建筑工地防雷安全对策浅议

1.建筑工地防雷现状

笔者从事建筑物防雷分段检测工作多年，每到一处在建工地，首先关注的是建筑工地临时设施的防雷接地情况，现状不容乐观，绝大多数工地所有临时建设设施都未采取任何防雷安全措施，只有少数大型工地的塔吊、混凝土搅拌机等设施有防直击雷措施，其他的如办公用房、民工生活用房、仓库、钢筋加工棚、木工棚、露天堆放的钢筋堆、钢脚手架、自动钢筋调直切割机等设备及临时用电系统均未采取任何防雷安全措施。

究其原因，笔者认为主要是思想上未重视，防雷安全意识淡薄，甚至是不知道临时建设设施同样要采取防雷安全措施。

2.建筑工地的防雷安全对策 2.1防雷装置定义

防雷装置（也称雷电防护系统）是用以对某一空间进行雷电效应防护的整套装置，它由外部防雷装置、内部防雷装置两部分组成。在特定情况下，防雷装置可以仅由外部防雷装置或内部防雷装置。

外部防雷装置是由接闪器、引下线和接地装置组成，主要用于防护直击雷击的防雷装置。接闪器设在被保护物易遭受雷击的部位，与导电性良好的引下线与接地装置连接，接地电阻值应符合国家现行规范要求。

内部防雷装置是除外部防雷装置外的所有其他附加设施，它主要由等电位连接系统、共用接地系统、屏蔽系统、合理布线系统、浪涌保护器等几部分组成，主要用于减小和防止雷电流在需防空间内所产生的电磁效应。

2.2防雷装置设置的条件

建筑工地的防雷安全固然极为重要，但并不是所有工地或工地上的所有建筑物、构筑物、机械设备都要安装防雷装置。国家相关规范《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）中明确规定：施工现场内的起重机、井字架、龙门架等机械设备，以及钢脚手架和正在施工的在建工程等的金属结构，当在相邻建筑物、构筑物等设施的防雷装置接闪器的保护范围以外时，则应按下列规定安装防雷装置。

根据雷云对地放电的特点，结合建筑工地环境的具体情况，如果工地有较高的塔吊或周边有高层建筑物时，应把这些有防雷装置的建（构）筑物当作独立避雷针来计算它的保护范围。在其保护范围内的建（构）筑物及机械设备等就不必再设置防雷装置；不在保护范围内的建（构）筑物及机械设备则必须按规范安装有效的防雷装置。

2.3防雷安全措施要求 2.3.1临时建筑物的防雷

临时建筑物包括工地办公用房、民工生活用房、仓库、钢筋加工棚、木工棚等建（构）筑物。

临时建筑物一般按第三类防雷建筑物设置防雷装置即可，具体做法是在临时建筑物四周设环形人工接地体作为接地装置。民工生活区用房居住人员比较密集，人工接地体应至少埋深1.0m以上，人行道或出入口还应铺设卵石或沥青层。引下线的布设应在临时建筑物周边均匀布置，每两根引下线之间的间距不大于25m，并与接地装置良好连接；引下线尽量远离人员进出口处，尽可能均匀对称布设，若临时建筑物是金属构架的，则可以利用其金属柱子作为引下线，不必另设引下线。在临时建筑物顶上设置闭合接闪器，并与引下线焊接连通；若临时建筑物顶为金属体则可直接作为接闪器，但须与引下线良好连接。若有多栋临时建筑物且互相之间距离小于5.0m，则应将各栋的接地装置互相连接，形成一个共用的接地装置。另外，户外、室内所有大件金属物体应与接地装置良好连接。

2.3.2在建建筑物的防雷

在建建筑物要严格按照施工图施工，接地装置一定要通过当地气象主管机构相关部门检测验收合格后才能隐蔽。当柱子钢筋、剪力墙钢筋、板筋等固定好后应及时按设计要求焊接好应与接地装置连接的钢筋，并确保钢筋与接地装置连接良好。沿建筑物周围竖起的钢脚手架应至少按在建建筑物防雷类别要求的引下线距离进行接地，与接地装置连接的同时还要每升高15 m左右与建筑物作为引下线的钢筋做等电位连接，以保证雷击时电位平衡。

国家标准《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-2006）要求，建筑物在施工过程中，其避雷针（网、带）及其接地装置应采取自下而上的施工程序。首先安装集中接地装置（集中接地装置是为加强对雷电流的散流作用、降低对地电位而敷设的附加接地装置，如在避雷针附近装设的垂直接地体。），

后安装引下线，最后安装接闪器。建筑物内的金属设备、金属管道、结构钢筋均应做到有良好接地，这样做可以保证在建建筑物在施工过程中防止感应雷[5]。

2.3.3建筑施工设备的防雷

建筑工地上的最高点应是起重机的塔吊，高耸的塔吊最易遭受直击雷，由此，可能会引发雷电感应，对建筑设备造成破坏或人员伤亡。因此，每座塔吊都必须做好防雷接地装置。众所周知，高耸的建（构）筑物易使地表的电场分布发生严重的畸变，容易构成雷电发展条件，加上离放电云层近，易遭受雷击，通常年雷击次数和当地的年平均雷暴日成正比，和建（构）筑物高度的平方成正比。

塔吊钢构架直接作为接闪器和引下线。当在建建筑物的接地装置做好后，应将塔吊的接地装置与在建建筑物的接地装置连接导通，其防雷与接地应符合现行国家标准GB5144-2006《塔式起重机安全规程》的规定及产品技术要求，且防雷接地阻值不应大于4Ω（起重机轨道的接地电阻，以及起重机上任何一点的接地电阻均不得大于4Ω。）[6]。

混凝土搅拌机、卷扬机、钢筋调直切割机等大件金属物体及露天堆放的钢筋堆都应有良好的防雷接地。

在安装水电时，所有临时和永久的电缆、金属管道等均应在入户端与接地装置连接。

2.3.4电气方面的防雷

建筑工地供电一般采用TN-C-S系统供电。由于建筑施工现场用电通常采用架空线路，雷云在起电、移动和先导放电的过程中，对架空线路会产生静电感应。即使雷云没有放电，仅在雷云起电和移动过程中，也能在绝缘良好的短电话线路上产生10～20KV的感应过电压。相距大约为25～3000m的对地雷击，一般将在架空电话线路中感应出高于1000V的过电压，这必将产生相当大的危害。因此，建筑工地用电应做好防雷接地，同时架空线路采取屏蔽措施，在总配电箱处应安装一级电源电涌保护装置，塔吊专用开关处宜安装二级电源电涌保护装置；办公用电及民工生活用电、其它设备用电如果是从总配电箱架空引来则也宜安装二级电源电涌保护装置，防雷保护接地线型材应符合规范要求，接地极埋设深度应达到要求，不应裸露在外[2]。

2.3.5防雷装置的接地电阻

《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）规定：施工现场内所有防雷装置的冲击接地电阻值不得大于30Ω。

接地电阻有工频接地电阻（R～）和冲击接地电阻（Ri）之分。按通过接地体流入地中工频电流求得的电阻，称为工频接地电阻（R～）；按通过接地装置流入地中冲击电流（模拟雷电流） 得到的电阻，称为冲击接地电阻（Ri）。防雷检测时用接地电阻测试仪测得的接地电阻就是工频电阻，在不同土壤电阻率条件下，工频电阻有时会比冲击接地电阻大1～3倍，二者之间的换算关系为：Ri= R～/A

详见表2[4]。

表2 接地装置工频接地电阻与冲击接地电阻的比值（A） 土壤电阻率ρ（Ω·m） ≤100 ≤500 ≤1000 ≥2000

工频接地电阻与冲击接地电阻的比值R～/ Ri 1.0 1.5 2.0 3.0

注：1、本表适用于引下线接地点至接地体最远端不大于20m的情况； 2、如土壤电阻率在表列两个数值之间时，用插入法求得相应的比值。 在土壤电阻率等于和小于100Ω·m的地方，工频接地电阻（R～）等于冲击接地电阻（Ri）。

在土壤电阻率大于100Ω·m至500Ω·m的地方，工频接地电阻（R～）除以1.5即为冲击接地电阻（Ri）。

接地装置安装后，根据换算关系，只要测试出的接地电阻值不大于30Ω，则可以判定是符合规范要求的，可以投入使用。

2.3.6施工现场的防雷安全制度

⑴施工企业对施工现场建筑设备（尤其是塔吊）防雷装置的验收和日常检测不可松懈，重点放在接闪器、引下线的连接部位，跨接线和接线柱有无松动和断线，以及材质的锈蚀情况，发现问题应及时整改，以确保遭雷击时人身和设备的安全。

⑵施工前应对施工人员进行防雷知识培训，掌握避免雷电危害的方法，切实提高防雷意识。在建筑施工过程中，施工单位要密切关注天气变化情况，雷电天气必须停止高空作业、野外施工用电等影响安全的施工；制定和完善施工现场雷电及恶劣天气下的防范措施和应急处置预案，增强雷电应急处置能力。加强被雷击后基本救护和自救知识的培训与演练，增强救护和自救能力，减少伤亡事故。

⑶加强雷电天气施工现场的安全管理。雷雨天气前后，需对所有防雷安全设施和现场施工用电进行全面检查，同时还要加强施工现场易燃易爆物品的管理，避免雷击引发的火灾。

3.结语

⑴建筑施工现场遭受雷电袭击的概率较大，高耸的塔吊最易遭受直击雷，由此引发的雷电感应会对建筑物造成破坏或人身伤亡。因此，塔吊应采取相应的防直击雷措施。其它的施工设施设备也应做好相应的防雷安全措施。

⑵建筑施工场地的用电防雷安全应做好接地，材型规格应符合国家规范要求；安装位置应远离人行道和人群密集地方，倘若达不到要求，应采取相应措施；在电源入户处或重要设备处安装相应的电源电涌保护装置。

⑶建筑施工场地临时搭建的建筑物应采取相应的防雷措施；建立施工现场的防雷安全制度，雷雨天气一律禁止露天施工作业，以确保人身安全。

参考文献：

[1] 王德言，刘寿先.雷达站综合防雷技术[J].防雷世界，2003（9-10）：10-15. [2] 李家启.建筑施工场地的防雷安全技术探讨[J]. 防雷世界商情，2004（12）：57-60.

[3] 中國防雷信息网.

[4] JGJ46-2005施工现场临时用电安全技术规范.[S].北京：中国建筑工业出版社，2005.