膜结构建筑由于其特殊的构造和材料特性,防雷设计需要综合考虑其轻质、柔性、大面积覆盖等特点。以下是一些针对膜结构建筑有效的防雷措施:
1. 接闪功能:
- 接闪器设置: 可利用膜结构的钢缆索网、支撑桅杆、钢柱等金属构件作为接闪器,使其优先吸引雷电,将雷电能量导向预定路径,避免直接击中膜面。
- 避雷带/网: 在必要时,可在膜面周边增设避雷带或避雷网格,与金属支撑骨架连接,形成连续的接闪带,增强接闪效果。
2. 引下线系统:
- 金属支撑结构利用: 利用膜结构的钢构桅杆、柱等作为引下线,将接闪器捕获的雷电流安全地传导至接地装置。
- 锚固件连接: 膜材固定锚栓可作为防雷引下线的一部分,确保膜面与支撑结构之间形成可靠的电气连接。
3. 接地装置与等电位连接:
- 接地网: 结构基础内的钢筋可构成自然接地体,形成接地网。确保接地电阻满足规范要求(通常小于1Ω),以快速泄放雷电流。
- 等电位连接: 建筑物内部的金属构件、电气设备、电子系统等应进行等电位连接,防止雷电反击和电位差造成危害。
4. 屏蔽措施:
- 膜材选择: 选用具有一定导电性能的膜材,或在膜材表面涂覆导电涂层,增强膜面的屏蔽效果,防止雷电感应。
- 内部空间屏蔽: 对于内部有敏感电子设备的膜结构建筑,可采取屏蔽墙、屏蔽窗、屏蔽门等措施,减少电磁干扰。
5. 合理布线:
- 电气线路防护: 电力系统、电信系统、照明系统、电子系统的金属管线应合理布置,尽量避免靠近防雷装置,采用金属管或金属屏蔽电缆,减少雷电感应。
- 金属管道连接: 膜结构内部的各种竖向金属管道、支架等应与防雷系统上下可靠连接,形成电位均衡,避免成为雷电放电通道。
6. 防侧击与绕击措施:
- 周边环境评估: 考虑膜结构建筑与周边高大构筑物、树木等的相对位置,确保符合防雷间距要求,减少侧击和绕击风险。
- 增设防侧击装置: 在必要时,可在建筑边缘增设防侧击装置,如侧击防护带、防侧击引下线等。
7. 定期检测与维护:
- 防雷系统检查: 定期对防雷装置进行检测,包括接闪器、引下线、接地装置等的完整性、连接状况、接地电阻等。
- 故障修复: 发现问题及时修复,确保防雷系统始终处于有效工作状态。
通过以上措施的综合应用,膜结构建筑可以建立起一套完善的防雷体系,有效抵御直击雷、感应雷、侧击雷等多种雷电形式的威胁,保障建筑物及其中人员、设备的安全。在设计和施工过程中,应严格按照国家相关标准如《建筑物防雷设计规范》GB 50057的要求进行,确保防雷设施的合规性和有效性。