作者：李果
關鍵字：防雷門窗幕牆鋁板
隨著建築裝飾工程的不斷發展，玻璃幕牆在中高檔建築中得到廣泛應用，鋁合金門窗也在住宅專案中大量使用。隨之而來的幕牆及門窗安全性如何保障成了上至國家主管部門，下至普通百姓關心的乙個問題。
長久以來，我們在幕牆門窗施工中，**的最多的就是防水和抗風壓，防水關係到室內住戶的居住安全問題，防風關係到住戶的人生安全問題，同時對於設計者和施工單位來說，門窗及幕牆的防水和抗風壓效能關係著本單位的能力及信譽，所以通常來講大家最重視的問題，反而是花大力氣去解決的問題，成了較不容易出事的環節。但是，對於防雷，無論是設計單位的結構工程師、甲方單位的土建工程師還是施工單位的現場工程師都有意或無意的忽略了這個問題。最明顯的例子，是我們單位諸多現場工程師一遇到甲方或監理單位提出防雷措施考慮沒有，第一反應就是我們的窗或幕牆這麼低，不受雷電影響。
稍微好一點的反映就是：土建做沒有做防雷啊，我們跟他們連起來就行了，或者說我們幕牆預埋件跟主體結構鋼筋連起來了，已經達到防雷要求了。這都是一種關於防雷的錯誤認識。
如果用來指導幕牆施工，有時是會釀成大禍的。
我國現行的電氣施工及驗收規範、標準施工圖籍也未明確闡述幕牆門窗等防雷方面的問題。中華人民共和國行業標準《玻璃幕牆工程技術規範》(jcjl02一96) 4.4.
7條只有原則性的要求，並不具體。其規定說:玻璃幕牆的防雷設計應符合現行國家標準《建築防雷設計規範》gb50057的有關規定。
玻璃幕牆應形成自身防雷體系，並與主體結構的防雷體系可靠地連線。建築外窗的防雷設計，在《鋁合金門窗工程設計、施工及驗收規範》中說的還較詳細：應符合現行國家標準《建築防雷設計規範》gb50057的有關規定。
一、二、三類防雷建築物，其建築高度分別在30m、45m、60m及以上的外牆窗戶，應採取防側擊和等電位保護措施，與建築防雷裝置進行連線。但僅僅這樣的說明實際操作性不強，給具體從事幕牆施工及監理的相關人員如何把握防雷方面技術施工、檢驗安全問題帶來難度。防雷設計就是充分利用建築物的防雷裝置：
接閃器（避雷針、避雷網等）、引下線、接地裝置，通過立柱橫樑和建築物防雷網接通，把雷電流的巨大能量，通過建築物的接地系統，迅速傳送到地下，從而防止建築物受雷擊破壞。本人通過查閱一些防雷接地的技術資料並結合自己的實際施工經驗，認為在防雷方面如果能做到以下幾點將幕牆或是門窗工程竣工完善的重要保證：
1. 高層建築玻璃幕牆的頂部的女兒牆的蓋板，是人為地設立的良好導體，它沿建築物女兒牆的頂部分布，其電場強度很大。雷電先驅很自然地被吸引過來，是雷擊率最大的部位。
作為防止雷擊的直擊措施，可將蓋板設計成直接接受雷擊的裝置，起到引雷作用的接閃器。其作用在於接受雷電流，同時又安全地把雷電流與建築物防雷網接通，並導通入地達到避雷作用。但高層建築幕玻璃牆頂部的接閃器，不能防止電流的側面橫向發展繞擊作用。
2. 金屬幕牆的連線導體必須敷設在金屬幕牆的金屬立柱與連線著圈樑或柱子鋼筋的預埋件之間（圈樑和鋼筋已經是主體結構的防雷體系一部分），使金屬幕牆與整個建築物的防雷裝置連線成電氣通路。如果施工時沒有埋沒預埋件，而用膨脹螺栓固定金屬幕牆的安裝錨板，則必須先採用12mm(一類)或8mm（二三類）直徑的圓鋼或4x12扁鋼，將每層每塊錨板串連起來，形成自身的防雷體系，最後與主體結構的防雷體系可靠連線，連線間距參照避雷網網格尺寸：
第一類防雷建築物必須≤5x5或6x4（公尺）第二類防雷建築物必須≤10x10或12x8（公尺），第三類防雷建築物必須≤20x20或24x16（公尺）。
3. 玻璃幕牆豎向主龍骨應視為引下線，它的跨接用鋼材製品時候截面面積不小於100平方公釐，扁鋼製品的厚度不小於4mm;圓鋼搭接長度不小於直徑的六倍，雙面施焊；扁鋼搭接長度為其寬度的兩倍，三面施焊；焊接處做防腐處理。
4. 鋁合金門窗的連線導體的敷設必須在鋁合金門窗框定位後，牆面裝飾層或抹灰層施工前進行，連線導體應採用截面不少於100平方公釐的鋼材，用鉚釘或螺釘緊固於窗框上。連線導體引出端應採用不小於12mm(一類)8mm（二三類）直徑的圓鋼或4x12扁鋼，連線導體引出端與防雷裝置引出線進行搭接焊接時，搭接長度必須≥50mm，滿焊縫。
5. 不同金屬壓接（連線體與幕牆或門窗連線稱作壓接）要做防電化腐蝕處理，例如鋼和鋁連線，鋼要鍍錫，或中間加不鏽鋼墊片。
6. 為確保接地效果，建築幕牆的防雷裝置完成後，要測試其接地電阻，通常要求接地電阻r不大於1ω。
必須指出：鋁合金幕牆要形成自身的防雷體系，整個幕牆系統應形成連貫的電氣通路相相互之間的連線不要非金屬材料隔離，以免阻礙強大雷電流的通行。但是鋁合金幕牆施工中「玻璃幕牆不同金屬材料接觸處，應設定絕緣墊片或採取其它防腐蝕措施。
」硬性規定了一定要在鋁合金立柱和焊在預埋件上的鍍鋅上牆鋼件之間設定絕緣墊片。這樣就造成了鋁合金立柱受到的雷電流，難以通過上牆鋼件流向建築物的防雷裝置。所以這時候就務必採用連線件做好鋁合金立柱與預埋件的壓接工作，光指望說預埋件已經與主體連線就能防雷是不正確的理解。
總之，幕牆結構應自上而下與建築物結構的防雷裝置可靠連線。當幕牆與屋面女兒牆平齊時，其所有金屬主構架必須與避雷帶（網）進行可靠連線，還必須與高層建築的均壓環進行可靠連線，在幕牆底部亦應與防雷裝置連線。
為了正確的理解建築物的防雷指標，現我將有關規定摘抄如下：
我國有關建築物的防雷規範，按建築物的重要性，使用性質、以生雷電的可能性進行了建築物的防雷分類。
1、國家級重點文物保護的建築物、國家級的會堂、辦公建築物、大型展覽和博覽建築物、大型火車站、國賓館、國家級檔案館等特別重要的建築物；國家級計算中心、國際通訊樞紐等對國民經濟有重要意義且裝有大量電子裝置的建築物屬第二類防雷建築物。
2、省級重點文物保護的建築物及省級檔案館；預計雷擊次數大於或等於0.06次／a的一般性工業建築物，屬於第三類防雷建築物。
3、部、省級辦公建築物及其它重要或人員密集的公共建築物。當其預計雷擊次數大於0.06次／a時屬於第二類防雷建築物；當其預計雷擊次數等於或小於0.
06次／ a，且大於或等於0.012次／a時屬於第三類防雷建築物。該類公共建築物的預計雷擊次數小於0.
012次／ a時可不考慮防雷。
4、住宅、辦公樓等一般性民用建築物，當其預計雷擊次數大於0.3次／a時屬於第三類防雷建築物；當其預計雷擊次數等於或小於0.3次／ a，且大於或等於0.
06次／a時屬於第三類防雷建築物。該類民用建築物的預計雷擊次數小於0.06次／a時可不考慮防雷。
參照其規範的分類範圍及方法， 結合當前幕牆建築的實際情況，我們不防將超高層建築幕牆大於等於150m歸為一類防雷幕牆，將高層幕牆大於等於100m歸為第二類防雷幕牆，普通幕牆大於（30m-50m）歸為第三類防雷幕牆。對於歷史上雷害事故嚴重地區，位於土壤電阻率較小的地區的建築物的鋁合金幕牆，可以適當提高其分類檔次。對設有許多較重要的敏感電子系統，如通訊裝置、電子計算機、電子控制系統等現代化裝置建築物，為了增加遮蔽作用，建議將防側擊雷和等電位措施從地面首層做起，即將首層以上的外牆上的金屬幕牆、鋁合金門窗、金屬欄杆等較大金屬物與防雷裝置連線。
有的建築物雖然被判定為不需考慮防雷，但其基礎、柱、牆、屋面內的鋼筋已連成整體，可以直接利用作為主體結構防雷裝置，如果與建築師及業主協商、討論，只需要使用很少的費用及施工工作就可以滿足防雷要求，建議這些建築物按第三類需要防雷的建築物做防雷設計。
還有一種幕牆是鋁板幕牆，鋁板本身做為金屬結構，它的防雷設計及施工存在特殊性。
鋁板幕牆在用材料的不同分為：鋁塑複合板幕牆、蜂窩板幕牆和鋁單板幕牆。有時和鋁合金玻璃幕牆配合使用。因其所用材料特殊性質不同，對防雷的要求不同。
1、鋁塑複合板幕牆
從幕牆防雷觀點來看，由於鋁塑複合板是用兩層0．5mm厚的鋁薄板與聚乙烯加壓粘合而成，由於聚乙烯是不良導體，兩層鋁薄板處於絕緣狀態，雖在鋁塑複合板製作時內層加鋁合金門框，鉚釘和鋁複合板上彎的四邊固定接通 。由於鉚接面太小，更重要的是o.5mm的鋁薄板太薄，在遇雷電時，大的閃電電流在建築側面橫向發展繞擊幕牆薄板時，會擊穿0．5mm鋁薄板，強大的雷電流也難以通過複合板接地，使建築物遭到雷擊。
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牆的實施經驗，我們認為高層建築鋁板厚度應為2.5mm-3mm 比較合適。對於雷電活動強烈地區超高層金屬幕牆接閃器，為了保證安全，鋁板厚度可以超過3.
0mm。
2、蜂巢鋁復合扳幕牆
蜂窩鋁板最重要的是鋁板按設計尺寸製好後的封孔，否則安在牆面上，雨水會流入蜂巢芯中，一是破壞巢芯，二是造成漏水，因此鋁蜂巢板的外層鋁單板要比內層鋁單板四周寬出蜂巢厚度，四周向內彎90度角，全面覆蓋蜂巢膠合或焊接，不允許漏水。
對於高層建築的蜂窩鋁板幕牆防雷問題，也不能馬虎，我們知道，蜂窩鋁板的構造，是用兩塊厚0.8mm～1．2mm及1．2mm～l．8mm的鋁板，夾住用不同材料製成的蜂巢狀中間芯層而製成的 。我們應該注意到，中間蜂窩芯材夾層因材質不同，它們的導電能力也不同。
考慮到幕牆的安全性，對於高層建築的蜂窩鋁板幕牆 ，我們以為採用鋁箔芯蜂窩材質略好 。因為鋁箔蜂窩也是用膠粘在二片鋁板中間，膠不是導體，製作安裝雖把鋁板封孔焊接，向外面鋁板厚度不能過薄，否則遇雷會把薄板擊穿。
3、單層鋁板幕牆
單層鋁板在製作過程中，按設計要求的四邊折彎成直角。在彎角的四周一般不用開槽可以直接彎轉90度，在厚2．5mm鋁板四周邊開槽，減薄了鋁板的彎角厚度，影響牢固度。鋁單板四邊彎成90度以後，被彎的四個角的鄰邊均應把他們焊在-起，從強度 、美觀上，雖無大的影響 。
但在安裝鋁板後，在每塊鋁板之間耐候密封膠膠縫低於鋁板表面 ，雨水可以從鋁板不焊接的縫隙進水。由於單層鋁板容易折彎加工成弧形的複雜形狀，能夠適應如今變化無窮的外牆裝飾的需要，因而它的出現使鋁板幕牆在加工成形和安裝構造成形方面都豐富了許多。大家關心的是單層鋁板的飾面平整度問題，單板幕牆的鋁板平整度，取決於鋁板生產廠家的質量優劣，國內可以解決。
單層鋁板的表面處理，不能用陽極氧化，由於每批鋁板材質成份氧化槽液均有差異，氧化後鋁板表面顏色差較大，用於幕牆整體效果極差，一般用靜電噴塗，靜電噴塗分：粉沫噴塗和氟碳噴塗。粉沫噴塗原料為聚氨酯、環氧樹脂等原料配以高保性顏料，可得到幾十種不同顏色，粉沫塗層厚度一般為20-30μ，用該粉沫噴塗料噴塗的鋁板表面，耐碰撞 、耐磨擦，在50公斤撞擊下，鋁板變形噴塗層無裂紋，唯一缺點是在長期陽光中紫外線照射下會產生自然均勻褪色。
氟碳噴塗是用以漆油的氟碳聚合物樹脂，作金屬罩面漆，一般分三塗或四塗(噴三次或四次)。常用的牌號為：kanar 500。
漆在鋁板表面厚度為40-60μ。經得起腐蝕，能抗酸雨，各種空氣汙染物，不怕強烈紫外線照射，耐極熱極冷效能好，可以長期保持顏色均勻，使用壽命長。由於上述單層鋁板特點，國外建築的鋁板幕牆絕大部分採用單層鋁板，尤其在高層建築上，它的使用壽命可超過50年，單層鋁板如表面為氟碳噴塗，按設計要求製作好，安裝施工準確方便。
直接掛接在由主框橫挺組成的鋁合金框架上。
鋁合金單板幕牆的防雷，只要鋁板和主橫挺組成的幕牆和建築物接地線或防雷網接通。單層鋁板幕牆在雷閃情況下， 可以作為良導電體把雷閃的巨大能量， 通過建築物的接地系統迅速地輸送到地下。使其起到保護幕牆和保護建築物免遭雷擊的作用，保證幕牆及建築物的安全。
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