本文《裝配式建筑防雷引下線設(shè)計及施工要點之探討》刊于《xx建材》2019年第10期，作者：xx（xx市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站）。本文介紹了裝配式建筑結(jié)構(gòu)工藝及施工特點，結(jié)合gb50057-2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》的相關(guān)要求，針對現(xiàn)階段裝配式建筑防雷引下線的設(shè)計，探討了其施工要點和措施，根據(jù)裝配式建筑特點探討了不同的防雷引下線設(shè)計思路及施工方法，非常值得大家參考學(xué)習(xí)。
裝配式建筑指的是傳統(tǒng)建筑中的梁、樓板、柱、墻、樓梯等通過工廠預(yù)制后在工地裝配而成的建筑，優(yōu)點是建造速度快，受氣候條件制約小，節(jié)約勞動力并可提高建筑質(zhì)量。裝配式建筑取消了施工現(xiàn)場大部分的現(xiàn)澆、現(xiàn)砌工作，同時對于裝配式建筑電氣施工尤其是雷電防護(hù)上的施工提出了與以往不同的施工要求，相較于傳統(tǒng)建筑防雷設(shè)計來說，現(xiàn)階段裝配式建筑防雷設(shè)計還不成熟，在施工過程中存在諸多問題。以某裝配式建筑項目的防雷引下線設(shè)計為例，探討現(xiàn)階段裝配式建筑的防雷設(shè)計思路，解決裝配式建筑的防雷引下線施工難題。
裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑特點
根據(jù)gb/t51231-2016《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑分為裝配整體框架結(jié)構(gòu)建筑、裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)建筑、裝配式墻板結(jié)構(gòu)建筑三類。第一類多用于公共建筑，第二類多用于住宅建筑，第三類適用于抗震設(shè)防類別為丙類的多層住宅。
某項目采用裝配式框架-剪力墻結(jié)構(gòu)+預(yù)制外墻板結(jié)構(gòu)體系，由預(yù)制柱、預(yù)制疊合梁、預(yù)制疊合樓板、預(yù)制外墻板、預(yù)制樓梯等預(yù)制構(gòu)件組成。這些預(yù)制構(gòu)件均由預(yù)制構(gòu)件廠生產(chǎn)后運輸至施工現(xiàn)場，通過吊裝設(shè)備按照吊裝圖紙裝配而成，如圖1所示。
由于裝配式建筑是由各模塊拼裝而成，在預(yù)制構(gòu)件連接方式上，其中梁、板之間的連接通常設(shè)計為預(yù)制加現(xiàn)澆層，而上、下層預(yù)制柱間縱向鋼筋的連接則采用套筒灌漿技術(shù)連接。從圖2可以看出，上部預(yù)制柱灌漿套筒與下部預(yù)制柱柱頭鋼筋之間的縫隙已被灌漿料填滿，因此上、下層預(yù)制柱內(nèi)的鋼筋并沒有形成連續(xù)的電氣通路，當(dāng)利用預(yù)制柱內(nèi)主筋作為防雷引下線時，需要采取特殊措施。
防雷引下線設(shè)計
引下線即用于將雷電流從接閃器傳導(dǎo)至接地裝置的導(dǎo)體。當(dāng)利用混凝土內(nèi)鋼筋作引下線時，引下線的設(shè)計應(yīng)根據(jù)gb50057-2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》第4.3.5條、第4.4.5條的規(guī)定選擇合適的直徑，同時還須根據(jù)規(guī)范中第4.3.3條、第4.4.3條要求按建筑物的防雷類別設(shè)置位置及數(shù)量。在傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)建筑中，建筑物的防雷設(shè)計均優(yōu)先利用結(jié)構(gòu)柱內(nèi)對角兩根主筋作為防雷引下線，通過鋼筋螺紋套筒或搭接焊的形式很容易形成雷電電氣通路，施工過程由現(xiàn)場的電氣施工員與結(jié)構(gòu)施工員配合完成，施工工序簡單，省時、省材料。
而在裝配式建筑防雷引下線設(shè)計上，為實現(xiàn)構(gòu)件之間連成電氣貫通滿足防雷要求，就需要在預(yù)制構(gòu)件內(nèi)（主要指預(yù)制柱）設(shè)計附加專用導(dǎo)體。目前，上、下層預(yù)制柱內(nèi)引下線連接節(jié)點在設(shè)計圖上通常采用兩根ф10圓鋼通過與預(yù)制柱內(nèi)兩根主筋連接并預(yù)留足夠的長度于柱外作為附加專用導(dǎo)體。
上圖3為預(yù)制柱間引下線的連接大樣圖，圖中①為用作防雷引下線的上部預(yù)制柱主筋；②為采用010圓鋼作為附加專用導(dǎo)體，在預(yù)制柱生產(chǎn)時與用作防雷引下線的上部預(yù)制柱主筋①焊接（焊接長度60mm），并由預(yù)制柱底部引出；③為灌漿套筒，在預(yù)制柱生產(chǎn)時與上部預(yù)制柱主筋通過螺紋連接預(yù)埋于上部預(yù)制柱底部；④為用做防雷引下線的下部預(yù)制柱主筋，現(xiàn)場裝配時，首先利用ф10圓鋼⑤與用做防雷引下線的下部預(yù)制柱主筋④焊接（焊接長度60mm），并由預(yù)制柱頂部引出至疊合板現(xiàn)澆層內(nèi)，在疊合板現(xiàn)澆面層設(shè)置預(yù)埋接地連接板⑥，并與ф10圓鋼⑤焊接；在上部預(yù)制柱安裝到位后，將附加專用導(dǎo)體②與預(yù)埋接地連接板⑥焊接（焊接長度60mm），完成上、下層預(yù)制柱內(nèi)引下線鋼筋的相互連接。上圖4為首層預(yù)制柱內(nèi)引下線鋼筋與現(xiàn)澆柱的連接大樣，其做法與圖3雷同。
裝配式建筑防雷引下線施工難點
上述裝配式建筑防雷引下線設(shè)計雖然實現(xiàn)構(gòu)件之間連成電氣貫通滿足防雷要求，但在施工過程中卻存在如下幾點問題：
（1）由預(yù)制柱底部引出的ф10圓鋼在預(yù)制構(gòu)件運輸及吊裝過程若保護(hù)不到位易出現(xiàn)折彎、折斷現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)上述情況便失去引下線的作用。圖5為施工現(xiàn)場常用的預(yù)制柱引下線設(shè)計成品照片。
（2） 圖3中預(yù)埋接地連接板⑥設(shè)置在現(xiàn)澆層內(nèi)，應(yīng)滿足與樓板結(jié)構(gòu)面平齊方能使上部預(yù)制構(gòu)件落位后與附加專用導(dǎo)體②焊接。然而，在現(xiàn)場施工過程中預(yù)埋接地連接板⑥的安裝高度難把控，施工中接地連接板往往存在高出或低于結(jié)構(gòu)面，當(dāng)高出結(jié)構(gòu)面時，其50mm的建筑面層無法將其完全隱蔽；當(dāng)?shù)陀诮Y(jié)構(gòu)面時，必須通過鑿打結(jié)構(gòu)面找出預(yù)埋接地連接板，而鑿打后的結(jié)構(gòu)面坑坑洼洼存在質(zhì)量缺陷問題。圖6、圖7為預(yù)埋接地連接板⑥在施工現(xiàn)場常見的質(zhì)量問題照片。
（3） 由于預(yù)埋接地連接板采用鍍鋅鋼板，其表面較為光滑，當(dāng)預(yù)埋高度低于結(jié)構(gòu)面，經(jīng)過鑿打找出的接地連接板，易導(dǎo)致其底部與結(jié)構(gòu)脫離從而產(chǎn)生空鼓的現(xiàn)象，而空鼓處一旦有積水將會腐蝕附加專用導(dǎo)體②以及預(yù)埋接地連接板⑥，存在雷電安全隱患。
（4）在上部預(yù)制柱吊裝落位后，預(yù)制柱底部預(yù)留的附加專用導(dǎo)體②必須經(jīng)過折彎并甩岀至結(jié)構(gòu)面，然后與設(shè)置在疊合板現(xiàn)澆面層的預(yù)埋接地連接板⑥焊接，附加專用導(dǎo)體②在折彎過程易擋住相鄰灌漿套筒的底部出漿孔，影響該處灌漿套筒的灌漿質(zhì)量，存在質(zhì)量安全隱患。
裝配式建筑防雷引下線施工要點
為了提高防雷引下線在裝配式建筑中的施工質(zhì)量，針對施工中可能存在的問題提岀以下幾點看法：
（1）在預(yù)制構(gòu)件吊裝運輸前，應(yīng)先開展預(yù)制構(gòu)件吊裝施工技術(shù)及安全技術(shù)交底工作，提高施工人員的施工安全意識與預(yù)制構(gòu)件成品保護(hù)意識，使成品預(yù)制構(gòu)件的損壞率降低為零，從而保證成品構(gòu)件功能的完整性。
（2）完善相關(guān)生產(chǎn)責(zé)任制，劃分好各項施工任務(wù)并落實相關(guān)責(zé)任人，提高施工人員責(zé)任意識。施工前應(yīng)對施工班組進(jìn)行施工技術(shù)交底。施工時應(yīng)嚴(yán)格按照施工工序開展施工作業(yè)。預(yù)埋件放樣時可借助放樣機器人、激光儀、水平儀等設(shè)備進(jìn)行定位。施工過程中應(yīng)有專人負(fù)責(zé)跟蹤，嚴(yán)格把控接地連接板安裝高度。施工完畢應(yīng)對每處預(yù)埋點位進(jìn)行標(biāo)高復(fù)合，從而提高預(yù)埋接地連接板的準(zhǔn)確度和施工質(zhì)量。
（3）在上部預(yù)制柱吊裝前，應(yīng)先對附加專用導(dǎo)體的ф10圓鋼做折彎處理，避開預(yù)制柱底部灌漿套筒的出漿孔，待上部預(yù)制柱吊裝落位后再進(jìn)行焊接工作。對附加專用導(dǎo)體與接地連接板焊接長度無法滿足≥60mm時，可通過圓鋼進(jìn)行跨接，再與預(yù)埋接地連接板有效焊接，嚴(yán)禁通過敲打拗彎附加專用導(dǎo)體來滿足與接地連接板的焊接長度，圓鋼與圓鋼間應(yīng)上下搭接雙面施焊。
防雷引下線在裝配式建筑中的設(shè)計建議
與傳統(tǒng)建筑防雷引下線施工相比，裝配式建筑防雷引下線的施工工序多，且耗時、耗工、耗材料。目前，裝配式建筑對于機電安裝專業(yè)來說，其并未在安裝上帶來效益，反而提高了機電安裝專業(yè)施工難度。為解決裝配式建筑在機電安裝專業(yè)存在的問題，實現(xiàn)裝配式建筑真正的高效施工優(yōu)勢，應(yīng)從裝配式建筑設(shè)計源頭上解決上述存在的問題。
根據(jù)裝配式建筑的特點，通過調(diào)整原有的防雷設(shè)計思路，從而提供一種裝配式建筑防雷引下線新型連接裝置及其施工方法。該防雷引下線的連接裝置結(jié)構(gòu)簡單可靠，在不影響結(jié)構(gòu)鋼筋套筒連接的力學(xué)性能和裝配式簡易施工的前提下，實現(xiàn)將裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)鋼筋作為防雷接地引下線，從而節(jié)約施工成本，縮短施工工期，還解決了原有裝配式建筑防雷引下線設(shè)計所帶來的施工難題。
圖8為裝配式建筑防雷引下線新型連接裝置示意圖，圖中①為用做防雷引下線的上部預(yù)制柱主筋；②為采用ф10圓鋼作附加專用導(dǎo)體；③為-40x4鍍鋅扁鋼，長度為150mm，在預(yù)制柱生產(chǎn)時將-40x4鍍鋅扁鋼預(yù)埋于上部預(yù)制柱的柱腳凹槽內(nèi)，其正面與凹槽面平齊，凹槽深50mm。在鍍鋅扁鋼的背面則通過ф10圓鋼②與防雷引下線的上部預(yù)制柱主筋①進(jìn)行跨接，兩端跨接長度為60mm。上述施工作業(yè)均在預(yù)制構(gòu)件廠完成，預(yù)制柱的成品樣式如圖9所示。
圖8中④為用作防雷引下線的下部預(yù)制柱主筋，在疊合板現(xiàn)澆層澆筑前，首先利用ф10圓鋼⑤的一端與用作防雷引下線的下部預(yù)制柱柱頭主筋④焊接（焊接長度60mm）；另一端則伸出現(xiàn)澆層結(jié)構(gòu)面，在上部預(yù)制柱安裝到位后，通過ф10圓鋼⑤與-40x4鍍鋅扁鋼③焊接（焊接長度60mm），最終實現(xiàn)上、下層預(yù)制柱內(nèi)的防雷引下線連成電氣貫通滿足防雷要求。圖10為裝配式建筑防雷引下線施工效果圖。
調(diào)整后的裝配式建筑防雷引下線設(shè)計取消了預(yù)制柱底部預(yù)留的ф10圓鋼引下線，改為鍍鋅扁鋼預(yù)埋在預(yù)制柱的柱腳凹槽內(nèi)，從根源上解決了防雷引下線在安裝過程中的施工質(zhì)量問題，杜絕了上述問題而帶來的質(zhì)量安全隱患。而且該裝配式建筑防雷引下線新型連接裝置不僅便于預(yù)制構(gòu)件的成品保護(hù)，還簡化了防雷引下線安裝的施工工序，有效地提高了防雷引下線安裝施工效率，且更好地融合了裝配式建筑的高效施工設(shè)計思路。
結(jié)語
本文歸納、總結(jié)了現(xiàn)階段裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑防雷引下線設(shè)計的施工要點和措施，通過防雷引下線設(shè)計在裝配式建筑施工中存在的問題進(jìn)行分析與探討，并根據(jù)裝配式建筑的特點提出不同的防雷引下線設(shè)計思路，形成了一種裝配式建筑防雷引下線新型連接裝置及施工方法，解決裝配式建筑的防雷引下線施工難題，供設(shè)計人員與施工人員參考。