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1、刍议高层建筑防雷设计摘要：雷电灾害是世界公认的最严重十大自然灾害之一。现代建筑物越来越多采用各种信息化的电气设备。我国每年因雷击破坏建筑物内电气设备的事件时有发生，所造成的损失非常巨大，因此建筑物的防雷设计就显得尤为重要。本文针对高层建筑电气中防雷设计问题进行探讨。关键词：高层建筑；防雷；设计随着城市化的不断推进，城市人口越来越多，面对日益紧张的城市土地资源，高层建筑越来越多。随着人们生活条件的不断的改善，越来越多的电气设备安装在高层建筑之中，极大的方便了人们的日常生活。这些电气设备，如照明灯具、电源插座、电话、消防控制系统装置、各种工业与民用的动力装置、控制设备、智能系统、娱乐电气设施等，其
2、使用难免会给高层建筑带来一定的安全隐患。由于这些设备的耐过电压能力较低、雷电高电压和雷电产生的电磁脉冲引起的热效应和电磁效应都会给设施造成损坏。因此，加强对高层建筑电气设计中防雷技术的应用，已经成为高层建筑中的一个重要问题。 一、雷电防护的基本原理 雷电及其它强干扰对通信系统的致损及由此引起的后果是严重的，雷电防护将成为必需。雷电由高能的低频成份与极具渗透性的高频成份组成。其主要通过两种形式，一种是通过金属管线或地线直接传导雷电致损设备；一种是闪电通道及泄流通道的雷电电磁脉冲以各种耦合方式感应到金属管线或地线产生浪涌致损设备。绝大部分雷损由这种感应而引起。对于电子信息设备而言，危害主要来自于由
3、雷电引起的雷电电磁脉冲的耦合能量，通过以下三个通道所产生的瞬态浪涌。金属管线通道，如自来水管、电源线、天馈线、信号线、航空障碍灯引线等产生的浪涌；地线通道，地电们反击；空间通道，电磁小组的辐射能量。其中金属管线通道的浪涌和地线通道的地电位反击是电子信息系统致损的主要原因，它的最见的致损形式是在电力线上引起的雷损，所以需作为防扩的重点。由于雷电无孔不入地侵袭电子信息系统，雷电防护将是个系统工程。雷电防护的中心内容是泄放和均衡. 二、高层建筑防雷设计前的准备工作 首先，要对建筑物所处的地理位置、地质结构、外部环境和气象条件等有所了解，掌握建筑物的建筑面积、层数、高度和用途。 其次，综合考虑建筑物的
4、各方面因素，预计建筑物的年雷击次数，按照建筑物防雷设计规范(GB50057-2010 2011版)中的规定，对建筑物的防雷类别进行确定，对于预计年雷击次数达不到三类防雷的建筑物来说，要从以下两种情况考虑：第一，建筑物是否是公共场所，如大型的商场、超市、电子商城、学校和医院等，如果出现以上项目要按照三类防雷建筑物设计。第二，考虑建筑物内部是否包括信息系统。建筑物防雷设计规范(GB50057-2010 2011版)中规定：在没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他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
5、况下，防直击雷接闪器宜采用避雷网。 第三，认真查看电气的设计方案是否符合建筑物的防雷设计，如果防雷分类错误将使防雷图纸发生重大改动。 三、高层建筑防雷设计时应注意的问题 防雷设计是一个非常复杂的问题，雷击过电压和感应过电压的影响不可能只通过单纯的几种防雷设备和防雷方法就能完全解决，必须从雷击的入侵途径，结合实际情况，对可能产生雷击的因素进行考虑，把雷击危害降低到最低点。高层建筑电气防雷设计中应注意的防护措施包括接闪、分流、均压、屏蔽、接地、合理布线。 1、接闪。指的是在一定范围内的雷电不能随意的选择放电通道，而只能按照人们设计的通道进行释放，将雷电释放到大地中去。这种措施能够保护电气设备和自动
6、控制系统免于受到雷击的威胁，使其永远处在一个相对安全的环境当中。 2、分流。分流技术是现代防雷技术重点发展的措施，是保护电子设备和电子系统的有效手段。分流指的在所有室外导体，如天线、电话线、电源线等，和防雷装置和基地线间并联一种避雷装置，当雷击产生的电压沿着这些导体进入室内时，避雷装置的电阻迅速降低，接近短路，雷电产生的电流就由此分流入地了。雷电波电流在分流后，仍会有少量电流进入电子设备中，这对于不耐高压的设备来说是非常危险的。 3、均压。均压指的是将建筑物内的各个部位都形成相等的电位。如果建筑物中的钢筋结构和各种金属线路形成一个整体，那么建筑物中自然不会出现电位差，这样就能保证建筑物内不会产
7、生跨步电压，对防止雷电对电气设备及人体的危害很有好处。钢筋混凝土结构中钢筋相互焊接在一起，最容易实现等电位的条件。在建筑设计时，要把接闪装置和建筑物的梁、柱牢固的连接在一起，再把各种金属设备和金属管线和它连接在一起，这样就形成了很好的等电位结构，也是符合防雷装置的要求的。 4、屏蔽。屏蔽是为了使建筑物内的电子设备、通信系统和自动控制系统免于受到雷击的危害。室内的这些设备容易受到电磁波的干扰，同时由于其本身的耐压能力低，有时打雷或接闪时，也会受到电磁波的影响，甚至其他建筑物接闪时，还会受到从此处传来的电磁波的影响。所以，在建筑物设计时应尽量选择钢筋作为建筑物的主要建材，使建筑物形成一个等电位的网
8、状结构，使雷击电流实现有效的分流，从而实现屏蔽。同时要考虑结构的构造因素，因为结构的构造不同，钢筋的密度不同，设计人员要根据实际需要来设计钢筋的密度。屏蔽不仅能轻松的解决等电位和分流问题，而且对预防雷击电磁波也很有效。 5、接地。接地指的是将流入防雷系统的电流释放到大地，避免使电流能量集中在某一个部位，对被保护设施造成损害。良好的接地才能有效的释放能量，避免发生电压反击。过去的旧规范要求设备单独接地，但是这种做法现在已经不被提倡，而是改为和防雷接地系统共用接地设备。接地是防雷系统中最根本的要求，如果接地质量不合格，则防雷设施的防雷效果都不能表现出来。 6、合理布线。合理布线是为了使防雷技术获得
9、更好的效果。现代建筑和电视、电话、照明等电器的管线息息相关，在进行防雷设计时必须把这些因素考虑在内。为了保证接闪时这些管线免受影响，我们要遵照下面的做法：首先要把这些管线放在金属管内，实现屏蔽；其次，要把这些管线的主干线中的垂直部分放在建筑物的中心，缩小电磁波感应的范围。除了考虑管线的布局和屏蔽以外，还应该在必要的线路上加装避雷装置。 四、结束语 防雷是建筑物必须考虑的一个因素，而且电气设备在建筑物中的使用越来越广泛，其受到雷击的概率也大大增加。因此，加强对高层建筑电气设计中防雷技术的研究已经非常必要，我们的电气设计人员要积极学习国外防雷设计经验，不断丰富国内防雷设计方面的漏洞。 参考文献： 【1】刘英健.浅谈建筑物防雷接地设计.轻工设计,2011.6. 【2】孙金华,陈晓东,惠良.某大型综合性办公楼防雷设计规划.安徽建筑,2011.4.