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1、高层建筑电气设计中的防雷研究【摘要】为了满足人们的住房需求，高层建筑逐渐增多，对于高层建筑来说，防雷设计非常重要，因此本文主要探讨高层建筑电气设计中的防雷设计，以更加有效的防止雷击建筑物所发生的人身和财产损失，保证高层建筑使用功能。【关键词】高层建筑；电气设计；防雷研究；防雷接地电气设备是高层建筑的重要组成部分，包括消防设备以及通信设备等，在雷雨天气中，这些设备容易受到雷击，破坏设备的功能，而且还极易引发火灾事故，因此必须做好电气设计过程中的防雷设计，以此避免高层建筑受到雷击，保证设备能够正常运转，保护人民财产和生命安全，充分发挥建筑整体功能。1、高层建筑电气防雷设计的准备工作在高层建筑防雷设
2、计之前，应做好准备工作，首先应对高层建筑物进行勘测，了解建筑物各项情况，包括所处的地理位置、外部环境、地质结构，同时还有当地的气象条件等等。其次应根据建筑物的实际情况以及相关规划，分析和预测建筑物可能出现的雷击次数。一般情况下，可以从两方面充分的进行考虑：（1）高层建筑物是大型商场、医学以及学校，应按照二类建筑物进行防雷设计。（2）建筑物中既没有信息系统的建筑物需防雷击电磁脉冲，同时也没有防直击雷装置，应按照三类防雷建筑物进行防雷设计。再次应对设计图纸以及设计方案进行审核，并及时提出防雷图纸中以及设计中存在的问题，加以改正，保证防雷图纸的正确性，具有较强的可操作性。2、雷击的危害雷击主要包括两
3、种，一种是带异种电荷的云层相遇产生放电过程，另一种为带电云层对大地产生的放电过程，其中第二种主要对地面上的建筑物、人以及设备会产生一定的危害。所以必须要加强建筑物的防雷设置，以此避免建筑物受到破坏。雷击的种类及危害，主要有以下各方面：（1）直击雷。直击雷的破坏能力较差，对地面建筑物的相关设施以及人的安全都产生了严重的威胁，严重的还会引发火灾事故。（2）雷电波侵入。雷电产生的雷电波会侵入到建筑物外部的线缆，之后线缆上的电波，会快速分散各到设备中，进而损害设备。（3）感应过电压。雷电发生过程中，会释放一定的负荷，这些负荷传入到电源电缆中，会形成一定的电压。雷击通过放电，使得带有避雷设施并引下线周围
4、形成强大磁场，对电子设备产生了严重的干扰。（4）地电位反击。对于带有避雷设施的建筑物，若被雷电击中，会瞬间提高接地网低电压，一般地电位会提高到十万伏，会造成较大的破坏。3、高层建筑对防雷的要求想要做好高层建筑物防雷工作，还应了解高层建筑物的特点，主要包括以下四点：（1）高层建筑物的功能较多，包括商业、娱乐以及办公等等。（2）高层建筑物的配套设施较多，包括制冷机房、消防水泵房以及空调机房等等。（3）高层建筑物的人口较为密集，同时还有许多的贵重物品。因此上述特点决定了高层建筑物的防雷要求，主要应满足以下要求：首先保证建筑物的质量，避免雷雨天气的破坏，同时还应保证防雷设施安全、可靠，防止建筑物受到雷
5、击。4、防雷接地合理设计4.1 接闪带及接闪网在进行接闪带及接闪网过程中，应选择合理的位置，一般情况下敷设在易遭受雷击的部分，如屋脊、屋角等。在设计屋顶直击雷防护设计过程中，对于接闪带的敷设，可以选择沿着屋顶周边外墙的外表面，或者也可以选择屋檐边垂直面上，在敷设接闪网时，可以选择屋顶中间进行敷设。在设计接闪器的网格尺寸时，应充分考虑建筑物的防雷等级，使其满足防雷要求。在敷设时，还应选择合理的敷设方式，在敷设时，应严格控制埋设的深度，不能埋设的过深，否则会对接闪效果产生不利影响。需要注意的对于斜屋面的屋檐以及屋角等部位，接闪器不能采用暗敷的方式。另外对于高层建筑物屋顶周边混凝土内的钢筋，不能将其
6、作为接闪器。4.2 接闪杆对于接闪杆的安装，应在高层建筑物屋顶，接闪杆的材质应为热镀锌圆钢，或者也可以采用钢管，在制作接闪端时，应制做成弯曲半径在4.8-12.7mm 之间的半球状。在设计接闪杆时，还应充分考虑外界环境的因素，包括雨雪、空气以及太阳辐射等等，避免对接闪杆产生影响，降低接闪杆的防雷效果。完成接闪杆的安装后，还应定期对接闪杆的检查，保证其安全性以及可靠性。4.3 金属屋面一些高层建筑物为了美观性，通常采用玻璃幕墙或者金属屋面，对于幕墙的封口非常容易遭受雷击。但是如果高层建筑物采用的金属板，可以将其作为建筑物的接闪器，此时应保证金属板无绝缘被覆层，金属板厚度满足国家相关规范要求，同时
7、还应保证电气的贯通。4.4 等电位联结在防雷设计过程中，应注重等电位联结，这主要是因为等电位联结可以保持各技术电位相对平衡，避免人受到电击，因此应合理设置等电位联结，可以进行建筑物中的消防监控、变配电房以及弱电机房等电位联结，以此做好高层建筑物的防雷措施。4.5 防过电压雷击会产生一定感应电流，若对引入线路以及金属管道进行电流入侵，设备就会出现短暂的过压状态，超过了设备的承受范围，这样就会直接损坏设备，所以为了避免这一现象的发生，应采用避雷器，并将其设置在线路进线位置，阻断高电压的进入，保证设备的正常运行。4.6 综合防雷系统综合防雷系统是一项有效的防雷措施，主要包括防雷与接地系统、设备过电压
8、保护以及等电位联结。在综合防雷系统设计过程中，首先应进行防雷及接地系统的设计，合理设置接地电阻，一般应在1 欧姆以下，其次应进行等电位的联结，在应进行过电压设备的保护。4.7 屏蔽在了防止电子设备受到干扰，应采取屏蔽的措施，以此保证各设备能够正常的运行，因此选择建筑物的主材时，应尽量选择钢筋，这样可以使建筑物形成等电位的网状结构，这样实现雷击电流的分流。在进行施工时，还应严格控制钢筋的密度，以达到良好的屏蔽效果。总结：总之，雷电是一种重要的自然灾害，带来的后果较为严重，因此必须加强防雷设计，避免建筑物收受到雷击。防雷设计是高层建筑物电气设计中重要组成部分，能够有效发挥建筑物的功能，保证人民的生命财产安全。所以在高层建筑电气设计过程中，应加强对防雷技术的不断深入探讨，做好高层建筑物防雷设计，提高防雷设施的安全性和可靠性，保证高层建筑物电气设备的正常运行及人身、财产安全，以此促进人们的生活和工作正常进行。参考文献：【1】 中国机械工业联合会. 建筑物防雷设计规范GB50057-2010. 中国计划出版社,2011.08.【2】 中国航空规划设计研究总院有限公司. 工业与民用供配电设计手册（第四版）. 中国电力出版社,2016.12.【3】 范玉山. 高层建筑电气设计中的防雷研究. 中国高新技术企业,2015,15:9-10.