建筑物防雷與接地防護(hù)措施淺談

曾沛泉

（中化格力港務(wù)有限公司，廣東 珠海 519050）

1.概述

在建筑施工中，防雷接地防護(hù)措施是有效防止建筑物免受雷擊事故，有效保護(hù)人民財(cái)產(chǎn)與人身安全的有效措施。因此，我們在建筑施工中，必須做好可靠的防雷措施、對接地系統(tǒng)、防雷裝置及等電位聯(lián)結(jié)等方面的防護(hù)措施來應(yīng)對難以捉摸的雷電自然現(xiàn)象。

2 接地系統(tǒng)

接地是指將電氣設(shè)備及接地裝置安全實(shí)現(xiàn)電氣連接。高層建筑物的電氣接地系統(tǒng)主要分為三個方面：防雷接地、電氣設(shè)備保護(hù)與變壓器中性點(diǎn)接地及電氣設(shè)備工作接地。而電氣設(shè)計(jì)分為兩類系統(tǒng)：獨(dú)立接地系統(tǒng)與統(tǒng)一接地系統(tǒng)。在獨(dú)立接地系統(tǒng)中，各系統(tǒng)要獨(dú)立的設(shè)接地網(wǎng)，此外各接地網(wǎng)間要隔開以避免相互影響。實(shí)驗(yàn)表明，單根接地極距接地極約20米處才能視為零電位。對現(xiàn)代高層建筑而言，因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜及占地面積小，要實(shí)現(xiàn)把各接地系統(tǒng)完全分開在實(shí)際設(shè)計(jì)與施工中是極為難的。所以，高層建筑往往采取工作接地、防雷接地及保護(hù)接地共享接地設(shè)備的統(tǒng)一接地系統(tǒng)。高層建筑弱電系統(tǒng)的工作接地和其它各系統(tǒng)共享接地設(shè)備時(shí)要切記抗干擾處理，接地導(dǎo)線設(shè)設(shè)置時(shí)應(yīng)該注意隔絕處理。由此，弱電系統(tǒng)的工作接地可采取絕緣單芯電纜穿塑料管暗敷引下，接地線直接同接地裝置連接完成單點(diǎn)接地，以免弱電設(shè)備受外界電磁場的影響。

現(xiàn)代高層建筑以智能建筑為主，均設(shè)置有處理設(shè)備，因此，對供電系統(tǒng)極嚴(yán)；建筑物中常伴有高低壓變電室，建筑物的基礎(chǔ)接地裝置為用戶的功用裝置。因而，該低壓配電系統(tǒng)一般應(yīng)用TN-S系統(tǒng)。當(dāng)線路產(chǎn)生接地事故時(shí)，相通的PE線上攜帶高電壓，若不能及時(shí)切除故障回路時(shí)會導(dǎo)致故障電壓蔓延的情況，威脅用戶的安全，因此要十分重視PE線的安全作用。

3 防雷裝置

建筑物的防雷系統(tǒng)包括外部防雷及內(nèi)部防雷兩兩種。然而，外部防雷方式又分為：引下線、接閃器與接地裝置等；內(nèi)部防雷方式則為：等電位聯(lián)結(jié)、屏蔽隔離、合理布線及過電壓保護(hù)等。高層建筑的防雷要把外部防雷及內(nèi)部防雷當(dāng)作統(tǒng)一采用方式。接地體與接地線是構(gòu)成接地裝置的兩大因素。應(yīng)用與大地有可靠連接的自然接地體為接地體的優(yōu)先選擇。而高層建筑往往運(yùn)用樁基主筋為接地極，且與鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁主筋形成環(huán)形接地網(wǎng)。因此防雷安裝施工中要留意的問題如下：

由于現(xiàn)代智能建筑均具有多個弱電系統(tǒng)，所以對接地電阻的要求極其高。個別建筑所處的地理位置條件不佳，則滿足不了接地電阻值的要求，因而要通過人工圍繞建筑物設(shè)置閉合環(huán)狀的接地體，并在接地體的四周采取降阻措施。

運(yùn)用導(dǎo)電性高及耐腐蝕等材料為接地體。由于鋼材深埋土壤中易受損，不耐用，因而接地體要利用防腐蝕處理的鋼材或者防腐接地材料。尤其可考慮石墨接地體，其耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性好、導(dǎo)電與導(dǎo)熱性高，甚至降阻效果與同一尺寸的鋼材接地體一樣，取代鋼材接地體毫無問題，進(jìn)而能大量節(jié)約鋼材及有色金屬。

避雷帶是一種帶型導(dǎo)體，其主要是沿建筑物易受雷擊的突出部位而進(jìn)行裝置，起到接受雷電流的作用，材質(zhì)為鍍鋅圓鋼。其在追求美觀的情況下也可為不銹鋼管，但一定要嚴(yán)格依照《建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求采用，對接部位要跨接處理以確保不銹鋼管用作避雷帶接閃雷電流的效果。

建筑物的籠形避雷網(wǎng)由避雷帶、利用建筑物柱和剪力墻內(nèi)豎向鋼筋作引下線與接地裝置三部分聯(lián)結(jié)而成，其具有均壓及屏蔽的防雷作用。如今高層建筑外墻通常使用鋁合金幕墻裝飾后，并利用其自身形成連貫的電氣通路與主體結(jié)構(gòu)的防雷裝置有效地連接在一起，以便共同構(gòu)成一個防雷整體使幕墻與建筑物免于雷電的襲擊。幕墻及電氣專業(yè)施工隊(duì)伍要增強(qiáng)連接點(diǎn)處的工序轉(zhuǎn)交，及時(shí)有效的做好連接點(diǎn)處接地電阻的檢測及記錄。此外屋面配電箱也要防止雷電波的侵襲，必須在配電箱出線端處裝設(shè)浪涌過電壓保護(hù)器。

4 等電位聯(lián)結(jié)

建筑物的等電位聯(lián)結(jié)是由總等電位聯(lián)結(jié)、輔助等電位聯(lián)結(jié)與局部等電位聯(lián)結(jié)三部分構(gòu)成的。總等電位聯(lián)結(jié)在到達(dá)某種程度時(shí)能降低建筑物內(nèi)間接接觸電擊的接觸電壓及不同金屬部件間的電位差，并可處理從建筑物外經(jīng)電氣線路與各種金屬管道造成的危險(xiǎn)故障電壓的危險(xiǎn)，其關(guān)系到整個建筑物電位聯(lián)結(jié)的命脈。局部等電位聯(lián)結(jié)是在局部場所范圍內(nèi)把各類能導(dǎo)電的部分連結(jié)。

若總等電位聯(lián)結(jié)及局部等電位聯(lián)結(jié)的設(shè)計(jì)部佳，僅存在于設(shè)計(jì)說明中標(biāo)志，則會導(dǎo)致施工與驗(yàn)收依據(jù)不夠或者隨意施工。因此，設(shè)計(jì)時(shí)必須畫出等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)圖且標(biāo)注要明確；再次，要在平面圖中標(biāo)志并說明等電位箱的方位，及其由等電位箱至配電箱PE端子、各類金屬管道、建筑物鋼筋網(wǎng)等聯(lián)結(jié)線的聯(lián)結(jié)部位及敷設(shè)方法，為施工與驗(yàn)收供應(yīng)正確的依據(jù)。相關(guān)施工單位對于設(shè)計(jì)深度的不完善問題要在圖紙審核時(shí)提出，以便及時(shí)處理。

因?yàn)榛A(chǔ)梁主筋焊接成閉合環(huán)形通路作為高層建筑基礎(chǔ)接地設(shè)計(jì)的一般要求，其完全能取代鍍鋅扁鋼實(shí)現(xiàn)聯(lián)結(jié)，但是在金屬管道進(jìn)出建筑物的就近位置從基礎(chǔ)接地裝置預(yù)埋引出線及等電位端子及金屬管道聯(lián)結(jié)，如此既能完成等電位效果，又可節(jié)省工作量、材料以及節(jié)約工程成本。

然而，對計(jì)算機(jī)房、電腦控制的電梯裝置等而言，可裝置局部等電位聯(lián)結(jié)板，利用引下線和基礎(chǔ)接地及其本裝置配電箱的PE線連結(jié)，令各類接地共享同一基礎(chǔ)點(diǎn)，免除干擾信號侵入，且就近同鋼筋網(wǎng)連結(jié)，與此同時(shí)避免雷擊和雷擊電流的危害。由于高層建筑的設(shè)備布置復(fù)雜且種類繁多，所以其從配電箱引出的線路所穿鋼管的一端不僅同配電箱外殼連結(jié)，還要與另一端用點(diǎn)設(shè)備外殼保護(hù)罩連結(jié)，且要就近和屋頂引下線、避雷帶相連免遭雷電波侵襲。鋼管使用絲扣連接及因連接設(shè)備而中間斷開時(shí)要運(yùn)用鍍鋅抱箍或者相應(yīng)的黃綠雙色銅芯導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)補(bǔ)救工作。要保障抱箍連接處接觸良好。另外，局部等電位聯(lián)結(jié)要注意衛(wèi)生間地面鋼筋網(wǎng)、熱水器插座或混凝土墻內(nèi)鋼筋網(wǎng)等引入PE線的插座。因?yàn)樵O(shè)計(jì)深度不完善或施工人員對圖集與標(biāo)準(zhǔn)不明確等的因素，衛(wèi)生間內(nèi)帶PE柱插座的局部等電位聯(lián)結(jié)往往被忽略，因此要加強(qiáng)對這方面的重視。

在等電位聯(lián)結(jié)中，地面內(nèi)鋼筋網(wǎng)及混凝土墻內(nèi)鋼筋網(wǎng)宜與等電位聯(lián)結(jié)線連通。然而采用地面鋼筋網(wǎng)要按照0．6米間距在鋼筋網(wǎng)交叉點(diǎn)點(diǎn)焊，甚至采用圓鋼以6倍直徑長焊接是非常必要的。規(guī)范中尚未要求鋼筋網(wǎng)應(yīng)該焊接，研究顯示若運(yùn)用土建施工的綁扎方式連接，會形成鋼筋網(wǎng)綁扎點(diǎn)在極近的范圍內(nèi)能形成導(dǎo)電性連接。然而，事實(shí)上混凝土內(nèi)的鋼筋網(wǎng)可確保電氣相互聯(lián)通。局部等電位端子既能利用圓鋼或扁鋼及地面內(nèi)鋼筋網(wǎng)進(jìn)行可靠連接又可采用圈梁鋼筋和引下線焊通。

建設(shè)單位尤其是商品房開發(fā)商往往將衛(wèi)生間的排水支管、插座及潔具的安裝交給用戶自行處理，然而局部等電位聯(lián)結(jié)只預(yù)埋等電位箱，由于大多數(shù)用戶極其缺少對于此類專業(yè)知識的認(rèn)知，購房后在二次裝修時(shí)沒有再實(shí)行等電位聯(lián)結(jié)施工，隨時(shí)威脅用戶的安全。因此，施工單位在竣工驗(yàn)收時(shí)要與建設(shè)單位處理好轉(zhuǎn)交手續(xù)及明確責(zé)任。

結(jié)語

總而言之，高層建筑物的接地、防雷等作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程，覆蓋面極其廣泛，同各專業(yè)系統(tǒng)交集點(diǎn)甚多，因此，在設(shè)計(jì)及施工中必須要認(rèn)真、細(xì)致、全面的加以綜合考慮，以防范建筑物及人們的安全問題。

[1]鄧昌華.等電位聯(lián)結(jié)在建筑電氣施工中問題探討[J].科技資訊.2009(02).

[2]劉桂萍.談建筑電氣施工中易忽視的幾個防雷問題[J].山西建筑.2009(07).