浅析高层建筑电气设计中的防雷技术

摘 要：随着经济技术越来越快的发展，社会主义建设化日程的加进，高层建筑开始如雨后春笋般拔地而起。高层建筑有很多优势，同时也存在着不可忽视的隐患。高层建筑比一般建筑遭雷击的概率要大得多，而一旦遭受雷灾，损失将非常严重。分析了高层建筑防雷的实际情况和问题以及如何做好高层建筑的防雷设计。

关键词：高层建筑；防雷；技术

1 建筑物防雷类别的分析

首先，必须认真了解建筑物所处区域的地理位置、地质（土壤电阻率等）、气象（雷暴日数）、环境等条件，了解建筑物的内外结构、建筑面积、层数、高度以及用途。

其次，综合建筑物的各方面的因子，计算建筑物年预计雷击次数，按照《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010版）第二章的规定，确定建筑物的防雷类别。有的建设项目年预计雷击次数达不到三类防雷，这时应考虑以下二种情况：

（1）是否是人员密集的公共建筑物。如大型商场、展览、博览、体育、商业影剧院、医院、学校等，如果出现以上建设项目应至少按三类防雷建筑物设计；

（2）建设项目内部是否有信息系统。《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010版）第六章明确规定“在设有信息系统的建筑物需防雷击电磁脉冲的情况下，当该建筑物没有装设防直击雷装置和不处于其它建筑物或物体的保护范围内时，宜按第三类防雷建筑物采取防直击雷的防雷措施。在要考虑屏蔽的情况下，防直击雷接闪器宜采用避雷网。”这个因素评价时也要考虑到。

（3）查看电气设计说明，其描述的建筑物防雷类别是否正确，如果防雷分类错误将导致防雷图纸的重大改动，作为技术评价人员应认真把好这一关。

2 防雷技术的依据

作为一个完整、严谨的建设项目工程设计图纸，防雷设计依据必须列出，可查看工程建筑设计总说明和电气设计说明。常用防雷技术依据有：《建筑物防雷设计规范》（GB50057-GB50057-2010版）、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB 50343-2012）、《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2006）、《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-2008）、《低压配电设计规范》（GB50054-2011）、《供配电系统设计规范》（GB50052-2013）、《有线电视系统工程技术规范》（GB50200-2002）、《建筑物防雷设施安装》（99D501-1）、《建筑物防雷设施安装2003年局部修改版》（99（03）D501-1）、《接地装置安装》（03D501-4）、《利用建筑物金属体做防雷及接地装置安装》（03D501-3）、《等电位联结安装》（02D501-2）等。

3 外部防雷与内部防雷的技术评价

3.1外部防雷

外部防雷装置由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。

（1）接闪器（也叫接闪装置）有三种形式：避雷针、避雷带和避雷网，它位于建筑物的顶部，其作用是引雷或叫截获闪电，即把雷电流引下。技术评价内容有：避雷针、带、网的布置、材料及布置方式，避雷带是否闭合，避雷网格是否偏大，突出天面的金属物体的接地情况，突出天面的非金属物体是否增设避雷带或加装避雷短针保护，避雷带是明敷或暗敷，应特别注意屋面结构比较复杂的情况，如斜屋面、层高不同或者多处设计露台阳台等，避雷带有没有上下跨接构成闭合环路，有没有漏设避雷带（网）等。

（2）引下线，上与接闪器连接，下与接地装置连接，它的作用是把接闪器截获的雷电流引至接地装置。主要技术评价屋面防雷平面图、基础接地平面图。技术评价内容有：引下线布局设置是否合理，包括引下线条数、间隔、位置，四角及拐角处有无设置引下线。框架结构建筑物一般应利用钢筋混凝土柱内两根Φ16以上的主筋通长焊接或4根Φ10以上钢筋焊接作为引下线，非框架结构建筑物的引下线应设计在建筑物角位。

（3）接地装置：接地装置位于地下一定深度之处，它的作用是使雷电流顺利流散到大地中去。主要技术评价基础接地平面图。技术评价内容有：接地电阻值的要求，接地装置的选择、布置，测试卡以及外引连接线的设置情况。利用建筑物基础钢筋网作自然接地体时，应评价桩利用率、钢筋利用情况、接地网是否连成一个环型接地体。垂直接地极桩利用率一般以1：2为宜，如2.5m的桩，利用间距为5m，水平接地极一般利用地梁底部二主筋焊接成闭合环路，每幢建筑物应设置两个以上的测试卡，建筑物外墙四周引下线宜在地下0.8～1.0m设计外引连接线作为散流和连接人工接地体用。人工接地体则评价其形式、安全距离。

3.2内部防雷

内部防雷装置的作用是减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁效应以及防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害。它包括等电位连接、屏蔽、加装电涌保护器（SPD）以及合理布线和良好接地等措施。即分流、均压、屏蔽、接地和保护（D・B・S・G・P）技术。

（1）等电位连接：建筑物内用电设备，进入建筑物的各种金属管道、电源线路、通信缆线等是否有等电位措施。凡穿越不同保护区界面的金属物都要进行等电位联接，并要求多点接地，一幢建筑物一般在一层（或地下层）电源总配电箱附近应设计总等电位连接（MEB）箱，卫生间、电梯机房、计算机房等弱电机房设计局部等电位连接（LEB）端子板。

（2）屏蔽（线路穿钢管、金属线槽、桥架和合理布线）、接地。屏蔽主要技术评价设有大量重要微电子设备的机房、弱电线路的屏蔽情况。有大量重要微电子设备的计算机信息系统机房除线路要穿入钢管屏蔽外，同时宜采用六面体建筑物钢筋作全屏蔽，弱电线路当采用桥架、线槽或金属管布线，非镀锌电缆桥架、线槽间连接板和螺纹连接的金属导管接头应采金属线跨接和至少两端接地。一头接地只能起防静电的作用，两头接地才能防雷击。接地技术评价是否共用接地及其安全距离，当大楼采取联合接地的形式，弱电接地与防雷接地宜相距10m以上，弱电接地与强电接地宜相距3m，这即是共网不共线原则。

（3）对电涌保护器（SPD）的要求：电涌保护器（SPD）评价安装位置、型号、数量、技术参数等是否符合要求。依据《建筑物防雷设计规范》宜在建筑物以下位置设计安装电涌保护器（SPD）：总电源（配电房）进线处、由市政网管引来的电话、宽带、有线电视配线设备（CD）处、固定在建筑物屋面上用电设备如节日彩灯、广告灯箱、航空障碍灯等对应的室内配电箱处，卫星天线馈线电缆两端，计算机信息系统、保安监控中心、消防控制中心等弱电系统的配电箱内。电涌保护器（SPD）的技术参数可按《建筑物防雷设计规范》的规定。

4 总结

综上所述，高层建筑比一般建筑遭雷击的概率要大得多，而一旦遭受雷灾，损失将非常严重，后果会不堪设想。因此，高层建筑的防雷设计，成了建筑领域十分关注的问题。

参考文献

[1]刘潇忆.浅谈高层建筑的防雷设计[J].中小企业管理与科技学术版，2012.

[2]宋效峰，陆春萍.防雷保护技术在高层建筑中的应用[J].福建建材，2012.

[3]宋木泉，吴煌祥，林建生.防雷装置技术评价方法探索[J].大科技，2010.