尹作鵬

[摘 要]本文結(jié)合工程實(shí)例，對現(xiàn)階段的高層建筑防雷技術(shù)進(jìn)行分析，對實(shí)例高層建筑防雷設(shè)計(jì)過程中的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)和分析，為高層建筑物防雷設(shè)計(jì)提供參考。

[關(guān)鍵詞]高層建筑 防雷設(shè)計(jì) 方案措施

中圖分類號：T2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）07-0149-01

當(dāng)建筑物遭受雷擊時(shí)，雷電流沿著電氣線路和管道進(jìn)入建筑物內(nèi)部，威脅著建筑內(nèi)部設(shè)備的安全，一旦建筑物遭到雷擊，損失將十分嚴(yán)重。由此可見，為高層建筑設(shè)置防雷系統(tǒng)十分必要。

1.工程概況

漢海國際大樓位于漢川市中心城區(qū)， 商業(yè)中心地帶，地上部分分A棟與B棟，兩棟樓相互連接，主樓是三十二層的單體建筑，地下設(shè)置了兩層地下室，A樓與B樓的地下室相連通，預(yù)留了車輛通行的連通口。A樓為高層商務(wù)辦公樓，主要功能為商務(wù)辦公、配套商業(yè)服務(wù)等，B棟為商居樓，地下室為汽車車庫。A棟總建筑面積為43768.37m2，其中地上建筑面積為38527.48m2，地下室建筑面積為5240.89m2，變配電房設(shè)在地下室二層，豎向配電使用1000A插接式母線槽，大樓每層都設(shè)置了1個(gè)插接箱和配電箱。弱電機(jī)房設(shè)置在地下一層，消防值班室和安防值班室均設(shè)置在一層，計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)置在十二層。

2.現(xiàn)階段常用的防雷技術(shù)

（1） 內(nèi)部防雷設(shè)施

高層建筑內(nèi)部的防雷設(shè)置主要用來減小和防止雷電電流的損害，防止雷電引起的反擊、接觸電壓、跨步電壓等二次雷電災(zāi)害。高層建筑內(nèi)部的防雷設(shè)置主要由等電位連接系統(tǒng)、屏蔽系統(tǒng)、共用接地系統(tǒng)、合理布線系統(tǒng)和浪涌保護(hù)器構(gòu)成。

（2） 外部防雷設(shè)施

高層建筑的外部防雷設(shè)施主要為防直擊雷裝置，由閃接器、引下線、接地裝置構(gòu)成。閃接器主要由避雷針、避雷線和避雷網(wǎng)構(gòu)成，在設(shè)置建筑外部防雷設(shè)施時(shí)，主要從防雷效果、經(jīng)濟(jì)、外觀等多方面進(jìn)行考慮，達(dá)到防雷效果。

（3） 接地系統(tǒng)

接地系統(tǒng)是連接至接地裝置的金屬裝置，相關(guān)建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范中均規(guī)定，建筑物使用共用接地系統(tǒng)。

（4） 屏蔽措施

在建筑物需要被保護(hù)的空間內(nèi)，采用屏蔽電纜時(shí)，在屏蔽層兩端，防雷區(qū)交界處，做等點(diǎn)位連接，屏蔽措施是減小電磁干擾的基本措施之一。

（5） 合理布線

在現(xiàn)代化建筑物中，用于照明、動力、電話、計(jì)算機(jī)等設(shè)備的管線十分重要。在進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到防雷設(shè)置與管線的關(guān)系，在管線較長或者橋架較長的路線上，在兩端進(jìn)行接地。同時(shí)，還要防止電源線和屋頂燈等線路的引入方法，防止被雷電波侵入。

3.高層建筑物中的具體防雷措施

雷電的破壞方式有兩種，一種為雷電直接擊打在建筑物上，產(chǎn)生熱效應(yīng)作用和點(diǎn)動力作用；第二種為雷電流產(chǎn)生靜電感應(yīng)作用、電磁感應(yīng)作用和雷電波侵入作用。針對第一種情況的防雷措施稱之為建筑物外部防雷，針對第二種情況的防雷措施稱之為建筑物內(nèi)部防雷，接下來針對兩種防雷方式展開討論我們是怎么做的。

（1） 高層建筑外部防雷措施

建筑物的外部防雷設(shè)施主要是為了保護(hù)高層建筑物不直接遭受雷擊，外部防雷設(shè)施主要由接閃器、引下線和接地裝置構(gòu)成。本工程按照一級防雷建筑物的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)，接閃器使用帶式接閃器，避雷針使用φ12鍍鋅圓鋼，在屋頂構(gòu)成小于等于10m×10m的網(wǎng)格，避雷針網(wǎng)格與建筑物屋頂?shù)慕饘贅?gòu)件作電氣連接。利用建筑物自身的鋼筋混凝土柱子內(nèi)部的兩根φ16以上主筋，通長焊接作為引下線，間距小于10m。上部與避雷帶相互連接，下部與基礎(chǔ)接地網(wǎng)相互連接。

鑒于雷電還有繞擊的可能性，高層建筑在做好屋頂防雷擊措施的同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)做好建筑物立面的防側(cè)雷擊措施。高層建筑的玻璃幕墻對防雷裝置產(chǎn)生屏蔽效果，影響了防雷效果，雷電可以直接破壞玻璃幕墻。根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定，幕墻的金屬框架應(yīng)當(dāng)與建筑物主體的防雷措施進(jìn)行連接，并保持導(dǎo)電通暢。因此，在本工程外墻每隔兩層設(shè)置均壓環(huán)，并將其與引下線進(jìn)行連接，當(dāng)建筑立面遭受雷擊時(shí)，巨大的雷電能量將沿著引下線，迅速的泄放至大地，使得玻璃幕墻免遭破壞。同時(shí)，在建筑物外墻面上的所有金屬部件，如照明燈、夜景燈的金屬外殼，也都與防雷系統(tǒng)連接在一起，這樣一來，一個(gè)具備多層屏蔽的籠形防雷體系便建立在了本工程上。此防雷體系不僅能夠有效防止直接雷擊損壞樓內(nèi)設(shè)備，還能夠防止外來的電磁干擾，防雷效果優(yōu)秀。

（2） 高層建筑內(nèi)部防雷措施

建筑物內(nèi)部的防雷措施包括防雷電感應(yīng)以及防雷電波入侵。建筑物內(nèi)部的防雷設(shè)施主要由共用接地裝置、等電位連結(jié)、屏蔽和電涌保護(hù)器構(gòu)成，減小或消除雷電流在空間內(nèi)產(chǎn)生的電磁效應(yīng)。

在共用接地裝置上，本工程采用的是共同接地方式，將防雷接地、變壓器中性點(diǎn)接地、電氣設(shè)備的保護(hù)接地、消防控制室、計(jì)算機(jī)機(jī)房等的接地共用統(tǒng)一的接地體。依照相關(guān)規(guī)定，接地電阻應(yīng)不大于0.5Ω，若實(shí)測不滿足要求，應(yīng)當(dāng)利用外設(shè)點(diǎn)增設(shè)人工地極。

等電位聯(lián)結(jié)的目的是減小甚至消除內(nèi)部防雷設(shè)施各個(gè)部件上產(chǎn)生的電位差，防止建筑物內(nèi)部產(chǎn)生接觸電壓、反擊和跨步電壓等危害。在消防控制室和計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)置電位聯(lián)結(jié)板，聯(lián)結(jié)板在兩處位置設(shè)立獨(dú)立的接地引下線，引下線一般采用銅芯導(dǎo)線35mm2 PC32，并將其與總等電位接地裝置和接地網(wǎng)進(jìn)行連接。

將建筑物內(nèi)部的自來水水管、高壓電纜線管、弱電進(jìn)線管等金屬管道和高壓進(jìn)線電纜鎧裝金屬帶、弱電進(jìn)線的屏蔽層都與總等電位連接，包括樓梯的金屬欄桿，也要進(jìn)行總等電位連接。衛(wèi)生間、洗浴間內(nèi)部則采用局部等電位聯(lián)結(jié)，從樓地板的鋼筋網(wǎng)絡(luò)中，抽出一根φ10鋼筋到局部電位箱LEB，將衛(wèi)生間內(nèi)部所有的金屬管道、金屬部件都與等電位端子板進(jìn)行可靠連接。在地下車庫外墻距離頂板梁0.3m的位置，設(shè)置一圈40×4mm的熱鍍鋅扁鋼，作為局部等電位聯(lián)結(jié)干線。所有進(jìn)出建筑物的金屬線管、金屬部件都應(yīng)當(dāng)與聯(lián)結(jié)干線進(jìn)行有效聯(lián)結(jié)。

在計(jì)算機(jī)機(jī)房中，終端電腦、路由器的每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信端口，都安裝了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信電涌保護(hù)器，為計(jì)算機(jī)、路由器提供防雷保護(hù)。在計(jì)算機(jī)機(jī)房內(nèi)，所有電涌保護(hù)器的接地端，都使用截面積為2.5mm2的多股絕緣導(dǎo)線，并將其連接到機(jī)房局部等電位接地端子板上。

利用以上措施，使整個(gè)建筑內(nèi)部的鋼筋、幕墻龍骨、金屬管道、通信線路等電氣貫通，使得建筑物成為一個(gè)“法拉第籠”，能夠有效防止接觸電壓、反擊和跨步電壓等危害，又具備一定的屏蔽效果。

結(jié)束語

綜上所述，高層建筑的防雷設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，對建筑物內(nèi)部設(shè)施的安全使用以及人員安全有著關(guān)鍵的保護(hù)作用。本工程按照以上方法進(jìn)行施工，運(yùn)行以來，從未發(fā)生雷擊事故。所以只要采取的防雷措施得當(dāng)，在高程建筑物內(nèi)部和外部形成一套完善的防雷體系，就可以有效避免雷擊事故的發(fā)生，確保財(cái)產(chǎn)和人身安全。

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