智能建筑中防雷技術(shù)的應(yīng)用及處理

周鳳蕓，張 爭(zhēng)

煙臺(tái)市氣象局，山東煙臺(tái) 264003

雷電災(zāi)害是我國(guó)十大災(zāi)害之一。它不僅會(huì)造成建筑物的損壞、人員的傷亡，而且對(duì)電力、電訊等設(shè)備造成損壞，對(duì)人類生產(chǎn)生活帶來(lái)巨大的影響。近年來(lái)，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，致使各種高端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通訊技術(shù)遍布人類生活的每個(gè)角落。各種智能化的建筑物都已采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通訊功能。

1 雷電的種類和特點(diǎn)

雷電是一種強(qiáng)大的電脈沖波。雷電主要包括了球形雷、電磁脈沖、云閃和直擊雷四種形式。這四種形式中球形雷和直擊雷危害最大，對(duì)電子設(shè)備影響比較大的是電磁脈沖，對(duì)人類危害最小的是云閃，它主要發(fā)生在兩塊云之間或者在一片云的兩邊發(fā)生。直擊雷是在云體上聚集著大量的帶電離子，這些帶電粒子通過(guò)某種渠道來(lái)進(jìn)行泄放，通常是某個(gè)高層建筑、鐵塔、空曠地段的人群等，在電荷釋放的過(guò)程中，這些媒介就會(huì)受到嚴(yán)重的損壞，直接雷是危害最大的一種形式，球形雷相對(duì)直擊雷來(lái)說(shuō)次之。

雷擊的頻率和破壞程度是非常大的，據(jù)不全統(tǒng)計(jì)，每秒鐘大約有100次雷擊發(fā)生，在全世界近4 000人死于雷擊。同時(shí)發(fā)生雷擊和地形有一定的關(guān)系，每座100m高的建筑物平均每年會(huì)被擊中一次。每座400m的建筑物，例如信號(hào)塔或者廣播電視塔等每年被擊中的頻率大概在25次作用。每次雷擊產(chǎn)生的高壓將近6億伏。這種破壞主要集中以下兩個(gè)方面，直接雷擊建筑物上所產(chǎn)生的電動(dòng)力和熱效應(yīng)多帶來(lái)的破壞，第二就是雷電流產(chǎn)生的靜電感應(yīng)作用和電磁感應(yīng)作用以及雷電波侵入作用。高層建筑物由于目標(biāo)明顯，很容易受到雷擊。當(dāng)前很多高層建筑上都安裝有電子設(shè)備，這種建筑一旦遭遇雷擊，將會(huì)帶來(lái)巨大的損失。

2 智能建筑中防雷技術(shù)的應(yīng)用

2.1 智能建筑

隨著科技的發(fā)展，很多建筑為了避免雷擊采取了相應(yīng)的措施，智能建筑就是其中一種，它主要采用了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)對(duì)建筑物內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制或者管理。智能建筑是解決建筑物遭雷擊的一個(gè)重要方法，它不僅能夠有效地進(jìn)行避免雷擊，還可以為人們提供一個(gè)高效、舒適、便利的建筑環(huán)境。根據(jù)建設(shè)部《2000年小康型城鄉(xiāng)住宅科技產(chǎn)業(yè)工程項(xiàng)目實(shí)施方案》和《全國(guó)住宅小區(qū)智能化技術(shù)示范工程建設(shè)工作大綱》的相關(guān)內(nèi)容，國(guó)家正在將智能化建筑進(jìn)行推廣，不僅僅在公共建筑，還在一些小區(qū)進(jìn)行推廣?？萍嫉陌l(fā)展，特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，很多高科技技術(shù)正在走進(jìn)建筑設(shè)計(jì)中來(lái)，現(xiàn)代社會(huì)的家庭正在追求家庭智能化所帶來(lái)的多元化信息及安全、舒適與便利的生活環(huán)境作為一個(gè)理想的目標(biāo)。

2.2 防雷技術(shù)的應(yīng)用

電子設(shè)備在建筑中的應(yīng)用，雷擊帶來(lái)系統(tǒng)損壞現(xiàn)象正逐步增多，這種危害所帶來(lái)的不僅僅是電子設(shè)備的損壞，更為重要的是帶來(lái)的間接損失，例如電子設(shè)備損壞后，會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)丟失和其他設(shè)備不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。國(guó)際電工委員會(huì)第81技術(shù)委員會(huì)關(guān)于“防雷”的IEC1312-1(1995)文件中也強(qiáng)調(diào)指出：“鑒于各種形式電子系統(tǒng)的應(yīng)用不斷增加，使本標(biāo)準(zhǔn)的制定成為必須。這些系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、控制系統(tǒng)等（統(tǒng)稱信息系統(tǒng)）。這些系統(tǒng)應(yīng)用于商業(yè)和工業(yè)的許多部門，包括相當(dāng)大的資金投入、規(guī)模和復(fù)雜性很大的工業(yè)控制系統(tǒng)。出于代價(jià)和安全的考慮，雷電對(duì)其造成運(yùn)轉(zhuǎn)停頓的影響是不可估量的”。

傳統(tǒng)的防雷措施已經(jīng)不能很好地保護(hù)網(wǎng)絡(luò)、通信等設(shè)備的可靠性、安全性、暢通性。雷電災(zāi)害被國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）稱為“電子化時(shí)代的一大公害”，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)全球因雷擊多帶來(lái)的損失每年高達(dá)十多億美元，這個(gè)巨大的損失是其他災(zāi)害所不能比擬的。在雷擊損失面前，人們已經(jīng)意識(shí)到傳統(tǒng)的防雷技術(shù)已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的需求。雷擊和科技的發(fā)展相伴，將雷擊損失降低到最低，只能通過(guò)相應(yīng)的科技技術(shù)進(jìn)行綜合治理。

外部防雷和內(nèi)部防雷是一個(gè)完整的防雷方案，通常情況下外部防雷系統(tǒng)包括了引地下線、避雷針、接地極、避雷帶等，這種防雷就是為了確保建筑物本體能夠避免直接遭遇雷擊，在雷電擊中相應(yīng)建筑物的時(shí)候，會(huì)通過(guò)避雷針、避雷帶、引下線等形式把雷電釋放到大地中去。內(nèi)部防雷主要是為了保護(hù)建筑物內(nèi)部相關(guān)設(shè)備和相關(guān)人員而采取的措施。這種措施主要是保護(hù)建筑物內(nèi)部相應(yīng)設(shè)備免遭損壞。在建筑內(nèi)部安裝避雷設(shè)備，讓設(shè)備和大地形成一個(gè)有條件的等電位體，將可能進(jìn)入雷電阻攔在外，將雷擊所帶來(lái)的電流直接釋放到大地，確保設(shè)備的安全。

3 防雷技術(shù)的處理

智能建筑大多數(shù)裝有避雷針，可以避免雷擊損壞建筑物。智能建筑物內(nèi)部電氣設(shè)備的頻率較高，它的響應(yīng)避雷設(shè)施都與傳統(tǒng)的不同，主要表現(xiàn)在接地結(jié)構(gòu)、等電位連結(jié)及電氣接線的方法發(fā)生了改變。這就需要對(duì)智能建筑內(nèi)的不同設(shè)備特性安裝不同的避雷設(shè)備，例如避雷接地、電氣安全接地、交流電源工作接地、通信及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接地（也叫直流接地，在數(shù)字邏輯系統(tǒng)中叫邏輯接地）等外部防雷。此外，為防止雷電電磁脈沖產(chǎn)生的電磁感應(yīng)的侵入采取等電位聯(lián)接和電氣接線等內(nèi)部防雷，并且進(jìn)行合理的屏蔽以對(duì)微電子設(shè)備進(jìn)行防護(hù)。

[1]劉漢景·淺析高層建筑防雷接地的相關(guān)問(wèn)題[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2009(6).

[2]梁基允.有關(guān)建筑電氣接地防雷技術(shù)的相關(guān)問(wèn)題分析[J].氣象、防雷、通信、通訊與電子.

[3]http://baike.baidu.com/view/79219.htm.