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避雷針特性

避雷針,又名防雷針,是用來保護建築物、高大樹木等避免雷擊的裝置。 其原理是當雷雲放電接近地面時,它使地面電場發生畸變,在避雷針的頂端,形成局部電場集中的空間,以引導雷電向避雷針放電,再通過接地引下線和接地裝置將雷電流引入大地,從而使被保護物體免遭雷擊。

中文名

避雷針

外文名

lightning rod

別名

防雷針

發明人

美國科學家富蘭克林

用途

保護建築物等避免雷擊的裝置

種類

直擊雷型、特殊型、預放電型

典故

《炙轂子》

壹種避雷針

唐代《炙轂子》壹書在記載了這樣壹件事:漢朝時柏梁殿遭到火災,壹位巫師建議,將壹塊魚尾形狀的銅瓦放在層頂上,就可以防止雷電所引起的天火。屋頂上所設置的魚尾開頭的瓦飾,實際上兼作避雷之用,可認為是現代避雷針的雛形。而早在以前,中國已經有了避雷針,壹般以龍頭為裝飾,龍嘴裏有避雷針頭。

《中國新事》

法國旅行家卡勃裏歐別·戴馬甘蘭1688年所著的《中國新事》壹書中記有:中國屋脊兩頭,都有壹個仰起的龍頭,龍口吐出曲折的金屬舌頭,伸向天空,舌根連結壹根細的鐵絲,直通地下。這種奇妙的裝置,在發生雷電的時刻就大顯神通,若雷電擊中了屋宇,電流就會從龍舌沿線睛行至地底,避免雷電擊毀建築物。這說明,中國古代建築上的避雷裝置,在大批量和結構上已和現代避雷針基本相似。

簡介

壹種避雷針

避雷針是以前的叫法,在中華人民***和國國家標準GB50057-2010《建築物防雷設計規範》中,已經放棄了這壹稱呼,而代之以‘接閃桿’。接閃桿與接閃帶、接閃線、接閃網、用以接閃的金屬屋面、金屬構件等,統稱為接閃器;接閃器和引下線、接地裝置***同組成了建築物或構築物的外部防雷裝置,用以避免或減少閃電擊中建築物(構築物)上或其附近造成的物理損害和人身傷亡。

之所以將避雷針改名為接閃桿,是因為以前的名稱不科學,沒有反映出接閃桿的原理。避雷針剛剛出現在中國時,人們以為它可以避免房屋遭受雷擊,所以稱其為避雷針。但事實上,避雷針保護建築物的方式並不是避免房屋遭受雷擊,而是引雷上身,然後通過其引下線和接地裝置,將雷電流引入地下,從而起到保護建築物的作用。正因為這個原因,也有人建議將避雷針改名為引雷針,但總的來說,還是接閃桿這個名稱最為貼切。

安裝

建築物如果安裝了接閃器但是沒有接地或者接地效果不好的話,在接閃時反倒會對建築物或其中的人員造成更大的損害,相比沒有安裝接閃器的建築物反倒更加不安全。2007年發生在重慶開縣的雷擊事故,就是因為該教室屋頂是由鋼筋水泥板構成,其中的鋼筋沒有良好接地,在打雷時發生接閃,無處泄放,從而通過教室的屋頂和墻壁對室內人員進行放電,造成教室裏的小學生七人死亡數十人受傷的慘烈事故。

根據GB50057《建築物防雷設計規範》中章節5‘ 防雷裝置’的要求,接閃器可以用銅、鍍錫銅、鋁、鋁合金、熱浸鍍鋅鋼、不銹鋼、外表面鍍銅的鋼等各種材料制成,只要滿足其最小截面和厚度的要求即可。也就是說,只要不是那麽容易銹蝕,不至於因風吹雨打而輕易損壞,大多數常見的金屬材料都可以用來制作接閃器。以最常見的鐵質接閃桿為例,GB50057要求其最小直徑不能小於 8 毫米即可。

從這個意義上來說,市場上絕大多數建築鋼筋,只要其直徑大於8毫米,都可以用來制作避雷針,只需在安裝上去以後在其表面塗刷壹到兩層防銹漆即可,其價格非常低廉。從這個意義上來說,避雷針是沒有品牌的,因為避雷針只是接閃器中的壹個小類,而任何金屬構件都可以用來做接閃器。只強調避雷針的作用,強調著名品牌的避雷針,而忽視了其它接閃器的***同接閃作用,忽視了接閃器脫離了引下線和接地裝置就不能發揮作用的客觀事實,這種觀念是有害的,需要加以糾正。

需要註意的是,市場上有各種各樣所謂知名品牌的避雷針,大都以‘預放電’或者‘提前放電’作為其賣點,大都是從國外進口來的所謂‘特殊避雷針’,其所宣稱的保護範圍遠遠超過按照滾球法的原理所計算的保護範圍,其價格非常昂貴,動輒幾萬元壹根。這些避雷針的所謂科學原理,在中國大陸到目前為止尚未得到認可,其防雷效果也沒有得到實踐的認可。在建築物上即使安裝了這樣的避雷針,在防雷驗收時,還是要按照傳統的滾球法的原理進行計算,花高價購買了這樣的避雷針的客戶,要提防這方面的風險。

因此,與其花高價購買這樣的所謂特殊避雷針來保護建築物,還不如按照滾球法的科學原理,對現場仔細勘察,精心設計、計算和校驗,老老實實按照國家規範進行現場施工,用普通的避雷針、避雷帶等接閃器,把該防護的地方都做到位,這樣就能達到既安全可靠又經濟實惠的目的。

所謂滾球法,是假設以壹定半徑(根據建築物防護等級的不同,100米、60米、45米、30米不等)的球體,沿建築物的外表面滾動,當球體只觸及接閃器和地面,而不觸及需要保護的部位時,該部位就得到接閃器的保護。通俗地說,這個球體能夠接觸到的地方就是雷能夠打到的地方,球體接觸不到的地方就處於接閃器的保護範圍之內。

接閃器的保護範圍的計算,在GB50057《建築物防雷設計規範》的附錄D‘滾球法確定接閃器的保護範圍’中列出了計算單支接閃桿(避雷針)、兩支等高接閃桿、兩支不等高接閃桿、成矩形布置的四支等高接閃桿、單根接閃線(接閃帶、避雷帶)、兩根等高接閃線的保護範圍的保護範圍的計算方法,並繪制了相關示意圖。

對於廣大的雷電防護行業的技術人員,按照GB50057給出的方法,可以用手工的方式對壹些簡單的情況進行計算,但是在日常工作中,經常遇到遠比規範上列出的案例復雜得多的現場情況,比如:多支不等高的且不以規則方式布置的接閃桿、不等高的接閃線、接閃桿和接閃線的聯合的保護範圍,對這些復雜情況的計算,以手工方式是根本無法進行的,GB50057也沒有給出具體的計算方法。這個問題是雷電防護行業中壹個經常會遇到的技術難題。

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