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引言
随着经济的发展和城市化进程，高层建筑的发展已经成为必然趋势。然而由于近年的气候异常，雷雨天气异常剧烈，在雷爆发生时高层建筑比一般建筑遭雷击的概率要大得多，如果没有防护措施或防护不规范，一旦遭受雷灾,后果会不堪设想，所以高层建筑防雷系统的可靠性极为重要。目前国内有现行的基本标准是GB50057-94（2000）《建筑物防雷设计规范》和GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》。
一、防雷设计的基本原则
建筑物防雷设计执行六项重要因素，目的要整体地、全面地考虑建筑物防雷设计。
（1）接闪功能：指实现接闪功能所应具备的条件，包括接闪器的形式（避雷针、避雷带和避雷网）、耐流耐压能力、连续接闪效果等。
（2）分流影响：指引下线对分流效果的影响。引下线的粗细和数量直接影响分流效果，引下线多，每根引下线通过的雷电流就小，其感应范围就小。引下线相互之间的距离不应小于规范中的规定。引下线很长时，应在建筑物的中间部位增加均压环，以减小引下线的电感电压降和降低反击电压。
（3）均衡电位：指使建筑物内的各个部位都形成一个相等的电位，即等电位。将建筑物内的结构钢筋与各种金属设施及金属管线都能连接成统一的导电体，形成同等电位，这样就可保证建筑物内不会产生反击和危及人身安全的接触电压或跨步电压，对防止雷电电磁脉冲干扰微电子设备也有很大的好处。
（4）屏蔽作用：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。利用钢筋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，不仅实现屏蔽，还能防球雷、侧击和绕击雷的袭击。
（5）接地效果：指接地效果的好坏。良好的接地效果也是防雷成功的重要保证之一。当钢筋混凝土结构的建筑物符合规范条件时，应利用基础内的钢筋作为接地装置。当达不到规范中规定的条件或基础包在防水卷材层内时，可做周圈式接地装置。
（6）合理布线：指如何布线才能获得最好的综合效果。高层建筑物都离不开照明、动力、电话、电视和计算机等设备的管线，在防雷设计中，首先将电线穿于金属管内，以实现可靠的屏蔽；其次，应该把这些线路的主干线的垂直部分设置在高层建筑物的中心部位，且避免靠近用作引下线的柱筋，以尽量缩小被感应的范围。在管线较长或桥架等设施较长的路线上，还需要两端接地；第三，应该注意电源线、天线和屋顶高处的彩灯及航空障碍灯等线路的引入做法，防止雷电波侵入。另外需要的线路上加装避雷器、压敏电阻等浪涌保护器。
二、雷电的形式和保护方式
1、雷电的形成有多种原因，以负极性下行先导放雷为主。一般来说雷电的破坏形式有三类：直击雷，即雷直接击在建筑物和设备上而发生的机械效应和热效应，一般建筑物易受直击雷的部位多为屋檐、屋脊、屋角、檐角、女儿墙，还有雷电侧击高层建筑的问题；感应雷，即雷电流产生的电磁效应和静电效应；雷电波侵入，雷电流沿电气线路和管道引入建筑物内部，危及设备安全。
2、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入地下基础接地装置泄散；
（2） 阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压；
（3） 限制被保护设备浪涌过电压幅值。
三、建筑防雷的分类
民用建筑中无第一类防雷建筑物，其分类应划分为第二类及第三类防雷建筑物。在雷电活动频繁或强雷区，可适当提高建筑物的防雷保护措施。具体分类见《民用建筑电气设计规范》JGJ-16-2008
四. 高层建筑物的防雷的应用
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组成。制做安装避雷针或避雷带做为接闪器，采用主体结构的柱、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）或达不到规范要求的阻值时，增加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，将雷电流引入大地。
1、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，按目前实际应用，接地电阻要求小于1Ω。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。
2、接闪器
一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。避雷带应装设在屋角、屋脊、女儿墙及屋檐等建筑物易受雷击部位，并在整个屋面上装设不大于10m×10m或12m×8m（三类防雷20m×20m或24m×16m） 的网格。
3 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。建筑物45m（三类建筑为60 m）以上部分，每三层在外围利用结构圈梁主筋(>2X16)焊接成闭合回路，作水平均压环，与防雷装置引下线可靠连接，并将外墙上的金属栏杆，金属门窗等较大金属物直接或通过预埋件与防雷装置相连；垂直金属管道及类似金属物，在顶端和底端与防雷装置连接。室外玻璃幕墙、大型复合金属板及不锈钢金属面材的金属龙骨架，由于支座固定在主体结构预埋件上，支座是与预埋件焊接的，所以只需将该处的圏梁或柱与支座预埋件、引下线可靠连接即可满足要求。
4 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入侵：
(1)雷电的地电位反击电压通过接地体入侵；
(2)由通信信号线路入侵；
(3)由交流供电电源线路入侵。
（4）解决方案
对于雷电磁场的影响，主要是直击雷击中机房大楼时，雷电流在建筑物的内部分布直接影响到计算机网络系统设备，特别是对电磁干扰敏感的计算机及网络通信终端设备。合理选择机房的位置及机房内设备的合理布局可有效的减少雷害。
在供电系统及计算机网络终端设备的接口处安装电涌保护器 SPD ，并对出入机房缆线采取屏蔽、接地，实现等电位连接等措施，可有效减少雷击过电压对计算机网络系统设备的侵害。
機房采用联合接地可有效的解决地电位升高的影响，合格的地网是有效防雷的关键。机房的联合地网通常由机房建筑物基础（含地桩）、环形接地（体）装置、工作（电力变压器）地网等组成。对于敏感的数据通讯设备的防雷，接地系统的良好与否，直接关系到防雷的效果和质量。如果地网不合要求，应改善地网条件，适当扩大地网面积和改善地网结构，使雷电流尽快地泄放，缩短雷电流引起的高过电压的保持时间，以达到防雷要求。
五. 结束语
高层建筑的防雷是一个复杂的系统工程，对建筑物的安全使用，电气设备的正常运行有着至关重要的作用，在设计施工中除了严格遵守规范外，还应积极采用可靠的新技术以更有效地消除危害。
随着经济的发展和城市化进程，高层建筑的发展已经成为必然趋势。然而由于近年的气候异常，雷雨天气异常剧烈，在雷爆发生时高层建筑比一般建筑遭雷击的概率要大得多，如果没有防护措施或防护不规范，一旦遭受雷灾,后果会不堪设想，所以高层建筑防雷系统的可靠性极为重要。目前国内有现行的基本标准是GB50057-94（2000）《建筑物防雷设计规范》和GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》。
一、防雷设计的基本原则
建筑物防雷设计执行六项重要因素，目的要整体地、全面地考虑建筑物防雷设计。
（1）接闪功能：指实现接闪功能所应具备的条件，包括接闪器的形式（避雷针、避雷带和避雷网）、耐流耐压能力、连续接闪效果等。
（2）分流影响：指引下线对分流效果的影响。引下线的粗细和数量直接影响分流效果，引下线多，每根引下线通过的雷电流就小，其感应范围就小。引下线相互之间的距离不应小于规范中的规定。引下线很长时，应在建筑物的中间部位增加均压环，以减小引下线的电感电压降和降低反击电压。
（3）均衡电位：指使建筑物内的各个部位都形成一个相等的电位，即等电位。将建筑物内的结构钢筋与各种金属设施及金属管线都能连接成统一的导电体，形成同等电位，这样就可保证建筑物内不会产生反击和危及人身安全的接触电压或跨步电压，对防止雷电电磁脉冲干扰微电子设备也有很大的好处。
（4）屏蔽作用：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。利用钢筋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，不仅实现屏蔽，还能防球雷、侧击和绕击雷的袭击。
（5）接地效果：指接地效果的好坏。良好的接地效果也是防雷成功的重要保证之一。当钢筋混凝土结构的建筑物符合规范条件时，应利用基础内的钢筋作为接地装置。当达不到规范中规定的条件或基础包在防水卷材层内时，可做周圈式接地装置。
（6）合理布线：指如何布线才能获得最好的综合效果。高层建筑物都离不开照明、动力、电话、电视和计算机等设备的管线，在防雷设计中，首先将电线穿于金属管内，以实现可靠的屏蔽；其次，应该把这些线路的主干线的垂直部分设置在高层建筑物的中心部位，且避免靠近用作引下线的柱筋，以尽量缩小被感应的范围。在管线较长或桥架等设施较长的路线上，还需要两端接地；第三，应该注意电源线、天线和屋顶高处的彩灯及航空障碍灯等线路的引入做法，防止雷电波侵入。另外需要的线路上加装避雷器、压敏电阻等浪涌保护器。
二、雷电的形式和保护方式
1、雷电的形成有多种原因，以负极性下行先导放雷为主。一般来说雷电的破坏形式有三类：直击雷，即雷直接击在建筑物和设备上而发生的机械效应和热效应，一般建筑物易受直击雷的部位多为屋檐、屋脊、屋角、檐角、女儿墙，还有雷电侧击高层建筑的问题；感应雷，即雷电流产生的电磁效应和静电效应；雷电波侵入，雷电流沿电气线路和管道引入建筑物内部，危及设备安全。
2、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入地下基础接地装置泄散；
（2） 阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压；
（3） 限制被保护设备浪涌过电压幅值。
三、建筑防雷的分类
民用建筑中无第一类防雷建筑物，其分类应划分为第二类及第三类防雷建筑物。在雷电活动频繁或强雷区，可适当提高建筑物的防雷保护措施。具体分类见《民用建筑电气设计规范》JGJ-16-2008
四. 高层建筑物的防雷的应用
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组成。制做安装避雷针或避雷带做为接闪器，采用主体结构的柱、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）或达不到规范要求的阻值时，增加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，将雷电流引入大地。
1、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，按目前实际应用，接地电阻要求小于1Ω。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。
2、接闪器
一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。避雷带应装设在屋角、屋脊、女儿墙及屋檐等建筑物易受雷击部位，并在整个屋面上装设不大于10m×10m或12m×8m（三类防雷20m×20m或24m×16m） 的网格。
3 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。建筑物45m（三类建筑为60 m）以上部分，每三层在外围利用结构圈梁主筋(>2X16)焊接成闭合回路，作水平均压环，与防雷装置引下线可靠连接，并将外墙上的金属栏杆，金属门窗等较大金属物直接或通过预埋件与防雷装置相连；垂直金属管道及类似金属物，在顶端和底端与防雷装置连接。室外玻璃幕墙、大型复合金属板及不锈钢金属面材的金属龙骨架，由于支座固定在主体结构预埋件上，支座是与预埋件焊接的，所以只需将该处的圏梁或柱与支座预埋件、引下线可靠连接即可满足要求。
4 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入侵：
(1)雷电的地电位反击电压通过接地体入侵；
(2)由通信信号线路入侵；
(3)由交流供电电源线路入侵。
（4）解决方案
对于雷电磁场的影响，主要是直击雷击中机房大楼时，雷电流在建筑物的内部分布直接影响到计算机网络系统设备，特别是对电磁干扰敏感的计算机及网络通信终端设备。合理选择机房的位置及机房内设备的合理布局可有效的减少雷害。
在供电系统及计算机网络终端设备的接口处安装电涌保护器 SPD ，并对出入机房缆线采取屏蔽、接地，实现等电位连接等措施，可有效减少雷击过电压对计算机网络系统设备的侵害。
機房采用联合接地可有效的解决地电位升高的影响，合格的地网是有效防雷的关键。机房的联合地网通常由机房建筑物基础（含地桩）、环形接地（体）装置、工作（电力变压器）地网等组成。对于敏感的数据通讯设备的防雷，接地系统的良好与否，直接关系到防雷的效果和质量。如果地网不合要求，应改善地网条件，适当扩大地网面积和改善地网结构，使雷电流尽快地泄放，缩短雷电流引起的高过电压的保持时间，以达到防雷要求。
五. 结束语
高层建筑的防雷是一个复杂的系统工程，对建筑物的安全使用，电气设备的正常运行有着至关重要的作用，在设计施工中除了严格遵守规范外，还应积极采用可靠的新技术以更有效地消除危害。