发布背景
本规范是根据中华人民共和国建设部于2005年3月30日以建标函[2005]84号“ 关于印发《2005年工程建设标准规范制订、修订计划( 第一批)》的通知”的要求,由中国中元国际工程公司会同相关单位对《建筑物防雷设计规范》GB50057-95(2000年版)修订而成的。
本规范修订的主要内容为:
1 增加了术语一章;
4 修改防侧击的规定;
7.部分条款作了更具体的要求。
本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由中国机械工业联合会负责日常管理,由中国中元国际工程公司负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中, 请各单位结合工程实践,认真总结经验,注意积累资料,如发现需要修改或补充之处,请将意见和建议反馈给中国中元国际工程公司。
修订公告
国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010,由国家机械工业局设计研究院会同有关单位进行了局部修订,已经有关部门会审,现批准局部修订的条文,自2011年10月1日起施行,原规范中相应的条文同时废止。现予公告。
修订版本
标准状态:已作废
主编部门:中国机械工业联合会
批准部门:中华人民共和国建设部
施行日期:2011年10月1日
作者:中华人民共和国住房和城乡建设部
出版社:中国建设出版社
出版时间:2008年8月1日
开本:32开
页数:189页
修订说明
本规范是根据国家计委计综[1989]30号文的要求,由我部负责主编,具体由我部设计研究院对原规范修订编制而成。
机械工业部 1994年3月
第一章 总 则
第1.0.2 条 本规范适用于新建建筑物的防雷设计。
本规范不适用于天线塔、共用天线电视接收系统、油罐、化工户外装置的防雷设计。
第1.0.3 条 建筑物防雷设计,应在认真调查地理、地质、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规律以及被保护物的特点等的基础上,详细研究防雷装置的形式及其布置。
第1.0.4 条 建筑物防雷设计除应执行本规范的规定外,尚应符合国家现行有关标准和规范的规定。
第二章 防雷分类
第2.0.1条 建筑物应根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果,按防雷要求分为三类。
三、具有1区爆炸危险环境的建筑物,因电火花而引起爆炸,会造成巨大破坏和人身伤亡者。
二、国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站、国宾馆、国家级档案馆、大型城市的重要给水
水泵房等特别重要的建筑物。
四、制造、使用或贮存爆炸物质的建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。
五、具有1区爆炸危险环境的建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。
六、具有2区或11区爆炸危险环境的建筑物。
注:预计雷击次数应按本规范附录一计算。
一、省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。
二、预计雷击次数大于或等于0.012次/a,且小于或等于0.3。
三、预计雷击次数大于或等于0.06次/a,且小于或等于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。
四、预计雷击次数大于或等于0.06次/a的一般性工业建筑物。
第三章 措施
第一节 一般规定
第二节 第一类防雷建筑物的防雷措施
第3.2.1条 第一类防雷建筑物防直击雷的措施,应符合下列要求
二、排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等的管口外的以下空间应处于接闪器的保护范围内,当有管帽时应按表3.2.1确定;当无管帽时,应为管口上方半径5m的半球体。接闪器与雷闪的接触点应设在上述空间之外。
有管帽的管口外处于接闪器保护范围内的空间隔表3.2.1
三、排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等,当其排放物达不到爆炸浓度、长期点火燃烧、一排放就点火燃烧时,及发生事故时排放物才达到爆炸浓度的通风管、安全阀,接闪器的保护范围可仅保护到管帽,无管帽时可仅保护到管口。
1、地上部分:当hx<5Ri时,
Sa1≥0.4(Ri+0.1hx) (3.2.1-1)
当hx≥5Ri时,
Sa1≥0.1(Ri+hx) (3.2.1-2)
2、地下部分: Se≥0.4Ri (3.2.1-3)
式中 Sa1—空气中距离(m);
Se1—地中距离(m);
Hx—被保护物或计算点的高度(m)。
六、架空避雷线至屋面和各种突出屋面的风帽、放散管等物体之间的距离(图3.2.1),应符合下列表达式的要求,但不应小于3m:
1.当(h+l/2)<5Ri时,
Sa2≥0.2Ri+0.03(h+l/2) (3.2.1-4)
2.当(h+l/2)≥5Ri时
Sa2≥0.05Ri+0.06(h+l/2) (3.2.1-5)
式中 Sa2 — 避雷线(网)至被保护物的空气中距离(m);
h — 避雷线(网)的支柱高度(m);
l — 避雷线的水平长度(m)。
七、架空避雷网至屋面和各种突出屋面的风帽、放散管等物体之间的距离,应符合下列表达式的要求,但不应小于3m:
当(h+l1)<5Ri时,
Sa2≥1/n〔0.4Ri+0.06(h+l1)〕 ( 3.2.1-6)
当(h+l1)≥5Ri时,
Sa2≥1/n〔0.1Ri+0.12(h+l1)〕 (3.2.1-7)
式中 l1—从避雷网中间最低点沿导体至支柱的距离(m);
n—从避雷网中间最低点沿导体至距离最短支柱并有同一距离l1的个数。
第3.2.2条 第一类防雷建筑物防雷电感应的措施,应符合下列要求:
一、建筑物内的设备、管道、构架、电缆金属外皮、钢屋架、钢窗等较大金属物和突出屋面的放散管、风管等金属物,均应接到防雷电感应的接地装置上。
金属屋面周边每隔18~24m应采用引下线接地一次。
一、低压线路宜全线采用电缆直接埋地敷设,在入户端应将电缆的金属外皮、钢管接到防雷电感应的接地装置上。当全线采用电缆有困难时,可采用钢筋混凝土杆和铁横担的架空线,并应使用一段金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入,其埋地长度应符合下列表达式的要求,但不应小于15m:
二、架空金属管造,在进出建筑物处,应与防雷电感应的接地装置相连。距离建筑物100m内的管道,应每隔25m左右接地一次,其冲击接地电阻不应大于20Ω,并宜利用金属支架或钢筋混凝土支架的焊接、绑扎钢筋网作为引下线,其钢筋混凝土基础宜作为接地装置。
埋地或地沟内的金属管道,在进出建筑物处亦应与防雷电感应的接地装置相连。
第3.2.4条 当建筑物太高或其它原因难以装设独立避雷针、架空避雷线、避雷网时,可将避雷针或网格不大于5m×5m或6m×4m的避雷网或由其混合组成的接闪器直接装在建筑物上,避雷网应按本规范附录二的规定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设。并必须符合下列要求:
二、引下线不应少于两根,并应沿建筑物四周均匀或对称布置,其间距不应大于12m。
三、排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的管道应符合本规范第3.2.1条二、三款的要求。
压环可利用电气设备的接地干线环路。
六、防直击雷的环形接地体尚宜按以下方法敷设:
七、当建筑物高于30m时,尚应采取以下防侧击的措施:
1. 从30m起每隔不大于6m沿建筑物四周设水平避雷带并与引下线相连;
第3.2.5条 当树木高于建筑物且不在接闪器保护范围之内时,树木与建筑物之间的净距不应小于5m。
第三节 第二类防雷建筑物的防雷措施
第3.3.1条 第二类防雷建筑物防直击雷的措施,宜采用装设在建筑物上的避雷网(带)或避雷针或由其混合组成的接闪器。避雷网(带)应按本规范附录二的规定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设,并应在整个屋面组成不大于10m×10m或12m×8m的网格。所有避雷针应采用避雷带相互连接。
第3.3.2条 突出屋面的放散管、风管、烟囱等物体,应按下列方式保护:
一、排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等管道应符合本规范第3.2.1条二款的要求。
二、排放无爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、烟囱,1区、11区和2区爆炸危险环境的自然通风管,装有阻火器的排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管,本规范第3.2.1条三款所规定的管、阀及煤气放散管等,其防雷保护应符合下列要求:
2.在屋面接闪器保护范围之外的非金属物体应装接闪器,并和屋面防雷装置相连。
第3.3.4条 每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω。防直击雷接地宜和防雷电感应、电气设备、信息系统等接地共用同一接地装置,并宜与埋地金属管道相连;当不共用、不相连时,两者间在地中的距离应符合下列表达式的要求,但不应小于2m:
Se2≥0.3KcRi (3.3.4)
式中 Se2— 地中距离(rn);
KC — 分流系数,其值按附录五确定。
在共用接地装置与埋地金属管道相连的情况下,接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。
一、建筑物宜利用钢筋混凝土屋面、梁、柱、基础内的钢筋作为引下线。本规范第2.0.3条二、三、八、九款所规定的建筑物尚宜利用其作为接闪器.
S≥4.24kc (3.2.5)
式中 S — 钢筋表面积总和(m)。
五、当在建筑物周边的无钢筋的闭合条形混凝±基础内敷设人工基础接地体时,接地体的规格尺寸不应小于表3.3.5的规定。
六、构件内有箍筋连接的钢筋或成网状的钢筋,其箍筋与钢筋的连接,钢筋与钢筋的连接应采用土建施工的绑扎法连接或悍接。单根钢筋或圆钢或外引预埋连接板、线与上述钢筋的连接应焊接或采用螺栓紧固的卡夹器连接。构件之间必须连接成电气通路。
一、防直击雷的环形接地体的敷设应符合本规范第3.2.4条六款1项的要求,但土壤电阻率ρ的适用范围应放大到小于或等于3000Ω·m。
1.利用全部或绝大多数柱子基础的钢筋作为接地体;
3.在周围地面以下距地面不小于0.5m,每一柱子基础内所连接的钢筋表面积总和大于或等于0.82m。
第3.3.7条 本规范第2.0.3条四、五、六款所规定的建筑物,其防雷电感应的措施应符合下列要求:
一、建筑物内的设备、管道、构架等主要金属物,应就近接至防直击雷接地装置或电气设备的保护接地装置上,可不另设接地装置。
二、平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物应符合本规范第3.2.2条二款的要求,但长金属物连接处可不跨接。
三、建筑物内防雷电感应的接地干线与接地装置的连接不应少于两处。
一、当金属物或电气线路与防雷的接地装置之间不相连时,其与引下线之间的距离应按下列表达式确定:
当 lx<5Ri时,
sa3≥0.3kc(Ri +0.1lx ) (3.3.8-1)
当lx≥5Ri 时,
sa3≥0.075kc(Ri+lx) (3.3.8-2)
式中 sa3一 空气中距离(m);
Ri 一引下线的冲击接地电阻(Ω);
lx 一 引下线计算点到地面的长度(m)。
sa4≥0.075kc lx (3.3.8-3)
式中 sa4一 空气中距离(m)I
当利用建筑物的钢筋或钢结构作为引下线,同时建筑物的大部分钢筋、钢结构等金属物与被利用的部分连成整体时,金属物或线路与引下线之间的距离可不受限制。
四、当金属物或线路与引下线之间有混凝土墙、砖墙隔开时,混凝土墙的击穿强度应与空气击穿强度相同,砖墙的击穿强度应为空气击穿强度的1/2。当距离不能满足本条第一、二款的要求时,金属物或线路应与引下线直接相连或通过过电压保护器相连。
五、在电气接地装置与防雷的接地装置共用或相连的情况下:当低压电源线路用全长电缆或架空线换电缆引入时,宜在电源线路引入的总配电箱处装设过电压保护器,当Y,yno型或D,yn11型接线的配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙处时,在高压侧采用电缆进线的情况下,宜在变压器高、低压侧各相上装设避雷器,在高压侧采用架空进线的情况下,除按国家现行有关规范的规定在高压侧装设避雷器外,尚宜在低压侧各相上装设避雷器。
第3.3.9条 防雷电波侵入的措施,应符合下列要求:
二、本规范第2.0.3条四、五、六款所规定的建筑物,其低压电源线路应符合下列要求:
1.低压架空线应改换一段埋地金属错装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入,其埋地长度应符合本规范(3.2.3)表达式的要求,但电缆埋地长度不应小于15m。入户端电缆的金属外皮、钢管应与防雷的接地装置相连。在电缆与架空线连接处尚应装设避雷器。
2.平均雷暴日小于30d/a 地区的建筑物,可采用低压架空线直接引入建筑物内,但应符合下列要求:
三、本规范第2.0.3条一、二、三、八、九款所规定的建筑物,其低压电源线路应符合下列要求:
1.当低压架空线转换金属皑装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入时,其埋地长度应大于或等于15m,尚应符合本条第二款1项的其它要求。
2..当架空线直接引入时,在入户处应加装避雷器,并将其与绝缘子铁脚、金具连在一起接到电气设备的接地装置上。靠近建筑物的两基电杆上的绝缘子铁脚应接地,其冲击接地电阻不应大于30Ω。
四、架空和直接埋地的金属管道在进出建筑物处应就近与防雷的接地装置相连;当不相连时,架空管道应接地,其冲击接地电阻不应大于10Ω。本规范第.2.0.3条四、五、六款所规定的建筑物,引入、引出该建筑物的金属管道在进出处应与防雷的接地装置相连;对架空金属管道尚应在距建筑物约25m处接地一次,其冲击接地电阻不应大于10Ω。
一、钢构架和混凝土的钢筋应互相连接。钢筋的连接应符合本规范第3.3.5条的要求;
三、应将45m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接;
四、竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置连接。
第3.3.11条 有爆炸危险的露天钢质封闭气罐,当其壁厚不小于4mm时,可不装设接闪器,但应接地,且接地点不应少于两处;两接地点间距离不宜大于30m,冲击接地电阻不应大于30Ω。当防雷的接地装置符合本规范第3.3.6条的规定时,可不计及其接地电阻值。放散管和呼吸阀的保护应符合本规范第3..3.2条的要求。
第四节 第三类防雷建筑物的防雷措施
第3.4.1条 第三类防雷建筑物防直击雷的措施,宜采用装设在建筑物上的避雷网(带)或避雷针或由这两种混合组成的接闪器。避雷网(带)应按本规范附录二的规定沿屋角、屋背、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设。并应在整个屋面组成不大于20m×20m或24m×l6m的网格。
平屋面的建筑物,当其宽度不大于20m时,可仅沿网边敷设一圈避雷带。
第3.4.2条 每根引下线的冲击接地电阻不宜大于30Ω,但对本规范第2.0.4条二款所规定的建筑物则不宜大于10Ω。其接地装置宜与电气设备等接地装置共用。防雷的接地装置宜与埋地金属管道相连。当不共用、不相连时,两者间在地中的距离不应小于2m。
一、利用基础内钢筋网作为接地体时,
S≥1.89kc (3.4.3)
式中 S —-钢筋表面积总和(m)。
二、当在建筑物周边的无钢筋的闭合条形混凝土基础内敷设人工基础接地体时,接地体的规格尺寸不应小于表3.4.3的规定。
第3.4.3条规定的条件下及其三款3项所规定的钢筋表面积总和改为大于或等于0.37m。
第3.4.5条 突出屋面的物体的保护方式应符合本规范第3.3.2条的规定。
当非金属烟囱无法采用单支或双支避雷针保护时,应在烟囱口装设环形避雷带,并应对称布置三支高出烟囱口不低于0.5m的避雷针。
钢筋混凝土烟囱的钢筋应在其顶部和底部与引下线和贯通连接的金属爬梯相连。当符合本规范第3.4.3条的要求时,宜利用钢筋作为引下线和接地装置,可不另设专用引下线。
高度不超过40m的烟囱,可只设一根引下线,超过40m时应设两根引下线。可利用螺栓连接或焊接的一座金属爬梯作为两根引下线用。
金属烟囱应作为接闪器和引下线。
第3.4.7条 引下线不应少于两根,但周长不超过25m且高度不超过40m的建筑物可只设一根引下线。引下线应沿建筑物四周均匀或对称布置,其间距不应大于25m。但引下线的平均间距不应大于25m。
第3.4.8条 防止雷电流流经引下线和接地装置时产生的高电位对附近金属物或线路的反击,应符合本规范第3.3.8条的要求,但表达式(3.3.8-1)、(3.3.8-2)、(3.3.8-3)相应改按下列表达式计算:
当 lx<5Ri时,
sa3≥0.2kc(Ri+0.1lx ) (3.4.8-1)
当lx≥5R 时,
sa3≥0.05kc(Ri+lx ) (3.4.8-2)
sa4≥0.05kclx (3.4.8-3)
第3.4.9条 防雷电波侵人的措施,应符合下列要求:
一、对电缆进出线,应在进出端将电绕的金属外皮、钢管等与电气设备接地相连。当电缆转换为架空线时,应在转换处装设避雷器;避雷器、电缆金属外皮和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地,其冲击接地电阻不宜大于30Ω。
二、对低压架空进出线,应在进出处装设避雷器并与绝缘子铁脚、金具连在一起接到电气设备的接地装置上。当多回路架空进出线时,可仅在母线或总配电箱处装设一组避雷器或其它型式的过电压保护器,但绝缘子铁脚、金具仍应接到接地装置上。
三、进出建筑物的架空金属管道,在进出处应就近接到防雷或电气设备的接地装置上或独自接地,其冲击接地电阻不宜大于30Ω。
第五节 其它防雷措施
第3.5.1条 当一座防雷建筑物中兼有第一、二、三类防雷建筑物时,其防雷分类和防雷措施宜符合下列规定:
一、当第一类防雷建筑物的面积占建筑物总面积的30%及以上时,该建筑物宜确定为第一类防雷建筑物。
二、当第一类防雷建筑物的面积占建筑物总面积的30%以下,且第二类防雷建筑物的面积占建筑物总面积的30%及以上时,或当这两类防雷建筑物的面积均小于建筑物总面积的30%,但其面积之和又大于30%时,该建筑物宜确定为第二类防雷建筑物。但对第一类防雷建筑物的防雷电感应和防雷电波侵入,应采取第一类防雷建筑物的保护措施.
三、当第一、二类防雷建筑物的面积之和小于建筑物总面积的30%,且不可能遭直接雷击时,该建筑物可确定为第三类防雷建筑物;但对第一、二类防雷建筑物的防雷电感应和防雷电波侵入,应采取各自类别的保护措施;当可能遭直接雷击时,宜按各自类别采取防雷措施。
第3.5.2条 当一座建筑物中仪有一部分为第一、二、三类防雷建筑物时,其防雷措施宜符合下列规定:
一、当防雷建筑物可能遭直接雷击时,宜按各自类别采取防雷措施。
二、当防雷建筑物不可能遭直接雷击时,可不采取防直击雷揩施,可仅按各自类别采取防雷电感应和防雷电波侵入的措施。
三、当防雷建筑物的面积占建筑物总面积的50%以上时,该建筑物宜按本规范第3.5.1条的规定采取防雷措施。
第3.5.5条 粮、棉及易燃物大量集中的露天堆场,宜采取防直击雷措施。当其年计算雷击次数大于或等于0.06时,宜采用独立避雷针或架空避雷线防直击雷。独立避雷针和架空避雷线保护范围的滚球半径hr可取100m。
在计算雷击次数时,建筑物的高度可按堆放物可能堆放的高度计算,其长度和宽度可按可能堆放面积的长度和宽度计算。
第四章 装置
第一节 接闪器
针长1m以下: 圆钢为12mm;
钢管为20mm。
针长1~2m.: 圆钢为16mm;
钢管为25mm。
烟囱顶上的针: 圆钢为20mm;
钢管为40mm。
当烟囱上采用避雷环时,其圆钢直径不应小于12mm。扁钢截面不应小于100mm,其厚度不应小于4mm。
二、金属板下面无易燃物品时,其厚度不应小于0.5mm。
三、金属板下面有易燃物品时,其厚度,铁板不应小于4mm,铜板不应小于5mm,铝板不应小于7mm。.
一、旗杆、栏杆、装饰物等,其尺寸应符合本规范第4.1.1条和第4.1.2条的规定。
二、钢管、钢罐的璧厚不小于2.5mm,但钢管、钢罐一旦被雷击穿,其介质对周围环境造成危险时,其璧厚不得小于4mm。
第4.1.7条 不得利用安装在接收无线电视广播的共用天线的杆顶上的接闪器保护建筑物。
第二节 引下线
第4.2.1条 引下线宜采用圆钢或扁钢,宜优先采用圆钢,圆钢直径不应小于8mm。扁钢截面不应小于48mm,其厚度不应小于4mm。
当烟囱上的引下线采用圆钢时,其直径不应小于12mm;采用扁钢时,其截面不应小100mm,厚度不应小于4mm。
防腐揩施应符合本规范第4.1.6条的要求。
注:利用建筑构件内钢筋作引下线应符合本规范第3.3.5条和第3.4.3条的规定.
第4.2.3条 采用多根引下线时,宜在各引下线上于距地面0.3m至1.8m之间装设断接卡。
当利用混凝土内钢筋、钢柱作为自然引下线并同时采用基础接地体时,可不设断接卡,利用钢筋作引下线时应在室内外的适当地点设若干连接板,该连接板可供测量、接人工接地和作等电位连接用。当仅利用钢筋作引下线并采用埋于土壤中的人工接地体时,应在每根引下线上于距地面不低于0.3m处设接地体连接板。采用埋于土壤中的人工接地体时应设断接卡,其上端应与连接板或钢柱焊接。连接板处宜有明显标志。
第三节 接地装置
第4.3.1条 埋于土壤中的人工垂直接地体宜采用角钢、钢管或圆钢;埋于土壤中的人工水平接地体宜采用扁钢或圆钢。圆钢直径不应小于10mm;扁钢截面不应小于100mm,其厚不应小于4mm;角钢厚度不应小于4mm;钢管壁厚不应小于3.5 mm。
在腐蚀性较强的土壤中,应采取热镀锌等防腐措施或加大截面。
接地线应与水平接地体的截面相同。
第4.3.2条 人工垂直接地体的长度宜为2.5m。人工垂直接地体间的距离及人工水平接地体间的距离宜为5m,当受地方限制时可适当减小。
第4.3.4条在高土壤电阻率地区,降低防直击雷接地装置接地电阻宜采用下列方法:
一、水平接地体局部深埋不应小于1m;
第4.3.7条 接地装置工频接地电阻的计算应符合现行国家标准《电力装置的接地设计规范》的规定,其与冲击接地电阻的换算应符合本规范附录三的规定。
第五章 接闪器
第一节 接闪器选择
第5.1.1条 接闪器应由下列的一种或多种组成:
一、独立避雷针;
二、架空避雷线或架空避雷网;
三、直接装设在建筑物上的避雷针、避雷带或避雷网。
第二节 接闪器布置
第5.1.1条 接闪器布置应符合表5.2.1的规定。
接闪器布置表 表5.2.1
注:滚球法是以hr为半径的一个球体,沿需要防直击雷的部位滚动,当球体只触及接闪器(包括被利用作为接闪器的金属物),或只触及接闪器和地面(包括与大地接触并能承受雷击的金属物),而不触及需耍保护的部位时,则该部分就 得到接闪器的保护。滚球法确定接闪器保护范围应符合本规范附录四的规定.