高层建筑玻璃幕墙防雷设计至关重要。首先，幕墙的金属框架需与主体结构的防雷装置可靠连接，连接点间距要符合相关规定，形成电气通路，确保雷电流能顺利导入大地。例如，可采用预埋件焊接或螺栓连接等方式。其次，幕墙的竖向和横向龙骨应形成电气连通，保证雷电流在框架内均匀传导。再者，玻璃幕墙若有使用金属板或其他金属构件，也要与框架做好等电位连接。同时，防雷接地电阻必须满足设计要求，通常不超过规定的欧姆数值，从而有效保护玻璃幕墙及其内部人员和设备免受雷击损害。

        玻璃幕墙于20世纪八十年代传入我国,是一种美观新颖的建筑墙体,由于其具有亮丽的外观和非常好的光线透射性,非常受建筑师的喜爱,因而得到了迅速的发展,越来越多地在工程中特别是一些高层建筑中得到采用。各种色彩的玻璃幕墙给城市增添了一道道亮丽的风景线,也给城市文化注入了新的活力。玻璃幕墙也成为现代建筑派的主要表现特征,在新世纪的现代化城市建筑中具有重要的地位,是现代高层建筑时代的显著特征。但玻璃幕墙也存在很多问题,比如保温、防火、光污染、防雷击等等,尤其防雷问题尤为突出。玻璃幕墙属于脆性材料,一般在建筑中大面积采用,有的甚至整个建筑物外墙均采用玻璃幕墙,如遭遇雷击,玻璃破裂形成碎片会造成严重的安全隐患。因而玻璃幕墙的防雷设计需引起我们的重视。（参考《建筑中文网》）

        1 雷电对玻璃幕墙的危害性

        高层建筑玻璃幕墙离放电云层近,使地表的电场分布发生了严重的畸变,其电场强度比一般建筑物大得多,容易构成雷电发展条件。而高层建筑玻璃幕墙围护高层建筑物后,建筑物防雷装置由于玻璃幕墙的屏蔽效应,难以防止直接雷击,往往造成闪电对玻璃幕墙的雷击。高层建筑玻璃幕墙的金属材质由于雷电的效应,将会产生静电感应作用,当天空雷云和大地形成电场时,幕墙的金属体就会积聚与雷云极性相反的大量感应电荷,当雷云瞬间放电后,云与大地的电场忽然消失,这时幕墙的金属体感应电荷不能以相应的速度流散,将会产生高达万伏以上的对地电位,这就是静电感应电压,对人和设备产生危害。

        2 玻璃幕墙防雷设计方案

        2.1 工程简介

        江苏省某县文化交流中心,位于新老城 区 结 合 部,长105.6m,宽21m,建 筑 面 积约1.6万m2,为现浇钢筋混凝土框架－剪力墙结构。该建筑三个主要立面均采用玻璃幕墙,幕墙总面积达到了6500m2。玻璃幕墙最高檐口处高度为36.5m。

        2.2 防雷措施简介

        2.2.1 雷电防护基本措施

        通常防雷工作者对建筑物的防直击雷的方法和观念就是“建筑物防雷系统是由避雷针、避雷网(带)或混合组成的接闪器,主体结构的柱、梁、板钢筋或外接引下线组成的引下装置,及利用基础自然接地体(桩基、地梁、承台或底板钢筋)或人工接地体组成的接地装置合成,整个建筑形成一个法拉第笼,将雷电流引入地面”。考虑到此大楼所处的地理位置属于雷电多发地,而且此地区的雷电流强度大;大楼里面展览有大量的珍贵资料,也摆放了很多电子仪器设备,如果遭到破坏,会造成无法挽回的损失,我们就更应该加强防雷电的措施。在参照和比较了国内许多关于雷电防护的资料后,在雷电防护方面主要在以下几个方面有所加强。

        2.2.2 玻璃幕墙具体防雷措施

        幕墙顶部女儿墙的盖板是起到引雷作用的接闪器。用φ12镀锌圆钢沿女儿墙周 圈 安 装 ,并 与 主 体 结 构 防 雷 引 下 线 焊接。在盖板内侧安装40mm×4mm×4mm镀锌角钢,每块铝板安装两段角钢(每段长300mm),两段之间用φ12镀锌圆钢焊接连通。并用φ12镀锌圆钢一端与女儿墙顶φ12镀锌圆钢焊接,另一端与角钢焊接。每段角钢与铝板之间用四个M6×20mm不锈钢 自 攻 螺 丝 压 接 (角 钢 与 铝 板 之 间 加 垫1mm厚不锈钢垫片),并加不锈钢平垫和弹簧垫。所有竖向主龙骨的连接处采用40mm×4mm铝合金制成的可伸缩的“欧姆弯”进行压接,连接处上下各用两个M8不锈钢对穿螺栓进行压接(可动的一端避开插芯),并加不锈钢平垫和弹簧垫。设置均压环的楼层所有竖向主龙骨与横向龙骨的连接处,通过40mm×4mm铝合金两端各用两个M6不锈钢对穿螺栓进行压接,并加不锈钢平垫和弹簧垫。

        用作防雷引下线的柱子内的对角纵向钢筋上下采用焊接连接,使其上下贯通。焊接采用双面焊接,焊缝长度大于20d(d为钢筋直径)。

        每三层框架梁内的两根主钢筋焊接,绕建筑物成均压环,并将其与所有的引下线钢筋焊接。焊接采用双面焊接,焊缝长度大于20d(d为钢筋直径)。

        每楼层处用作防雷引下线的柱子外皮处预埋一根40×4镀锌扁钢,并与柱内防雷引下线钢筋相焊,焊接长度200mm。要求双面施焊。

        为使玻璃幕墙竖向铝合金主龙骨保持接地的贯通,用40mm×4mm镀锌扁钢一端与均压环焊接,焊接长度应为其宽度的2倍,并三面施焊,另一端用两个M8不锈钢对穿螺栓与竖向主龙骨进行压接,为防止镀锌扁钢与铝合金的电化学腐蚀,在其间加垫1mm厚不锈钢垫片,并加不锈钢平垫和弹簧垫。用作防雷引下线的柱子内的贯通主筋与基础钢筋焊接连接,焊接采用双面焊接,焊缝长度大于20d(d为钢筋直径),并将与贯通主筋连接的基础钢筋与之相交的基础钢筋点焊连接。

        3 结语

        采取了上述的措施,雷电发生时,不论是侧击雷直接击中玻璃幕墙产生的雷电流(发生可能性极小)还是由于静电感应聚集的大量电荷都能够快速有效的泄放,从而达到保护效果。

        参考文献

        [1] GB50057～94.建筑物防雷设计规范[S].

        [2] 李文恩 ,李富寿 .雷电 [M].水利电力版社,北京，1983:93～110.

        [3] 张小青.建筑防雷与接地技术[M].北京:中国电力出版社,2003:32～35. 来源: 《建筑中文网》.

原文网址：http://www.pipcn.com/research/201011/14460.htm