新农村农居房的防雷措施新农村农居房的防雷措施摘摘 要要：随着新农村建设脚步的逐渐加快，大量的农村危旧房屋被拆除，取而代之的是无数带有新农村气息的独栋小洋楼和连片的农转居公寓。 这些融合了西方建筑风格并掺杂了城市建筑气息的房屋成为了农村的一道新的风景线。 本文将从农居建筑易受雷击部位、 建筑结构与引下线设置、 防雷工程与实用性以及安全性对防雷工程的要求角度出发， 着重对农村独栋小洋楼的雷电防护进行初步的探讨。关键词关键词: 农居房；建筑防雷；雷电防护引引 言言在城市寸土寸金和“地王”的不断涌现的今天，城市里的房地产开发商已经不敢过多考虑建筑的细节， 只是在如何充分利用土地使利润最大化的角度上下功夫。 这也造成了如今城市商品楼盘建筑风格的高层化、单一化，相应的城市中的建筑较多采用传统避雷带、避雷针在楼顶沿女儿墙进行平行敷设的模式。 相比城市商品楼盘中规中矩的防雷保护样式， 融合了多种建筑风格的农居房在建筑设计上则更加注重细节， 农居房独特的建筑外观和结构虽然使防雷保护工程的设计和施工增加了一定的难度，但也增加了一定的可选择性。1 1 建筑易受雷击部位建筑易受雷击部位小洋楼式的农居房在建筑外观上强调简单明了。 新建的独栋小洋楼形式的农居房无一不是外观上强调简单明了， 远远看去一目了然。 基本采用有屋檐的尖形屋顶， 其上覆盖琉璃瓦，墙体用瓷砖覆盖， 在颜色上一般采用白色或青色瓷砖， 琉璃瓦一般都选用蓝色或橙色琉璃瓦。房屋整体感比较明亮。如图 1 所示：总体来说，农居房在建筑风格上追求朴素大方、简洁明快。坡屋顶是我国的传统屋顶形式， 广泛应用于民居等建筑。 现代的某些公共建筑考虑景观环境或建筑风格的要求也常用坡屋顶。坡屋顶的常见形式有：单坡、双坡屋顶，硬山及悬山屋顶，四坡歇山等。坡屋顶的坡度一般为 20o30o,，结构大多数为屋架支撑的有檩体系，【3】如此的坡顶建筑风格使农居房其易受雷击的部位可以分为两种形式：（1）坡度大于 1/10 且小于 1/2 的屋面，屋角、屋脊、檐角、屋檐最容易遭受直击雷的袭击。（2）坡度大于等于 1/2 的屋面，屋角、屋脊、檐角最容易遭受只击雷的袭击。【1】如此一来， 这些易受雷击的部位做好相应的防雷措施显得犹为重要。 这些雷击率最高的部位应采用明装或贴装接闪器， 如需要考虑到建筑外观， 在易受雷击部位也可以采用暗装避雷带，但是不提倡使用暗装避雷带，因为暗装避雷带在接闪过程中会造成屋面的损坏，或者因接闪过程中水泥块掉落伤人造成二次事故。避雷带一般采用直径 10mm 的镀锌圆钢或者 254 的镀锌扁钢，避雷带明装时支高 100150mm，支架间距不大于 1000mm,转弯处 500mm.沿屋檐、屋脊、檐角平行敷设。当采用避雷针作为接闪器时，一般采用长度为 300500mm直径为 12mm 的镀锌圆钢，如果屋顶有太阳能热水器之类的金属设备，就应该另外增加针长为 10002000mm 的直径为 16mm 的独立避雷针进行单独保护，短针间距不大于 3000mm1，且金属设备应在独立避雷针 60 度仰角的保护范围内。同时屋顶的金属构件各部件之间（如金属护栏）应做好电气连接，再与屋面的等电位预留做好可靠焊接。2 2 建筑结构与引下线设置建筑结构与引下线设置图 2 图 3 为一幅独栋农居房的立面图。如图所示，该建筑共有三层，其中第三层为阁楼层，层与层之间的比例为 2.8:3:2.2，建筑物总高度为 9.80m，其中屋顶高 1.8m。屋顶采用尖顶的形式，主屋顶位于建筑物的后方，在主屋顶前的两侧分别有 2 个小屋顶。顶层外面是阳台有护栏围绕,从农民自身的生活习惯和角度出发，三层留下了一半左右的空间，用于做露天阳台，方便采光和采风。房屋大门位于整幢房子的中央位置，根据农村习惯，房屋大门一般都朝南面。 房屋建筑的立面图也揭示了我们防雷工程中的一个承上启下的板块引下线。 一个整体的防雷工程不可能仅仅只有接闪这一块， 防雷做为一项工程由接闪器、 引下线、接地装置三部分组成，且缺一不可。区别于古代建筑的木质结构和石块堆砌，现代建筑都采用钢筋混凝土框架结构，如今的农居房更是如此，建筑上讲究合理利用资源和空间，所以防雷工程作为建筑的一部分，其引下线自然而然的会考虑利用钢筋混凝土柱子主筋作为引下线。建筑时良好的焊接和捆扎使雷击时更容易形式电气通路，有利泄放雷电流，考虑到雷电流泄放过程中的集肤效应， 房屋四角或边缘的引下线会泄放绝大部分的雷电流， 从而在泄流过程中起到了主力军的作用。 而雷电流的泄放快慢不仅与电气通路是否良好有关， 更与引下线的材料规格和横截面积有关。 所以充当引下线的柱内主筋 （螺纹钢） 的规格最好采用16mm或者以上的圆钢。引下线应不少于二根，应沿建筑物四周均匀或对称布置，考虑到农居房一般为三类建筑，所以其间距应不大于 25m,每根引下线的冲击接地电阻不宜大于 302。 农居房因为建筑要求的不同， 存在引下线沿四角安装困难的情况， 此时也可用沿对角或屋脊两侧直接引下。图 4 为该建筑的二层平面图。从该设计图上可以看出该建筑长为 12.90m,宽为 11.70m，空间的设计布局是充分考虑了农民的生活习惯，共有三间卧室，一间书房，一个露台。东西方向设计为楼梯供上下通行之用， 从建筑采光角度考虑将南北方向设计为窗和露台。 可以看出这样的设计方式不仅合理的利用了空间，也符合农民的日常生活习惯和需求。图 5 为该建筑的阁楼层平面图。从图纸上来看，三层阳台的长度为 5.4m,宽度为 4.8m,高 5.8m,从面积来看足够容纳家庭成员。阁楼间在阳台旁边，在农村阁楼间一般都用来储存生活用品，与阳台临近的设计方式，便于在晴天晾晒东西。可以是充分考虑了农民的日常生活习惯。总体来说，农村独栋房屋的设计，因为空间足够的关系，可以根据用途和生活习惯的不同进行分类设计， 重点考虑其实用性和方便性。 因为农民对房屋的要求基本上是考虑居住舒适度和足够的储藏空间这两项，当然还有一定的美观也很重要。针对楼层之间的防雷保护，即是等电位连接和综合布线的综合考虑。首先，最好利用层间的圈梁做成均压环，方便进行等电位连接，如果无法做均压环，就尽量做好圈梁与柱内主筋之间的电气连接。使雷电流在泄放过程中不至于对房屋内的电气设备产生影响。 装设有热水器的卫生间应该做好等电位连接，可利用 254mm 的扁钢与柱内主筋或者均压环做好可靠的电气焊接。冰箱、洗衣机等大功率用电器应该做好电气接地，其接地端应与等电位装置连接起来。 接地装置作为有效泄放雷电流的终端装置，农居房往往也采用基础内不少于 2 根直径大于 10mm 的圆钢做为接地体。由利用基础内钢筋网做接地体而形成的基础地网。接地体埋深不应小于 0.5m，一般为0.8m，在建筑出入口或人行通道侧的接地体埋深不应小于 1m，2主要防止在雷电流泄放过程中产生的跨步电压和地电位反击对人的威胁。3 3 防雷工程与建筑实用性防雷工程与建筑实用性建筑实用性可以分为两大部分：1、居住舒适度 2、建筑使用年限，即耐久度。因为防雷工程本身作为建筑主体工程的一部分， 对房屋的居住舒适的是不存在影响的， 因为接闪器即避雷针、带的安装和敷设是天面工程，仅仅对建筑外观有一定影响而不影响建筑内在， 引下线一般情况下采用建筑内主筋是隐蔽工程， 而且不占用建筑本身的空间， 就算是明敷引下线也是敷设在建筑外墙上， 对建筑内部的空间不存在影响。 接地装置更是在建筑建造初期就已经完成的部分，更加不会对房屋的居住产生影响。我想重点讨论的是第 2 条，即防雷工程会不会对建筑物的本身使用年限造成影响。我认为，防雷工程对建筑，特别是农村建筑是存在一定影响的，但影响不是特别大。首先，根据农村的建筑传统，一旦建筑完工，不到万不得以是不会轻易对建筑主体结构进行改动或完善的。 天面接闪装置因天长年久会锈蚀、 倒伏。等电位连接装置会松动或接触不良，接地装置会因长期埋地而腐烂。然而在农村地区，一没有专业的防雷工程施工单位， 二由于农民生活习惯和风俗习惯的阻碍， 防雷装置因年久失修而报废的情况更加容易出现。 当然建筑主筋作为泄放雷电流主体的时候， 瞬间的高温对建筑钢筋本身的使用寿命是存在一定影响的， 频繁的雷电流泄放会导致建筑内钢筋的使用寿命大大降低，也在一定程度上影响了建筑物的使用寿命。但好在雷击建筑并不频繁，所以在一定程度上减少了对建筑实用性的影响。 从综合层面上讲， 防雷工程在建筑主体工程上还是利大于弊的。4 4 建筑安全性对雷电保护的要求建筑安全性对雷电保护的要求尽管如今的农村小洋楼外形美观，空间舒适，但是其毕竟还属于农村自建房，安全性方面还是不容乐观。建筑安全性主要分为为人身安全和财产安全两类。去除房屋自身质量方面的安全性， 本文仅仅从防雷保护角度出发对这两类安全要求进行探讨。（1）人身安全方面。对人身安全造成威胁的主要是雷电的热效应和高电压。近年来雷击伤人事件时有发生，如 2007 年 4 月 1 日 18 时许， 丽水景宁县大地乡蔡放行政村梅山头自然村电闪雷鸣中伴有阵雨，正在自家干活的村民叶兰翠（女.42 岁）遭雷击后，抢救无效于当日 21 时左右不幸身亡。2007 年 4 月 17 日 11 时 40 分，温州文成县二源乡湖底村一农民在田里准备耕地时被雷击中当场死亡。全身被烧焦，背部有部分淤痕。此类雷击事件均为雷电直接击中人体导致的事故。均在屋外，如果说后者在野外露天环境无处躲避，导致自身成为引雷装置而遭雷击的话， 那么前者在家附近干活遭雷击就显的不合情理。 究其原因， 还是房屋没有做好防雷措施，无法提前引雷，导致雷电击中人体。如果房屋有做好防雷措施，那么该村民在自家附近干活遭受雷击的概率将会大大降低。 高电压对人身安全的危害主要体现在跨步电压和地点位反击上，当然也有以下这个特别的例子：2007 年 4 月 1 日 14 时 30 分，湖州德清县乾元镇齐星村佘家斗组遭雷击，先由“直击落地雷”击中附近南侧低压线路，产生高压电通过线杆传入水沟和菜地，由于地面积水导电，同时击倒在菜地劳作的冯根福夫妇，冯根福当场死亡， 其妻于春兰被雷电击倒昏迷 30 分钟，经救治后脱离生命危险。上例为雷击高压线导致的触电事件， 属于间接危害。 而一般情况下的跨步电压和地电位反击主要是体现在人靠近正在泄放雷电流的柱子或者引下线和接地体产生的伤害， 其本质也属于间接雷击伤害。 这种现象在防雷意识薄弱的农村显得犹为普遍。 等电位连接和地网的设置是否合理， 间距是否恰当在这个时候就能充分体现出来。 在农村地区， 要完全做好防止雷击跨步电压和地电位反击的措施存在一定的难度， 唯一能较易做到的是， 在容易产生跨步电压和地电位反击的场所设置警示牌来提醒农民朋友在雷雨天气勿靠近这些容易带来人身威胁的场所。（2）财产安全方面。相对于人身安全，财产安全在防雷工作中更加突出。人是活动的，遭雷击概率要远远低于静止不动的物体。农居房的主要设备为：屋顶太阳能热水器、屋内家用电器、网络设备和电脑等。雷电对设备的主要破坏性在于：机械效应、雷电波侵入、电磁感应。首先太阳能热水器受直击雷的机械效应而导致的物理破坏是首当其冲。 其次雷电波沿线路侵入对房屋内电视剧、 空调等造成的破坏也是紧随其后， 同时伴随的电磁感应对网络设备造成影响。 如、 2007年 4 月 22 日 18 时左右，温州瑞安市上望街道一户六层民房遭受雷击，导致家用电器损坏，直接经济损失 0.5 万元。2007 年 4 月 22 日 10 时，金华上溪镇黄山五村该村的电源线和有线广播电视信号线未装设防雷电浪涌保护措施， 造成该村大量的电视机、 电话机被雷损坏。所以在农村建筑的设计和施工中不仅要做好外部防雷措施， 更要做好内部防雷措施， 做好等电位连接和综合布线工作，对入户端的电缆线要做好屏蔽和接地措施，防止雷电波侵入。 必要时应该加设浪涌保护器。5 5 面临的挑战面临的挑战理论虽然如此， 但是面临的问题却是相当严峻。 首先是广大农村地区农民防雷意识薄弱，将雷击事故当成“运气不好”，或者用迷信思想来解释自然现象，认为被雷