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摘要：随着城市化进程的加速，高层建筑如雨后春笋般拔地而起。与普通建筑相比，高层建筑虽有诸多优点，但随着层数的增高，其遭遇雷击的概率也相应增大。因此，做好高层建筑的防雷接地设计极其重要。为更好的表述笔者对防雷接地设计的认知与思考，本文就结合某高层建筑实例，从防雷接地设计依据、防雷类别分析與计算、防雷设计和接地设计四方面，阐述高层建筑防雷接地的设计方法及注意事项，来与大家共勉，以期有借鉴之功。
关键词：高层建筑、实例、防雷、接地、设计
中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：
0引言
时代的发展、社会的进步加速了建筑规模的扩大，提高了居民的生活追求。建筑内智能化程度越来越高，各种线缆及电气、电子设备的使用也越来越多。然而当雷电来临时通过线缆等进入建筑物，击坏建筑室内电气、电子设施的现象也时有发生，此时造成的损失也是不可计量的。由此可见，智能化的线缆设施给人们带来福音的同时也埋藏着隐患。因此，只有做好建筑的防雷接地设计，才能很好的避免这种隐患，提高建筑物的抗雷电能力。
1工程实例
郑州市某高层住宅小区中一栋层数为29层的住宅楼。其长宽高分别为：79m、19.2m、84.7m。建有3个单元，每单元每层有四户人家。地上29层均为二厅一卫的独立式住宅，层高3米。地下室只有1层，为设备用房和停车库，层高5 .8 m。
2该高层建筑防雷接地设计分析
结合该建筑的实际情况进行防雷接地设计的分析。概括的讲：设计首先要明确必须参考的那些设计依据。其次分析防雷类别并计算出等级。随后再分别进入防雷设计和接地设计阶段。
2.1防雷接地设计依据。
防雷接地设计是一项完整、严谨的系统工作。设计要严格依照国家、行业及公司规定的相关设计规范及技术标准等。通常新时代下，防雷接地设计规范在原有规范的基础上更加完善全面，设计者要严格依照这些规范认真行事。通常可参考的设计依据有：《建筑物防雷设计规范GB50057-2010》、《建筑物电子信息系统防雷技术规范GB50343-2012》、《智能建筑设计标准GB/T50314-2006》、《民用建筑电气设计规范JGJ16-2008》、《通信局站防雷与接地工程设计规范 GB50689-2011》、《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50169-2006》、《低压配电设计规范GB50054-2011》、《建筑物防雷设施安装99(07)D501-1》、《等电位联结安装02D501-2》等等。总之，防雷接地设计需要遵守的依据有很多，设计人员只有做到心中有数，恪守规范标准，才能设计出优异的方案，进而降低雷电对建筑物设施设备的危害，保护居民生命和财产安全，保障建筑物供电系统、电子信息系统的正常运行。
2.2防雷类别分析与计算
防雷类别的分析首先要了解该建筑所处区域的地理位置、土壤电阻率、雷暴日数、环境等条件，并综合建筑物的内外结构、面积、层数、高度及用途等，计算建筑物年预计雷击次数（新规范中指明预计累计次数N的大小是防雷分类的一个重要指标）。然后按照《建筑物防雷设计规范》确定该所高层建筑的防雷类别。最后查看电气设计说明，看设计出的防雷类别是否正确。因为防雷类别的划分十分重要，若划分错误会导致防雷图纸的重大改动。
该建筑年预计雷击次数由公式N =kNg Ae 计算所得。式中N即为年预计雷击次数，k为校正系数通常取1，Ng为建筑物所处地区雷击大地的年平均密度（依据公式Ng=0.1Td计算，郑州市年平均雷暴日21.4d/天），Ae为与该建筑物截收相同雷击次数的等效面积（由于该建筑高度小于100米，故由公式计算得出）。此处省去计算过程，将该建筑具体参数带入公式得出Ng =2.14次/（㎞2·年），Ae =51605.225×10-6 ㎞2，此处k取1，那么得出该高层建筑物年预计雷击次数为0.1104。根据《建筑物防雷设计规范GB50057-2010》中第3.0.4规定N处于0.05~0.25之间，可知该高层建筑为第三类防雷建筑物。以下所有设计事宜就要以第三类防雷等级处理。
2.3防雷设计
防雷设计是为了防止建筑及建筑内部设施受雷电侵害而采取的相应措施。常见的设计方法就是运用防雷设备和做好防雷防护措施。分析当地的雷暴日数、气候等自然条件，以直击雷为主，设计采用避雷针、避雷线、避雷带或避雷网等可有效防止直击雷入侵。具体到建筑物本身，要想合理保护该建筑外部和内部都免受雷电侵害，就必须要有效的组合、设置防雷设备及器件，使之形成安全可靠地内、外部的雷电防护系统。由上述计算分析可知该建筑应按第三类防雷建筑物设防。第三类防雷建筑物外部防雷的措施，宜采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆，或由其混合组成的接闪器。接闪网、接闪带应按设计规范规定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，并应在整个屋面组成不大于20m×20m或24m×16m的网格；另外此高层建筑高度超过60m，还应沿屋顶周边敷设接闪带（接闪带应设在外墙外表面或屋檐边垂直面上或其外），且接闪器间应互相连接。其内部防雷装置通常是由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。首先可在屋顶挑沿上设Φ10镀锌圆钢避雷网，网高10cm，网支承点间距1米，让避雷带纵横接连形成一个不大于20m×20m的网格。然后利用构造柱中外侧两根Φ16主筋上下焊接连通做避雷引下线。随后利用基础地梁下侧两根主筋焊接连通为闭合导电通路，做为接地极，接地电阻要小于1Ω，若大于1Ω应补打接地极。此外防雷设计还要注意一些细节性问题，诸如需将所有外墙引下线在室外地面下1米处引出1根40mm×4mm热镀锌扁钢，且扁钢要伸出散水外0.3米。由±0.00起,每三层要做均压环（利用圈梁内两根Φ16以上主筋通长焊接并绑扎形成），且均压环要与该层外墙上的所有金属窗、构件、引下线相连接。建筑从60 m高度起，每层设计防侧击雷避雷带，且要与每层外墙上的所有金属窗、构件、引下线相连接等等。
2.4接地设计
结合最新设计规范、本建筑特点及甲方要求等多方面因素，假定得出该高层建筑采用保护性接地等电位联结设计最为适宜。则设计注意事项有：该工程防雷接地、变压器中性点接地、电气设备的保护接地、计算机房、电梯机房、通信机房、消防控制室等接地共用统一的接地极，要求接地电阻不大于1Ω，实测大于1Ω时，要增设人工接地极。设计变配电室到强电竖井内的桥架上敷设1根40mm×4mm热镀锌扁钢，并将两者的接地相连。同时强电竖井内也应垂直敷设1根40mm×4mm热镀锌扁钢，其下端还应与接地网连接可靠。另外，电缆桥架及其支架全长必须至少有两处与接地干线连接。不问断电源输出端的中性线必须与由接地装置直接引来的接地干线相连接，做重复接地。
等电位联结接地方式设计事宜：将40mm×4mm热镀锌扁钢沿外墙内侧暗敷成环形作为接地母干线，并确保接地母干线与基础接地极和柱子钢筋每隔5连接一次。住宅室内的卫生间及淋浴间也采用局部等电位联结，可从合适的位置引出两根大于Φ16的结构钢 筋至局部等电位箱（局部等电位箱宜暗装，箱底距地约30cm）， 并将卫生间内所有金属管道、构件与局部等电位箱连接。
另外建筑的配电系统及照明支路也应做接地设计。该建筑采用低压配电系统可用TN—C—S制式保护。设计要点：配电室中性线做重复接地保护且接地电阻要小于1Ω。住宅楼内所有穿线钢管，配电柜、箱，电缆桥架，用电设备金属外壳等均需跨焊为一体，并通过PE线连接成良好的导电通路，同时PE线应与单相三极插座接地极可靠连接。照明支路可用自动空气开关保护，插座支路可用漏电断路器保护。当雷电袭击时往往会产生瞬间大电压，此时需要事先做好过电压保护设计。可在变配电室低压母线上装一级电涌保护器SPD，屋顶室外风机、室外照明配电箱或二级配电箱内装二级SPD，末端配电箱及弱电机房配电箱内装三级SPD。
4结语
总之，雷电等自然灾害的出现是人类无法预期的，但运用科学的设计手段及方法，采用先进的防雷设备，结合有效的防雷接地技术，能够合理的避免雷电给建筑及人类带来的破坏。而文章结合建筑实例刍议的设计方法及注意事项，希望对同行有借鉴作用，同时对论述不到之处望多多包涵。
参考文献
1金松;杨焕锋;建筑电气的防雷接地功能与防雷系统[J];设计科技视界;2012年 15期
2朱林根;现代住宅建筑电气设计[M];北京:中国建筑工业出版社;2004年
3刘丽娜;智能建筑中防雷接地系统的设计[J];现代建筑电气;2010年12期
关键词：高层建筑、实例、防雷、接地、设计
中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：
0引言
时代的发展、社会的进步加速了建筑规模的扩大，提高了居民的生活追求。建筑内智能化程度越来越高，各种线缆及电气、电子设备的使用也越来越多。然而当雷电来临时通过线缆等进入建筑物，击坏建筑室内电气、电子设施的现象也时有发生，此时造成的损失也是不可计量的。由此可见，智能化的线缆设施给人们带来福音的同时也埋藏着隐患。因此，只有做好建筑的防雷接地设计，才能很好的避免这种隐患，提高建筑物的抗雷电能力。
1工程实例
郑州市某高层住宅小区中一栋层数为29层的住宅楼。其长宽高分别为：79m、19.2m、84.7m。建有3个单元，每单元每层有四户人家。地上29层均为二厅一卫的独立式住宅，层高3米。地下室只有1层，为设备用房和停车库，层高5 .8 m。
2该高层建筑防雷接地设计分析
结合该建筑的实际情况进行防雷接地设计的分析。概括的讲：设计首先要明确必须参考的那些设计依据。其次分析防雷类别并计算出等级。随后再分别进入防雷设计和接地设计阶段。
2.1防雷接地设计依据。
防雷接地设计是一项完整、严谨的系统工作。设计要严格依照国家、行业及公司规定的相关设计规范及技术标准等。通常新时代下，防雷接地设计规范在原有规范的基础上更加完善全面，设计者要严格依照这些规范认真行事。通常可参考的设计依据有：《建筑物防雷设计规范GB50057-2010》、《建筑物电子信息系统防雷技术规范GB50343-2012》、《智能建筑设计标准GB/T50314-2006》、《民用建筑电气设计规范JGJ16-2008》、《通信局站防雷与接地工程设计规范 GB50689-2011》、《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50169-2006》、《低压配电设计规范GB50054-2011》、《建筑物防雷设施安装99(07)D501-1》、《等电位联结安装02D501-2》等等。总之，防雷接地设计需要遵守的依据有很多，设计人员只有做到心中有数，恪守规范标准，才能设计出优异的方案，进而降低雷电对建筑物设施设备的危害，保护居民生命和财产安全，保障建筑物供电系统、电子信息系统的正常运行。
2.2防雷类别分析与计算
防雷类别的分析首先要了解该建筑所处区域的地理位置、土壤电阻率、雷暴日数、环境等条件，并综合建筑物的内外结构、面积、层数、高度及用途等，计算建筑物年预计雷击次数（新规范中指明预计累计次数N的大小是防雷分类的一个重要指标）。然后按照《建筑物防雷设计规范》确定该所高层建筑的防雷类别。最后查看电气设计说明，看设计出的防雷类别是否正确。因为防雷类别的划分十分重要，若划分错误会导致防雷图纸的重大改动。
该建筑年预计雷击次数由公式N =kNg Ae 计算所得。式中N即为年预计雷击次数，k为校正系数通常取1，Ng为建筑物所处地区雷击大地的年平均密度（依据公式Ng=0.1Td计算，郑州市年平均雷暴日21.4d/天），Ae为与该建筑物截收相同雷击次数的等效面积（由于该建筑高度小于100米，故由公式计算得出）。此处省去计算过程，将该建筑具体参数带入公式得出Ng =2.14次/（㎞2·年），Ae =51605.225×10-6 ㎞2，此处k取1，那么得出该高层建筑物年预计雷击次数为0.1104。根据《建筑物防雷设计规范GB50057-2010》中第3.0.4规定N处于0.05~0.25之间，可知该高层建筑为第三类防雷建筑物。以下所有设计事宜就要以第三类防雷等级处理。
2.3防雷设计
防雷设计是为了防止建筑及建筑内部设施受雷电侵害而采取的相应措施。常见的设计方法就是运用防雷设备和做好防雷防护措施。分析当地的雷暴日数、气候等自然条件，以直击雷为主，设计采用避雷针、避雷线、避雷带或避雷网等可有效防止直击雷入侵。具体到建筑物本身，要想合理保护该建筑外部和内部都免受雷电侵害，就必须要有效的组合、设置防雷设备及器件，使之形成安全可靠地内、外部的雷电防护系统。由上述计算分析可知该建筑应按第三类防雷建筑物设防。第三类防雷建筑物外部防雷的措施，宜采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆，或由其混合组成的接闪器。接闪网、接闪带应按设计规范规定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，并应在整个屋面组成不大于20m×20m或24m×16m的网格；另外此高层建筑高度超过60m，还应沿屋顶周边敷设接闪带（接闪带应设在外墙外表面或屋檐边垂直面上或其外），且接闪器间应互相连接。其内部防雷装置通常是由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。首先可在屋顶挑沿上设Φ10镀锌圆钢避雷网，网高10cm，网支承点间距1米，让避雷带纵横接连形成一个不大于20m×20m的网格。然后利用构造柱中外侧两根Φ16主筋上下焊接连通做避雷引下线。随后利用基础地梁下侧两根主筋焊接连通为闭合导电通路，做为接地极，接地电阻要小于1Ω，若大于1Ω应补打接地极。此外防雷设计还要注意一些细节性问题，诸如需将所有外墙引下线在室外地面下1米处引出1根40mm×4mm热镀锌扁钢，且扁钢要伸出散水外0.3米。由±0.00起,每三层要做均压环（利用圈梁内两根Φ16以上主筋通长焊接并绑扎形成），且均压环要与该层外墙上的所有金属窗、构件、引下线相连接。建筑从60 m高度起，每层设计防侧击雷避雷带，且要与每层外墙上的所有金属窗、构件、引下线相连接等等。
2.4接地设计
结合最新设计规范、本建筑特点及甲方要求等多方面因素，假定得出该高层建筑采用保护性接地等电位联结设计最为适宜。则设计注意事项有：该工程防雷接地、变压器中性点接地、电气设备的保护接地、计算机房、电梯机房、通信机房、消防控制室等接地共用统一的接地极，要求接地电阻不大于1Ω，实测大于1Ω时，要增设人工接地极。设计变配电室到强电竖井内的桥架上敷设1根40mm×4mm热镀锌扁钢，并将两者的接地相连。同时强电竖井内也应垂直敷设1根40mm×4mm热镀锌扁钢，其下端还应与接地网连接可靠。另外，电缆桥架及其支架全长必须至少有两处与接地干线连接。不问断电源输出端的中性线必须与由接地装置直接引来的接地干线相连接，做重复接地。
等电位联结接地方式设计事宜：将40mm×4mm热镀锌扁钢沿外墙内侧暗敷成环形作为接地母干线，并确保接地母干线与基础接地极和柱子钢筋每隔5连接一次。住宅室内的卫生间及淋浴间也采用局部等电位联结，可从合适的位置引出两根大于Φ16的结构钢 筋至局部等电位箱（局部等电位箱宜暗装，箱底距地约30cm）， 并将卫生间内所有金属管道、构件与局部等电位箱连接。
另外建筑的配电系统及照明支路也应做接地设计。该建筑采用低压配电系统可用TN—C—S制式保护。设计要点：配电室中性线做重复接地保护且接地电阻要小于1Ω。住宅楼内所有穿线钢管，配电柜、箱，电缆桥架，用电设备金属外壳等均需跨焊为一体，并通过PE线连接成良好的导电通路，同时PE线应与单相三极插座接地极可靠连接。照明支路可用自动空气开关保护，插座支路可用漏电断路器保护。当雷电袭击时往往会产生瞬间大电压，此时需要事先做好过电压保护设计。可在变配电室低压母线上装一级电涌保护器SPD，屋顶室外风机、室外照明配电箱或二级配电箱内装二级SPD，末端配电箱及弱电机房配电箱内装三级SPD。
4结语
总之，雷电等自然灾害的出现是人类无法预期的，但运用科学的设计手段及方法，采用先进的防雷设备，结合有效的防雷接地技术，能够合理的避免雷电给建筑及人类带来的破坏。而文章结合建筑实例刍议的设计方法及注意事项，希望对同行有借鉴作用，同时对论述不到之处望多多包涵。
参考文献
1金松;杨焕锋;建筑电气的防雷接地功能与防雷系统[J];设计科技视界;2012年 15期
2朱林根;现代住宅建筑电气设计[M];北京:中国建筑工业出版社;2004年
3刘丽娜;智能建筑中防雷接地系统的设计[J];现代建筑电气;2010年12期