岳振鐸張東亮于奇

（1.吉林省雙遼市氣象局，吉林 雙遼 136400；2.吉林省四平市氣象局，吉林 四平 136000）

隨著社會經(jīng)濟和技術(shù)的飛速發(fā)展，智能建筑勢不可擋地沖擊著現(xiàn)代高層建筑領(lǐng)域。建筑智能化工程又稱弱電系統(tǒng)工程，具有高功能、高效率、高舒適性的特點，它集成了建筑通訊自動化Communication Automation （CA），樓宇自動化Building Automation（BA），辦公自動化Office Automation（OA），消防自動化Fire-fighting Automation（FA）和保安自動化Security Automation（SA）于一身，輔以實施的結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)，簡稱5A。

《2013-2017年中國智能建筑行業(yè)發(fā)展前景與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》顯示，2012年~2020年8年內(nèi)的市場規(guī)模將達1萬億元。智能建筑物內(nèi)的微電子設(shè)備繁多而且復(fù)雜，且耐過電壓等級低，因此，雷電防護也成為人們十分關(guān)注的課題。

1 雷擊的危害

智能建筑是建筑技術(shù)和信息技術(shù)的完美融合，它不僅僅是科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟水平的綜合體現(xiàn)，也是每個國家、地區(qū)、城市現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。每逢雷電高發(fā)的夏季，都會出現(xiàn)電子信息系統(tǒng)因雷擊，遭到破壞、通訊中斷、建筑物被毀、乃至人員傷亡。

探討智能建筑物的雷電保護，首先要了解雷電是通過哪些方式、途徑、渠道危害智能建筑物的，然后運用科學(xué)知識防御雷擊災(zāi)害，力求把自然中雷擊災(zāi)害的損失降到最低限度。

信息技術(shù)的發(fā)展推進了建筑物向自動化、信息化和節(jié)能化的方向發(fā)展，同時，以微電子應(yīng)用技術(shù)為代表的新技術(shù)，也已經(jīng)滲透到了智能建筑相關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域。

事實上，雷電災(zāi)害已經(jīng)變成了人們?nèi)粘Ｉ钪械闹饕：χ?。建筑物遭受雷擊時，一部分能量（50%左右）將從建筑物的外部防雷裝置泄入大地，而剩余的能量將先通過雷電流感應(yīng)或耦合在金屬管線上，再流入建筑物內(nèi)破壞設(shè)備，這將會帶來不可估量的經(jīng)濟損失。智能建筑的防雷保護已經(jīng)成為了一個非常嚴峻的問題凸顯在我們面前。

2 智能建筑雷電防護

帶電云層對大地上的某一點發(fā)生猛烈的放電現(xiàn)象，稱為直擊雷。直擊雷造成的電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機械效應(yīng)的破壞作用較大，這是由于雷電流通過具有電阻或電感的物體時，可以瞬間產(chǎn)生高達數(shù)萬伏甚至數(shù)十萬伏的沖擊電壓，完全可以造成建筑的電力系統(tǒng)的被燒毀、可燃易爆物品的爆炸和火災(zāi)，進而導(dǎo)致嚴重的觸電事故。

當(dāng)雷電流通過導(dǎo)體時，雷擊點的發(fā)熱能量巨大，由此產(chǎn)生的電熱效應(yīng)有數(shù)萬度，完全可以熔化任何金屬；當(dāng)雷電流作用于非導(dǎo)體上時，可以給被擊物體帶來巨大的機械壓力，機械效應(yīng)對非金屬油罐存在極大的爆炸威脅，雷電在接閃器、引下線及接地體上都可能產(chǎn)生很高的電壓，而且會對避雷裝置產(chǎn)生“反擊”。如果未能將其迅速瀉放入大地，巨大的破壞力將導(dǎo)致放電通道內(nèi)的物體、架空線路、室內(nèi)電子設(shè)備和自動化控制等遭受嚴重的破壞或損害，造成火災(zāi)、建筑物損壞、電子系統(tǒng)摧毀等嚴重后果。

雷電靜電感應(yīng)、雷電電磁脈沖和電磁感應(yīng)對設(shè)備的危害是巨大的。

首先，靜電感應(yīng)（Electrostatic Induction）是在外電場的作用下導(dǎo)體中電荷在導(dǎo)體中重新分布的現(xiàn)象。雷云的靜電對導(dǎo)體感應(yīng)出與雷云符號大量相反的電荷，可以擊穿數(shù)十厘米的空氣間隙，摩擦后發(fā)生火花放電。

其次，雷電會產(chǎn)生強大的雷擊電流，瞬間產(chǎn)生交變電磁場，即電磁感應(yīng)。它會在波及到附近的傳輸信號線路、埋地電力線、設(shè)備間連接線等位置，然后產(chǎn)生感應(yīng)電流，并侵入設(shè)備，輕則造成電子設(shè)備受到干擾，設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)丟失；嚴重時可引起元器件擊穿及電路板燒毀，使連接在線路中間或終端的設(shè)備、乃至整個系統(tǒng)陷于癱瘓。

3 智能建筑物的防雷措施

智能建筑的綜合防雷設(shè)計及施工是一個非常重要而又涉及面廣，復(fù)雜的系統(tǒng)，因此，對雷電電磁脈沖的防護必須要加以重視。防雷技術(shù)須強調(diào)科學(xué)性、經(jīng)濟實用和耐久可靠性原則。

雷電防護設(shè)計的一般步驟：

①調(diào)查分析建筑物所處地方的地理、地質(zhì)、氣象、雷暴活動規(guī)律等條件。

②確定建筑物的防雷類別。

③外部防雷措施。

④內(nèi)部防雷措施。

結(jié)語

雷電防護工程是一項多學(xué)科、跨部門的復(fù)雜系統(tǒng)工程，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的同時，要求智能建筑物內(nèi)的雷電防護水平也更高，信息系統(tǒng)的雷電保護已經(jīng)成為考慮的關(guān)鍵，綜合運用信息工程技術(shù)和電磁兼容技術(shù)，綜合設(shè)計、治理、系統(tǒng)防護。雷電防護設(shè)計務(wù)必將科學(xué)性、實用性和經(jīng)濟性相結(jié)合，嚴格遵循雷電防護的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

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