅無法達到保護微電子設備的目的,甚至有可能給微電子設備帶來更大的危害?;谝陨显?,建議在電子應用工程類建筑物中盡量避免使用避雷針。如要使用,也必須做好必要的內部防雷措施,以此來降低和減少由避雷針帶來的危害。比如在防雷設計中,在保證引下線之間距離符合規定的前提下,盡量多使用引下線,其不僅可以對雷電流起到很好的分流效果,還可以達到屏蔽的效果,從而達到更好保護微電子設備的目的。
2.前面,我們已經知道微電子損壞的主要原因就是電磁脈沖,而電磁脈沖來自外部,所以屏蔽是防止電磁脈沖干擾微電子設備的最好方法。屏蔽的主要原理是:利用建筑物內的鋼筋結構,使其連接成一體,這樣不僅可以有效防止電磁波的輻射,還可以達到對雷電的分流效果,從而達到對電磁脈沖屏蔽的目的。而防雷電干擾還有一個很有效的方法,就是利用室內布線,其主要原理是:使微電子設備遠離建筑中引下線,并將主干線與接地網進行連接。
而在防雷方面,良好的接地措施也是很重要的一個因素,其主要分為以從設備運行角度考慮、消除連續低頻噪音為目的的獨立接地和以過壓保護為目的的聯合接地體兩種形式。而現在,在電子應用類工程建筑物種多使用聯合接地體的方式以達到有效避雷的目的。這是因為聯合接地體主要是將工作接地、防雷接地和電子信號進行統一的連接,將其連接到建筑的基礎接地裝置上,從而使建筑物遭受雷擊時,建筑物內
轉貼于
的電壓保持不變。正是由于聯合接地體能夠達到獨立接地所不能達到的對電壓保護的目的,其被越來越多的用在建筑物的防雷設計中。由于在電子應用系統中,通常對在低頻信號工作接地有較高的要求。因此,通常不允許在低頻工作接地系統中存在壞流,采用的是聯合的接地體。所以,通常采用單點接地系統在低頻信號工作接地中。任何一層的低頻喜好工作接地都要直接接在本層的單點接地板上。整個建筑物形成一個樹狀結構的干式結線,不得有環路的存在,整個單點接地系統應該確保建筑物的基礎底板和建筑物的中心系統具有良好的鏈接。并且直接把它和基礎裝置焊接起來。這樣可以有效的避免防雷引下線引起的強磁場干擾。
三、對電子應用類工程建筑的防雷設計應注意的事項
1.為了確保雷雨天電子設備能夠正常、有效、安全的工作,在整個建筑防雷系統中采用的裝置應該是聯合接地體裝置,在正常工作時,低頻信號的接地應采用單點接地模式,這樣可以確保系統的安全性,整個建筑物采用的樹干式結線模式。整個接地系統的垂直引下線應該從整個建筑的中心部位到建筑底板都要鏈接。而且要把基礎底板鋼筋和主干鋼筋焊接起來。
2.為了減少由于下泄流引起的在建筑內靠外墻處產生的較強磁場的影響。建筑內的精密設備用房應該和靠外墻處保持一定的距離,同時確保通信主干線及電力主干線應該盡可能的靠近建筑物的中心處。
3.對于高壓架空線和啊架空線的家住,還應該充分考慮雷電波的入侵,在進行設計和建筑時,為了防止雷電波的侵入,應該采取過電壓保護以及加裝避雷器等措施。對于像航空障礙燈以及天線等在進行設計時,也應該考慮可能遭到的雷電波入侵,因此應該考慮添加額外的保護裝置比如浪涌保護器等。在信息系統信息通道和電源線路通道上,應該添加分級設置的電涌保護器。
4.由于建筑物內可能產生各種反擊電壓,因此,從人身安全的角度考慮,為了確保設備安全和人身安全,應該建立一個等位電壓鏈接到建筑物內。
5.為了避免和減少來自建筑物外邊的各種雷電波的各種電磁輻射,盡可能的削弱電子脈沖對微電子設備的影響,通常采用的比較成熟的方法是用屏蔽的方法,把建筑物防雷設計成為籠式避雷網。
6.當建筑物遭到雷擊的時候,可能會產生引下線流經過強大的雷電流的作用而對建筑物內的各種微電子設備產生的影響,這里在設計時應考慮在滿足基本要求和操作規范的前提下,額外的增加引下線流的數量,這樣可以盡可能的為對每根引線下的電流密度產生分流的作用。同時也增加了屏蔽的效果。
近年來,隨著城市用地的減少與建筑科技的發展,高層建筑不斷增多,建筑的結構形式也日趨復雜,加上大型鋼結構、金屬屋面以及大量微電子設備的廣泛應用,使建筑工程遭受雷擊的可能性在不斷增大,雷擊造成的損失也會更為嚴重。因此,構建穩定可靠的防雷系統是保證建筑物的安全的重要問題。
一、建筑物防雷設計的具體措施
一般來說,建筑工程中的防雷主要是指防直擊雷(含側擊雷)和感應雷,防雷電波侵入措施一般是在建筑土建工程完工后再根據實
際需求另行設計和安裝。
建筑工程防雷設計實際上是針對雷擊危害方式將雷擊產生的高電壓和大電流感應產生的浪涌過電壓、過電流以及產生的空間電磁干擾等,通過引入接地體或通過接地屏蔽等方式以消除雷電危害。
1、直擊雷的防雷設計措施主要包括設置接閃器或提前放電避雷針,以及兩種方式相結合的方法。接閃器的功能是利用其高于周圍區域其它物體的有利地位,承受雷擊后將雷擊放電引向自身并通過引下線、接地裝置,將雷電流導向大地,從而起到保護周圍建筑物的作用。提前放電避雷針則充分利用良好接地體的導電作用,在建筑物周圍雷云的電荷集聚到一定程度時,通過雷云與提前放電避雷針之間的放電,將集聚的電荷導入大地,可避免雷擊產生。
2、側擊雷的防雷設計措施主要是在建筑物中設置均壓環,并且與引下線可靠連通,以保證其遭受側擊雷時的安全。從施工的實際工作量、保護范圍、雷擊概率與經濟性等等方面考慮!實際防側擊雷設計一般在建筑物超過30m以上每隔3層設置均壓環與引下線可靠連通。
3、雷電感應的幾個防雷措施。(1)通過設置等電位聯接可有效消除不同接地點可能存在的電位差,發生雷擊時可有效避免因感應產生的不同接地點電壓不同而導致的放電現象。(2)電源系統浪涌過電壓保護。為防止電源線路因雷電感應產生的浪涌多電壓對電源系統造成損壞,建筑物電源系統一般按照防雷區域的劃分實行多級保護。(3)弱電系統的防雷電感應措施:a電源隔離與吸收:除電源系統加裝SPD防護外,系統電源通常還加裝隔離變壓器#浪涌電壓吸收裝置等,以進一步消除沿電源系統可能存在的浪涌過電壓殘壓,保護系統電源的安全.c等電位連接:設備機房內部為減小設備之間以及與建筑物金屬構件之間因雷電感應產生的電位差,應特別注意等電位接地。c屏蔽接地:為了阻擋、衰減雷擊感應產生的電磁輻射干擾對弱電設備、元器件及線路造成的信號偏移、誤動作、采樣錯誤、設備損壞等影響,對弱電設備和線路必須采取屏蔽措施進行保護。
二、防雷接地的重要性
通常來說,防雷的基本方法可簡單地用兩個字來概括――“泄”和“抗”。也就是說,一方面要因勢利導,使用接地的避雷設施,把雷電引向自身泄掉以削弱其威力;另一方面要求各種電氣設備具有一定的絕緣水平或采取其它補救措施(如等電位聯結)以提高抵抗雷電破
壞的能力。兩者如能恰當地結合并根據保護物的具體情況靈活地采取措施就可以防止或減少雷害,達到保證安全的目的。目前建筑工程常用的防雷設施有避雷針、避雷線、避雷網(帶)、避雷器和保護間隙等。
設置接地的目的有二,一方面為了將雷擊引入大地,保護設備安全;另一方面為了防止人身受雷擊傷害。所以說防雷接地質量的優劣,事關安全的大事。
在建筑工程中,我們把接地導線與接地體合在一起叫接地裝置;把電氣設備與土壤間作良好的連接叫接地;與土壤直接接觸的金屬體叫接地體或接地極;把接地體與電氣設備連接起來的金屬線叫接地導線。
有樁基的建筑工程(一般是指高層建筑),是以樁基做為接地體,以基礎鋼筋做為接地網,以主體柱筋作為引下線與樁基連接而構成自然接地裝置。建筑工程設計中規定自然接地電阻值小于1Ω;當大于1Ω時,還需在建筑物設置人工接地裝置做為輔助接地。無樁基的建筑工程,以地基基礎地梁鋼筋(圈梁內兩根主筋沿建筑物外側墻周邊焊接)為接地體的建筑工程,接地電阻值小于1Ω,達不到要求時在外墻埋設人工接地體與其連接構成接地系統。
三、防雷接地的預控工作與防雷接地施工中的質量控制
1、做好防雷接地的預控工作。
跟蹤日常監測工作的首項基礎工作就是防雷接地施工的預控。想要做好預控,跟蹤檢測人員必須熟悉設計圖紙及電氣設計說明中有關供電方式和防雷接地所涉及的問題。要重點掌握以好下幾點:
(1)務必仔細地審查設計圖紙。通?;A接地點、預留接地等等都在基礎接地平面圖中加以注明或說明,由基礎到頂層有關防雷接地施工圖都要層層認真校對。要特別注意設有設備間、變配電室、消控中心機房、電梯機房、玻璃幕墻、給水設施和入戶管道以及屋面上的冷卻塔風機等的接地規定和預留,一旦漏埋,待設備安裝時再進行處理,必然會出現反復剔鑿,甚至會出現損壞土建結構的現象。
(2)對部分較特殊的建筑工程項目系統,跟蹤檢測要注意設計中的說明,并做好記錄。對這些系統的接地要求要與建設方或設計予以確認,并得到具體而明確的答復,做好記錄,還要對照有關技術規范進行比較和審核以保證在施工中得以落實。
(3)要注意樓內部設備的接地對照強制性標準、施工驗收規范查看施工圖有無不符合規范要求之處,一定要請設計人員明確方案,以便在預埋中加以考慮,尤其是住宅工程中衛生間頗多,一旦漏埋竣工驗收時再處理就會增加不必要的投入。
(4)對于高層建筑的防雷接地更要注意其本身特定的要求,跟蹤檢測人員在審圖時,一方面要熟悉電氣圖,還要對建筑設計中的結構、設備布置進行認真分析,要充分領會設計中有關說明。隱蔽部位一旦漏焊會給安裝階段帶來不必要的工作量,甚至很難達到標準要求。
(5)在混凝土沒有掩蓋以前,必須要嚴謹查驗它與引下線的連接,用材規格是否符合設計要求,是否形成閉合回路,屋面有金屬構件的位置是否進行了連接件的預留,以備后繼土建施工。
(6)避雷針和明裝避雷帶(網)是避雷系統中唯一暴露在建筑屋面上的裝置,它們的施工質量從一個側面反應出電氣施工的水平,而且也直接影響防雷接地的可靠性,因此更要增加我們的監督力度,要注意其規格是否符合設計要求,安裝要牢固可靠;屋頂上裝設的避雷帶和建筑物頂部的避雷針及金屬物體應焊接成一個整體;引下線必須是焊接在避雷帶上,不得焊在支持卡上;所有焊接部位都必須進行防銹處理。
2、防雷接地施工中的質量控制
(1)對于鋼筋焊接的控制。防雷接地焊接伴隨著施工的全過程,焊接質量決定著工程質量,所以跟蹤檢測人員應從以下幾點進行嚴格控制:a施焊操作人員必須要有操作上崗證方能進行作業。b施工單位使用的焊條三證及牌號,應符合鋼筋電弧焊焊條規定。施工單位技術負責人應向施焊人員進行技術交底,分別介紹鋼筋類別、焊接材料、焊接方法、焊接形式、焊接位置等要求。b接地焊接一般采用幫條焊接,宜雙面焊,確因地勢影響不能進行雙面焊時,也可采用單面焊。當采用搭接施焊時,搭接長度應符合規范規定。
(2)關于接地電阻值的測試。不管是自然接地體、人工接地體或者玻璃幕墻、避雷網格、避雷針等在施工完后都要及時進行接地電阻值的測試。尤其是接地體或接地網施工完成后,應及時認定接地電阻值是否符合設計規定值或規范要求。因為以樁基、基礎為接地體的接地系統,當接地電阻值達到設計要求時,可不再增加人工接地體的施工;另外也可避免在土建完工后再進行補救,而且會與其它工程發生沖突,造成人力、物力和財力上的重復浪費。
1 水閘的作用
控制水位、調節流量的低水頭水工建筑物,是農田水利中龍頭工程,常與堤壩、船閘、魚道、水站、抽水站等建筑物組成水利樞紐,以滿足防洪、排洪、航運、灌溉以及發電水利工程的需要。
2 水閘的分類
2.1 按水閘所承擔任務分 節制閘。調節水位,控制流量??菟诮枰蕴Ц咚?以利取水和上游航運,洪水期用以控制流量。渠系建筑物中節制閘一般建于支渠分水口的下游,用以抬高水位,滿足支渠引水需要。
進水閘:建在河道、湖泊的岸邊或渠道,用來引水灌溉、發電或其他用水需要。灌溉渠系中建于干渠以下渠道首的進水閘,作用上把上一級渠道的水分下一級渠道,分水閘、斗門、農門排水閘建在江河沿岸排水渠出口處,外河上漲時,關閘門防水洪水倒灌,避免洪災。當外河水位退落時,開閘排水防止澇災。具有雙面擋水的作用。擋潮閘建在河流入流的河口地段,以防止海水倒灌。抬高內河水位,滿足蓄淡灌溉。退潮排澇。有通航孔,還可平潮時通潮。具有雙向擋水作用——擋潮閘、排水閘分洪閘:常建于河道的一側,用來將超過下游河道安全洪量的洪水泄入預定的湖泊、洼地,即使消減洪峰,保證下游河道安全。
2.2 按閘室結構型式分
開敞式水閘和涵洞式水閘。
3 水閘的組成:上游連接段、閘室段、下游連接段
3.1 上游連接段作用 將上游來水平順地引進閘室,同時起防沖、防滲、擋土等作用。
3.2 上游連接段組成 上游翼墻:引導水流平順進閘。
鋪蓋:起防滲作用,并要起防沖作用。
護坡、護底:保護河岸和河床不受沖刷。
上游防沖槽:保護護岸頭部,防止河床沖刷而護底方向發展。
3.3 下游連接段 包括消力池、海漫、下游防沖槽、下游翼墻及護坡等(使水流經有效消能后平順流出閘室,與下游河床段連接)。
消力池:緊接閘室布置,具有形成水躍和保護水躍范圍內河床允許受沖刷作用,是消能的主要措施。
海漫:布置在消力池后面,繼續消除余能,調整流速分布,用塊石砌成。
防沖槽:海漫的末端防沖措施,防止海漫后河床沖刷向上游發展。
下游翼墻:水流均勻擴散,并保護兩岸免受沖刷。
護坡:布海漫和防沖槽范圍內,一般用塊石。
3.4 閘室段 是水閘主體,包括底板、閘墩、閘門、胸墻、岸墻、工作橋和交通橋。
底板:閘室基礎,承受閘室全部荷載,較均勻地將荷載傳給地基并利用底板與地基圖摩擦來維持閘室穩定,還有防沖、防滲作用。
閘墩:分割閘孔、支撐閘門和橋梁。
工作橋:供安裝啟閉機和工作人員操作機器之用。
岸墻:閘室與河岸的連接結構,主要以擋土,并且有側向防滲作用。
4 水閘選擇的要求
節制閘或泄洪閘閘址宜選擇在河道順直、河勢相對穩定的河段,經技術經濟比較后可以選擇在彎曲河段裁彎取直的新開河道上。進水閘、分水閘或分洪閘閘址宜選擇在河岸基本穩定的順直河段或彎道凹岸頂點稍偏下游處,但分洪閘閘址不宜選擇在險工堤段和被保護的重要城鎮下游堤段。排水閘或泄洪閘閘址宜選擇在地勢低洼、出水暢通處,排水閘閘址宜選擇在靠近重要澇區和容泄區的老堤堤線上。擋潮閘閘址宜選擇在岸線和岸坡穩定的潮汐河口附近,且閘址泓灘中淤變化較小、上游河道有足夠的蓄水容積地點。
5 水閘消能防沖過閘水流特點
出閘流速較大,紊動強烈。上游水位差較小。岀流形式隨閘門開啟程序變化。
6 水閘的沖刷
波狀水躍的產生:淹沒水躍沒有發生或水躍淹沒過大。岀流擴散下均勻,產生折沖水流。上下游水位差較小,形成波狀水躍,消能效率低。
基本消能方式:底流消能為主,有消力池,海漫,防沖槽等部分組成。其形式可根據水流情況,地形條件,施工能力消能效果等選用。
波狀水躍的防止措施:總體布置時,盡量使用上游渠道有一段較的順直段,確保來水順均勻;控制下游翼墻的擴散角,擴散角宜7~12,使水流均勻擴散;制定合理的閘的開啟程序,注意均勻起步,間隙對稱開啟原則,力避開啟,關閉時大起大落和多孔閘部分閘孔泄流的運用方式。
7 常用防滲及排水設施
水平防滲設備:齒墻,板墻和防滲墻等排水體與反濾層,主要目的是為改善排水為了繼續降壓,并將滲流安全的導向下游。
板樁的作用:鋪蓋前端或室底板上游端時,降低壓力,設在閘室底板下游側的矩板主要為減小出口處的滲壓力。
閘室結構布置:包括底板,閘墩,胸墻,閘門,工作橋和交通橋等部分
閘墩作用:分隔閘孔,支承閘及上部結構胸墻作用,減少閘的高度,減輕立門重和降低對啟閉機重量的要求工作橋的作用:設置啟閉機和管理人員操作啟閉之用
水閘和河岸或堤,壩等連接時,必須設置連接建筑,包括:上,下游翼墻和便墩,有時還有防滲刺墻,其作用:
(1)擋住兩側填土,維持土壩及兩岸的穩定。
(2)當水閘泄水或引水時,上游冀墻用于引導水流平順進閘,下游冀墻使出閘水流均勻擴散,減少沖刷。
建筑是關于建造的藝術?,F代建筑的創作離不開建筑師和結構工程師的緊密合作。當建筑作為一個獨立的作品呈現在我們眼前時,我們很難將技術和藝術剝離開。一方面,建筑藝術語言要符合建造技術的規律,建筑藝術的實現以技術為依托;另一方面,現代觀念認為技術的極致本身也是一種藝術。因此,在設計過程中建筑師與結構工程師的關系以及兩者的合作方式有時候很難簡單界定。對這兩者關系的回顧與研究有助于雙方增加了解,擺正各自在設計合作中的位置,更好的創作建筑。本人多年從事建筑工程的設計和建造工作,在實際工作中,感到建筑專業與結構專業之間的合作好壞直接影響到建筑設計成果的優劣。要想改善建筑師與結構工程師的關系以及兩者的合作方式,應該深入到學院教育的體系之中,從觀念到專業知識體系,從教學內容到教學形式,本著學以致用的原則,逐一調整,力爭優化本科教學。
一、現狀分析及問題的提出
目前,大連海洋大學土木工程專業開設的建筑學類課程有《建筑制圖》《房屋建筑學》《建筑美術基礎》《建筑裝飾與裝修》《建筑陰影透視》《計算機CAD技術》等,這些課程的設置在課程開設的時間段,在彼此的支撐關系上都缺少關聯性,使得各自形成了相對獨立的教學模塊,缺少相互滲透。考察其他院校的建筑學專業得知,這些課程的關系是由《建筑設計基礎》課程來統籌和協調。學生建筑設計的能力方能反應出他們對其他建筑類課程內容的掌握情況。而我校土木工程專業沒有開設諸如《建筑設計基礎》這樣的龍頭課程,因此各門課程的內容就顯得很松散。另一方面,土木工程專業畢業設計涉及建筑設計,它決定學生整個畢業設計方案的合理性和可行性。但是我們沒有相關的課程,缺少“建筑設計基礎”的鋪墊,卻需要“建筑設計”的成果,很多學生無所適從。再者,土木工程專業畢業設計周期是15周。其中,建筑設計環節為4~5周,而我校學生對于建筑設計知識的嚴重缺乏,結果耗費很長時間設計的方案仍然不可行。這不能不說是教學環節上的失誤和遺憾。而至于在設計中讓學生將技術和藝術巧妙的融為一體,將建筑和結構合而為一時表現出完美品質就更是難上加難。因此,我們應該迅速行動起來,改革教學體系和內容。
二、改革措施
1.建立更加適應社會需求的專業知識模塊
通過調查研究,深入建筑工地,整理目前實際建筑設計及施工領域中,結構專業在建筑學專業領域中所暴露的理論知識的薄弱環節。分析這些內容和數據,篩選出應該在學院教學環節中可以和應該解決的模塊,通過論證,納入到專業設置與課程內容調整的范疇,從而打造適應經濟與社會發展需要的專業課程。這樣會從整體上支撐土木專業知識體系的建構,有利于培養復合型人才,有利于拓寬和提高學生的知識面和理論素養。
2.完善土木工程專業中建筑學知識的內容體系
首先,走入社會,分析教材。梳理各門課程是否存在內容交叉、內容重復、知識點遺漏等問題,通過整合和改革優化教學資源。其次,研究同一課程群教師的教學內容和教學大綱,構建相互支撐關系,加深和拓寬學生的知識結構。再次,增加實踐教學環節,規范考核內容。在具體課程設置上可以考慮:
(1)增加課時數:如《房屋建筑學》課程,教學內容上,大綱的要求建筑平、立、剖面的設計只有四課時的內容,而畢業設計環節需要學生設計一個諸如中小學校的項目,顯然四課時不足。
(2)調整教學內容:如《建筑制圖》課程,教學內容主要圍繞建筑制圖,而結構制圖的內容屬于真空地帶,所以在畢業設計環節中,學生結構圖的表達錯誤和漏洞很多,故內容有待調整。
(3)增加實踐環節:如《建筑美術基礎》課程沒有實踐教學環節,學生的建筑設計能力全憑理論式教學。因此學生所有的畢業設計中建筑立面的設計和平面設計都失去了對應的構造關系,更無從談起建筑美學的考量。這些充分暴露了教學環節的不足和缺失。
3.促進教師間的交流,提高教師的專業知識及業務水平
信息和知識是當前的時代主題,以往教師自己在家“啃書本”的備課模式被網絡時代所拋棄。信息化時代,一個人身單力薄,很難完成復雜的工作。通過交流知識、交流研究方法和途徑、交流研究的成果,教師才能更快地提高自己,培養出合格的人才。
教學內容更加合理、完善和與時俱進,學生對于建筑知識的掌握才會更加系統和全面。從而在相關課程設計、畢業設計環節中,建筑設計的綜合表達能力才能有所加強,為以后在專業領域和跨專業領域的合作中,打下良好的基礎。
參考文獻:
[1]潘永燦,吳發紅.土木工程專業畢業設計教學改革探討[J].山西建筑,2008,34(3):214-215.
1、建筑電氣防雷接地系統施工技術
1.1柱內主筋引出點安裝技術
建筑工程電氣接地施工時,在對柱內主筋引出點進行施工的時候,要盡可能的避免對主筋的損害,在柱內主筋引出點安裝的過程中要對這一問題高度重視。如果是在屋頂進行柱內主筋引出點施工時,要盡可能的保持避雷網和柱內主筋引出標高的高度相一致,但是如果安裝過程中遇到了突況,也可以在柱內主筋引出的位置上進行鋼板的預埋,之后在進行避雷網的連接,這樣就可以凸顯出美觀又便捷的安裝效果。此外,在進行連接避雷器、柱內主筋和斷接螺旋的過程中,無論引出的過程選擇的是扁鋼還是圓鋼,都應該將其完成90度直角以后在進行焊接,嚴禁焊接成T字形。
1.2接地極、鋼筋連接技術
在建筑施工過程中,如果選擇將鋼筋作為引下線、建筑電氣選擇接地極的時候,要科學的應用鋼筋連接技術和接地極技術。首先,在對圈梁內的主筋和柱內主筋進行連接的時候,要選擇連接件搭焊鋼筋的形式對柱內主筋進行連接,但是對連接件鋼筋規格缺沒有硬性的規定,可以選擇鋼筋和扁鋼作為連接件。另外,在連接底板鋼筋的過程中,不能直接使用電焊點進行地板間鋼筋的連接,要利用連接件進行鋼筋的搭焊,同時對連接件鋼筋進行選擇的時候還要盡可能選擇與板內鋼筋規格相同的鋼筋作為連接件,只有這樣才能有效防止在焊接的過程中損傷板內鋼筋。
1.3斷接螺旋安裝技術
斷接螺旋安裝技術是建筑物防雷地接施工中一項重要的安裝技術,其也會對建筑物的外觀產生一些影響。但是在及時的安裝操作過程中,施工人員往往缺乏對斷接螺旋安裝技術的重視度,所以說在今后的施工過程中必須要高度重視這一問題。首先,對斷接螺旋的安裝位置的選擇和設置要以安全、美觀、方便使用的原則作為指導,從安全原則出發,要在隱蔽、方便的地方進行斷接螺旋的設置,避免其能輕易的被觸碰到,例如可以設置在地下室或者建筑物的背面等位置;從美觀的原則來看,在斷接螺旋安裝完成后,要不影響整個建筑物的整體美觀程度,滿足人們的審美需求;從方便使用的原則卡,斷接螺旋能夠為測量接地電阻的接線提供便利。
另外,在對斷接螺旋的高度進行確定的過程中,要以建筑物的實際情況進行結合,之前在對斷接螺旋高度設置距地面1.5米到2米之間的高度不等。在高層建筑中,如果引下線選擇的是柱內主筋,為了避免行人和斷接螺旋之間出現觸碰的安全事故,對斷接螺旋的安裝就不能選擇激勵地面1.5米到1.8米的位置。因此應該選擇在0.5米的高度位置進行斷接螺旋地暗設,這樣一來不僅有利于給電阻接線測量制造便利,同時也不會破壞建筑物整體的美觀性。因此可以總結出,斷接螺旋的室內設置最佳位置是距離地面0.5米的位置。
1.4接地引下線技術
在現在的建筑中,大多數的防雷接地引下線都選用柱內主筋,在進行柱內主筋的選擇過程中,要充分考慮柱子上設置、沒有設置斷接螺旋這兩種情況。如果在柱子上設置了斷接螺旋,那么只要確定好是在室內還是室外進行進行斷接螺旋位置的設置就好,如果將斷接螺旋的位置設置在了室內,防雷地接引下線的位置就應該是靠珠柱子內側中間位置的兩根主筋,如果選擇了室外,防雷地基的位置就應該選擇外側中間的兩根主筋,這樣的設置方法有利于方便嘟勇菪的安裝引出。如果柱子上沒有設置斷接螺旋的主筋,就要充分考慮連接避雷網的接閃器和屋頂的引出部位,在這種情況下就可以把柱內左側中間的兩根主筋和柱內靠內測的兩根主筋作為接地引下線位置的選擇。
2、防雷及接地技術需要注意的問題
2.1防雷技術在施工過程中應注意的問題
2.1.1要保證不銹鋼管作為避雷帶接受雷電流的能力
避雷帶是指沿著建筑物容易遭受雷電襲擊的突出部位,如女兒墻、屋檐等處設置的帶形導電體,目的是為了接受雷電流,在設計的過程中通常選用鍍鋅圓鋼。但是有的工程為了美觀,常用不銹鋼管替代鍍鋅圓鋼作為避雷帶,這就要求在施工過程中應嚴格按照《建筑防雷設計規范》的相關要求,保證不銹鋼的管壁厚度大于或等于2.5mm,并且跨接處理不銹鋼管的對接部位,保證不銹鋼管作為避雷帶接受雷電流的能力。
2.1.2確保高層建筑的鋁合金幕墻與避雷網做好連接
通常情況下,為了較好地實現屏蔽和均壓的防雷效果,建筑物的屋面避雷帶(網)、引下線以及接地裝置,這三部分共同聯結成一個籠形的避雷網。但高層建筑的外墻多采用鋁合金幕墻裝飾,如果不將這些鋁合金幕墻與避雷網連接,就很容易遭受雷電襲擊,因此非常有必要將鋁合金幕墻與建筑物主體結構的防雷裝置連接,形成一個防雷整體,以免幕墻和建筑物遭受雷電的侵襲,為了保證這一目標的實現,在施工過程中,電氣和幕墻的專業施工隊伍應做好連接點處的工序交接,測試并記錄好連接點處接地的電阻。
2.1.3要選擇采用具有防雷、防腐效果的接地體材料
普通的鋼材盡管導電性能高,但埋在土壤中容易氧化腐蝕,減少使用年限,因此要注意選擇那些經過熱鍍鋅等防腐蝕處理的鋼材,鋁、銅、石墨及其他導電性能穩定的非金屬材料也可以取代鋼材。這里值得提出的是,石墨作為接地體,具有高導電、導熱性、很強的耐高溫性以及穩定的化學性質,降阻效果與相同尺寸的鋼材接地體一樣,可以完全取代鋼材作為接地體,從而大量節約有色金屬或鋼材。
2.2接地技術在施工過程中應注意的問題
2.2.1做好PE干線的等電位聯結,杜絕PE線與N線的混接在施工過程中要確保每層強電豎井內的PE干線與豎井內的預埋接地鋼板、柱內或剪力墻內作為引下線的兩根主筋做電氣連通,做好等電位聯結。除此之外還要杜絕出現PE線和N線的混接,以免引起整個建筑物用電設備的金屬外殼因帶上危險電壓而導致的嚴重事故。為了更加確保建筑物的安全,還必須將PE線與接地極進行可靠的連接。
2.2.2加強各專業系統的協調配合,做好施工工序交接
現代高層建筑結構復雜、專業門類齊全,包括綜合布線、電梯、電氣、消防報警等系統,這些系統在做接地處理的時候都有非常嚴格的要求。但是在實際施工過程中這些系統被分包給不同的專業團隊,容易造成各專業系統在接地施工過程中出現脫節和遺漏,給建筑物留下安全隱患,因此需要加強各專業系統在接地施工中的協調和配合,做好工序的交接,如加強各系統接地電阻的測試記錄以及接地系統的驗收工作,確保實現全面和可靠的接地。
3、結語
隨著我國建筑事業的進步和發展,強化電氣施工建設更加是建筑事業發展的重要基礎,也是建筑質量提升的重要保障。相關人員要積極探索電氣施工中防雷及接地技術的提升措施,做好高層建筑電氣施工中防雷及接地技術的應用,提高建筑的安全性,減少建筑觸電事故的發生,讓其帶給人們更加安全、舒適的生活環境,讓我國的建筑事業獲得更進一步的發展。
參考文獻