第二類防雷建筑物的防雷措施4.3.1 第二類防雷建筑物外部防雷的措施，宜采用裝設在建筑物上的接閃網、接閃帶或接閃桿，也可采用由接閃網、接閃帶或接閃桿混合組成的接閃器。接閃網、接閃帶應按本規范附錄B的規定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設，并應在整個屋面組成不大于10m×10m或12m×8m的網格；當建筑物高度超過45m時，首先應沿屋頂周邊敷設接閃帶，接閃帶應設在外墻外表面或屋檐邊垂直面上，也可設在外墻外表面或屋檐邊垂直面外。接閃器之間應互相連接。

4.3.2 突出屋面的放散管、風管、煙囪等物體，應按下列方式保護：

     1 排放爆炸危險氣體、蒸氣或粉塵的放散管、呼吸閥、排風管等管道應符合本規范第4.2.1條第2款的規定。

     2 排放無爆炸危險氣體、蒸氣或粉塵的放散管、煙囪，1區、21區、2區和22區爆炸危險場所的自然通風管，0區和20區爆炸危險場所的裝有阻火器的放散管、呼吸閥、排風管，以及本規范第4.2.1條第3款所規定的管、閥及煤氣和天然氣放散管等，其防雷保護應符合下列規定：

       1)金屬物體可不裝接閃器，但應和屋面防雷裝置相連。

       2)除符合本規范第4.5.7條的規定情況外，在屋面接閃器保護范圍之外的非金屬物體應裝接閃器，并應和屋面防雷裝置相連。

4.3.3 專設引下線不應少于2根，并應沿建筑物四周和內庭院四周均勻對稱布置，其間距沿周長計算不應大18m。當建筑物的跨度較大，無法在跨距中間設引下線時，應在跨距端設引下線并減小其他引下線的間距，專設引下線的平均間距不應大于18m。

4.3.4 外部防雷裝置的接地應和防閃電感應、內部防雷裝置、電氣和電子系統等接地共用接地裝置，并應與引入的金屬管線做等電位連接。外部防雷裝置的專設接地裝置宜圍繞建筑物敷設成環形接地體。

4.3.5 利用建筑物的鋼筋作為防雷裝置時，應符合下列規定：

     1 建筑物宜利用鋼筋混凝土屋頂、梁、柱、基礎內的鋼筋作為引下線。本規范第3.0.3條第2～4款、第9款、第10款的建筑物，當其女兒墻以內的屋頂鋼筋網以上的防水和混凝土層允許不保護時，宜利用屋頂鋼筋網作為接閃器；本規范第3.0.3條第2～4款、第9款、第10款的建筑物為多層建筑，且周圍很少有人停留時，宜利用女兒墻壓頂板內或檐口內的鋼筋作為接閃器。

     2 當基礎采用硅酸鹽水泥和周圍土壤的含水量不低于4％及基礎的外表面無防腐層或有瀝青質防腐層時，宜利用基礎內的鋼筋作為接地裝置。當基礎的外表面有其他類的防腐層且無樁基可利用時，宜在基礎防腐層下面的混凝土墊層內敷設人工環形基礎接地體。

     3 敷設在混凝土中作為防雷裝置的鋼筋或圓鋼，當僅為一根時，其直徑不應小于10mm。被利用作為防雷裝置的混凝土構件內有箍筋連接的鋼筋時，其截面積總和不應小于一根直徑10mm鋼筋的截面積。

     4 利用基礎內鋼筋網作為接地體時，在周圍地面以下距地面不應小0.5m，每根引下線所連接的鋼筋表面積總和應按下式計算：

式中：S——鋼筋表面積總和(m2)；

      ——分流系數，按本規范附錄E的規定取值。

     5 當在建筑物周邊的無鋼筋的閉合條形混凝土基礎內敷設人工基礎接地體時，接地體的規格尺寸應按表4.3.5的規定確定。

表4.3.5  第二類防雷建筑物環形人工基礎接地體的最小規格尺寸

注：1 當長度相同、截面相同時，宜選用扁鋼；

2 采用多根圓鋼時，其敷設凈距不小于直徑的2倍；

3 利用閉合條形基礎內的鋼筋作接地體時可按本表校驗，除主筋外，可計入箍筋的表面積。

     6 構件內有箍筋連接的鋼筋或成網狀的鋼筋，其箍筋與鋼筋、鋼筋與鋼筋應采用土建施工的綁扎法、螺絲、對焊或搭焊連接。單根鋼筋、圓鋼或外引預埋連接板、線與構件內鋼筋應焊接或采用螺栓緊固的卡夾器連接。構件之間必須連接成電氣通路。

4.3.6 共用接地裝置的接地電阻應按50Hz電氣裝置的接地電阻確定，不應大于按人身安全所確定的接地電阻值。在土壤電阻率小于或等于3000Ωm時，外部防雷裝置的接地體符合下列規定之一以及環形接地體所包圍面積的等效圓半徑等于或大于所規定的值時，可不計及沖擊接地電阻；但當每根專設引下線的沖擊接地電阻不大于10Ω時，可不按本條第1、2款敷設接地體：

     1 當土壤電阻率小于或等于800Ωm時，對環形接地體所包圍面積的等效圓半徑小于5m的情況，每一引下線處應補加水平接地體或垂直接地體。當補加水平接地體時，其最小長度應按本規范式(4．2．4-1)計算；當補加垂直接地體時，其最小長度應按本規范式(4.2.4-2)計算。

     2 當土壤電阻率大于800Ωm、小于或等于3000Ωm，且對環形接地體所包圍的面積的等效圓半徑小于按下式的計算值時，每一引下線處應補加水平接地體或垂直接地體：

     3 本條第2款補加水平接地體時，其最小總長度應按下式計算：

     4 本條第2款補加垂直接地體時，其最小總長度應按下式計算：

     5 在符合本規范第4.3.5條規定的條件下，利用槽形、板形或條形基礎的鋼筋作為接地體或在基礎下面混凝土墊層內敷設人工環形基礎接地體，當槽形、板形基礎鋼筋網在水平面的投影面積或成環的條形基礎鋼筋或人工環形基礎接地體所包圍的面積符合下列規定時，可不補加接地體：

       1)當土壤電阻率小于或等于800Ωm時，所包圍的面積應大于或等于79m2。

       2)當土壤電阻率大于800Ωm且小于或等于3000Ωm時，所包圍的面積應大于或等于按下式計算的值：

     6 在符合本規范第4.3.5條規定的條件下，對6m柱距或大多數柱距為6m的單層工業建筑物，當利用柱子基礎的鋼筋作為外部防雷裝置的接地體并同時符合下列規定時，可不另加接地體：

       1)利用全部或絕大多數柱子基礎的鋼筋作為接地體。

       2)柱子基礎的鋼筋網通過鋼柱，鋼屋架，鋼筋混凝土柱子、屋架、屋面板、吊車梁等構件的鋼筋或防雷裝置互相連成整體。

       3)在周圍地面以下距地面不小于0.5m，每一柱子基礎內所連接的鋼筋表面積總和大于或等于0.82m2。

4.3.7 本規范第3.0.3條第5～7款所規定的建筑物，其防閃電感應的措施應符合下列規定：

     1 建筑物內的設備、管道、構架等主要金屬物，應就近接到防雷裝置或共用接地裝置上。

     2 除本規范第3.0.3條第7款所規定的建筑物外，平行敷設的管道、構架和電纜金屬外皮等長金屬物應符合本規范第4.2.2條第2款的規定，但長金屬物連接處可不跨接。

     3 建筑物內防閃電感應的接地干線與接地裝置的連接，不應少于2處。

4.3.8 防止雷電流流經引下線和接地裝置時產生的高電位對附近金屬物或電氣和電子系統線路的反擊，應符合下列規定：

     1 在金屬框架的建筑物中，或在鋼筋連接在一起、電氣貫通的鋼筋混凝土框架的建筑物中，金屬物或線路與引下線之間的間隔距離可無要求；在其他情況下，金屬物或線路與引下線之間的間隔距離應按下式計算：

式中：Sa3——空氣中的間隔距離（m）；

           ——引下線計算點到連接點的長度（m），連接點即金屬物或電氣和電子系統線路與防雷裝置之間直接或通過電涌保護器相連之點。

     2 當金屬物或線路與引下線之間有自然或人工接地的鋼筋混凝土構件、金屬板、金屬網等靜電屏蔽物隔開時，金屬物或線路與引下線之間的間隔距離可無要求。

     3 當金屬物或線路與引下線之間有混凝土墻、磚墻隔開時，其擊穿強度應為空氣擊穿強度的1／2。當間隔距離不能滿足本條第1款的規定時，金屬物應與引下線直接相連，帶電線路應通過電涌保護器與引下線相連。

     4 在電氣接地裝置與防雷接地裝置共用或相連的情況下，應在低壓電源線路引入的總配電箱、配電柜處裝設Ⅰ級試驗的電涌保護器。電涌保護器的電壓保護水平值應小于或等于2.5kV。每一保護模式的沖擊電流值，當無法確定時應取等于或大于12.5kA。

     5 當Yyn0型或Dyn11型接線的配電變壓器設在本建筑物內或附設于外墻處時，應在變壓器高壓側裝設避雷器；在低壓側的配電屏上，當有線路引出本建筑物至其他有獨自敷設接地裝置的配電裝置時，應在母線上裝設Ⅰ級試驗的電涌保護器，電涌保護器每一保護模式的沖擊電流值，當無法確定時沖擊電流應取等于或大于12.5kA；當無線路引出本建筑物時，應在母線上裝設Ⅱ級試驗的電涌保護器，電涌保護器每一保護模式的標稱放電電流值應等于或大于5kA。電涌保護器的電壓保護水平值應小于或等于2.5kV。

     6 低壓電源線路引入的總配電箱、配電柜處裝設Ⅰ級試驗的電涌保護器，以及配電變壓器設在本建筑物內或附設于外墻處，并在低壓側配電屏的母線上裝設Ⅰ級試驗的電涌保護器時，電涌保護器每一保護模式的沖擊電流值，當電源線路無屏蔽層時可按本規范式(4.2.4-6)計算，當有屏蔽層時可按本規范式(4.2.4-7)計算，式中的雷電流應取等于150kA。

7 在電子系統的室外線路采用金屬線時，其引入的終端箱處應安裝D1類高能量試驗類型的電涌保護器，其短路電流當無屏蔽層時可按本規范式(4.2.4-6)計算，當有屏蔽層時可按本規范式(4.2.4-7)計算，式中的雷電流應取等于150kA；當無法確定時應選用1.5kA。

     8 在電子系統的室外線路采用光纜時，其引入的終端箱處的電氣線路側，當無金屬線路引出本建筑物至其他有自己接地裝置設備時可安裝B2類慢上升率試驗類型的電涌保護器，其短路電流宜選用75A。

     9 輸送火災爆炸危險物質和具有陰極保護的埋地金屬管道，當其從室外進入戶內處設有絕緣段時應符合本規范第4.2.4條第13款和第14款的規定，在按本規范式(4.2.4-6)計算時，式中的雷電流應取等于150kA。

4.3.9 高度超過45m的建筑物，除屋頂的外部防雷裝置應符合本規范第4.3.1條的規定外，尚應符合下列規定：

     1 對水平突出外墻的物體，當滾球半徑45m球體從屋頂周邊接閃帶外向地面垂直下降接觸到突出外墻的物體時，應采取相應的防雷措施。

     2 高于60m的建筑物，其上部占高度20％并超過60m的部位應防側擊，防側擊應符合下列規定：

      1)在建筑物上部占高度20％并超過60m的部位，各表面上的尖物、墻角、邊緣、設備以及顯著突出的物體，應按屋頂上的保護措施處理。

      2)在建筑物上部占高度20％并超過60m的部位，布置接閃器應符合對本類防雷建筑物的要求，接閃器應重點布置在墻角、邊緣和顯著突出的物體上。

      3)外部金屬物，當其最小尺寸符合本規范第5.2.7條第2款的規定時，可利用其作為接閃器，還可利用布置在建筑物垂直邊緣處的外部引下線作為接閃器。

      4)符合本規范第4.3.5條規定的鋼筋混凝土內鋼筋和符合本規范第5.3.5條規定的建筑物金屬框架，當作為引下線或與引下線連接時，均可利用其作為接閃器。

     3 外墻內、外豎直敷設的金屬管道及金屬物的頂端和底端，應與防雷裝置等電位連接。

4.3.10 有爆炸危險的露天鋼質封閉氣罐，當其高度小于或等于60m、罐頂壁厚不小于4mm時，或當其高度大于60m、罐頂壁厚和側壁壁厚均不小于4mm時，可不裝設接閃器，但應接地，且接地點不應少于2處，兩接地點間距離不宜大于30m，每處接地點的沖擊接地電阻不應大于30Ω 。當防雷的接地裝置符合本規范第4.3.6條的規定時，可不計及其接地電阻值，但本規范第4.3.6條所規定的10Ω可改為30Ω。放散管和呼吸閥的保護應符合本規范第4.3.2條的規定。

條文說明

4.3 第二類防雷建筑物的防雷措施

4.3.1 接閃器、引下線直接裝設在建筑物上，在非金屬屋面上裝設網格不大于10m的金屬網，數十年的運行經驗證明是可靠的。

中國科學院電工研究所曾對幾十個模型做了幾萬次放電試驗，雖然試驗的重點放在非爆炸危險建筑物上，而且保護的重點是易受雷擊的部位，但對整個建筑物起到了保護作用。如果把接閃帶改為接閃網，則保護效果更有提高。根據我國的運行經驗，對第二類防雷建筑物采用不大于10m的網格是適宜的。 IEC 62305—3：2010中相當于本規范第二類防雷建筑物的接閃器，當采用網格時，其尺寸也是不大于10m×10m，另見本規范第5.2.12條的條文說明。與10m×10m并列，增加12m×8m網格，這與引下線類同，是按6m柱距的倍數考慮的。

為了提高可靠性和安全度，便于雷電流的流散以及減小流經引下線的雷電流，故多根接閃桿要用接閃帶連接起來。

4.3.2 本條說明如下：

     1 雖然對排放有爆炸危險的氣體、蒸氣或粉塵的管道要求同本章第4.2.1條第2款，但由于第一類和第二類防雷建筑物的接閃器的保護范圍是不同的(因hr不同，見本規范表5.2.12)，因此，實際上保護措施的做法是不同的。

     2 阻火器能阻止火焰傳播，因此，在第二類防雷建筑物的防雷措施中補充了這一規定。以前的調查中發現雷擊煤氣放散管起火8次，均未發生事故。這些事例說明煤氣、天然氣放散管里的煤氣、天然氣在放氣時總是處于正壓，如煤氣、天然氣灶一樣，火焰在管口燃燒而不會發生事故，故本規范特作此規定。

4.3.3 關于專設引下線的間距見本章第4．2．4條第2款的條文說明。根據實踐經驗和實際需要補充增加了“當建筑物的跨度較大，無法在跨距中間設引下線時，應在跨距兩端設引下線并減小其他引下線的間距，專設引下線的平均間距不應大于18m。”“專設”指專門敷設，區別于利用建筑物的金屬體。本條為強制性條文。

4.3.4 見本章第4.2.4條的有關說明。

4.3.5 利用鋼筋混凝土柱和基礎內鋼筋作引下線和接地體，國內外在20世紀60年代初期就已經采用了，現已較為普遍。利用屋頂鋼筋作為接閃器，國內外從20世紀70年代初就逐漸被采用了。

     1 關于利用建筑物鋼筋體作防雷裝置，IEC 62305—3:2010中的規定如下：在其第21頁第5.2.5條b款的規定中，對宜考慮利用建筑物的自然金屬物作為自然接閃器是“覆蓋有非金屬材料屋面的屋頂結構的金屬構件(桁架、構架、互相連接的鋼筋，等等)若覆蓋屋面的該非金屬材料可以不需要受到保護時”；在其第24頁第5.3.5條b款的規定中，對宜考慮利用建筑物的自然金屬物作為自然引下線是“建筑物的電氣貫通的鋼筋混凝土框架的金屬體”；在其第27頁第5.4.4條自然接地體的規定中規定“混凝土基礎內互相連接的鋼筋，當其滿足5.6條(譯注：即對其材料和尺寸的要求，見本規范第5章)的要求時或其他合適的地下金屬結構，應優先考慮利用其作為接地體”。

國際上許多國家的防雷規范、標準也作了雷同的規定。鋼筋混凝土建筑物的鋼筋體偶爾采用焊接連接，此時提供了肯定的電氣貫通。然而更多的是，在交叉點采用金屬綁線綁扎在一起，但是不管金屬性連接的偶然性，這樣一類建筑物具有許許多多鋼筋和連接點，它們保證將全部雷電流經過許多次再分流流入大量的并聯放電路徑。經驗表明，這樣一類建筑物的鋼筋體能容易地被利用作為防雷裝置的一部分或全部。下面介紹鋼筋綁扎點通沖擊電流能力的試驗和英國的防雷標準：

       1)原蘇聯對鋼筋綁扎點流過沖擊和工頻電流的試驗(刊登于原蘇聯雜志《電站》1990年第9期文章：鋼筋混凝土電桿通雷電流和短路電流的試驗，即 試樣是方柱形混凝土，邊長為50mm、100mm和150mm三種(見圖8)。

在其軸心埋設兩根直徑8mm的鋼筋，將其末端彎起來并用綁線綁扎。

對這種連接點用幅值5kA、10kA、20kA波長40μs的沖擊電流波和3kA的工頻電流進行試驗。從試驗所得的電壓和電流示波圖可證明，這種連接點的電氣接觸是足夠可靠的，其過渡電阻為0.001Ω～0.01Ω。這一結果表明，當雷電流和工頻短路電流通過有鐵絲綁扎的并聯鋼筋時，所有縱向主筋都參與導引電流。

圖8  大沖擊電流和工頻短路電流流過鋼筋綁扎點的試樣

試樣示于圖9，縱、橫鋼筋的接觸處有的試樣采用焊接，有的采用鐵線綁扎。具有代表性的沖擊電流波形示于圖10。鋼筋代號見圖11。

圖9  試樣的構造和尺寸

圖10  具有代表性的沖擊電流波形

圖11  試樣的鋼筋代號

鋼筋接觸處的連接方法對鋼筋混凝土的破壞影響的

試驗結果如下（0表示無異常現象，×表示受到破壞）；

1號試樣（縱橫鋼筋接觸處采用焊接）：

6—E，61kA    0  0  0

4—E，61kA    0  0  0

2—E，61kA    0  0  0

2號試樣（縱橫鋼筋接觸處采用鐵線綁扎）：

1—E，16kA    0  0  0

2—E，31kA    0  0  0

                3—E，48kA    ×（有輕度裂縫）

3號試樣（縱橫鋼筋接觸處采用鐵線綁扎）：

3—E，48kA    0  0  0  0  0

4—E，48kA    0  0  0  0

4—E，61kA    0

             5—E，61kA    ×（有輕度裂縫）

4號試樣（縱橫鋼筋接觸處采用鐵線綁扎）：

1—E，48kA    0  0  0

3—E，61kA    ×（裂縫，有兩塊小碎片飛出1m遠）

5號試樣（縱橫鋼筋接觸處采用鐵線綁扎）：

1—E，61kA    0

2—E，61kA    0

3—E，61kA    0

以上試樣中，有一個試樣的一個綁扎點通過48kA和兩個試樣的各一個綁扎點通過61kA后，采用鐵線綁扎連接的這三個鋼筋混凝土試樣才遭受輕度裂縫的破壞。這說明一個綁扎點可以安全地流過幾十千安的沖擊電流。實際上采用的鋼筋混凝土構件除進出電流的第一個連接點外，通常都有許多并聯綁扎點，因此，若把進出構件的第一個連接點處理好的話(本規范要求應焊接或采用螺栓緊固的卡夾器連接)，那么可通過的沖擊電流將會是很大的了。

以上所采用的試驗沖擊電流波雖然不是現在規定的10／350μs直擊雷電流波形，但若簡單近似地采用20倍的換算，則每一個綁扎點也可安全地通過10／350μs的沖擊電流波。

       3)英國《建筑物防雷實用規范》(BS 6651—1999：Code of practice for protection of structures against lightning)，第16.6節規定如下：

“16.6 混凝土建筑物中鋼筋的利用：

16.6.1 通則——在建筑物開始建設之前，在設計階段應決定詳細做法；

16.6.2 電氣連貫性——在現場澆灌的鋼筋混凝土建筑物的鋼筋偶爾是焊接在一起，這提供了肯定的電氣連貫性。通常更多地是，鋼筋在交叉點是用金屬線綁扎在一起。

然而，雖然在此產生的自然金屬性連接有其偶然性，但是這類結構的大量鋼筋和交叉點保證全部雷電流實質上在并聯放電路徑上的多次分流。經驗表明，這類建筑物能夠容易地被利用作為防雷裝置的一部分。

然而，建議采取以下的預防措施：a)應保證鋼筋之間有良好的接觸，即用綁線固定鋼筋；b)垂直方向的鋼筋與鋼筋之間和水平鋼筋與垂直鋼筋之間都應綁扎。”

利用屋頂鋼筋作接閃器，其前提是允許屋頂遭雷擊時混凝土會有一些碎片脫離以及一小塊防水、保溫層遭破壞。但這對建筑物的結構無損害，發現時加以修補就可以了。屋頂的防水層本來正常使用一段時期后也要修補或翻修。

另一方面，即使安裝了專設接閃器，還是存在一個繞擊問題，即比所規定的雷電流小的電流仍有可能穿越專設接閃器而繞擊于屋頂的可能性。

利用建筑物的金屬體做防雷裝置的其他優點和做法請參見《基礎接地體及其應用》一書(林維勇著，1980年，中國建筑工業出版社出版)和國家建筑標準設計圖集《利用建筑物金屬體做防雷及接地裝置安裝》03D501-3。

     2 鋼筋混凝土的導電性能，在其干燥時，是不良導體，電阻率較大，但當具有一定濕度時，就成了較好的導電物質，可達100Ωm～200Ωm。潮濕的混凝土導電性能較好，是因為混凝土中的硅酸鹽與水形成導電性的鹽基性溶液。混凝土在施工過程中加入了較多的水分，成形后在結構中密布著很多大大小小的毛細孔洞，因此就有了一些水分儲存。當埋入地下后，地下的潮氣又可通過毛細管作用吸入混凝土中，保持一定的濕度。

圖12示出，在混凝土的真實濕度的范圍內(從水飽和到干涸)，其電阻率的變化約為520倍。在重復飽和和干涸的整個過程中，沒有觀察到各點的位移，也即每一濕度有一相應的電阻率。建筑物的基礎，通常采用(150～200)號(等同于現在標準的C13～C18)混凝土。原蘇聯1980年有人提出一個用于200號(等同于現在標準的C18)混凝土的近似計算式，計算混凝土的電阻率（Ωm）與其濕度關系，其關系式如下：

式中：W——混凝土的濕度（%）。

圖12  混凝土濕度對其電阻率的影響

例如，當W=6%時，=28000/62.6=265（Ωm）；

W=7.5%時，=28000/7.52.6=149（Ωm）。

根據我國的具體情況，土壤一般可保持有20％左右的濕度，即使在最不利的情況下，也有5％～6％的濕度。

在利用基礎內鋼筋作接地體時，有人不管周圍環境條件如何，甚至位于巖石上也利用，這是錯誤的。因此，補充了“周圍土壤的含水量不低于4％”。混凝土的含水量約在3.5％及以上時，其電阻率就趨于穩定；當小于3.5％時，電阻率隨水分的減小而增大。根據圖12，含水量定為不低于4％。該含水量應是當地歷史上一年中最早發生雷閃時間以前的含水量，不是夏季的含水量。

混凝土的電阻率還與其溫度成一定關系的反向作用，即溫度升高，電阻率減小；溫度降低，電阻率增大。

下面舉幾個例子說明我國20世紀60年代利用鋼筋混凝土構件中鋼筋作為接地裝置的情況。

       1)北京某學院與某公司工程的設計，采用鋼筋混凝土構件中的鋼筋作為防雷引下線與接地體，并進行了測定，8000m2的建筑，其接地電阻夏季為0.2Ω～0.4Ω,，冬季為0.4Ω～0.6Ω，且數年中基本穩定。

       2)上海某廣場全部采用了柱子鋼筋作為防雷引下線，利用鋼筋混凝土基樁作為接地極(基樁深達35m)，測定后，接地電阻為0.2Ω／基～1.8Ω／基。

       3)上海某大學利用鋼筋混凝土基樁作為防雷接地裝置，并測得接地電阻為0.28Ω～4Ω(樁深為26m)。

       4)云南某機床廠的約2000m2車間，采用鋼筋混凝土構件中的鋼筋作接地裝置，接地電阻為0.7Ω。

       5)1963年7月曾對原北京第二通用機器廠進行了測定，數值如下：立式沉淀池基礎(搗制)4.5Ω～5.5Ω；四根高煙囪基礎(搗制)3Ω／每根～5Ω／每根；露天行車的一根鋼筋混凝土柱子(預制)2Ω；同一露天行車的另一根鋼筋混凝土柱子(預制)7Ω；鑄鋼車間的一根鋼筋混凝土柱子(預制)0.5Ω。

以前對基礎的外表面涂有瀝青質的防腐層時，認為該防腐層是絕緣的，不可利用基礎內鋼筋作接地體。但是實踐證實并不是這樣，國內外都有人做過測試和分析，認為是可利用作為接地體的。原蘇聯有若干篇文獻論及此問題，國內已有人將其編譯為一篇文章，刊登于《建筑電氣》1984年第4期，文章名稱為《利用防侵蝕鋼筋混凝土基礎作為接地體的可能性》。在其結論中指出：“厚度3mm的瀝青涂層，對接地電阻無明顯的影響，因此，在計算鋼筋混凝土基礎接地電阻時，均可不考慮涂層的影響。厚度為6mm的瀝青涂層或3mm的乳化瀝青涂層或4mm的粘貼瀝青卷材時，僅當周圍的土壤的等值電阻率≤100Ωm和基礎面積的平均邊長S≤100m時，其基礎網電阻約增加33％，在其他情況下這些涂裱層的影響很小，可忽略不計”。結論中還有其他的情況，不在這里一一介紹，請參見原譯文。上述譯文還指出，原蘇聯建筑標準對鋼筋混凝土結構防止雜散電流引起腐蝕的規定中，給出防水層的兩種狀態：“最好的”(無保護部分的面積不大于1％)和“滿足要求的”(無保護部分的面積為5％～10％)。原全蘇電氣安裝工程科學研究所對所測過的、具有防止弱侵蝕介質作用的瀝青涂層和防止中等侵蝕介質作用的粘貼瀝青卷材的單個基礎、樁基、樁群以及基礎底板的散流電阻進行了定量分析，說明在許多被測過的基礎中，沒有一個基礎是處于“最好的”絕緣狀態。據此，可以作出這樣的假設：在強侵蝕介質中，防護層的防水狀態也不是“最好的”。上述結論就是在這一前提下作出的。

原東德標準TGL33373／01～03-1981(Bautechnische，接地、等電位和防雷在建筑技術上的措施)對基礎接地體的說明是：“埋設在直接與土地接觸或通過含瀝青質的外部密封層與土地平面接觸的基礎內在電氣上非絕緣的鋼筋、鋼埋入件和金屬結構”。

原蘇聯1987年版的《建構筑物防雷導則》（）中也指出，鋼筋混凝土基礎的瀝青涂層和乳化瀝青涂層不妨礙利用它作為防雷接地體。

因此，本款規定鋼筋混凝土基礎的外表面無防腐層或有瀝青質防腐層時，宜利用基礎內的鋼筋作為接地裝置。

     3 規定混凝土中防雷導體的單根鋼筋或圓鋼的最小直徑不應小于10mm是根據以下的計算定出的。

現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB 50010—2002規定構件的最高允許表面溫度是：對于需要驗算疲勞的構件(如吊車梁等承受重復荷載的構件)不宜超過60℃；對于屋架、托架、屋面梁等不宜超過80℃；對于其他構(如柱子、基礎)則沒有規定最高允許溫度值，對于此類構件可按不宜超過100℃考慮。

由于建筑物遭雷擊時，雷電流流經的路徑為屋面、屋架(或托架或屋面梁)、柱子、基礎，則流經需要驗算疲勞的構件(如吊車梁等承受重復荷載的構件)的雷電流已分流到很小的數值。因此，雷電流流過構件內鋼筋或圓鋼后，其最高溫度按80℃～100℃考慮。現取最終溫度80℃作為計算值。鋼筋的起始溫度取40℃，因此，鋼導體的溫度升高考慮為40℃，這是一個很安全的數值。

根據IEC 62305—1: 2010第51、52頁的式(D.7)及其他有關資料，計算如下：

式中：(θ－θo)——導體的溫度升高（K）；

                   ——電阻的溫度系數（1/K），對軟鋼，其值為6.5×10-31/K；

               W/R——沖擊電流的單位能量（J/Ω），根據本規范表F.0.1-1取第二類防雷建筑物的值為5.6×106J/Ω；

                 ——導體在環境溫度下的電阻率（Ωm）  ，對鋼導體，取其值為138×10-9Ωm；

                   q——導體的截面積（m2），取10mm鋼導體的截面積，其值為78.5×10-6m2；

                        ——物質的密度 （ kg/m3），對軟鋼，其值為7700kg/m3；

                Cw——熱容量[J/（kg·K）]，對軟鋼，其值為469J/（kg·K）。

將上述數值代入式（18），得(θ－θo)=38.96K，小于40K。

對于第三類防雷建筑物，除W／R值不同外，其他值是相同的。根據本規范表F.0.1-1，取第三類防雷建筑物的W／R值為2.5×106J／Ω。將上述數值代入式(18)，得(θ－θo)＝16.31K，小于40K。

以上是對一根10mm鋼導體的溫度升高計算，實際上，鋼筋混凝土構件內通常都有許多鋼筋并聯，經過分流后，每根鋼筋產生的W／R值大大減小，因此，鋼筋的溫度升高會大大小于40K。

     4 埋設在土壤中的混凝土基礎的起始溫度取30℃(我國地下0.8m處最熱月土壤平均溫度，除少數地區略超過30℃外，其余均在30℃以下)；最終溫度取99℃，以不發生水的沸騰為前提。在此基礎上求出的鋼筋與混凝土接觸的每一平方米表面積允許產生的單位能量不應大于1.32×106J／(Ωm2)(另見本章第4.3.6條第4款的條文說明)。因此，對于第二類防雷建筑物，鋼筋表面積總和不應少于；對于第三類防雷建筑物，鋼筋表面積總和不應少于。

     5 確定環形人工基礎接地體尺寸的幾條原則：

       1)在相同截面(即在同一長度下，所消耗的鋼材質量相同)下，扁鋼的表面積總是大于圓鋼的，所以，建議優先選用扁鋼，可節省鋼材。

       2)在截面積相等之下，多根圓鋼的表面積總是大于一根的，所以在滿足所要求的表面積前提下，選用多根或一根圓鋼。

       3)圓鋼直徑選用8mm、10mm、12mm三種規格，選用大于12mm的圓鋼，一是浪費材料，二是施工時不易于彎曲。

       4)混凝土電阻率取100Ωm，這樣，混凝土內鋼筋體有效長度為＝20m，即從引下線連接點開始，散流作用按各方向20m考慮。

       5)周長≥60m，按60m考慮，設三根引下線，此時，kc＝0.44，另外還有56％的雷電流從另兩根引下線流走，每根引下線各占28％。

設這28％從兩個方向流走，每一方向流走14％。因此，與第一根引下線連接的40m長接地體(一個方向20m，兩個方向共計40m)，共計流走總電流的72％(0.44+0.14+0.14＝0.72)，即本條第4款所規定的4.24kc2和本章第4.4.5條第1款所規定的1.89kc2中的kc等于0.72。

       6)40m～60m周長時按40m長考慮，kc等于1，即按40m長流走全部雷電流考慮。

       7)<40m周長時無法預先定出規格和尺寸，只能按是kc等于1由設計者根據具體長度計算，并按以上原則選用。

根據以上原則所計算的結果列于表8。

表8  確定環形人工基礎接地體的計算結果

注：采用一根圓鋼時，其直徑不應小于10mm。

整棟建筑物的槽形、板形、塊形基礎的鋼筋表面積總是能滿足鋼筋表面積的要求。

     6 混凝土內的鋼筋借綁扎作為電氣連接，當雷電流通過時，在連接處是否可能由此而發生混凝土的爆炸性炸裂，為了澄清這一問題，瑞士高壓問題研究委員會進行過研究，認為鋼筋之間的普通金屬綁絲連接對防雷保護來說是完全足夠的，而且確證，在任何情況下，在這樣連接附近的混凝土決不會碎裂，甚至出現雷電流本身把綁在一起的鋼筋焊接起來，如點焊一樣，通過電流以后，一個這樣的連接點的電阻下降為幾個毫歐的數值。

本條第6款為強制性條款。

4.3.6 關于共用接地裝置的接地電阻，見本章第4.2.4條第6款的條文說明。

     1～4 根據IEC 62305—3: 2010第26頁5.4.2.2的規定(接地體的B型布置)而制定。另見本章第4.2.4條第6款的條文說明。

環形接地體(或基礎接地體)所包圍的面積A的平均幾何半徑r為：πr2＝A，所以r＝。根據圖2，對于第二類防雷建筑物，當<800Ωm時，1為5m，因此，導出第1款的規定；當  ＝800Ωm～3000Ωm時，1與的關系是一根斜線，從該斜線上找出方便的任意兩點的坐標，則可求出1與的關系式為1＝，所以，導出第2～4款的規定。

      5 ，故作出本款第1項的規定。，故作出本款第2項的規定。

      6 本款系根據實際需要和實踐經驗而定的。第1項保證地面電位分布均勻。第2項保證雷電流較均勻地分配到雷擊點附近作為引下線的金屬導體和各接地體上。第3項保證混凝土基礎的安全性。

第1項中“絕大多數柱子基礎”是指在一些情況下少數柱子基礎難于連通的情況，如車間兩端在鋼筋混凝土端屋架中間(不是屋架的兩頭)的柱子基礎，即擋風柱基礎。

地中混凝土的起始溫度取30℃，最高允許溫度取99℃。混凝土的含水量按混凝土重量的5％計算。邊長1m的基礎混凝土立方體的熱容量Q1(J／m3 ) 為：

式中：C1——混凝土的比熱容[J/（kg·K）]，取8.82×102J/（kg·K）；

          C2——水的比熱容[J/（kg·K）]，取4.19×103J/（kg·K）；

          M1——邊長1m的混凝土立方體的質量（kg/m3），取2.1×103kg/m3；

          ——溫度差，對于起始溫度為30℃和最終溫度為99℃的場合，=69℃。

將以上有關數值代入式（19），得Q1=1.58×108J/m3。

雷電流從鋼筋表面（設鋼筋與混凝土的接觸表面積為1m2）流入混凝土（混凝土折合成邊長1m的立方體）時所產生的熱量按式（20）計算。

式中：——混凝土在30℃~99℃時的平均電阻率，取120Ωm。

使Q2=Q1，得，所以

上式的計量單位為MJ/（Ωm2），說明雷電流從1m2鋼筋表面積流入混凝土所產生的單位能量應不大于1.32MJ/Ω。

從本規范表F.0.1-1，得第二、三類防雷建筑物的單位能量分別為5.6MJ/Ω和2.5MJ/Ω。

由于單位能量與雷電流的平方成正比，亦即與分流系數平方成正比。根據本規范圖E.0.1的（c），取kc=0.44，因此，分流后流經一根柱子的雷電流所產生的單位能量分別為5.6×0.442=1.084（MJ/Ω）和2.5×0.442=0.484（MJ/Ω）。

將這兩個數值除以，則相應所需的基礎鋼筋表面積分別為1.084/1.32=0.82（m2）和0.484/1.32=0.37（m2）。

關于基礎鋼筋表面積的計算，現舉一個實際設計例子。圖13為車間一根柱子基礎的結構設計。

圖13  一車間的柱子基礎結構圖

10鋼筋周長為0.01πm2，每根長2m，每根的表面積為0.02πm2，共計2000／200＝10根，故10鋼筋的總表面積為0.2πm2。

12鋼筋周長為0.012πm，每根長3.2m，每根的表面積為3.2×0.012π＝0.0384πm2，共計3200／200＝16根，故12鋼筋的總表面積為16×0.0384r=0.6144πm2。

因此，基礎鋼筋的總表面積為上述兩項之和，即0.2π+0.6144π＝0.8144π＝2.56(m2)。

4.3.7 建筑物內的主要金屬物不包括混凝土構件內的鋼筋。

     2 本款加“除本規范第3.0.3條第7款所規定的建筑物外”是根據以下兩個理由：

       1)在這類場合下，設計中采用在橋架上敷設許多長的外面有絕緣保護層的鎧裝電纜，施工人員反映，施工時要將鎧裝互相連接必須破壞絕緣保護層，施工很困難。

       2)IEC 62305——3:2010第52頁的D.5.2(Structures containing zones 2 and 22)有如下的規定，對那些規定為2區和22區的建筑物可不要求增加補充的保護措施(Structures where areas difined as zones 2 and 22 exist may not require supplemental protection measures)。

4.3.8 本條說明如下：

     1 根據IEC 62305—3:2010第35頁6.3規定中的式(4)：，按該規定的表10，ki＝0.06，按該規定的表11，km＝1，分流系數kc見本規范附錄E。將相關數值代入上式，則得本規范式(4.3.8)。

“在金屬框架的建筑物中，或在鋼筋連接在一起、電氣貫通的鋼筋混凝土框架的建筑物中，金屬物或線路與引下線之間的間隔距離可無要求”，這一規定是根據IEC 62305—3:2010 6．3中第36頁的規定增加的，即"In structures with metallic or electrically continuous connected reinforced concrete framework，a separation distance is not required"。

     3 “當金屬物或線路與引下線之間有混凝土墻、磚墻隔開時，其擊穿強度應為空氣擊穿強度的1／2”是根據IEC 62305—3:2010第35頁表11的規定制定的。

     4 本款為強制性條款。“低壓電源線路引入的總配電箱、配電柜處裝設Ⅰ級試驗的電涌保護器”見本章第4.2.4條第8款的說明。

     5 本款是強制性條款。在“當Yyn0型或Dyn11型接線的配電變壓器設在本建筑物內或附設于外墻處”的情況下，當該建筑物的防雷裝置遭雷擊時，接地裝置的電位升高，變壓器外殼的電位也升高。由于變壓器高壓側各相繞組是相連的，對外殼的雷擊高電位來說，可看作處于同一低電位，外殼的雷擊高電位可能擊穿高壓繞組的絕緣，因此，應在高壓側裝設避雷器。當避雷器反擊穿時，高壓繞組則處于與外殼相近的電位，高壓繞組得到保護。另一方面，由于變壓器低壓側繞組的中心點通常與外殼在電氣上是直接連在一起的，當外殼電位升高時，該電位加到低壓繞組上，低壓繞組有電流流過，并通過變壓器高、低壓繞組的電磁感應使高壓繞組匝間可能產生危險的電位差。若在低壓側裝設SPD，當外殼出現危險的高電位時，SPD動作放電，大部分雷電流流經與低壓繞組并聯的SPD，因此，保護了高壓繞組。

“當無線路引出本建筑物時，應在母線上裝設Ⅱ級試驗的電涌保護器，電涌保護器每一保護模式的標稱放電電流值應等于或大于5kA”的規定是因為此時低壓線路的地電位(PE導體、共用接地系統)與SPD的接地端是處于同一電位(在同一平面上)或高于SPD接地端的電位(在建筑物的高處)，流經SPD的電流和能量不會是大的，即不會有大的雷電流再從SPD的接地端流經SPD，又從低壓線路的分布電容流回SPD接地端的接地裝置。但此時SPD動作后將保護低壓裝置的絕緣免遭擊穿破壞。

4.3.9 本條是根據IEC 62305—3:2010修改的，其第19頁“5.2.3 高層建筑物防側擊的接閃器”的規定如下：

5.2.3.1 高度低于60m的建筑物

研究顯示，小雷擊電流擊到高度低于60m建筑物的垂直側面的概率是足夠低的，所以不需要考慮這種側擊。屋頂和水平突出物應按IEC 62305—-2風險計算確定的防雷裝置(LPS)級別加以保護。

5.2.3.2 高60m及高于60m的建筑物

高于60m的建筑物，閃擊擊到其側面是可能發生的，特別是各表面的突出尖物、墻角和邊緣。

注：通常，這種側擊的風險是低的，因為它只占高層建筑物遭閃擊數的百分之幾，而且其雷電流參數顯著低于閃電擊到屋頂的雷電流參數。然而，裝在建筑物外墻上的電氣和電子設備，甚至被低峰值雷電流側擊擊中，也可能損壞。

高層建筑物的上面部位(例如，通常是建筑物高度的最上面20％部位，這部位要在建筑物60m高以上)及安裝在其上的設備應裝接閃器加以保護(見附錄A)。

在高層建筑物的這個上端部位布置接閃器的規則，應至少符合第Ⅳ級防雷級別的要求，并重點布置在墻角、邊緣和顯著的突出物(如陽臺、觀景平臺，等等)處。

在高層建筑物的側面有外部的金屬物(如滿足表3最小尺寸要求的金屬覆蓋物、金屬幕墻)時可以滿足安裝接閃器的要求。當無自然的外部導體時也可以包括采用布置在建筑物垂直邊緣的外部引下線。

可利用所安裝的引下線或利用適當互相連接的自然引下線(如符合本規范第5.3.5條要求的建筑物的鋼框架或在電氣上貫通的鋼筋混凝土鋼筋)來滿足上述要求所要安裝的或特別要求的接閃器。”

對第二類防雷建筑物，由于滾球半徑hr規定為45m(見本規范表5.2.12)，所以本條規定“高度超過45m的建筑物”。

豎直敷設的金屬管道及金屬物的頂端和底端與防雷裝置等電位連接。由于兩端連接，使其與引下線成了并聯路線，必然參與導引一部分雷電流，并使它們之間在各平面處的電位相等。對本條規定的一些做法參見圖14。

圖14  剖面示意

圖14中，與所規定的滾球半徑相適應的一球體從空中沿接閃器A外側下降，會接觸到B處，該處應設相應的接閃器；但不會接觸到C、D處，該處不需設接閃器。該球體又從空中沿接閃器B外側下降，會接觸到F處，該處應設相應的接閃器。若無F虛線部分，球體會接觸到E處時，E處應設相應的接閃器；當球體最低點接觸到地面，還不會接觸到E處時，E處不需設接閃器。