绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇建筑类论文范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
(一)总体设计
结合工业建筑的周边环境,将景观与建筑整体进行改造设计。从景观设计方面,增加林荫步道与草坪,给师生提供休憩的场所和必要的隔离,教学区的外部文化气氛主要由景观来衬托。方案主体建筑在原有工业厂房的基础上重新设计,保留周边的交通状况,主体建筑包围在景观设计之中,符合学校安静的环境要求。从建筑设计方面,建筑尺度整体规划设计需满足教学要求,建筑外观从色彩、形式往更具活力的形象转变并附带一定的项目特色,并融合四周交通环境,使建筑在其中达到最适宜状态。从精神营造方面,学校建筑是一个承载文化行为的场所,与工业建筑具有较大的差别,在学校这样一个特殊的建筑类别中,具有一些有标志性的元素,以实现文教类建筑的文化性。
(二)部分保留
建筑的更新设计,并不意味着对旧建筑进行大拆大建,这样不仅破坏了一直以来延续着的城市文脉和城市印象,也是一种资源浪费。旧工业建筑中反映建筑与环境的关系的路网规划和用地面积规划可以实时保留,避免设计过程中的资源浪费;学校建筑不能一味的完全覆盖原有的,其定意义的场所也是值得被保留的,在文教类建筑的更新设计中,融入文化血脉的精神堡垒也将会成为学校的标志。
二、基于人性化的建筑内部空间转化设计
(一)改造原则
文教建筑的内部空间根据功能可以分为教学空间、厅堂空间和辅助空间,基于文教空间的特殊性,不同建筑内部空间的转化设计必须遵循一定的原则进行改造设计。
1.消极空间向积极空间的转化
工业建筑的内部空间是为机器生产提供便利的,其中还包括密闭无自然光的空间以适应工厂生产的需求,建筑内部功能并不是为提供人群的使用,甚至出现厕所在不同厂房区需要绕道过去的“舍近求远”现象,这些相对与文教类建筑是不适用的。这在建筑改造中应将此类消极元素通过设计的手段往积极的方面转变。
2.商业空间向教育空间的转化
工业建筑内部空间层高高,建筑框架简洁且清晰可见,各功能区开放性突出,这是商业生产的特点和要求,为保证厂房内通风和消防疏散,并能最大量的容纳生产机器且不使员工感到压抑。换之教育空间则恰恰相反,为了提供良好的教学环境,教室之间必须明确分隔,保证各教室的独立和一定的封闭性,并在建筑内的体现校园的年轻活力使得学生学习更有动力。
3.盈利空间向基础设施空间的转化
学校建筑与工厂建筑最大的区别在于其服务对象,一个是国家的基础教育设施,不论公立学校和民营学校,都在教学环境上要求越来越严格,而工厂的建设有其特定的行业规则,简单直观、宽敞适用、高效节能是最佳的原则。两个建筑类别之间差别巨大,这种转化是必须通过空间的设计来实现的。
(二)改造手段
1.面向使用感受的建筑空间尺度
旧工业建筑从建成就不是为了人群的使用,空间尺度就远远大于了人的使用要求,这种空间尺度需要进行改造和处理。适合的空间尺度直接影响到了空间的分布和人员流动情况以及使用者的心理感受。横竖方向上过大的尺度,空间十分的空旷反而给在空间内的人更大的压迫感,独立空间不进行围合导致过度的开放,则会引起空间内的容人被打扰的烦躁感。面向文教的旧工业建筑改造的空间尺度,与面向其他类的旧工业建筑改造中有很大的不同,其中商业性和开放性都减少,空间使用感受直接、高效、便捷,并根据大、中、小的空间尺度,分配不同的功能需求。教室与食堂及其他教育所需空间尺度各有规则,各个功能空间独立分开,且保证干净明亮,在教学楼每层设计公共开放空间供学生、教师的课外交流,根据每层学生的数量设计开放程度与尺度。
2.面向指定功能的建筑空间分布
对于文教空间,人的活动会有明确的目标——教学或管理,立足于旧工业建筑的人群动态研究,结合文教空间的设计思维,文教建筑空间分布的功能指向性极为重要,教学空间和配套的辅助空间必不可少并越来越趋向丰富和全面,其别注重交流活动。建筑内部空间的分布是丰富的线形,在流线中节点的塑造变得十分重要,这些节点成为“故事”的发生地,同事也是“教”与“学”的发生地。在文教类空间中,“交流”与“积累”占据学习生活的大部分,在对义乌商城学校内部空间的设计中,将公共交流区域与学习积累区域做得开放通透,以流线节点的形式分布在整个教学大空间中,成为学校内部空间的亮点。
2从观察—体验—构建出发的图学类学习的方法
《图学思维的研究与训练》指出“思维过程由感知、存储、输入、加工、输出5个环节组成。在感知部分,主体(人)依靠视觉、听觉、触觉等感官感知客观世界中的事物,经过表象化和概念化处理,即采用分析、归纳、抽象等方法,变成具有共性的概念或表象,通过记忆存储在人脑中。”根据其中提出的图学思维的训练方法,首先是“观察促记忆”,要求有明确的观察目的,把握观察时机,学会观察与分析相结合的方法。“默画促记忆”要求通过默画记住一些图形等方法促进丰富的表象储备。然后,通过“表象的联想方法”拓展到不同形体的想象,再通过“表象的分析与综合方法”是指要掌握分析法等,再通过“表象的比较方法”是指比较表象的不同点和相同点。最后达到“加强创造性表象能力的训练”,超越过去的“再造想象”,可以进行创造性想象和设计。建筑制图与阴影透视这门图学课程内容中同时涵盖了图学教育和图学艺术教育的内容。“图学是工科学生的技术基础课,培养的是画图和看图能力;而图学艺术教育是艺术熏陶课,培养的是审美与鉴赏能力,学会发现图学中的潜藏之美,学会创造工程之美。”教学的最终目的是通过知识的学习达到创新思维及设计能力的培养。但长期以来此类教学的重点主要放在制图技能和表达方法等知识的传授上,从而忽视了对学生综合素质及创新设计能力的培养。由于目前学生的普遍情况是三维空间想象能力欠缺,建立二维三维空间想象及转换能力比较差。在课程的整体安排上,首先是建筑制图知识的传授,主要是制图标准的学习和绘制。在此过程中,通过手工制作模型的过程,使同学们在识图绘图以及二维和三维建立空间对应关系。此类专业的根本在于专业设计能力的培养,目的是在建立对于各种形体关系,阴影、层次、效果具备丰富的知识储备,并能够灵活地运用在自己的设计当中。所以在课程的过程中加入了观察的环节,可以在之后阴影透视部分的学习中,对建筑形体以及细部进行观察,可以提高学生操作能力,由模型观察入手,增加其感性认识与体验,促进丰富的表象储备,并且通过对模型的观察,体验二维图纸和三维空间的对应关系,并通过同学间的交流,进行观察层面知识的拓展;在观察中,加强学生的体验环节,直接体验感受与设计相关的空间尺度感,建立大数据库,拓展思维过程中知识的表象储备;在通过对于阴影透视的观察和绘制,观察体验光影关系、透视角度以及效果。在透视部分中,也增加了对于模型的观察和体验环节。课程最后安排了模型制作的实践环节,通过对模型的构建制作,拓展学生的发散思维,同时也重新思考巩固了其相关知识,利用已掌握的知识进行创造力的发挥。通过体验促进丰富的表象储备,最后通过构建达到创造性的想象和设计,实现与设计核心课程衔接的目的。当然,随着信息技术的不断进步,如BIM等软件不断涌现,模拟现实技术也将不断进步,对于专业知识课程的学习,仍需不断地了解和采用新技术新软件充实。但课程的核心都应是学生创新思维能力的培养。
二、闲置产业类建筑再利用设计的成功模式
其一,北京798艺术区。798艺术区位于北京朝阳区大山子地区,是原国营798厂的厂区,是20世纪50年代苏联援建、东德设计建造的重点工业项目。部分建筑采用现浇混凝土拱形结构,有典型的包豪斯风格。2002年以来,一些艺术家和文化机构成规模地租用闲置厂房,并进行设计改造,内部设有艺术中心、画廊、酒吧、艺术家工作室和广告设计公司,经常开展绘画展、摄影展,举办戏剧节、音乐会和时装会,逐渐形成一个艺术社区,成为中国当代艺术的集中地,也成为世界了解中国当代文化的窗口。其二,上海新天地。新天地原来是一片石库门里弄建筑,经过设计,原有的居住功能得到改造,获得了餐饮、购物、演艺等商业经营功能,成为具有国际水平的休闲文化娱乐中心。改造后的新天地建筑外表保留当年的砖墙、屋瓦,内部按照现代都市人的生活方式、生活节奏和情感世界量身定做,尽显现代休闲生活气氛。人们漫步新天地,感觉仿佛时光倒流,但走进建筑内部,现代时尚气息扑面而来,又感觉进入另一个世界。其三,苏州河两岸。登琨艳是上海旧工业建筑改造的第一人,1998年,他选定南苏州路一处2000平方米的旧仓库,把它设计改造成为自己的工作室。在设计装修中,登琨艳尽可能保留仓库原貌,主要是把小百叶窗更换成透亮的落地玻璃窗,地板和立柱的木纹依旧,墙体砖缝依稀可见。改造后的工作室显得既古朴又前卫。登琨艳入驻后,一大批艺术家纷纷来租仓库,成立工作室。据统计,苏州河两岸有艺术家工作室100多个,聚集了1000多位艺术工作者,成了一个活力四射的文化传播中心。为改善城市生存环境,应对闲置产业类建筑进行科学合理的改造设计,重新塑造建筑外形,科学置换建筑功能,优化建筑内外环境,发挥闲置产业类建筑的文化价值、经济价值和生态价值,提升城市品位和现代化形象,使闲置产业类建筑再度焕发活力。
三、重庆闲置产业类建筑再利用的设计策略
其一,创意产业园。重庆闲置产业类建筑背后积淀了深厚的工业文明和情感记忆,能够激发艺术家的创作灵感。同时厂房内部空间宽敞,形态开阔,可以随意分隔组合和灵活布局,也可以开展大型展览宣传,因而受到众多艺术家的青睐。其二,居住空间。重庆闲置产业类建筑结构独特、空间开阔、分割便利,可以改造成复式单身公寓,供经济租赁,也可以建成城市廉租房。其三,开放型广场(公园)。重庆闲置产业类建筑结构组成和空间形式能够为场地设计节省大量开支,体现可持续发展的生态主题,在今天的城市生态建设中具有独特优势。改造重庆闲置产业类建筑厂区,开放城市空间,加强生态城市建设,具有重要的社会意义和现实意义。其四,大型商场和展览中心。把重庆闲置产业类建筑厂区设计改造成大型商场和展览中心,可以产生巨大的经济价值,可以尝试探索。其五,旅游度假区模式。把重庆闲置产业类建筑厂区设计改造成旅游度假区,是一个研究方向,尚未形成规模,实施方法和操作经验尚未成熟,需要不断摸索和实践。
2、调查对象。课题组采取问卷的方式,分别从本校建筑工程管理和工程造价专业应届毕业生各班选取了10人共30人进行调查,参加人员均为已经参加了2个月以上顶岗实习的学生,岗位情况为:专业对口19人,相关岗位为5人,非相关岗位为6人,并对此进行统计分析。
3、调查方法。调查主要为问卷调查,辅之以谈话的交流的方式进行。
4、调查方案设计。调查主要分以下方面:学生顶岗实习情况、岗位能力与学校学习差距情况、企业培训与学生适应情况
二、调查过程
1、学生顶岗实习情况。这部分调查主要调查学生在企业的顶岗实习情况,主要包括性别、实习完成情况、学生实习期望与实际工作的差距、学生对本专业岗位能力的掌握情况、实习后对岗位工作的预期、学校开设实践课程对实习的帮助、学校学习与岗位能力的一致性、岗位实习时间安排问题等。通过调研,完成的实习岗位中,学生更偏重对口岗位实习,占到80%,性别偏向男性,学生中只有30%基本能完成实习:主要原因是学校的学习时间与顶岗实习时间冲突;大多数学生认为学生实习预期与实际达到效果相距较大,主要是企业对人员的培养主要从基础工作开始培养,学生的个人综合能力及对待工作的态度很大程度上决定了企业对学生的培养态度;30人中,有8人因为专业技能不到位,表现出对对口工作的担心,4人对本专业工作无兴趣,其余均表明对工程造价岗位工作的信心和个人能力的肯定。在课程方面,30个学生均表现出对目前专业课程的肯定,认为在加强实训的同时也不能丢掉基础理论学习;学生基本认为本次顶岗实习对个人学习有很强的促进作用,其中6名其他岗位实习学生的认为虽然为非专业岗位工作,但是在其适应能力对今后的工作具有很大的促进作用。
2、企业岗位需求及安排情况在被调研学生中,27人回答可以自己选择实习岗位,否则表示不愿意继续实习;3人表示不可以选择,安排的岗位为出差、助理、文员;在安排的岗位中,普遍为工程造价控制岗位,包括:施工员、预算员、招投标岗位。可见学生在顶岗实习过程中更多的是关注本人的职业生涯,对顶岗实习的认同感非常强烈;同时,认为顶岗实习对于今后的职业能力具有很大的锻炼作用。
3、岗位适应能力情况调研。在被调查学生中,大多数学生普遍认为顶岗实习过程中:
(1)岗位能力方面:可以很快的了解分配给自己工作内容,基本胜任可以胜任实习的工作,并且适应岗位工作;但企业管理层和项目人员对顶岗实习的学生态度还是一般。
(2)在沟通和适应能力方面绝对多数学生可以很顺畅地和其他同事进行沟通;在工作中,发现了以前未曾碰过的新问题或新情况,基本选择主动向老员工请教,但也有少数学生选择向其他实习的同学请教。
(3)通过顶岗实习找到能力欠缺部分后,基本希望能够回到学校由学校进行培养。
4、实习工作岗位满意度调研。我们可以基本得出结论:当学生获得本人满意的工作岗位以后,可以很快适应工作岗位,从而对岗位工作持以肯定态度,对工作环境基本认同,与工作环境相关联的生活条件、人际关系和管理机制等则表现出不同的态度,因人而异。
5、岗位指导教师调研。通过调研,可以看出顶岗实习企业对员工的成长比较重视,均配备导师;但企业指定导师对指导学生的态度则是一般,普遍反映这就要求学生有很强的沟通能力;因此,导师对学生的作用则会因人而异,完全取决于导师对学生的认可程度和学生的沟通能力;对导师指导的内容上也以专业技术和工作方式的指导为主;调查显示,实习学生有问题大多会咨询指定导师。
6、企业再培训情况。企业非常重视员工继续教育,培训和学习频率较高。但对于参加顶岗实习的学生,所给的机会较少。被调研的学生普遍希望能够获得企业的培训并获得较好的工作经验。
7、岗位实习中的问题调研。在调研过程中,反映普遍较多的是:实习时无法接触到要学习的技术技能;实习单位只给简单的杂事学生干,没有达到实习目的;在校期间所学内容不能满足实习要求。
三、高职建筑类专业校企合作的人才培养机制构建
1.形成校企合作调研机制明确工程造价专业人才培养目标。通过校企合作,健全完善专业建设风险预警机制,及时组织专业建设、改革发展的战略研究,根据市场变化,包括经济环境变化、生源变化等提出专业设置调整、人才培养目标、人才培养模式等的建议、意见和发展规划,及时制订和修改专业教学计划,编制专业主干课程教学大纲和实践课教学大纲,调整课程结构提供指导性意见和建议。
2.以建筑行业企业岗位素养为标准形成职业素养培养体系。校企联合进行建筑文化教育,使学生对所学专业有更深入了解;另一方面,通过课程教学和实地参观,让学生了解建筑行业和岗位;实训设施建设中,参照真实的岗位环境进行仿真建设,;购买的预算软件、制图软件、施工设备、测量设备等实训设备均为企业用工具软件和设备,学生在校实训与企业人员实际工作高度一致;改革考核方式,开展技能型考核操作,如利用测量仪器进行现场操作,实地测量,完成测量任务,并将职业素养教育列入日常教学考核中,主要评价学生通过学习后的职业素养能力的提高程度。
雷击风险评估是指根据建筑物所在地雷电活动规律,结合当地实际情况对本区域内发生的雷电可能导致的人员伤亡、财产损失程度等方面的进行综合风险预测,从而为建筑项目的规划、建设项目选址、整体布局及制订防雷具体措施、雷击事故应急处理方案等方面综合分析,科学论证,在此基础上对整个建筑项目提出指导性意见的一种科学评价方式。通过雷击风险评估可以为建筑项目提供专业雷电防护整体分析,保证项目建筑中防雷工程的安全性、科学性、高效经济性等。雷击风险评估是开展综合防雷、防御自然灾害的一种的必经程序,它较好地体现了以防为主,防治结合的科学设计理念,对整个建筑项目的顺利进行起到非常好的保障作用。它不同于防雷设计,防雷设计只是按照国家相关的管理规范来操作执行,对雷电防控方面缺乏系统性和针对性,只是从整体上进行安排,不具体,也不全面,在设计上存有许多的不足,防雷安全系数达不到预期目的,缺乏一定的风险管理和应急管理等。
1.2雷击风险评估在建筑物控制火灾方面的作用
科学合理地雷击风险评估对项目建筑有较好的促进作用。
1.2.1高度的科学性
雷击风险评估运用国家规定的、专业性非常强的知识对建设项目相关区域进行以下方面综合性分析:大气雷电区域环境检测分析评估、当地雷击发生率统计分析评估、当地雷电损害程度风险评估、雷电危害区域损失程度分析评估、对周边环境的危害影响分析评价、风险管理及预防分析等方面进行全面科学分析,对建设基地的建筑物、供电系统、规划布局、信息通讯系统、相关人员安全等方面提出具体的雷电防护建议及措施,尽最大限度为建筑项目提供更为科学的防雷设计方案,降低雷击可能对整个建筑项目造成的伤害风险,确保工程的顺利、经济、高效运行。
1.2.2降低风险
雷电属于自然现象,产生的原因受许多的自然因素影响,它不是以人的意志为转移的,具有难以把握性,只是通过现有的科学知识进行分析,将雷击的概率性降到最低化,任何人不可能将方案设计到百分之百的防护效果。通过开展雷击风险评估,在一定程度上可以将雷击对建筑造成的损失降低到现阶段技术水平所能控制的范围之内,从而有效降低了成本,提高投资效益。
1.2.3提供保障
科学合理的雷击风险评估对以后的雷电突出事件提供一定的保障,当雷击发生时,可以及时根据雷击科学的风险评估中所制订的应急预防及具体措施,对事故进行有效的应急救援,更好地将雷击造成的损失降到最低。
1.3雷击风险评估的内容及方法建筑雷击风险评估论文
雷击风险评估主要是对项目的综合要素与当地雷电因素进行结合分析,如项目整体规划、建筑物选址、布局、辅助设备配置等方面雷电风险评估等,方法主要有以下几个类型:
1.3.1建筑项目的预期评估
它是指工程建设项目中建筑物选址、布局、分布等与当地的雷电资料进行纵向、横向比较,对建筑物本身、重要的设备、通信方式等进行分析、论证,并提出科学合理的措施,为工程建设提供防雷科学依据。
1.3.2项目的方案评估
它是指项目设计方案中各个具体项目的雷电防护措施进行分析,结合当地实际,科学论证,计算分析并设计出相关项目的雷电防护方案,为工程的顺利实施提供保障。
1.3.3项目现状评估
它是指对工程项目中已有的相关的雷电防护措施是否符合雷电灾害风险科学的标准,参数是否与相关的标准相符,对存有的问题进行指导并提出合理化的建议,努力将雷击事故降低。
2建筑物火灾危险因子在雷击风险评估中的重要性
建筑物火灾危险因子很多,在雷击风险评估中的作用也不尽相同,其中的主要因素主要有以下几个方面:
2.1建筑物的面积因素
研究表明,建筑物的面积不同雷击风险也不相同,它具体又分为以下几种情况:孤立的建筑物,它的雷电截收面积不是它本身的积极,而是用建筑物上沿接触的斜率为1/3的直线,用建筑物在地面上旋转1周后所描的区域面积,要大于孤立建筑物自身的面积。不是孤立建筑物时,它的雷电风险评估面积的接收面积要考虑到相关的附近建筑物的影响,用两建筑物之间的距离的3倍于两建筑物高度和的3倍进行比较,当3倍的距离大于3的高度时,也就是说这两建筑物的面积没有出现重叠部分,可以讲这两个建筑物是相互独立的,按独立建筑物评估,而当两建筑物的3倍的距离小于3的高度时,实际的接收面积要将重合的部分面积进行除去进行计算,根据计算后的面积进行雷电风险分析评估。
2.2建筑物的类型因素
不同的建筑类型在雷电风险评估中的作用是不同的,即使是同一类型的建筑类型不同风险评估中的参数的运用也是不一样的。如生活中常见的建筑物中,与人们的人身伤害有关的风险评估中,参数取值也不尽相同,取值高的建筑物有医院、学校、商场、宾馆、公共娱乐场所等,而在财产损失方面的风险评估时,取值较高的有商业建筑、办公场所、医院、工业建筑、医院、学校等。
2.3位置因素
建筑物在地面的不同位置,对雷电风险评估有一定的影响,建筑物比周边其他物体要高,暴露程度大些的建筑物的雷电风险评估系数要大些。如城市的高层建筑一般要高于农村建筑,风险取值也不同。
2.4建筑物内财物设施因素
建筑物内部的设施不同,发生火灾时造成的程度有很大差别,一些易燃的物品,设备的复杂电路等在发生火灾时,很难在短时间内处理好,极易造成严重的损失。如在一些卡啦OK等娱乐场所、宾馆等,装饰时用到大量易燃物品,在雷电风险评估中与一般的普通建筑有很大程度上的差别。
2.5建筑物内人员因素
不同素质的人在防火方面也有着不同性,对于防火专业知识不同的人员,在遇到特殊危险时,人员的紧急驱散程度方面有着很大的区别。由此造成的人身伤害程度也不一样,在雷电风险评估时结果也不会完全相同的。
2构建用电安全防范系统
高层建筑应当设置用电安全防范系统,对建筑本体的用电安全进行监控,并防范安全事故的发生和扩大。目前通常采用构建电气火灾监控系统的方法,对配电线路剩余电流和电缆温升进行监控,从而迅速判断供配电系统是存在用电安全问题,是高层建筑防范用电安全事故的有效措施。监控系统的导线选择、线缆敷设、电源及接地等,都应与消防系统的配置要求相同。同时,还需要根据功能分区、风险系数来合理设置系统的监测点,并与火灾自动报警系统相协调,对建筑用电安全进行实时监控和防范。
3高层建筑防雷措施
3.1高层建筑的防雷接地策略
高层建筑的防雷系统包括内部防雷接地与外部防雷接地,外部防雷接地有接闪器、引下线、均压环、避雷带、接地网等,内部防雷接地有笼式避雷网、专用接地装置等。高层建筑的防雷接地网,是水平方向由钢筋绑扎或焊接形成的网格,如同一块独立的平板,在该平板上附加一定长度的竖向钢筋接地体用以改变接地网电容。接地网的埋设并不是越深越好,应当根据地质情况设计埋深。引下线起到将避雷带与自然接地体连接起来构成雷电流通路的作用,在高层建筑中通常利用柱或剪力强的主筋做为引下线,逐层串联至屋顶避雷线。避雷带由避雷线和支持卡子组成,设置于建筑物易受雷击的女儿墙等部位,起到引雷效应,通过引下线将雷电流引向接地网最终传输至大地,防止建筑体遭受雷击。除了外部防雷措施外,还需要构建内部防雷措施。
3.2侧击雷的防范措施和等电位联结
侧击雷危害主要来自于窗框架、栏杆、建筑表面装饰物等部位,侧击雷一般不需要专门设置接闪器来防范,可以将窗框架、栏杆、表面装饰物接到建筑钢构架或钢筋主体上接地,或利用均压环就近与防雷装置接地。由于高层建筑的施工往往电气预埋、门窗、幕墙等并非同一队伍施工,在交接和施工配合上需要注意,以免留下盲点,通常情况下是从圈梁主筋引出圆钢或扁钢,与接地端子搭焊连接。等电位连接,就是用连接导线或过电压保护器,将一定空间内的防雷装置、金属装置、导体物、电气电讯装置等连接起来,以使建筑物地面、墙板、金属管、线路等处于同一电位,避免在建筑物内部产生雷电反击及危险的接触电压。
在雨季到来之前一段时间,施工人员就应该为建筑工程做好准备工作。包括施工计划、安排以及对近期天气状况的关注等等。如果降水量较大,还应该准备进行防汛,置办好防汛工具。具体来说主要的方面如下所示:
第一,施工项目的进度安排。在对施工进度进行计划的过程中,管理人员需要对工程所需要的土方量以及相应的预制工作进行明确。包括内外墙所用的粉刷材料,砌体工程以及防水设施等等。通常情况下,防水工程都应该在晴天进行,否则会影响到工程的质量。可见,为了应对雨季的施工,施工人员需要具有全局观念,合理地安排工作内容,尽量做到不影响施工。
第二,给排水的防冻防雨准备。对于住宅类建筑所涉及到的管线来说,如果需要埋设在地下,应该注意到防冻线。如果有一些外漏的管道,也应该利用草垫或者是其他的保温材料来对其进行覆盖,避免出现冻坏的问题。为了保证排水的便利性,施工人员需要在雨季到来之前开挖沟渠,保证流水的畅通无阻。
第三,施工道路的修整合加固。如果施工道路表面已经出现的凹凸不平或者是土质不实的问题,在进入雨季汛期之前就应该对道路进行修整。施工人员首先需要做好检查工作,准备相应数量的碎石和炉渣材料。在对路面进行清理和修复的过程中,应该保证路面具有一定的坡度,这样可以直接将路面的积水排到水沟当中,保证路面的畅通,提升建筑工程的便利性。
第四,防雨保温材料的准备工作。在对住宅类建筑进行防水和保温时,可以采用防雨的油布以及稻草等材料,同时准备一定数量的防寒用品,因为雨季的气温要明显偏低,如果对建筑的保温工作没有到位,必然会直接影响到建筑物的整体质量。
2 雨季施工各工程部分的具体预防措施
第一,土方和基础工程部分。对于工程的土方部分和基础工程来说,由于其很容易受到雨水的影响,因此,在具体的防护过程中应该做到以下几个方面:在雨季进行挖槽时,需要将边坡的稳定性考虑到其中。这样才能防止边坡被雨水冲击出现塌陷的问题。适当的时候,可以在边坡上假设一定的钢铁网片结构,并且在其上面涂上一定厚度的混凝土材料。另外,也可以用塑料的布遮盖边坡结构。工作面不应该设置过大,最好在规定的时间内就可以完成,否则就会直接影响施工的工期。在基础部位达到标准高度的时候,施工人员需要及时地对其进行验收,并且加设一定厚度的垫层结构。如果雨水过大,达到了建筑的基础部位,就应该充分利用排水沟的优势作用,集中所有的力量进行排水。对于雨季之前回填的土方结构来说,应该及时地对其进行压实,在其表面产生一定的坡度。这样雨水就可以自行排出。如果降水量相对较大,大面积的施工是不可取的,应该做好防水工作,保证土方不被淋湿。如果基础部分施工完毕,正赶雨季,应该及时地做好回填工作。工作人员还应该对地下室结构的浮力因素进行考虑,并且采用相应的措施提升地下室结构的抗浮能力。一般情况下,如果降水量较大,水泵已经起不到基本的作用,工作人员就应该充分利用箱型基础,在第一时间内将积水灌倒其中,待雨水量减少时再进行具体的排水工程。对于建筑的土方结构和基础工程来说,在雨季之前施工人员需要做好这些准备工作,进而保证房屋建筑免受雨水的侵蚀。
第二,砌体工程和砼工程部分。此部分应掌握以下要点:砖在雨期必须集中堆放,不宜浇水。砌墙时要求干湿砖块合理搭配。砖湿度较大时不可上墙。砌筑高度不可超过1米。雨期遇大雨必须停工。砌砖收工时应在砖墙顶盖一层干砖,避免大雨冲刷灰浆。大雨过后受雨水冲刷过的新砌墙体应翻砌最上面两层砖:稳定性较差的窗间墙、独立砖柱,应架设临时支撑或及时浇筑圈梁;砌体施工时,内外墙要尽量同时砌筑。遇台风时,应在风向相反的方向加临时支撑;以满足砌筑需要为宜。拌好的砂浆要注意防止雨水的冲刷;雨后继续施工,须复核已完工砌体垂直度和标高,并检查砌体灰缝,受雨水冲刷严重之处须采取必要的补救措施。遇到大雨应停止浇筑砼,已浇部位应加以覆盖。砼浇筑现场要预备大量防雨材料,以便浇筑时突然遇雨进行覆盖;模板支撑下回填要夯实,并加好垫板,雨后及时检查有无下沉。
3 雨季施工的安全措施和技术要求
严控各种规程制度,凡参与人员-律禁穿拖鞋、硬质等易滑鞋。所有机械操作棚要搭设牢固,防止倒塌漏雨。机电设备应采取防雨、防淹措施,安装接地安全装置、机动电闸箱的漏电保护装置要可靠:施工机械的排气孔要用塑料布或其他防雨材封堵:坑、沟内的机械最好移至地面、以防雨耐寒;现场施工电缆要集中摆设,防止杂乱无章、及时更换绝缘外套老化或破损的电缆线;不必要的电缆线要及时收回。经常检查,发现问题要及时处理。
在建筑物施工过程中,防雷工程项目包括桩基础的焊接、柱筋引下线通长焊接及均压环、避雷网、避雷针、避雷器安装等,一直伴随着建设施工全过程。保证防雷工程项目施工质量的因素很多,如设计、材料、机械、地形、地质、水文、气象、施工工艺、操作方法、技术措施、管理制度等,环节很多,要对这些环节严格控制,才能保证最后的工程质量。
建筑物防雷包括防直击雷和防感应雷。防直击雷就是引导雷云与避雷装置之间放电,使雷电流迅速流散到大地中去,从而保护建筑物免受雷击。防雷电感应则通过建筑物内部的设备、管道、构架、钢窗等金属物的接地装置与大地作可靠的连接,将雷云放电后在建筑上残留的电荷迅速引入大地。目前建筑工程常用的防雷措施有接闪器、引下线、接地装置、避雷器、均压环及金属导体等电位连接等的施工和安装。
1防雷工程施工常见问题
通过实际检测测验和经验,施工过程防直击雷和防感应雷措施中常出现以下问题:一是避雷带、引下线、接地体、均压环搭接的连接长度不够,焊接不饱满,焊接处有夹渣、焊瘤、虚焊、咬肉和气孔,没有敲掉焊渣等缺陷。二是地钢筋网的连接点的错焊、漏焊;作为外引接地联结点或检测点预埋件的漏设。尤其是建筑结构转换层,因构造柱(墙)内主钢筋调整、防雷引下线钢筋错接错焊的情况发生。三是用结构钢材代替避雷针(网)及其引下线时,焊接破坏镀锌层不刷防锈漆;或螺栓连接的连接片未经处理,片与片接触不严密等。四是引下点间距偏大,引下线跨越变形缝处未加设补偿器,穿墙体时未加保护管。接地体安装埋设深度不够或引出线未作防腐处理。五是屋面金属物,如管道、梯子、旗杆和设备外壳等,未与屋顶防雷系统相连,或等电位联结跨接地线线径不足。六是电气设备接地(接零)的分支线未与接地干线连接,实行串联连接。多层住宅采用TN-S系统时,进线在总电表箱处没有重复接地,没有按要求在配电间作MEB。七是低压配电接地形式、电涌保护器(SPD)的设置及安装工艺状况、管线布设和屏蔽措施等与防雷设计要求不符。
2防雷工程项目施工质量控制的主要措施
加强对防雷工程关键部位和工序的质量控制,针对施工中易出现质量通病的几个环节,制定现场检测预控措施,做到预防为主,动态跟踪,保证防雷工程的施工质量。
2.1严格审查设计图纸
一是不仅要熟悉电气图,对建筑设计中的结构、设备的布置也要有初步认识,领会设计中有关说明,对有些特殊的建筑工程项目系统,如弱电系统中的智能化工程、信息通讯、计算机、监控等,因为这些地点和设置在设计平面图纸中一般都没有明确标注,是以规范要求为施工标准进行预留预埋的,要注意对照强制性标准、施工验收规范进行施工。如发现不符合现行施工规范要求或做法不妥,选用的防雷接地材料不当时,应及时与设计单位洽商确定,形成设计文件,以便依照执行及备案。二是一个建设项目,相关专业设计图纸较多,审核防雷图纸时,要对照建筑图、结构图、基础图。各项目衔接复杂,极易导致施工错误。若施工单位经验不足,易因工种(序)配合不当而造成施工错漏。对于施工中容易忽视和特别重要的问题应起草书面意见,以提醒施工单位执行。
2.2严格材料质量控制关,保证焊接质量
一是验材料三证;二是看材料规格;三是查在施工中是否使用设计和规范规定的镀锌材料。在施工监检过程中,作业人员往往随手拿普通结构用钢筋作帮条焊接,或用普通钢材代替镀锌材料,或以冷镀锌材质代替热镀锌材质,应及时纠正。防雷工程施工主要是焊接,焊接质量决定着工程质量。由焊接技术不过关的人员进行防雷接地,造成防雷工程不合格的情况时有发生,应严格审核专业防雷施工队伍的资质等级和施工人员资格证。
2.3查验地基接地焊接
地基接地焊接是接地施工中的第一环节。对于基础圈梁焊接或桩基钢筋与基础钢筋的焊接、基础钢筋与柱筋的焊接,都要严格按基础图和接地点逐一进行检查,尤其要对伸缩缝处基础钢筋是否跨接连通进行确认。当整个接地网焊接完成后,马上进行接地电阻值测试,确认是否符合设计要求。当电阻值不满足设计要求时,再次检验焊接质量或按设计要求补做人工接地装置。
2.4检查引上点和跨钢筋焊接质量
对以柱筋为引上线的接地网,要求施工人员采用每层按轴线标清每根柱子的位置及钢筋焊接根数进行施工,防止漏焊或错焊位置和焊接长度及质量不满足设计及规范要求等[1-2]。要对引上点和跨钢筋焊接质量仔细检查,并要求对焊接引上线进行定位标识,以防向上层焊错主筋造成接地中断错误。特别是对于结构的转换层,由于柱筋的调整,防雷引下线利用柱内主筋焊接引下容易错焊、漏焊,要进行反复核实。
2.5核实等电位焊接及其他接地部位
对于要进行等电位焊接、重复接地的部位,如设备间、变配电室、消防机房、空调机房、电梯机房、给水管、冷却塔、风机等部位的接地焊接要在施工日记上注明备查、核实。高层建筑45m高度以上,每向上3层在结构圈梁内敷设1条25mm×4mm的扁钢与引下线焊成一环形水平避雷带或用不少于2根圈梁主筋焊成均压环。楼内水平敷设的金属管道及金属物应与防雷接地焊接,垂直敷设的竖向金属管道,在其底部和顶部均应与防雷接地焊接。玻璃幕墙防雷等电位接地的施工,在对采用预埋铁做法时,注意在柱主筋上作可靠的焊接,如果是后增加的玻璃幕墙,要根据建筑面积、建筑物的各种特点,出具详细的防雷施工方案。屋顶上装设的防雷网和建筑物顶部的避雷针及金属物体应焊接成一个整体。
2.6按规范进行质量验收
防雷工程应按工程进度及时做好隐蔽验收。无论自然接地体还是人工接地体以及玻璃幕墙、避雷网格、避雷针等,在施工完后都要及时进行接地电阻值的测试。尤其是接地体或接地网施工完成后,应及时认定接地电阻值是否符合设计规定值。低压配电接地形式、电涌保护器(SPD)的设置及安装工艺状况、管线布设和屏蔽措施等应与防雷设计要求相符;查看设计、施工资料,检查SPD安装的位置、数量、型号规格、技术参数应与设计相符合[3-4]。
参考文献
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑物防雷设计规范GB50057-94[S].北京:中国计划出版社,2010.
中图分类号: P185.16文献标识码:A 文章编号:
雷电是大气放电所产生的气象,可以产生强烈的闪光、霹雳,掉在地上可以摧毁房屋、杀伤人畜、引发火灾等。随着近代高科技的发展,尤其是微电子技术的高速发展,雷电灾害越来越频繁,损失越来越大,原先的避雷针已无法保护建筑物、人和电器设备。80年代以后,雷灾出现新的特点,这主要是因为一些高大建筑的兴起,如高层智能大厦,微波站、天线塔等都会吸引落雷,从而使本身所在建筑及附近建筑遭到破坏。增设的各种架空长导线反倒引雷入室,使避雷装置失去作用。
此外,微电子技术的高度发达,并且广泛应用于各个领域,使得雷害对象出现了变化——从对建筑物本身的损害转移到对室内的电器、电子设备的损害。以至发生人身伤亡事故。随之防雷对象也由强电转移到弱电。雷电产生的电磁感应已成为主要危害。所以,现代建筑防雷设计就必须高度重视雷电问题,加大力度去完善建筑物内部电子设备的安全保护措施。
我国建筑智能系统的研究和开发起点较低,因此我们的智能建筑广泛存在着绝缘强度低,过电压和过电流耐受能力差,对雷电引起的外部侵入造成的电磁干扰敏感等弱点,尤其是抗雷击电涌能力差。如不加以有效防范,无法保证智能化系统及设备的正常运行。所以,目前关于智能建筑的雷击电涌保护可靠性及安全运行问题,已成为人们关注的热点。
1、建筑受雷击的途径
1.1 由附近的对地雷击引起的地电位反击
两个相邻的楼当附近有雷击时,电位的变化是不同的,所以存在着电位差,它的大小决定于雷电大小、接地电阻和楼间距离。如楼间有信号线,则将承受高压冲击,据资料介绍,电缆或建筑物附近100米以内的雷击,能感应5KV和1.25KA的浪涌。
1.2 对建筑物的直接雷击
直接雷的电流通过避雷导体系统流入大地,除了使地电位升高外,当电流快速流过长导体时,因导体的自感而在导体的二端产生电势,一根30米的避雷导线可产生1.5MV电势,使附近的无金属保护的靠墙电缆会出现“闪络”,避雷导线和附近的电缆间还可由电容或电感耦合产生电压,一个距避雷导线1米的10米×10米的回路,当避雷导线的电流为2kA/μs时,峰值电压可达9.5kV。
1.3 由电力线被直接雷击或感应雷击
直接雷击中高压电力线上,通过变压器的电容耦合产生浪涌电压(在高压线上200kA的雷击,可在低压屏产生6kV的浪涌电压),足以引起设备损坏。直接打在高压线上的雷击概率较小,90%的雷电放电发生在云与云之间,电力线会因电磁感应或静电感应产生二次雷击。雷雨云之间的放电,因电磁辐射而在电力线上感应出脉冲,称电磁感应雷;雷雨云的静电荷电场,会在电力线表面感应出电荷,当该雷雨云的电荷与其它雷雨云接闪后,电力线表面的电荷被释放,向二边放电,称静电感应雷。上述两种感应雷,在架空或埋地的导线上产生电流或电压冲击波,沿导线经接口进入设备,即所谓雷电波窜入,对监控系统危害极大。
1.4 雷电电磁脉冲波(LEMP)
雷电放电的dv/dt及di/dt均很高,其电磁辐射很大 。 雷 电 波 的 主 频 为 1k~10kHz, 高 频 为5MHz~10MHz。电磁波可通过建筑物的门、窗和电子设备机箱上的空洞、缝隙,直接作用于设备的元、器件,引起故障。雷电波的主频不高,对大地而言,其穿透深度可达15~50m,埋在地下的通信和电力电缆将受到影响。
2、建筑物防雷设计因素
防雷是一项系统工程。
2.1接闪功能
指实现接闪功能所应具备的条件,包括接闪器的形式(避雷针、避雷带和避雷网)、耐流耐压能力、连续接闪效果、造价以及接闪器与建筑物的美学统一性等。
2.2分流影响
指引下线对分流效果的影响。引下线的粗细和数量直接影响分流效果,引下线多,每根引下线通过的雷电流就小,其感应范围就小。
2.3均衡电位
建筑物的各个部分可以形成一个电势相等的等电位。若建筑物内的结构钢筋与各种金属设置及金属管线都能连接成统一的导电体,建筑物内当然就不会产生不同的电位,这样就可保证建筑物内不会产生反击和危及人身安全的接触电压或跨步电压,对防止雷电电磁脉冲干扰微电子设备也有很大的好处。
2.4屏蔽作用
屏蔽的主要目的是保护建筑物内的通讯设备、电子计算机、精密仪器以及自动化控制系统不受雷电电磁脉冲的危险。应尽量利用钢筋混凝土结构内的钢筋,即建筑物内地板、顶板、墙面、及梁、柱内的钢筋,使其构成一个六面体的网笼,即笼式避雷网,从而实现屏蔽。
2.5接地效果
良好的接地效果也是防雷成功的重要保证之一。每个建筑物都要考虑哪种接地方式的效果最好和最经济。
2.6合理布线
指如何布线才能获得最好的综合效果。现代化的建筑物都离不开照明、动力、电话、电视和计算机等设备的管线,在防雷设计中,必须考虑防雷系统与这些管线的关系。为了保证在防雷装置接闪时这些管线不受影响,设计室内各种管线时,必须与防雷系统统一考虑。
3、现代建筑防雷的新重点
智能建筑的发展使得传统的建筑防雷设计不再能满足建筑本身对雷电安全的需要。雷电防护已经不仅仅是对建筑本体的防护,更侧重于对建筑内人身和电气设备的安全的防护。防雷工作正在从以传统的防直击雷为主向防雷电感应过电压对通迅、安防、自动控制等系统的设备的损害而转变。其中重要的防雷观念变化有:
3.1重视雷电电磁感应作用
以前建筑物防雷以防直击雷为主,侧重机械性破坏和雷电反击;现在则以防感应雷击为主,侧重雷电的电磁感应效应。
3.2建筑物防雷的整体性
建筑物防雷的整体性体现在对建筑物防雷设计和安装时,要对内部防雷装置和外部防雷装置做整体的统一的考虑。建筑物外的整体观念是指对一个院落、一个小区以及附近的环境要做全面的防雷规划,同时还不能违反小区规划的要求例如:所安装的避雷针杆塔是否影响小区的美观,所用的避雷针、避雷带或避雷网是否与建筑物的立面相配以及低矮建筑物能否由高大建筑物或高大烟囱上的避雷装置所保护等等。
4.防雷通信电源的管理
通信电源在防雷方面尤其应该引起重视。
4.1 加强对电源设备的重视
电源设备与通信网中的其他设备(如交换、传输等)有较大的不同,本质上,电源设备是机电设备而非通信设备。正因为如此,在通信业中,它得不到充分的重视,然而,必须看到,通信电源作为整个通信电信网的能量保证,它的作用是整体性和全局性的。虽然它不是通信网主流设备,但它却是通信网中最重要、最关键的设备。
4.2 加强电源管理上的专业化
对通信电源要求通信网上的各级管理层次和建设、维护方面都应该有独立的电源专业管理人员。因为通信电源是一个专业,而且是个包括多种系统和学科的大专业,因此,应该对它作相应的专业管理。
4.3 电源设备购置与维护的具体措施
4.3.1在购置通信电源过程中,除考虑性价比外,要考虑高可靠性、多种自动保护功能、宽电压、良好的均流均衡性能、在线运行模式,要考虑是否严格按照高标准组织生产,另外系统故障率、防雷和电涌措施、交直流配电一体化等都应是分析考虑配置的重点。要选用可靠性高的设备,合理配置备份设备。
4.3.2供电方式要大力推广分散供电,要有备品和备份,使用同一种直流电压的通信设备,采用两个以上的独立供电系统。
4.3.3设备宜采用模块化、热插拔式,便于更换和维修。再一个就是平时应建立起对电源故障的应急措施,保证可靠供电。最后,要提高技术维护水平,大力推广集中维护体制。
综上所述,雷电危害是有目共睹的,但只要措施得当,就可以有效地降低雷害。
随着现代社会的发展,建筑物的规模不断扩大,其内各种电气设备的使用日趋增多,尤其是计算机网络信息技术的普及,建筑物越来越多采用各种信息化的电气设备。我国每年因雷击破坏建筑物内电气设备的事件时有发生,所造成的损失非常巨大。因此建筑物的防雷设计就显得尤为重要。
直击雷和感应雷是雷电入侵建筑物内电气设备的两种形式。直击雷是雷电直接击中线路并经过电气设备入地的雷击过电流;感应雷是由雷闪电流产生的强大电磁场变化与导体感应出的过电压,过电流形成的雷击。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)规定,建筑物的防雷区划分为LPZOA,LPZOB,LPZ1,LPZn+1等区(各区的具体含义本文不再赘述)。将需要保护的空间划分为不同的防雷分区,是为了规定各部分空间不同的雷击电磁脉冲的严重程度和等电位联结点的位置,从而决定位于该区域的电子设备采用何种电涌保护器在何处以何种方式实现与共同接地体等电位联结。
建筑物直击雷的保护区域为LPZOA区,其保护设计已为电气设计人员所熟知,根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版),设计由避雷网(带),避雷针或混合组成的接闪器,立柱基础的钢筋网与钢屋架,屋面板钢筋等构成一个整体,避雷网通过全部立柱基础的钢筋作为接地体,将强大的雷电流入大地。建筑物感应雷的保护区域为LPZOB,LPZ1,LPZn+1区,即不可能直接遭受雷击区域;感应雷是由遭受雷击电磁脉冲感应或静电感应而产生的,形成感应雷电压的机率很高,对建筑物内的电气设备,尤其低压电子设备威胁巨大,所以说对建筑物内部设备的防雷保护的重点是防止感应雷入侵。由感应雷产生的雷电过电压过电流主要有以下三个途径:(1)由供电电源线路入侵;高压电力线路遭直击雷袭击后,经过变压器耦合到各低压0.38KV/0.22KV线路传送到建筑物内各低压电气设备;另外低压线路也可能被直击雷击中或感应雷过电压。据测,低压线路上感应的雷电过电压平均可达10KV,完全可以击坏各种电气设备,尤其是电子信息设备。(2)由建筑物内计算机通信等信息线路入侵;可分为三种情况:①当地面突出物遭直击雷打击时,强雷电压将邻近土壤击穿,雷电流直接入侵到电缆外皮,进而击穿外皮,使高压入侵线路。②雷云对地面放电时,在线路上感应出上千伏的过电压,击坏与线路相连的电器设备,通过设备连线侵入通信线路。这种入侵沿通信线路传播,涉及面广,危害范围大。③若通过一条多芯电缆连接不同来源的导线或者多条电缆平行铺设时,当某一导线被雷电击中时,会在相邻的导线感应出过电压,击坏低压电子设备。(3)地电位反击电压通过接地体入侵;雷击时强大的雷电流经过引下线和接地体泄入大地,在接地体附近放射型的电位分布,若有连接电子设备的其他接地体靠近时,即产生高压地电位反击,入侵电压可高达数万伏。建筑物防直击雷的避雷引入了强大的雷电流通过引下线入地,在附近空间产生强大的电磁场变化,会在相邻的导线(包括电源线和信号线)上感应出雷电过电压,因此建筑物避雷系统不但不能保护计算机,反而可能引入了雷电。计算机网络系统等设备的集成电路芯片耐压能力很弱,通常在100伏以下,因此必须建立多层次的计算机防雷系统,层层防护,确保计算机特别是计算机网络系统的安全。
由此可见,对建筑物内各电气设备进行防感应雷保护设计是必不可少的一项内容;设计的合理与否,对电气设备的安全使用与运行有着至关重要的作用。
目前,在感应雷的防护当中,电涌保护器的使用已日趋频繁;它能根据各种线路中出现的过电压,过电流及时作出反应,泄放线路的过电流,从而达到保护电气设备的目的。
根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.4条规定:电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流,并应符合以下两个附加要求:通过电涌时的最大钳压,有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。即电涌保护器的最大钳压加上其两端的感应电压应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的最大电涌电压协调一致。
现在,我们根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定的各类防雷建筑物的雷击电流值进行电涌保护器的最大放电电流的选择。
一、一类防雷建筑物
1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定,其首次雷击电流幅值为200KA,波头10us;二次雷击电流幅值为50KA,波头0.25us;根据图1,全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计);首次雷击:总配电间第根供电线缆雷电流分流值为200*50%/3/3=11.11KA;后续雷击;总配电间每根供电线缆雷电流分流值为50*50%/3/3=2.78KA;如果进线电缆已经进行屏蔽处理,其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即11.11KA*30%=3.3KA及2.78KA*30%=0.8KA,而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为11.11*8=88.9KA;即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为100KA,以法国SOULE公司产品为例,选用PU100型。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7条规定,该级电涌保护器应在总配电间处安装,即在LPZOA,LPZOB与LPZ1区的交界处安装。
2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9条规定,在分配电箱处,即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器,其额定放电电流不宜小于5KA(8/20us),故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,额定放电电流为10KA;以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型。
二、二类防雷建筑物
1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定,其首次雷击电流幅值为150KA,波头10us;二次雷击电流幅值为37.5KA,波头0.25us;根据图1,全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计;首次雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为150*50%/3/3=8.33KA;后续雷击:总配电间每根供电线缆雷电流的分流值为37.5*50%/3/3=2.08KA;如果进线电缆已经进行屏蔽处理,其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即8.33KA*30%=2.5KA及2.08KA*30%=0.6KA,而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为8.33*8=66.6KA;即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为65KA,以法国SOULE公司产品为例,选用PU65型。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7条规定,该级电涌保护器应在总配电间处安装,即在LPZOA,LPZOB与LPZ1区的交界处安装。
2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9条规定,在分配电箱处,即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器,其额定放电电流不宜小于5KA(8/20us),故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,额定放电电流为10KA;以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型。
三、三类防雷建筑物
1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定,其首次雷击电流幅值为100KA,波头10us;二次雷击电流幅值为25KA,波头0.25us;根据附图1,全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计;首次雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为100*50%/3/3=5.55KA;后续雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为25*50%/3/3=1.39KA;如果进线电缆已经进行屏蔽处理,其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即5.55KA*30%=1.7KA及1.39KA*30%=0.4KA,而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为5.55*8=44.4KA;即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型,根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7条规定,该级电涌保护器应在总配电间处安装,即在LPZOA,LPZOB与LPZ1区的交界处安装。
2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9条规定,在分配电箱处,即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器,其额定放电电流不宜小于5KA(8/20us),故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,额定放电电流为10KA;以法国SOULE公司产品为例,选用PU40型。
在供电线路中,电涌保护器的具体安装以较常用的TN-S系统,TN-C-S系统,TT系统为例,示意如下:
1)TN-S系统过电压保护方式
2)TN-C-S系统过电压保护方式
3)TT系统过电压保护方式
综上所述可见,在防雷保护设计中,总的防雷原则是采用三级保护:1、将绝大部分雷电流直接引入地下基础接地装置泄散;2、阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压;3、限制被保护设备上浪涌过电压幅值(过电压保护)。这三道防线,缺一不可,相互配合,各行其责。目前通常作法是以下三点:
1)建立联合共用接地系统,形成等电位防雷体系
将建筑物的基础钢筋(包括桩基、承台、底板、地梁等),梁柱钢筋,金属框架,建筑物防雷引下线等连接起来,形成闭合良好的法拉第笼式接地,将建筑物各部分的接地(包括交流工作地,安全保护地,直流工作地,防雷接地)与建筑物法拉第笼良好连接,从而避免各接地线之间存在电位差,以消除感应过电压产生。
2)电源系统防雷
以建筑物为一个供电单元,应在供电线路的各部位(防雷区交接处)逐级安装电涌保护器,以消除雷击过电压。
3)等电位联结系统
国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(局部修订条文)明确规定,各防雷区交接处,必须进行等电位联结;尤其建筑物内的计算机房等弱电机房,遭受直击雷的可能性比较小,所以在此处除采取电涌保护器进行感应雷防护外,还应采用等电位联结方式来进行防雷保护,本文不再叙述。
作为电气设计人员都非常清楚,建筑物的防雷保护设计是一项既简单又繁琐的内容,但对建筑物的安全使用,电气设备的正常运行有着至关重要的作用,所以还有待于各位电气设计人员作进一步的研究与探讨;同时必须严格按照国家规范,善为谋划,精心设计。本文仅此设计作了一点粗浅的探讨,所以文中不足之处,望同行不吝赐教。
参考文献
在建筑物施工过程中,防雷工程项目包括桩基础的焊接、柱筋引下线通长焊接及均压环、避雷网、避雷针、避雷器安装等,一直伴随着建设施工全过程。保证防雷工程项目施工质量的因素很多,如设计、材料、机械、地形、地质、水文、气象、施工工艺、操作方法、技术措施、管理制度等,环节很多,要对这些环节严格控制,才能保证最后的工程质量。
建筑物防雷包括防直击雷和防感应雷。防直击雷就是引导雷云与避雷装置之间放电,使雷电流迅速流散到大地中去,从而保护建筑物免受雷击。防雷电感应则通过建筑物内部的设备、管道、构架、钢窗等金属物的接地装置与大地作可靠的连接,将雷云放电后在建筑上残留的电荷迅速引入大地。目前建筑工程常用的防雷措施有接闪器、引下线、接地装置、避雷器、均压环及金属导体等电位连接等的施工和安装。
1防雷工程施工常见问题
通过实际检测测验和经验,施工过程防直击雷和防感应雷措施中常出现以下问题:一是避雷带、引下线、接地体、均压环搭接的连接长度不够,焊接不饱满,焊接处有夹渣、焊瘤、虚焊、咬肉和气孔,没有敲掉焊渣等缺陷。二是地钢筋网的连接点的错焊、漏焊;作为外引接地联结点或检测点预埋件的漏设。尤其是建筑结构转换层,因构造柱(墙)内主钢筋调整、防雷引下线钢筋错接错焊的情况发生。三是用结构钢材代替避雷针(网)及其引下线时,焊接破坏镀锌层不刷防锈漆;或螺栓连接的连接片未经处理,片与片接触不严密等。四是引下点间距偏大,引下线跨越变形缝处未加设补偿器,穿墙体时未加保护管。接地体安装埋设深度不够或引出线未作防腐处理。五是屋面金属物,如管道、梯子、旗杆和设备外壳等,未与屋顶防雷系统相连,或等电位联结跨接地线线径不足。六是电气设备接地(接零)的分支线未与接地干线连接,实行串联连接。多层住宅采用TN-S系统时,进线在总电表箱处没有重复接地,没有按要求在配电间作MEB。七是低压配电接地形式、电涌保护器(SPD)的设置及安装工艺状况、管线布设和屏蔽措施等与防雷设计要求不符。
2防雷工程项目施工质量控制的主要措施
加强对防雷工程关键部位和工序的质量控制,针对施工中易出现质量通病的几个环节,制定现场检测预控措施,做到预防为主,动态跟踪,保证防雷工程的施工质量。
2.1严格审查设计图纸
一是不仅要熟悉电气图,对建筑设计中的结构、设备的布置也要有初步认识,领会设计中有关说明,对有些特殊的建筑工程项目系统,如弱电系统中的智能化工程、信息通讯、计算机、监控等,因为这些地点和设置在设计平面图纸中一般都没有明确标注,是以规范要求为施工标准进行预留预埋的,要注意对照强制性标准、施工验收规范进行施工。如发现不符合现行施工规范要求或做法不妥,选用的防雷接地材料不当时,应及时与设计单位洽商确定,形成设计文件,以便依照执行及备案。二是一个建设项目,相关专业设计图纸较多,审核防雷图纸时,要对照建筑图、结构图、基础图。各项目衔接复杂,极易导致施工错误。若施工单位经验不足,易因工种(序)配合不当而造成施工错漏。对于施工中容易忽视和特别重要的问题应起草书面意见,以提醒施工单位执行。
2.2严格材料质量控制关,保证焊接质量
一是验材料三证;二是看材料规格;三是查在施工中是否使用设计和规范规定的镀锌材料。在施工监检过程中,作业人员往往随手拿普通结构用钢筋作帮条焊接,或用普通钢材代替镀锌材料,或以冷镀锌材质代替热镀锌材质,应及时纠正。防雷工程施工主要是焊接,焊接质量决定着工程质量。由焊接技术不过关的人员进行防雷接地,造成防雷工程不合格的情况时有发生,应严格审核专业防雷施工队伍的资质等级和施工人员资格证。
2.3查验地基接地焊接
地基接地焊接是接地施工中的第一环节。对于基础圈梁焊接或桩基钢筋与基础钢筋的焊接、基础钢筋与柱筋的焊接,都要严格按基础图和接地点逐一进行检查,尤其要对伸缩缝处基础钢筋是否跨接连通进行确认。当整个接地网焊接完成后,马上进行接地电阻值测试,确认是否符合设计要求。当电阻值不满足设计要求时,再次检验焊接质量或按设计要求补做人工接地装置。
2.4检查引上点和跨钢筋焊接质量
对以柱筋为引上线的接地网,要求施工人员采用每层按轴线标清每根柱子的位置及钢筋焊接根数进行施工,防止漏焊或错焊位置和焊接长度及质量不满足设计及规范要求等[1-2]。要对引上点和跨钢筋焊接质量仔细检查,并要求对焊接引上线进行定位标识,以防向上层焊错主筋造成接地中断错误。特别是对于结构的转换层,由于柱筋的调整,防雷引下线利用柱内主筋焊接引下容易错焊、漏焊,要进行反复核实。
2.5核实等电位焊接及其他接地部位
对于要进行等电位焊接、重复接地的部位,如设备间、变配电室、消防机房、空调机房、电梯机房、给水管、冷却塔、风机等部位的接地焊接要在施工日记上注明备查、核实。高层建筑45m高度以上,每向上3层在结构圈梁内敷设1条25mm×4mm的扁钢与引下线焊成一环形水平避雷带或用不少于2根圈梁主筋焊成均压环。楼内水平敷设的金属管道及金属物应与防雷接地焊接,垂直敷设的竖向金属管道,在其底部和顶部均应与防雷接地焊接。玻璃幕墙防雷等电位接地的施工,在对采用预埋铁做法时,注意在柱主筋上作可靠的焊接,如果是后增加的玻璃幕墙,要根据建筑面积、建筑物的各种特点,出具详细的防雷施工方案。屋顶上装设的防雷网和建筑物顶部的避雷针及金属物体应焊接成一个整体。
2.6按规范进行质量验收
防雷工程应按工程进度及时做好隐蔽验收。无论自然接地体还是人工接地体以及玻璃幕墙、避雷网格、避雷针等,在施工完后都要及时进行接地电阻值的测试。尤其是接地体或接地网施工完成后,应及时认定接地电阻值是否符合设计规定值。低压配电接地形式、电涌保护器(SPD)的设置及安装工艺状况、管线布设和屏蔽措施等应与防雷设计要求相符;查看设计、施工资料,检查SPD安装的位置、数量、型号规格、技术参数应与设计相符合[3-4]。
3参考文献
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑物防雷设计规范GB50057-94[S].北京:中国计划出版社,2010.