蘇州幕墻鋁單板特別需要注意防雷

作者:鋁單板幕墻廠家 瀏覽次數：178 日期：2021-01-04 幕墻鋁單板

關于蘇州幕墻鋁單板的防雷探討

(一)雷電與建筑物的關系

雷電是天空云層中一種自然的放電現象 ，大氣的對流和冷熱變化形成了雷雨云， 在氣流的作用下，雷雨云下部的水滴帶負電荷，上部冰晶帶正電荷，由于雷云的負電感應，使附近地面及建筑積聚著正電荷，如同電容器一樣，使地面和雷云之間形成了強大的電場。隨著對流的加強，電場強度增大到值時，超過了空氣的擊穿強度，于是空氣電離產生云間放電并發出火花，這就是閃電。閃電主要有云際閃電和云地閃電兩種，而云地閃電對人們關系較大。強大的電流把閃電通道內的空氣加熱到一萬度以上，空氣驟然膨脹，發出巨大的響聲，這就是雷。

雷擊有規律嗎?凡是空氣中導電微粒較多的，地面有高聳物體，地面和地下的電阻率較小的地帶都易落雷，因為雷電流總是選取易導電的途徑。地面上建筑物性質和形狀對雷電的發展也有影響，由于建筑物改變了地面電場強度的分布，而建筑物本身的電場強度的分布也不是均勻的，由于在建筑的尖頂及邊緣棱角處感應電荷多，電場強度大，附近氣體離子增多，易擊穿導電，往往構成了雷電發展的條件，雷電下行先導就自然被吸引向這些地方，屋頂就會由放電，導致迎面先導，與云下的先導會合，形成主放電通導，強大的雷電流就會指向房屋；建筑物本身構造及其附屬構件能積聚蓄電荷的多少，對雷擊影響很大，如金屬屋頂、金屬墻面、金屬天溝、幕墻外露框、金屬水箱、金屬欄桿…具有良好導電性能，都是易遭受雷擊的部位。

雷電流是一種強度大，作用時間短的瞬變過程 。閃電成災分兩種，一種是直擊雷，另-種是間接雷，直擊雷擊中建筑物時，通常會產生電效應、熱效應和機械力。雷電流的瞬時電流高達幾萬安培，在瞬間釋放出巨大能量，會把被擊中金屬熔化，使物體水份汽化，產生強大的機械力，或者水被分解成氫氣和氧氣，產生爆炸，使磚墻擊碎，木結構劈裂，建筑物遭到破壞，其震動力有時可以將人震死，再有雷電的高溫引起建筑物燃燒，構成火災和引起觸電。間接雷擊更常見，有時比直擊雷危害大得多。雷雨云中的電荷使地面金屬物感應出大量異號電荷。雷雨云放電后，感生的電荷如來不及立刻消失，它會產生幾萬伏的高電壓，會對周圍放電而出現感應雷的雷擊現象 。1989年8月12日發生震驚全國的黃島油庫特大雷擊火災，燒了四天四夜，大火的起因就是電磁感應造成的雷擊，并非避雷針失效。

(二)幕墻鋁單板特別需要注意防雷

高層或超高層建筑以及它的幕墻鋁單板，使地表的電場分布發生了嚴重的畸變，其電場強度比一般建筑物大得多，容易構成雷電發展條件，加上離放電云層近，易遭受雷擊，通常年雷擊次數和當地年均雷暴日成正比，和建筑物高度的平方成正比。根據美國學者統計得出的經驗公式，年平均雷擊次數N可用下面公式算出：樓層愈高，受雷擊的雷暴日愈大。同一高度幕墻，用金屬材料比用非金屬材料雷暴日大十倍。

幕墻鋁單板圍護高層建筑物后，建筑物原防雷裝置由于鋁合金幕墻的屏蔽效應，不能直接起到接閃和防雷作用，閃電對建筑的雷擊往往變成閃電對鋁合金幕墻的雷擊。對幕墻十分不利，這是因為建筑物結構材料所積蓄電荷量的多少，直接影響建筑物的接閃頻率。幕墻鋁單板的金屬構件較多，能夠積累大量電荷， 成為雷擊選擇性的主要因素，更容易接閃，引雷入室， 使大樓的籠式避雷網失去作用。

幕墻鋁單板的金屬材質由于雷電的效應 ，也會產生靜電感應作用， 當天空雷云和大地形成電場時，幕墻的金屬體就會積聚與雷云性相反的大量感應電荷，當雷云瞬間放電后，云與大地的電場忽然消失，這時幕墻的金屬體感應電荷不能以相應的速度流散，將會產生高達萬伏以上的對地電位，這就是靜電感應電壓，對人和設備產生危害。這對獨立的裙房幕墻以及高層建筑的鋁合金門窗，需要特別注意的。

高層金屬幕墻通常超過50m， 超高層幕墻超過100m，如果強大的雷電流全程通過幕墻構件時，由于持續時間短，只有幾十微秒，則每米的電位差可達萬伏以上，高達100m的幕墻，在通過雷電流時可達百萬伏的電位差，將會和周圍幕墻鋁單板的金屬體之間產生反擊放電和電磁感應。

雷電現象非常復雜 、與自然界許多因素有關， 如地形、地質、風向、氣溫、宇宙射線、大氣污染、建筑物等等，隨機性很大，地區差別也大，特別是幕墻鋁單板大量用在建筑物上后。使得防雷設計更復雜了，這要引起我們重視。

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的防雷體系，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置有三部分：接閃器(如避雷針、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的防雷裝置， 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雷電破壞的作用。

幕墻鋁單板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。高層建筑幕墻頂部的接閃器，不能防止閃電電流的側面橫向發展繞擊作用。雖然閃電繞擊概率較少，但幕墻鋁單板不等于繞擊不存在，不能忽略。

(三)不同類型鋁板幕墻的防雷

幕墻鋁單板在用材料的不同分為：鋁塑復合板幕墻、蜂窩板幕墻和鋁單板幕墻。有時和鋁合金玻璃幕墻配合使用。因其所用材料特殊性質不同，對防雷的要求不同。

1、鋁塑復合板幕墻

鋁塑復合板是內外兩層為0．5mm厚的純鋁板(室內用鋁塑板內外兩層鋁板厚度0.2-0.25mm)，中間夾層為3-4mm厚的聚乙烯(PE)或聚氯乙烯(PVC)，連續輥壓及單片熱壓而成，內外層鋁板表面為氟碳表面輥涂漆，漆層厚度一般為20μ左右，該產品優點是：表面光潔，平整，同方向看不出色差，體輕有一定強度，使用壽命十年左右。多用于商店門面裝修，包括室內裝飾、舊樓翻新、高架走廊、人行天橋、群樓及低層幕墻。原依靠進口，現國內已大批量生產，但質量差異較大，內外層鋁板厚度不一樣或偏薄。復合板表面輥涂的不是氟碳漆或含KA-NAR 500達不到70％，但好的產品已達到國外同類產品標準。

鋁塑復合板做幕墻板要求很嚴。鋁塑復合幕墻板的制作，先在復合板四邊開槽，切去一定寬度和一面鋁板和塑料層僅留0．5mm厚的外層鋁板。四邊彎90度成矩型，再用鋁型材制作同一大小的矩形付框，放在鋁塑板矩形槽內，付框底面用結構膠粘在鋁塑板背面，復合板彎起的四邊用拉鉚固定在附框四邊，矩形中間再用結構膠粘上一個到幾個鋁型材加強筋。國內確有不少公司并非按上述正規的做法制作，而是在復合板開槽后四邊彎成90度，只在復合板的四個角加角鋁固定，這樣板面自重和所受任何外力，任何荷載均由四個邊0.5mm鋁板承受， 安全性很小，因為任何幕墻隨時都在受不同的正負風荷載壓力，板面四邊O.5mm很易斷裂，斷裂現象已在不少城市建筑中可見 。因此鋁塑復合板幕墻板制作必須加鋁合金付框和加強筋。

從幕墻防雷觀點來看，由于鋁塑復合板是用兩層0．5mm厚的鋁薄板與聚乙烯加壓粘合而成，由于聚乙烯是不良導體，兩層鋁薄板處于絕緣狀態，雖在鋁塑復合板制作時內層加鋁合金門框，鉚釘和鋁復合板上彎的四邊固定接通 。由于鉚接面太小，更重要的是O.5mm的鋁薄板太薄，在遇雷電時，大的閃電電流在建筑側面橫向發展繞擊幕墻薄板時，會擊穿0．5mm鋁薄板，強大的雷電流也難以通過復合板接地，使建筑物遭到雷擊。

鋁合金材料作接閃器，國內防雷標準沒有規定， 參照國際防雷技術標準(IECl024-1．1993)和日本防雷標準， 再加上國內外對高層金屬幕墻的實施經驗，我們認為高層建筑鋁板厚度應為2.5mm-3mm 比較合適。對于雷電活動強烈地區超高層金屬幕墻接閃器，為了保證安全，鋁板厚度可以超過3.0mm。

2、鋁蜂窩扳幕墻

鋁蜂窩板板簡稱蜂窩鋁板，是用兩塊鋁板中間加不同材料用夾膠制成的各種蜜蜂窩形狀夾層，兩層鋁板各有不同， 用于墻外側鋁板一般厚度略厚，這是為了抵抗風壓，一般為1．2-1．8mm，內側板厚為O.8-1.2mm 。蜂巢板總厚度為10-25mm，中間蜂巢夾層材料是： 鋁箔巢芯，玻璃鋼巢芯，混合紙巢芯。蜂巢形狀一般有：波紋條形、正六角形、長方形、十字形、雙曲度形、夾芯材料要經特殊處理，否則其強度低，壽命短。

作者： 瀏覽次數：444 日期：2021-11-10 14:14:44 關鍵詞：