摘要：高层建筑物防雷是一个复杂的系统工程,对建筑物的安全使用、电气设各的正常运行有着至关重要的作用。在高层建筑物防雷设计施工中除了应严格遵守规范外,还应积极采用可靠的新技术以更有效地消除雷害。文章对相关问题进行了论述。
　　关键词:建筑物;防雷设计;防雷施工
　　The high-rise building lightningproof is a complicated system engineering, to building security use, electrical set the normal operation of the each have a vital role. In the high-rise buildings in the design and construction of lightning protection except shall strictly abide by the standard, still should actively adopt reliable techniques to more effectively eliminate ray harm. This paper discusses the related problems.
　　Keywords: buildings; Lightning protection design; Lightning protection construction
　　
　　
　　中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
　　
　　雷电的破坏形式一般分为主类:直击雷,感应雷,雷电波侵人。雷电流沿电气线路和管道引人建筑物内部,危及设备安全。面一旦遭受雷灾,损失将非常严重,后果会不堪设想。可见,建筑
　　防雷系统的可靠性极为重要。
　　在防雷保护设计中,一般采用三级保护措施:(1)将绝大部分雷电流直接引人地下基础接地装置泄散;(2)阻塞沿电源线或数据、信号线引人的过电压;(3)限制被倮护设备浪涌过电压幅值。
　　一、高层建筑物外部防雷设计与施工
　　建筑物防雷系统是由避雷针、避雷网(带)或混合组成的接闪器,主体结构的柱、梁、板钢筋或外接引下线组成的引下装置,及利用基础自然接地体(桩基、地梁、承台或底板钢筋)或人工接地体组成的接地装置合成,整个建筑形成一个法拉第笼,将雷电流引人大地:以下对高层建筑具体的防雷措施进行探讨。
　　(一)接地装置
　　现代高层建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地都是合在一起的,组成综合接地系统,接地电阻通常要求小于4Ω(鉴于目前高层建筑智能化设施日益增加,设计时接地电阻不宜大于1Ω)。因为高层建筑的钢筋混凝土基础埋地深,与大地的接触面积大,其接地电咀比一般人工接地所得到电阻低得多,容易满足上述要求。考虑到大部分高层建筑的基础均做了防水处理,致使接地电阻增大,应尽量在建筑物周边做圈式接地,周圈式接地可避开防水处理层,同时由于接地体埋在基础的外边,也具有均衡电位的效果,提高了安全性。某酒店及办公为一体的高层综合大楼就是遇到这种情况,力Ⅱ上大地土壤电阻率偏高,基础完工测试接地电阻无法满足设计要求,后采用上述方法处理,效果显著。在大地土壤电阻率高的地区,当一般做法的联合接地体的接地电阻值难以满足要求时,可以采用向外延伸接地体、改良土壤(换土、采用降阻剂)、深埋电极以及外引等方式。
　　(二)接地电阻测试
　　检测接地电阻,不仅要检测建筑物的接地电阻值,还要注意均压措施、露出地面部分的施工工艺、隐蔽工程施工是否符合规范要求;测量铝门窗接地电阻值时,应注意按测量仪器使用说明书有关事项进行,即阴雨天不测;土建基础周围水泥砂浆地面较多时深测;测试导线与铝门窗夹层处应轻轻打磨掉氧化层或喷涂层,选在与防雷引线连接一侧边框的较隐蔽处。接地电阻测试仪型号采用zC”B9,仪表必须经专业计量。在测试前,先将检流计的指针调零,再将倍率标准杆置于最大倍数,慢摇,同时调整测量标度盘,使检流计为零,加速摇到1zC0r/min左右,再调到平衡后,读标度盘的刻度,乘倍率就得所测的电阻值。注意电流探针的接线长度为4‰,电位探测的接线长度为⒛m。
　　(三)接闪器
　　接闪器有避雷针、避雷带(网)、消雷器等几种,采用何种方式应根据建筑物的造型及避雷效果而定。目前工般高层建筑较多采用避雷针、明装避雷带和暗装避雷网相结合的方式,接闪器的布置应符合下面要求。建筑物30m以上部分,每两层在外围用扁钢做暗敷水平避雷
　　带(可兼做均压环及金属预埋件);楼顶可利用梁、板内钢筋相互焊接成尺寸不大于10水1l,m暗装避雷网。此外,高层建筑的屋顶的金属旗杆、广告牌、钢爬梯、风冒、透气管、水管、设备等必须与就近的避雷带、避雷网焊接。利用不锈钢栏杆楼梯的上人屋面女儿墙,可在其下暗敷扁钢与支架和引下线焊接牢靠,栏杆间和支架也应焊接。塔楼顶采用避雷针时,为了降低避霄针的高度,增强防雷效果,可采用半导体少长针消雷装置(一般用于ssm以上的建筑)及
　　避雷针。
　　(四)引下线及均压环
　　高层建筑柱主筋和梁板钢筋可直接利用作为引下线和均压环,但应注意意引下线、接地装置、均压环和接闪器间必须牢固可靠地连接。当建筑物高度超过30m时,每三层沿建筑物四周设置均压环,30m以上外墙栏杆、金属门窗等较大金属物通过预埋件与均压环或引下线相连;建筑物内的各种竖向金属管道每三层要与均压环连接一次,平行或交叉的管道间也应跨接。高层建筑室外玻璃幕墙、大型复合金属板及不锈钢金属面材的应用增强了建筑的艺术效果,但同時也对防雷提出了要求。由于幕墙的面板是装在金属龙骨架由支座固定在主体结构预埋件上,支座是与预埋件焊接的,所以只需将该处的圈梁或柱与支座
　　预埋件、引下线可靠连接即可满足要求。
　　(五)电气部分
　　由于高层建筑在结构上已形成等位体,雷击对电气设备的损害主要是感应雷造成的。感应雷通过以下途径人侵:(1)雷电的地电位反击电压通过接地体人侵;(2)由通信信号线路入侵;(3)由交流供电电源线路人侵。
　　二、高层建筑内部防雷设计
　　(-)等电位联接
　　在做等电位连接时,每层外墙的金属栏杆、门窗等与均压环连通(每一构件不少于两处);玻璃幕墙的支架、钢龙骨等(每层、多点)与均压环连通成等电位,以防侧击雷;架空或埋地进
　　出建筑物的所有金属管道、金属构件、电缆金属外皮及其保护钢管等,在迸出建筑物处(通过与由基础接地主钢筋网焊接引出的2∞×⒛0×6预埋钢板相连通)与防雷接地装置作等电位联结;各管道井及各电梯井所在处,均由基础接地主钢筋网焊接引出-zIO×4镀锌扁钢与金属管道及电梯导轨作等电位联结;把接闪装置与梁、板、柱和基础可靠地焊接、绑扎或搭接在一起,同时再把各种金属设备和金属管线与之焊接或卡接在一起,使整个建筑物成为良好的等电位体。
　　(二)屏蔽设施
　　屏蔽的主要目的是使建筑物内的通信设备、电子计算机、精密仪器以及自动控制系统免遭雷电电磁脉冲的危害。可利用钢篾混凝土结构内的钢筋,即建筑物内地板、顶板、墙面、及梁、柱内的钢筋,使其构成一个六面体的网笼,即笼式避雷网;当钢筋密度不够时,可按各种设备的不同需要增加网格的密度,从而实现屏蔽。良好的屏蔽不仅使等电位和分流这两个问题迎刃而解,而且对防御雷电电磁脉冲也是最有效的措施。此外,建筑物的整体屏蔽还能防球雷、侧击和绕击雷的袭击。
　　(三)合理布线
　　为了防止防雷装置接闪时电子设备等管线不受影响,应将这些电线穿于金属管内,以实现可靠的屏蔽;线路的主干线的垂直部分设置在高层建筑物的中心部位,避免靠近用作引下线的柱筋;在管线较长或桥架等设施较长的路线上,需两端接地;应注意电源线、天线和屋顶高处的彩灯及航空障碍灯等线路的引人做法;还应在需要的线路上加装避雷器、压敏电阻等浪涌保护器。
　　(四)因静电感应、电磁感应等高电压引入的综合防护
　　对高压雷电的第一级设防,降低雷电高压脉冲幅值,应输电网金具接地法,通过光缆高电压击穿空气,并通过金具对地放电;将相线与地线并联电容,架空电线引入的地方设保护电容器;也可采用变压器隔离法,让输人端的电压达到一定值,变压器达到磁饱和,失去变压器的功能。而对电源系统的保护,应使低通滤波器与两级压敏电阻相互配合;或是使用电源避雷器时,将电源系统的有效值换算成峰值,考虑到电源系统的波动,一般为10%;为了考虑避雷器的安全,其本身应留出15%的余地。
　　综上所述,对高层建筑物的防雷设计和施工而言,每一个建筑物都有不同的设计和施工方案。在实际的设计和施工中,应从所针对的某一建筑物的实际情况进行探讨,在设计中将外部防雷设计和内部防雷设计结合起来;在施工中,应做好接地体、引下线、均压环、接闪器等安装装置。但切忌干篇一律,应实事求是,结合建筑物的情况,确保整个防雷工程能合理有效,防止或者减少雷电事故的发生。
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。