利用建筑中的结构钢筋进行防雷与接地

在《建筑防雷设计规范》（GB50057-94）中，多次提到在防雷设计时，应优先利用建筑本身的结构钢筋或钢结构等自然金属，作为防雷装置的一部分，使得在保证安全可靠性的前提下能兼顾经济性。因此，如何利用建筑物的金属导体是防雷设计中的重要问题。

　　1、屋面结构与接闪器

　　现代建筑艺术除了追求立面上丰富多彩的线条外，对建筑物顶部造型也力求变化。由于新颖的薄壳、双曲面网架等大量运用，屋面已经不能再简单的分为平屋面和坡屋面，这给防雷设计带来一定难度。在设计中除了应按《建筑防雷设计规范》（GB50057-94）中附录二要求的在屋顶外沿和突出部位等易受雷击处设置避雷带外，直接将屋面结构钢筋作为避雷网的一部分也非常必要。

　　出于防水抗裂考虑，屋面结构一般采用现浇混凝土板，其钢筋由上部钢筋和下部钢筋组成，配筋较密，连接点较多，并且板钢筋均与梁钢筋绑扎连接形成通路。突出屋面的塔楼、楼梯间等也均通过钢筋混凝土柱或构造柱与下层结构相连。因此，当利用建筑本身的钢筋作为接闪器时，在结构钢筋连接的关键部位如柱内钢筋与梁钢筋绑扎点处进行焊接，即可满足形成电气通路的要求，也就是GB50057-94第3.3.5条条文说明中指出的：“在雷电流流过的路径上，有一些并联的绑扎点时，就会是安全的”。该条文说明同时指出：“利用屋顶钢筋作为接闪器其前提是允许屋顶遭雷击时混凝土会有一些碎片脱开及一小块防水，保温层破坏”。这对屋面结构损害不大，不会影响到建筑物安全。

　　还有一些值得注意的是，突出屋面的金属物如金属架、广告牌、旗杆、太阳能热水器、冷水塔、航空障碍灯等，除了其尺寸应符合GB50057-94第4.4.1条及4.1.2条规定外，由于上述金属物通常通过膨胀螺栓固定在屋面板上，或固定于素混凝土基础上，故需通过可靠的电气连接使其形成电气通路。突出屋面的非金属物，按GB50057-94第3.3.2条规定应安装接闪器并与屋面防雷装置连接。

　　2、利用混凝土柱、墙主筋作为防雷引下线

　　不同结构形式的各类建筑中均设有一定数量的钢筋混凝土柱，如在砌体结构中设置的构造柱，在混凝土结构中设置的框架柱、剪力墙等，柱中钢筋直径按《建筑物抗震设计规范》GB50011-2001第7.3.2条规定砖混结构中构造柱纵向钢筋最小为4φ12，在框架结构中框架柱配筋通常采用Φ14以上螺纹钢筋均可满足GB50057-94中第3.3.5及4.2.1条要求。柱中钢筋的连接形式通常采用绑扎连接、焊接和机械连接，按照《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-92）规定，避雷引下线的连接为搭接焊接，搭接长度为圆钢直径的6倍，因此，不允许用螺纹钢代替圆钢作搭接钢筋。另外，作为引下线的主钢筋在土建中如果是采用对头碰焊的（在工程中常用的焊接形式有闪光对焊和电渣压力焊，均属于对头碰焊），应在碰焊处按规范补焊搭接圆钢。

　　3、利用基础地梁作为接地装置

　　建筑物地基的形式可分为无筋扩展基础、扩展基础、柱下条形基础、筏形、箱形基础、桩基础以及复合地基。按GB50057-94第3.2.4条、第3.3.5条、第3.4.3条、第4.4.3条规定，接地装置应在地面50cm以下，第4.3.5条还规定：防直击雷的人工接地体距建筑物出入口或人行道不应小于3m，当小于3m时水平接地体局部埋深不应小于1m或采取绝缘保护措施。建筑物基础埋深通常由基础自身高度、地面下预埋管线高度及防冻防腐蚀深度等因素决定，一般均大于0.5m.但是在如图1所示的砌体结构中，墙下条形基础由于建筑防水要求，基础圈梁通常设置于标高-0.060处，以代替防潮层，因此不能作为接地装置。而柱下条形基础及筏形、箱形基础在基础底面设有肋梁，柱下独立基础及各种类型的桩基础均设有基础拉梁或承台梁，以上都可满足作为基础接地体装置的要求。