由于雷電現象隨機性很大,
鋁合金幕墻防雷設計要掌握三個基本原則:科學性、經濟性和耐用
可靠性原則。
科學性就是要遵循科學規律,遵守國家標準的
防雷規范,但是還要有靈活性,因為我們目前知道的雷電視規律是帶有統計性,需要我們從實際出發,獨立思考,用其基本原理,因地制宜來考慮幕墻的防雷措施。國家規范沒有對
鋁合金幕墻作出十分具體的規定。中華人民共和國行業標準《
玻璃幕墻工程技術規范》(JCJl02一96) 4.4.7條只有原則性的要求,并不具體。其規定說:
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有三部分:
接閃器(如雷針,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
建筑幕墻有防雷裝置,
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電破壞的作用。
必須指出:鋁合金幕墻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。但是在實施鋁合金幕墻防止雷過程式中,有的質檢站強調行業標準JGH102-96中的4.3.3條的規定:“玻璃幕墻不同
金屬材料接觸處,應設置
絕緣墊片或采取其它
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
鍍鋅上墻鋼件之間設置
絕緣墊片。這樣就造成了鋁合金立柱受到的雷電流,難以通過上墻鋼件流向建筑物的防雷裝置,如果鋁合金幕墻一旦遭到雷擊,在這種絕緣狀況下,其后果難以預料。我們認為:由于采取了其它防
腐蝕處理,再則鋁和鋅各自的電極電位相差不是很大,相互之間的接觸腐蝕有限。資料表明:兩者完全允許接觸使用,不必再采用約緣墊片。日本工業標準JIS中《建筑物等的避雷設計A4201》指出:“異種金屬相互連接時,要注意,不使連接部分發生腐蝕。”也沒有強調一定要采用絕緣墊片。
經濟性就是要充分利用幕墻的金屬
導電特性,以獲得較大效益。資料表明雷擊點的發熱能量約為500.2000),遭受雷擊后的金屬板的最大熔蝕濃度約為1mm左右。因此我們可以利用幕墻金屬這一特點來參與作防雷裝置,但金屬
構件的連接必須具有持久的電氣貫通。必須看到,目前有不少
高層建筑采用
復合鋁板幕墻進行外裝修。我們知道,
復合鋁板是用兩層0.5mm厚的鋁
薄板與
聚乙烯芯材加壓組合而成。在國外僅限放
低層建筑幕墻以及高層建筑的裙房幕墻使用。從幕墻的防雷觀點來看,由于兩層0.5mm厚的鋁薄板處放絕緣狀態,雖在
復合板在制作時內層加鋁合金
型材副框。鉚釘和鋁復合板接通。但外層
鋁板接受到的雷電流完全能將0.5mm厚的薄板擊穿,另外強大的雷電流也難以通過復全鋁板,傳遞到建筑物的接地裝置。故而復合鋁板不宜用在高層建筑上。
對于高層建筑的
蜂窩鋁板幕墻壁防雷問題,也不能馬虎,我們知道,
蜂窩鋁板的構造,是用兩塊厚0 .8mm-1.2mn及1.2mm-1.8mm的鋁板,夾住用不同材料制成的蜂巢狀中間芯層而組成的。我們應該注意到,中間蜂窩芯材
夾層有以下幾種材質,一是紙芯材質;二是
玻璃鋼芯材質;三是
鋁箔芯材質。它們的導電能力均較差。考慮到幕墻的安全性,對于高層建筑的蜂窩
鋁板幕墻,我們以為采用鋁箔芯蜂材略好。因為鋁箔蜂窩也是用膠粘在二片鋁板中間膠不是導體,制作安裝錐把鋁板封孔
焊接,向外面鋁板厚度不能過薄,否則遇雷會把薄板擊穿。
幕墻的防雷,怎樣才能做到可靠耐用呢?
為了減少防雷空間的火災、爆炸及生命危險,建筑幕墻的防雷應采取等電位連接,多處分流,以減少雷電流所引起的電位差。
建筑幕墻的防雷裝置設計,還應充分考慮環境對防雷構件腐蝕的影響。應該看到,被腐蝕后的電氣通道,由于堆面積不斷地減少,猶如河道年久淤積,當洪水來臨時,不易泄洪。