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                  膜結構建筑防雷設計施工需要考慮的問題-項目案例-污水池加蓋-反吊膜|膜加蓋-除臭加蓋-膜結構公司-上海華喜膜結構工程有限公司
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                  膜結構建筑防雷設計施工需要考慮的問題

                  發布時間:2019年9月23日 點擊數:1227

                  膜結構建筑多應用于體育場館、展覽中心、交通設施和公共服務場所等。它打破了原有建筑風格, 以獨特曲面呈現出更具創造性的視覺特色。鳥巢、水立方著名的膜結構建筑成為我國膜結構達到世界領先水平的證明。由于其多處于空曠場所, 金屬結構;常舉辦大型活動, 為人員密集場所。因此, 從雷擊的選擇性和建筑的重要性上都應對膜結構建筑防雷設計提高認識。但標準《膜結構技術規程》僅表述要依據《建筑物防雷設計規范》設計防雷措施。由于膜結構的特殊性, 在實際施工時需要深入考慮防雷措施在設計施工中的應用問題。本文結合防雷理論與膜結構建筑特點, 對需要的注意的問題進行了分析闡述。

                  接閃器方面, 按照結構的形式, 可以簡化為以下三種情況:

                  一是以主體支撐構件為主承力構件, 以線材、線股、鋼棒為拉力構件形式, 并可能附加一些桁架金屬構件。這些構件將膜結構撐起, 構成建筑。對于這類型建筑在確定防雷類別后, 主體支撐構件的防雷保護效果達到了保護要求, 接閃器以主體支撐構件為主;如未達到保護要求, 就要計算可以用來接閃的索和桁架的防護效果。結構用索線材要求抗拉強度達到1.6——1.8k N/mm2, 彈性模量在190k N/mm2的數量級。達到以上參數要求的索總截面積基本能夠達到防雷要求, 其線材材質、密實度、單股截面積還要依據規范進行判定。另外, 索和桁架主要有以下兩種防腐措施:第一是線材鍍鋅或鍍鋁;第二是對鋼絲繩包裹適當的潤滑材料和防護套。當僅用第一種方式時可作為接閃材料, 但同時采用第二種處理, 以及線材為有機纖維材質等無法起到接閃作用的, 要沿線材、線股、線桿應加敷避雷線。需要側擊雷防護的也要按照該方式考慮。

                  二是以桁架和金屬網格形式為構架, 下部和內部填充多層膜材料和充氣膜材, 例如水立方。桁架和金屬構件網格的規格可以根據金屬管材的相關防雷標準規格做為接閃器設計施工。金屬構架覆蓋范圍不足, 可采取垂直和水平方向增加金屬短針的形式做為直擊雷和側擊雷防護措施。

                  三是以桁架和金屬網格形式為構架, 外部添加膜結構材料。由于該類金屬網格位于建筑結構內部, 不能起到接閃器的作用。因此, 需要在膜結構周邊以接閃桿或接閃桿和接閃線相結合的方式等防護措施, 接閃器接地要與膜結構金屬網格或金屬構架進行等電位處理。在一些城市, 建筑物頂層擴建加裝充氣膜的設計很多, 在設計時要統籌考慮原建筑和膜建筑的防雷設計。

                  在鎖具與支撐架連接緊固處, 應做跨接處理。跨接形式可以采用壓接、螺絲緊固等方式, 謹慎使用焊接工藝。建議對有充氣膜結構建筑的氣體與外界交換的空間也進行直擊雷防護。突出膜結構的金屬支架、鐵藝造型字等要做接地處理。

                  引下線需要考慮的問題有以下幾個方面。首先, 若膜材下方為傳統建筑, 仍采用結構柱主筋作為引下線。當采用支撐膜面的鋼構件和垂直支撐的桁架等做為引下線時, 引下線要與膜結構建筑基礎做好連接, 連接工藝按照規范要求。對于以支撐鋼構件為主的膜結構建筑, 引下線數量達不到要求的應加粗支撐鋼構件的厚度或表面積。

                  膜結構膜材具有較好的阻燃性, 輕體性 (見表1) , 這是膜結構建筑防雷方面優于傳統建筑之處。但可能泄流的線材、桁架的膜材覆蓋絕緣效果不能全部達到耐受100k V沖擊電壓 (1.2/50μs) 的絕緣防護測試標準, 其材質較薄, 易損壞, 不能防護接觸電壓。因此, 不能采用膜材代替傳統的引下線的防護措施。

                  表1 膜材結構特性表     下載原表

                  表1 膜材結構特性表

                  膜結構接地需要注意的問題有以下幾個方面。膜結構建筑基礎結構采用傳統結構的要按照常規做法進行接地處理, 金屬構架位于基礎之上或附近的要與基礎接到一起。建筑內部有電子信息系統接地的, 可采用共用接地, 接地電阻要按照最小值取值。由于膜結構的構架直接暴露在空氣中, 發生雷閃時, 極易發生感應雷電流, 在采用基礎鋼筋做自然接地體同時, 為進一步保證人員安全, 可以對地下接地體加密網格。另外要重點做好作為接閃和引下線的支撐架預防跨步電壓的措施。例如, 對于支撐構架位于膜結構體外部且距離基礎接地有一定距離的形式, 以及位于外部的錨塊, 應當在做好自身接地的同時, 考慮采用鋪設符合要求的瀝青層或礫石層和加警示牌等方式, 避免事故發生。

                  屏蔽與等電位方面的需要注意的問題。由于膜結構建筑的特點, 建筑內的空間很大一部分應劃為LPZ0B區。膜材的構造使其屏蔽效果與普通的磚混結構相比也是差距較大的。根據測算磚混結構的建筑屏蔽能力也能達到8.93d B衰減。因此, 位于膜結構建筑內的電氣和電子設備受雷電電磁脈沖的威脅也高于傳統建筑。所以, 在膜結構內安裝的信息系統要考慮設備與建筑內外分界處的安全距離, 有必要的可以采取更高級別的屏蔽防護措施。供電、通信、傳輸、控制線路敷設要套金屬管, 金屬管要與已接地的構架接地處理。沒有套管的要合理布線, 布線位置、走向和防雷系統的距離要達到規范要求。進出建筑的各種金屬管道、支架、橋架等均宜與防雷接地連接。

                  做好膜結構建筑的防雷設計還需要相關部門出臺國家或行業標準, 系統論證防雷措施安裝標準, 進一步避免雷擊事故發生。

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