欧洲与国内规范对比：海外项目防雷设计要点解析

目前，许多海外项目在缺乏本土规范的情况下，合同中往往要求采用欧洲等发达国家的规范作为设计标准。因此，了解欧洲国家规范与我们国内规范的差异对于海外项目的设计具有重要意义。

防雷作为生命安全的重点之一，在电气设计中占有一席之地。该文结合了《结构防雷实施规范》（《结构防雷实施规范》（BS 6651），以下简称“英国标准”）和国内标准《设计规范》 《建筑物外部防雷规定》、GB50057-2010（以下简称“国家标准”）对建筑物外部防雷的定义、分类和措施进行了比较研究，总结了设计和施工中需要特别注意的问题。具体解决方案。

1 定义

防雷接地是指通过形成拦截、引导并最终向地面放电的综合系统，防止直接雷击或雷电电磁脉冲对建筑物本身或其内部设备造成损害的保护技术。

2 建筑物的防雷分类

英国标准与国标对建筑物防雷分级有较大差异。

2.1 根据国家防雷规定对建筑物进行分类

国家标准防雷规范将建筑物分为三类，即第一类防雷建筑、第二类防雷建筑和第三类防雷建筑。建筑物的防雷等级根据相关计算确定。如果计算不满足第三类防雷要求的建筑物，则不需要采取防雷措施。

针对国家级重点文物保护建筑、国家级礼堂、国家级档案馆、大城市重要供水泵房、国家特级、甲级大兴体育场等特殊建筑，各类每个物体都有各自规定的防雷等级。

2.2 根据英国标准防雷规范对建筑物进行分类

英国标准防雷规范规定，除爆炸工厂、仓库、废物仓库和燃料储罐等具有固有爆炸危险的建筑物外，其他建筑物分为需要防雷的建筑物、不建议防雷的建筑物和那些没有的。需要防雷的建筑物根据计算进行分类，但人员聚集的场所、重要的公共服务场所、雷击频繁的区域、很高且孤立的建筑物、重要的历史或文化建筑物以及含有爆炸性或易燃物的建筑物必须采取防雷措施。一般需要防雷的建筑物都是按照相同的标准设置的。防雷并不像国标防雷那样分为三级。

3 建筑物防雷计算

通过安哥拉LOT1-Amenity Building项目，对比分析英国标准与国家标准的异同。

3.1 国标防雷计算

国家标准防雷主要通过预测每年预计的雷击次数来对建筑物进行分类。计算所需数据为建筑尺寸（长、宽、高）、项目所在地年平均雷暴日数等。计算表见表1，修正系数见表2。

3.2 英标防雷计算

英国标准防雷主要通过预测每年预计的雷击次数来对建筑物进行分类。计算所需数据为建筑尺寸（长、宽、高）、项目所在地年平均雷暴日数等，计算表及相关系数见表3至表10。

通过计算分析，英国标准也是通过预测建筑物每年预计遭受雷击的次数来计算防雷，但等效面积计算公式与国标不同，即Ae=LW+2LH+2WH+πH2 、年平均雷击地面密度的选取方法也不同。英国标准以表4的数据为基础，预期累积年数的计算公式相同，即N=k×Ae×Ng，但k的值与国家标准不同。英国标准考虑了许多因素。表5至表9给出了五个因素。k值是根据这些因素确定的。国标修正系数k重点考虑了该地区土壤电阻率。但在高层建筑较多的城市，系数k缺乏高层建筑对多层建筑雷击风险的影响。

英国标准的计算结果是根据总风险系数确定的。如果计算结果N小于10-5，则不需要防雷。如果结果p大于10-5且小于10-4，建议采取防雷措施。结果p若大于10-4，应采取防雷措施。国家标准将建筑物防雷分为三级。防雷等级是根据每年预计的雷击次数和建筑物的性质来决定是否提供防雷保护。根据文中的例子计算，结果应该是防雷的。

总体来说，国标和英标允许的雷电风险不能简单的说更严格，但是两者的侧重点还是有些不同的，需要根据具体项目进行分析。

4 防雷装置

4.1 接闪器保护范围的确定

英国标准规定，建筑高度不超过20m的多层屋顶建筑采用保护角法确定接闪器的保护范围。相邻一侧的两个接闪器的保护角为60度，另一侧的保护角为45度。花费。当建筑物高度较高时，防护角法确定的防护范围与实际情况不一致。因此，英国标准规定，超过20m的建筑物接闪器的保护范围必须按滚球法确定。 BS6651不区分防雷等级。最大滚球半径通常按60m计算。对于含有爆炸性物质或敏感材料的建筑物，对于有电子设备的建筑物，滚球半径按20m计算。国家标准仅要求采用滚球法确定接闪器的防护范围，并且根据防雷等级的不同，滚球半径分为30m、45m、60m三个等级。两种方法确定的保护范围没有太大区别，其中保护角法确定的保护范围小于滚球法确定的保护范围。

4.2 空中终端

4.2.1 接闪器法规国家标准

如果住宅建筑的屋顶是金属屋顶，则该屋顶可以用作航站楼。除这种情况外，我们经常处理的平屋顶一般采用外露热镀锌圆钢组成的防雷网作为接闪器。镀锌圆钢的直径应大于8mm。

国家标准还规定了防雷栅格的最大尺寸：

一类防雷建筑物：架空接闪器网络的网格尺寸不宜大于5m×5m或6m×4m；

II类防雷建筑物：架空防雷网网格尺寸不宜大于10m×10m或12m×8m；

三类防雷建筑物：架空防雷网网格尺寸不宜大于20m×20m或24m×16m。

4.2.2 英国空中终端标准规定

英国标准规定，对于需要防雷的建筑物，除爆炸工厂、仓库、废品库和燃料储罐外，屋顶任何部分距最近水平导体的距离不应超过5m。对于大型平屋顶，接闪器网格不应大于10m×20。如果采用镀锌圆钢作为接闪器网络，其直径应大于8mm。

根据BS 6651的规定，该项目配备了防雷系统，采用铺设在屋顶和女儿墙上的热镀锌圆钢作为接闪器网格。接闪器网格不大于20mx10m。使用柱中的主钢筋作为引下线。所有伸出屋顶的金属构件、金属管道、机柜、屋顶空调室外机等均采用热镀锌圆钢与雷电网络可靠连接。

生活建筑的防雷方法是采用敷设在女儿墙、屋面板上的Φ8热镀锌圆钢作为接闪器，接闪器网格不宜大于10m×20m。

4.3 下线

4.3.1 国标铅下线规定

国家标准规定，第二类、第三类防雷建筑宜采用钢筋混凝土柱内的钢筋作为引下线。当只有一根钢筋时，其直径不应小于10mm。使用专用引下线时，各类防雷建筑物的规定也不同。

一类防雷建筑物：引下线不应少于2根，并应均匀或对称布置在建筑物周围及内庭院。沿周长计算间距不宜大于12m。

二类防雷建筑物：引下线不应少于2根，并应均匀或对称布置在建筑物周围及内院周围。沿周长计算间距不宜大于18m。当建筑物跨度较大时，跨度中间不能设置引下线时，应在跨度两端设置引下线，并减少其他引下线的间距。专用引下线的平均间距不宜大于18m。

三类防雷建筑物：引下线不应少于2根，并应均匀或对称布置在建筑物周围及内庭院。沿周长计算间距不宜大于25m。当建筑物跨度较大，跨度中间无法设置引下线时，应在跨度两端设置引下线，并减少其他引下线的间距。专用引下线的平均间距不宜大于25m。

4.3.2 英国标准参考离线规定

英国标准还建议使用钢筋混凝土柱中的钢筋作为引下线，并且柱中的钢筋应用钢丝绑扎。当没有钢筋混凝土柱时，可设置专用引下线。沿屋顶标高或地面标高（以较大者为准）周边20m应有引下线。高于20m的建筑物，应每隔10m设置一根引下线。引下线采用圆钢时，直径不应小于8mm，采用扁钢时，尺寸不应小于20mm×2.5mm。生活大楼的防雷方法是采用敷设在女儿墙和屋面板上的8根热镀锌圆钢作为接闪器，周围所有结构柱上≥10mm的钢筋作为引下线。

4.4 接地装置

防雷接地体通常分为自然接地体和人工接地体。一般情况下，首先采用钢筋混凝土中的钢筋作为自然接地体，形成完整、牢固的防雷接地网。只有在条件缺乏、不具备或不完善时，才采用各种金属构件作为人工接地体。如果各类接地体埋设在恶劣环境下，应采取适当的加大截面等防腐措施。

4.4.1 国家标准接地规定

第二类、第三类防雷建筑物宜采用基础钢网作为接地体。第一类防雷建筑物的接地装置宜敷设在建筑物周围的环形接地体内。当采用圆钢作为垂直接地体时，其直径不应小于14mm。当采用圆钢作为水平地面体时，圆钢的截面积不应小于78mm2。当采用扁钢作为接地体时，其截面积不应小于90mm2。人工钢垂直接地体长度宜为2.5m，其间距和人工水平接地体间距宜为5m，埋深不宜小于0.5m。国家标准要求接地电阻比较细，共用接地体时应小于1Ω。

4.4.2 英国标准接地规定

英国标准规定基础钢网也可用作接地体。规定接地极应尽可能靠近建筑物和引下线。国家标准规定接地体与建筑物的距离不应小于1m，英国标准要求接地电阻不应大于10Ω。

4.5 防雷系统材料

英国标准推荐铜和铝作为防雷系统材料，其使用寿命更长。如果您在使用铜或铝时遇到困难，可以使用与推荐铜具有相同截面的镀锌钢；镀锌钢更适合短期使用的场所，例如展览。

对于导体的保护，应适当考虑使用保护层，以防止恶劣环境下的腐蚀。例如，在烟囱顶部，用铅（最小厚度2mm）覆盖导体是最合适的保护方法。铅护套两端应密封，接头时不得将护套除去。为了达到最大的防雷效果，接闪器应有裸露的导体。如果不可能，出于美观原因（尤其是铝的腐蚀），可以使用薄（1 毫米厚）PVC 保护层或油漆。尽管过去习惯上使用条带或材料用于水平接闪器、引下线和连接线，但有时使用杆更方便，特别是因为杆可以向任何方向弯曲。

国标中的材料与英标中的材料基本相似。材质基本为铜、铁、铝，规格略有不同。英国标准要求截面积为50mm2，而国标根据不同材料规定得很详细。另外，金属屋顶接闪器国家标准要求不锈钢、热镀锌钢板、铜板的厚度不小于0.5mm。表中要求镀锌钢的最小厚度为0.5mm，不锈钢为0.4mm，铜为0.3mm，国标要求建议板下有易燃物质的情况。

5 结论

以上通过对比国内外规范，列出了英国标准与国内实践的差异，并详细讨论了国外防雷设计理念以及英国标准规范下防雷设计需要注意的问题。希望为今后国外防雷设计提供理论参考，促进海外项目的顺利开展。

参考：

[1] “结构防雷实施规范”BS6651。

[2] GB50057-2010。建筑物防雷设计规范[S].

[3] GB50343-2012。建筑电子信息系统防雷技术规范[S].

[4] JGJ 16-2008。民用建筑电气设计规范[S].

全文发表于《甘肃科技》2018.3；收录于《中国防雷信息汇编》

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