建筑物防雷规范新旧对比和重点讲解.doc

建筑物防雷设计规范新旧对比和重点讲解
中国航天建筑设计研究院 卞铠生

本讲稿章、节、条的编号与规范一致，仅供学习参考。
附：勘误
1. P41 续表5.4.1 中，钢管直径20mm改正为25mm
2. P49 倒6 行，式(6.3.2-4)改正为式(6.3.2-7)
3. P67 第2 行，表6.2.1 改正为表5.2.12
4. P73 第12行，表6.2.1 改正为表5.2.12
5. P88 第6 行，表J.J.1 改正为表J.1.1
6. P126 第10 行，删去10
7. P130 倒12 行，6m×6m 改正为6m×4m
8. P142 第10 行，4 款改正为6 款
9. P167 倒1行,GB/T 17626.5-1999(等效IEC61000-4-5:1995)
应为GB/T 17626.5-2008(等效IEC61000-4-5:2005)
10. P177 倒11 行，式(6.3.2-2)改正为式(6.3.2-5)

1 总则
1.0.1 为使建筑物防雷设计因地制宜地采取防雷措施，防止或减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和文物、财产损失，以及雷击电磁脉冲引发的电气和电子系统损坏或错误运行，……制定本规范。
【增加】红字部分为新增加。条文说明中指出：“按照本规范设计的防雷装置的防雷安全度不是100%”。
1.0.2 本规范适用于新建、扩建、改建建筑物的防雷设计。
【增加】适用于扩建、改建的建筑物。
【删除】原有“不适用于天线塔、共用天线电视接收系统、油罐、化工户外装置”，现删去。

2 术语
对雷电、防雷装置、被保护系统等，共给出50条定义。例如：
外部防雷装置--接闪器、引下线和接地装置
内部防雷装置--防雷等电位连接和与外部防雷装置的电气绝缘，即间隔距离。
接闪器--用于拦截闪击的接闪杆（避雷针）、接闪导线（避雷带、线、避雷网）以及金属屋面和金属构件等组成的这部分外部防雷装置。
【建议】请浏览术语，既便于理解条文，又有助于答题。
3 建筑防雷分类
【修订概要】
3.0.2第一类防雷建筑物（IEC标准Ⅰ、Ⅱ级）：
【补充】“在可能发生对地闪击的地区”，作为前提条件。
【修改】0区或10区改为0区或20区。
1区改为1区或21区。
3.0.3第二类防雷建筑物（IEC标准Ⅲ级）：
【增加】特级和甲级体育馆
【修改】1区改为1区或21区。
11区改为2区和22区。
年预计雷击次数的修改：
省、部级建筑物0.06次改为0.05次。
住宅0.3次改为0.25次。
3.0.4第三类防雷建筑物（IEC标准Ⅳ级）：
【修改】省部级建筑物0.012次改为0.01次。
住宅0.3次改为0.25次。
一般性工业建筑物0.06次改为0.05次。
【防雷分类串讲】
分类原则（3.0.1）
根据重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果。
第一类防雷建筑物（3.0.2）
1. 凡制造、使用或贮存火炸药及其制品的建筑物，因电火花而引起爆炸、爆轰，会造成巨大破坏和人身伤亡者。
2. 具有0区或20区爆炸危险场所的建筑物。
3. 具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。
【要点】第一类均按使用性质决定，即爆炸可能性很大、后果极其严重者。因此，民用建筑物均非第一类。
2款无附加条件，即0区或20区均为第一类。
1、3款有附加条件，即“因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者”。如不符合这一条件，则为第二类。（参见下面5、6款。）
第二类防雷建筑物（3.0.3）
1 国家级重点文物保护的建筑物。
2 国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站和飞机场、国宾馆，国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物。
注：飞机场不含停放飞机的露天场所和跑道。
3 国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义的建筑物，
4 国家特级和甲级大型体育馆。
5 制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。
6 具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。
7 具有2区或22区爆炸危险场所的建筑物
8 有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。
9 预计N＞0.05次/a的部、省级办公建筑和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。
10 预计N ＞0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。
【要点】1、2、3、4款均以重要性一个条件入选。
5、6、7款均为“电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。”（参见上条1、3款。）因还有一定的爆炸危险，因此防雷措施有附加要求。
8款为露天钢罐，无需另外采取防雷电感应的措施。
9、10款按重要性和预计雷击次数两个条件组合而定，与第三类的界定参见下表。
第三类防雷建筑物（3.0.4）
1 省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。
2 预计N≥0.01次/a，且≤0.05次/a的部、省级办公建筑和其他重要或人员密集的公共建筑物，以及火灾危险场所。
3 预计N≥0.05次/a，且 ≤0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物和一般性工业建筑物。
4 在Td＞15d/a地区，h≥15m的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物； 在Td ≤15d/a地区， h≥20m的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。

【要点】1款只涉及一个条件。
2、3款按重要性和预计雷击次数两个条件组合而定，与第二类的界定参见下表。
4款按雷暴日数和构筑物高度两个条件组合而定，最高级别为第三类。
注意2、3、4款的条件均有下限；即第三类防雷建筑物之下，还有非防雷建筑物。
不同建筑物按预计雷击次数分类
防雷
分类
部（省）办公建筑及重要或人员密集的公共建筑物
住宅、办公楼等民用建筑物
一般性工业
建筑物
第二类
N＞0.05
N ＞0.25
N ＞0.25
第三类
0.05≥N≥0.01
0. 25≥N≥0.05
0. 25≥N≥0.05
非防雷建筑物
N＜0.01
N＜0.05
N＜0.05
【相关条款】 （4.5.1、4.5.2、4.5.3）
一座防雷建筑物中兼有第一、二、三类防雷建筑物时，其防雷分类按面积的百分比划分（≥30%）。
一座建筑物中第一、二、三类防雷建筑物的面积≥50%时，其防雷分类类似。
当采用接闪器保护建筑物、封闭气罐时，其外表面的2区爆炸危险场所可不在滚球法确定的保护范围内。
【操作建议】
1 对特殊建筑，应深入了解工艺，对照GB50057和GB50058，与相关专业共同商定。
2 “就高不就低”会造成被动。不放心时，可加强措施而不提高类别。
【附：爆炸、火灾危险环境】
爆炸性气体环境危险区
0区：连续出现或长期出现或频繁出现爆炸性气体混合物的环境
（原为“正常情况下能形成爆炸性混合物（气体或蒸气爆炸性）的爆炸危险场所。）
1区：在正常运行时可能偶然出现爆炸性气体混合物的环境
（原为“在不正常情况下能形成爆炸性混合物的爆炸危险场所”。）
2区：在正常运行时，基本不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。
（原为“在不正常情况下能形成爆炸性混合物可能性较小的爆炸危险场所。”）
注：正常运行——开车、运转、停车、装卸、密闭盖的开闭等
爆炸性粉尘环境危险区
20区：空气中的爆炸性粉尘云持续地或长期地或频繁地短时存在的场所， 如粉尘容器内、料斗、料仓、施风除尘器 和过滤器、粉料传输系统、搅拌机、研磨机、干燥机等。
（原为“10区：在正常情况下能形成粉尘或纤维爆炸性混合物的爆炸危险场所”。）
21区：正常运行时，很可能偶然地以空气中可燃性粉尘云形式存在于爆炸性环境中的场所。如为操作而频繁打开粉尘容器的周围。
（原为“11区：在不正常情况下能形成粉尘和纤维爆炸性混合物的爆炸危险场所爆炸性粉尘环境危险区”。）
22区：正常运行时，不太可能以空气中可燃性粉尘云形式存在于爆炸性环境中的场所， 如果存在仅是短暂的。
（原火灾危险分区：
21区：具有闪点高于环境温度的可燃液体在数量和配置上能引起火灾危险的环境。
22区：具有悬浮状堆积状的可燃粉尘或可燃纤维虽不可能形成爆炸混合物但在数量和配置上能引起火灾危险的环境。
23区：具有固体状可燃物质在数量和配置上能引起火灾危险的环境。）

4 建筑物的防雷措施
4.1 基本规定
4 . 1 . 1 各类防雷建筑物应设防直击雷的外部防雷装置并应采取防闪
电电涌侵入的措施。
第一类防雷建筑物和本规范第3 . 0 .3 条5 ~7 款所规定的第二类防雷建筑物尚应采取防闪电感应的措施。
【修改】改用IEC术语（见后文）；保留了原来的提法。
４.１.２各类防雷建筑物应设内部防雷装置，并应符合下列规定：
1 在建筑物的地下室或地面层处，以下物体应与防雷装置做防雷等电位连接：建筑物金属体，金属装置，建筑物内系统，进出建筑物的金属管线。
2 除本条1款的措施外，外部防雷装置与建筑物金属体 、金属装置、建筑物内系统之间，尚应满足间隔距离的要求。
【修改】原为“在防雷装置与其它设施和建筑物内人员无法隔离的情况下，应采取等电位连接。”现改为“各类防雷建筑物应设内部防雷装置”。
4 . 1 . 3 本规范第3 . 0 .3 条2~4 款所规定的第二类防雷建筑物尚应采取防雷击电磁脉冲的措施。其他各类防雷建筑物，当其建筑物内系统所接设备的重要性高，以及所处雷击磁场环境和加于设备的闪电电涌无法满足要求时，也应采取防雷击电磁脉冲的措施。防雷击电磁脉冲的措施应符合本规范第6章的规定。
【本条为新增】使一般规定完整。
【要点讲解】
按条文说明，防雷措施分

应防雷击电磁脉冲的三种情况：有爆炸危险者；设备重要性高者；闪电电涌超出设备承受能力者。其保护对象是建筑物内系统，即电气系统和电子系统。

4.2 第一类防雷建筑物的防雷措施
4.2.1 防直击雷的措施
【补充】基本未变，仅8款末尾补充“但在3000Ωm以下的地区，冲击接地电阻不应大于30Ω”。
4.2.2 防闪电感应的措施
【基本未变】
4.2.3 防闪电电涌侵入的措施
【修订概要】
原为三款，现为七款。2、3款系由原1款分出；4款（入户总配电箱的电涌保护器）、5和6款（电子系统的室外线路）为新增。
冲击接地电阻，由10Ω（电缆与架空线连接处）和20Ω（架空金属管道）均改为30Ω。
在2、4、6款中，增加了电涌保护器的选择和装设要求。
4.2.4 接闪器直接装在一类建筑物上的特殊要求
【修订概要】
5款中原“电气设备”一词改为“电气和电子系统”。
6款明确了前提：“当每根引下线的冲击接地电阻大于10Ω时”；小于和等于10Ω时，即无该款的要求。
8款中补充了电涌保护器的选择要求。
9、10款为新增，进一步明确了电涌保护器的选择和装设要求。
4.2.5 临近建筑物的树木
【修改】“当树木高于建筑物且........”，改为“当树木临近建筑物且不在接闪器保护范围之内时，........净距不应小于5m。”
【4.2讲解】
1. 第一类防雷建筑物的防直击雷措施，首选方案应采用独立接闪杆、线或网。（危险性高、后果严重，“惹不起，躲得起”。）
2。 独立接闪杆、线、网等与一类建筑物的间隔距离，详见4.2.1。
3. 由于建筑物太高或其他原因，不能或无法装设独立接闪杆或架空接闪线（网）时，才允许采用附设于建筑物上的防雷装置进行保护，但有14项补充要求。这是极特殊的情况，万不得已才用！
补充要求（如接闪器连接、引下线布置、等电位连接环、防侧击、每根引下线的冲击接地电阻、电涌保护器的装设等，详见4.2.4），仅用于接闪器直接装在建筑物上。注意：采用独立接闪杆、线、网时，无此要求！
4. 放散管、呼吸阀、排风管的保护
区分两类：仅保护到管帽或管口（基本上无爆炸危险工艺情况） ；管口外空间也要保护（有爆炸危险着）。
管口外保护空间：无管帽（R=5m）;有管帽（按压差和密度组合，详见表4.2.1）。

4.3 第二类防雷建筑的防雷措施
4.3.1 外部防雷措施
【修改】原为“采用........避雷网（带）”，现改为“宜采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆，也可采用........混合组成的接闪器”。
补充了建筑物高过45m时接闪器布置的要求。
4.3.2 突出屋面物体的保护
【基本未变】补充与4.5.7条呼应的情况。
4.3.3 专设引下线布置
【修改】文字表达更严密。
补充了内庭院的情况；明确间距沿周长计算。
补充增加了“当建筑物的跨度较大，无法在跨距中间设引下线时，应在跨距两端设引下线并减少其他引下线的间距，专设引下线的平均间距不应大于18m。”
4.3.4 接地装置
【删除】原有“当不共用、不相连时，两者间在地中的距离”的过时内容，现删去。
接地电阻的要求，并入4.3.6。
4.3.5 利用建筑物钢筋
【修改】表述更加严密，如：

2款．补充“当基础的外表面有其他类防腐层且无桩基可利用时，宜在基础防腐层下面的混凝土垫层内敷设人工环形基础接地体。”
3、4、5、6款基本未变。
4.3.6 接地和电涌保护器要求
【修改】本条变动大，不再一一对比；请直接学习新规范，可参见下文6.4串讲。
4.3.7 防闪电感应（第二类建筑物的5~7款者）
【修改】2区或22区（7款）的长金属物不必跨接。其他基本未变。
4.3.8 金属物、电气和电子线路防反击要求
【修改】删去过时的原一款（不共用接地装置者）。
1款． 空气间隔计算式中的系数改为0.06。
2、3款． 基本上沿用原三、四款。
4、5、6、7、8款．增加了电涌保护器选择的要求。
9款．增加设有绝缘段的入户金属管道的要求。
原3.3.9条（防雷电波侵入）删去，部分内容揉入4.3.8。
4.3.9 高度超过45m的建筑物
【修改】

……………….（略）

　　请注意上述三款中的状语和定语成分。
4.3.10 有爆炸危险的露天钢质封闭气罐
【基本上沿用原3.3.11条】
【4.3讲解】
A. 放散管、呼吸阀、排风管的保护：注意第二类建筑物与第一类建筑物的区别。

表面上看似乎要求相同，但二者滚球半径不同，具体做法有异。而且绝大部分第二类建筑物符合2款的情况，金属管就不必装接闪器了。

B. 利用建筑物钢筋的做法：是第二类建筑物的一个要点。
规范4.3.5内容多达6款，甚为详尽。概因其广泛用于外部防雷（接闪器、引下线、接地装置）。
对比第一类防雷建筑，仅有1款涉及。因其仅用于防闪电感应，要求简单。由此可印证，一类建筑的首选措施是独立接闪器。
C. 人工环形基础接地体: 优点很多，规范组推荐，是基础有绝缘防水层时的不二选择。条文说明的表8包括第二类和第三类建筑物的计算结果：

D. 接地要求：新规范全面采用共用接地系统，彻底摒弃分立接地残余，注重雷电流的消散（包围面积、有效长度等），淡化接地电阻值，明确接地电阻按防电击要求即可（消除了１Ω影响）。请注意该条款的开头部分。

条文说明中进一步指出:“考虑到已采取严格的各种金属物与防雷装置之间的连接和均压措施，故不必要求很低的接地电阻。” “接地装置的布置和尺寸比接地装置的特定值更重要。”
E. 电涌保护器要求：第二类建筑物的入户管线，应按分流雷电流的要求装设和选择SPD。第一类建筑物采用独立接闪器时，无此要求。
F. 防闪电感应要求: 仅用于“3.0.3条5~7款”的第二类建筑物,其他第二类建筑物无此要求。（见4.3.7.）
G. 高度超过45m的建筑物：见前文。

４.4 第三类防雷建筑物的防雷措施
4.4.1 接闪器的布置
【修改】补充了建筑物高过60m时接闪器布置的要求。
删去“平屋面的建筑物，当其宽度不大于20m时，可仅沿周边敷设一圈避雷带。”
4.4.2 突出屋面物体的保护
【同原3.4.5】
4.4.3 专设引下线
【修改】删去“可设一根引下线”。 条文比原3.4.7条更完善。
4.4.4 接地装置
【修改】删去原3.4.2条中不共用接地装置的内容。
4.4.5 利用建筑物钢筋
【表述更严密】
4.4.6 接地电阻、接地体
【表述更完整】
4.4.7 防反击
【修改】计算式改为：
增加装设和选择SPD的要求。
原3.4.9条（防雷电波侵入）删去，部分内容揉入4.4.7。
4.4.8 高度超过60m的建筑物
【修改】与4.3.9类似。
4.4.9 烟囱防雷
【沿用原3.4.6条】
【4.4讲解】
4.4的许多条文与4.3类似，还多处引用4.3的条款和计算式；其中的主要差别是数据不同。
第三类建筑物没有防闪电感应的要求。

4.5 其他防雷措施
【修订概要】
4.5.1、4.5.2、4.5.3 沿用原条文。如前文所述，这三条与防雷分类有关。
4.5.4 “应根据建筑物的重要性……..”改为“应根据建筑物的防雷类别采取相应的防止闪电电涌侵入的措施”。
表述严格程度的用语“宜”改为“应”。
补充了SPD选择要求。
4.5.5、4.5.8 沿用原条文。
修订并移来防接触电压和跨步电压的条款：

增加屋顶孤立突出物保护规定：

5 防雷装置
【修订概要】根据IEC标准修订、补充、细化，改动较多。请直接学习规范，不详细对比。
增加“5.1 防雷装置使用的材料”一节。给出了各种使用条件下的使用材料；各连接部件的最小截面。对耐腐蚀情况特别关注。
在“5.4 接地装置”一节，考虑到混凝土中钢材与土壤中铜材二者的电位接近，增加如下重要条文：

此外，原“第五章 接闪器的选择和布置”已并入本章。

6 防雷击电磁脉冲
6.1 基本规定
【修订概要】保留原核心两条：设计时预留共用接地系统和等电位连接的条件；采用TN-S系统。
移至4.1一条；删去内容抽象两条。

6.2 防雷区和防雷击电磁脉冲
【修订概要】基本未变两条；补充深化一条。
对安装磁场屏蔽和电涌保护器，给出了四种范例。

6.3 屏蔽、接地和等电位连接的要求
【修订概要】基本未变
6.3.2 磁场强度衰减的计算
2款、5款：补充当SF小于10时安全距离的计算式。
3款：增加确定可能的雷击点与屏蔽空间的最小平均距离的方法。
7款： 用于LPZn+1区计算时，LPZ1区磁场强度确定方法的澄清。
6.3.3 共用接地系统
2款：补充了相邻建筑物接地装置互相连接的具体做法。
6.3.4 等电位连接
2款：补充“尚应确定沿各种设施引入建筑物的雷电流。应采用向外分流或向内引入的雷电流的较大者。”
6款：明确300kHz以下的模拟线路可采用S型连接。
7款：明确兆赫兹级数字电路应采用M型连接。
【6.3讲解】
屏蔽要点：做法；计算。

接地要点：共用。（图中PE导体应接到I类设备上。）

等电位连接要点：等电位连接带/内部环形导体、环形接地体。

6.4 安装和选择电涌保护器的要求
【修订概要】
新增6.4.1等条款，明确了SPD的装设范围。

深化了SPD的选择要求，特别是用于电子系统者。改变了编排表述：入户线路上SPD的安装选择要求前移到4章；其后线路上SPD的要求在本节；部分详细计算和数据后移至附录。

【SPD串讲】

【用于电气系统的SPD】
接线形式

接线形式详见规范附图.

持续运行电压

【用于电子系统的SPD】

附录
只讲两个最常用的附录。其他附录请酌情浏览。
附录A 建筑物年预计雷击次数
【修订概要】主计算式未变，确定Ng有新说法或算法。

A.0.3 等效面积的计算
增加建筑物周边有其他建筑物时，计算方法见2、3、5、6款。无其他建筑物时的算法未变。

【要点讲解】周边无其他建筑物时的算法，应熟练掌握。
Ng的算法比过去简单了。校正系数应根据项目的条件选取。等效面积的计算比过去复杂了。
计算的顺序是先局部后整体：先计算出各个参数，最后再列主计算式。

附录D 滚球法确定接闪器的保护范围
【基本未变】
【要点讲解】解析法是由图解法推导出来的，二者一致。设计工作时，先用图解法确定方案，再用解析法校核关键点数据。考试时，只会用到解析法计算。下面是一个两支等高接闪杆保护范围的计算例题。
某化工及危险品库房,长×宽×高分别为12×6×6米,内储存有炸药、起爆药等爆炸性物质及其它危险化工品,其中炸药、起爆药等爆炸性物质储存面积占库房总面积的40%。
(1) 依据GB50057-2010第3.0.2条，本例化工危险品库房内储存有炸药、起爆药等爆炸性物质的部分应属第一类防雷建筑物,且其储存面积已超过该建筑物总面积的30%,故按规范第4.5.1条之规定，应划为第一类防雷建筑物。
(2) 依据GB50057第4.2.1条一款，对第一类防雷建筑物的直击雷防护, 应采用独立接闪杆保护。
(3) 依据GB50057第4.2.1条5款，如独立接闪杆接地装置的冲击接地电阻为10Ω,则独立接闪杆及其接地装置至该库房及与其有联系的管道、电缆等金属物之间的空气中距离和地中距离分别不应小于：
空气中距离: Sa1≥0.4(Ri＋0.1hx)=0.4(10+0.1×6)=4.24 (m)；
地中距离: Se1≥0.4Ri=0.4×10=4 (m)。
(4) 如采用两支等高独立避雷针分别置于该库房长度方向两侧距建筑物5 m的中心线上,两针间距D为22 m , 避雷针高h取为12 m ,则避雷针保护范围上边线上最低点的高度hx=0 ，依据GB50057附录D.0.2-2式计算：

= 30 － = 8.9 (m)。
（5）依据GB50057附录D.0.2之4款，两针间AEBC内的保护范围，是以hx作为假想避雷针，按单支避雷针的方法确定，即式D.0.1-1。保护范围最小处为x=0的剖面，故以hx=0代替式中的h，
rx=0 =
== 3.3 (m)；
保护范围最小宽度为2 rx=0 = 2×3.3 = 6.6＞6m，符合要求。