淺談智能建筑綜合防雷技術(shù)及施工措施

韓雪飛

【摘 要】在當(dāng)代城市建筑中，智能建筑已經(jīng)成為主流發(fā)展趨勢(shì)，而由于智能建筑系統(tǒng)中線路較為復(fù)雜，微電子設(shè)備遍布系統(tǒng)的每個(gè)部分，這就大大削弱了建筑的防雷功能。因此，必須重視智能建筑的防雷技術(shù)，不斷改進(jìn)和完善其施工措施。本文通過(guò)分析雷擊給智能建筑帶來(lái)的嚴(yán)重危害，探討了智能建筑綜合防雷技術(shù)的應(yīng)用方法，并就當(dāng)前智能建筑施工中的注意事項(xiàng)提出了幾點(diǎn)看法，以期為廣大同行提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】智能建筑；防雷技術(shù)；施工措施

在科技高速發(fā)展的今天，電子信息技術(shù)逐漸成為時(shí)代發(fā)展的主題，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)的不同領(lǐng)域中。建筑領(lǐng)域也不例外。當(dāng)前在我國(guó)的城市現(xiàn)代化建設(shè)中，擁有多種電子設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)控制的智能建筑越來(lái)越多，極大的提高建筑的自動(dòng)化程度，提升了人們的生活水平。然而智能建筑雖然具有眾多優(yōu)點(diǎn)，但其同時(shí)也因?yàn)椴捎昧溯^多的微電子設(shè)備，而產(chǎn)生一個(gè)極其嚴(yán)重的問(wèn)題，那就是防雷問(wèn)題。我們都知道，微電子設(shè)備對(duì)于雷擊較為敏感，極易受到損壞，一旦智能建筑受到雷擊影響，電子設(shè)備系統(tǒng)癱瘓，就會(huì)給居民造成很大不便，甚至?xí)?lái)財(cái)產(chǎn)損失。因此，加強(qiáng)智能建筑的綜合防雷技術(shù)是非常重要的。

1.雷擊對(duì)智能建筑的危害

雷電是最常見(jiàn)的一種自然現(xiàn)象，雷擊對(duì)人類(lèi)的生活帶來(lái)的影響也較為頻繁，并且是人類(lèi)無(wú)法控制的自然災(zāi)害。為了避免雷擊影響造成的損失，就必須明確分析雷擊所造成危害主要涉及的范圍，這樣才能有針對(duì)性的采取防治措施，實(shí)現(xiàn)良好的防雷效應(yīng)。

在當(dāng)前諸多的智能建筑中，雷擊所造成的危害主要是針對(duì)建筑智能系統(tǒng)中的微電子設(shè)備而言的，微電子設(shè)備由于自身的特性，不但會(huì)受到雷電直擊的影響，最重要的是二次效應(yīng)對(duì)于其的影響更甚，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于直擊所帶來(lái)的危害。這是因?yàn)槔纂娋哂袕?qiáng)大的瞬間電流，能夠改變地面建筑系統(tǒng)中電子設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)，使其周?chē)慕饘傥锒妓查g擁有感應(yīng)電壓和電流，這對(duì)于電線線路和無(wú)線通訊等都具有很大的危害，甚至?xí)㈦娮釉O(shè)備擊穿、燒毀，給智能系統(tǒng)帶來(lái)毀滅性的災(zāi)難。

而就目前電子技術(shù)而言，電子設(shè)備的自我防護(hù)能力還相對(duì)較差，尤其是一些敏感的電子設(shè)備，其所能承受的能量最多只達(dá)毫焦耳級(jí)，而雷擊釋放的能量達(dá)到數(shù)百兆焦耳，能量差別相當(dāng)懸殊，因此必須采取措施加以保護(hù)。

2.智能建筑綜合防雷技術(shù)應(yīng)用分析

2.1接閃功能

接閃功能指實(shí)現(xiàn)接閃功能所應(yīng)具備的條件，包括接閃器的形式、耐流耐壓能力、連續(xù)接閃效果、造價(jià)及接閃器與建筑物的美學(xué)‘統(tǒng)一性等。

2.2引下分流影響

引下分流影響是引下線對(duì)雷電分流效果的影響，引下線的粗細(xì)和數(shù)量直接影響分流效果。引下線多，每根引下線通過(guò)的雷電流就會(huì)變小，其感應(yīng)范圍就小，引下線相互之間的距離不應(yīng)超過(guò)規(guī)范中的規(guī)定，同時(shí)應(yīng)在建筑物的中間部位增加均壓環(huán)，以減小引下線的電感電壓降，這樣不僅可以分流，而且可以降低反擊電壓。

2.3均衡電位

均衡電位指使建筑物內(nèi)的各個(gè)部位都形成一個(gè)相等的電位，即等電位。如果能使建筑物內(nèi)的結(jié)構(gòu)鋼筋與各種金屬物及金屬管線都能連接成統(tǒng)一的導(dǎo)電體，形成一個(gè)類(lèi)似封閉的金屬籠，它是一個(gè)具有極小接地電阻和引下線阻抗、以等電位為主體的法拉第籠。這對(duì)防止智能建筑內(nèi)大量的電子設(shè)備免受雷電電磁脈沖干擾亦有很大好處。

2.4接地

智能建筑內(nèi)有大量的電子信息系統(tǒng)。這些電子設(shè)備及布線系統(tǒng)一般均屬于耐壓等級(jí)低、防干擾要求高、最怕受到雷擊的部分。不管是直擊、串擊、反擊都會(huì)使電子設(shè)備受到不同程度的損壞或嚴(yán)重干擾。因此智能建筑防雷接地設(shè)計(jì)必須嚴(yán)密、可靠。智能建筑的所有功能接地，必須以防雷接地系統(tǒng)為基礎(chǔ)，并建立嚴(yán)密、完整的防雷結(jié)構(gòu)。

2.5屏蔽

屏蔽措施可減少雷電電磁脈沖干擾的感應(yīng)效應(yīng)。屏蔽主要有電場(chǎng)屏蔽、磁場(chǎng)屏蔽及電磁屏蔽等。雷電電涌是含有電場(chǎng)、磁場(chǎng)的高頻電磁輻射干擾。電磁屏蔽指用一定厚度的導(dǎo)電材料做成屏蔽殼體，放在外界交變的電磁場(chǎng)中，由于進(jìn)入導(dǎo)電媒介的交變電磁場(chǎng)將產(chǎn)生感應(yīng)電流，消耗了能量，導(dǎo)致電磁場(chǎng)在介質(zhì)中按指數(shù)規(guī)律衰減，而很難深入到殼體內(nèi)部，從而有效地防護(hù)了電磁脈沖的能量傳播。

2.6電涌保護(hù)

在建筑物的不同防雷區(qū)界面和所需的特定位置上設(shè)置電涌保護(hù)器是建筑物防電涌綜合保護(hù)措施中最為關(guān)鍵的一項(xiàng)措施。SPD的主要作用是當(dāng)電涌來(lái)臨動(dòng)作后，鉗壓和泄流以及暫態(tài)均壓。

3.智能建筑綜合防雷施工措施及注意事項(xiàng)

3.1外部防雷

在智能建筑綜合防雷技術(shù)的施工中，對(duì)于外部防雷來(lái)講，需要注意的施工事項(xiàng)主要體現(xiàn)在接閃器、引下線和接地裝置這三方面。

首先，因?yàn)楫?dāng)前的智能建筑大多在屋面都安裝有較多的設(shè)備，比如衛(wèi)星接收器、天線、金屬裝飾架、太陽(yáng)能熱水器等，這些設(shè)備或裝置中都含有較多的金屬，因此在接閃器的施工中，若不采取相應(yīng)的防護(hù)手段，就極易引起屋面的避雷網(wǎng)產(chǎn)生連電反應(yīng)，降低接閃器的防雷效果，必須采取措施將這些設(shè)備與防雷網(wǎng)做可靠連接。

其次在引下線的施工中，必須確保混凝土澆筑之前將所有內(nèi)部鋼筋做好電氣連接工作，尤其是接地體的鋼筋連接，這是進(jìn)行引下線施工的基礎(chǔ)，只有事先形成了良好的電氣通道，才能保證引下線的柱頭與各鋼筋形成相連的防雷系統(tǒng)。

最后，接地裝置是防雷系統(tǒng)中較為重要的裝置之一，是將雷電電流引入地下，減少對(duì)建筑的危害的主要裝置。經(jīng)過(guò)理論和實(shí)踐證明，接地網(wǎng)結(jié)構(gòu)較接地電阻更應(yīng)受到重視。環(huán)形接地網(wǎng)就是把接地體沿建筑物周?chē)鷩梢粋€(gè)閉合環(huán)。這樣的接地網(wǎng)可以使界面以內(nèi)的電場(chǎng)分布比較均勻，減少跨步電壓對(duì)人的危害，也可減少室內(nèi)在被雷擊時(shí)，由于地面電位梯度大產(chǎn)生對(duì)設(shè)備高電壓反擊的危險(xiǎn)。

3.2內(nèi)部防雷

內(nèi)部防雷主要包括了等電位聯(lián)結(jié)、電磁干擾屏蔽和電涌保護(hù)這三方面。就具體的施工措施來(lái)講，其注意事項(xiàng)分別如下所示：

首先，等電位聯(lián)結(jié)的基本形式有S型星型網(wǎng)絡(luò)、M型網(wǎng)型網(wǎng)絡(luò)及SM型混合網(wǎng)。智能建筑內(nèi)各種電氣設(shè)備高低頻信號(hào)并存，采用SM型混合等電位聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò)，在工程上更具有一般性、實(shí)用性。等電位聯(lián)結(jié)在施工時(shí)把建筑物內(nèi)所有金屬物，如混凝土內(nèi)的鋼筋、金屬管道、電纜金屬屏蔽層等統(tǒng)統(tǒng)用電氣連接的方法連接起來(lái)，使整個(gè)建筑物空間成為一個(gè)良好的等電位體。

其次，對(duì)于要求有屏蔽的系統(tǒng)在利用建筑物本身鋼筋、金屬框架等不能滿足要求時(shí)，還要另外加設(shè)金屬網(wǎng)或其他能滿足屏蔽的措施，以合適的路徑敷設(shè)線路，增加線路屏蔽。因?yàn)槔纂娏骶哂卸付?，通過(guò)引下線就在其周?chē)a(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)和感應(yīng)電場(chǎng)，導(dǎo)線若平行引下線敷設(shè)，引下線附近的導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，回路便會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，所以在具體施工時(shí)盡可能使設(shè)備電纜不要與引下線平行敷設(shè)，如果不能避免，就需保持一定距離或采用屏蔽方法。

最后，電涌保護(hù)器是電子設(shè)備雷電防護(hù)中不可缺少的一種裝置。為了安全起見(jiàn)及使用和維護(hù)方便，電源系統(tǒng)的多級(jí)防雷原則上均選用并聯(lián)型電源電涌保護(hù)器。但考慮到我國(guó)電網(wǎng)電壓普遍不穩(wěn)定、波動(dòng)范圍大的實(shí)際情況，在盡量選擇殘壓較低的電源電涌保護(hù)器的同時(shí)，還必須考慮電涌保護(hù)器有足夠大的最大連續(xù)工作電壓。如果最大連續(xù)工作電壓偏低，則容易造成電涌保護(hù)器自毀。

4.結(jié)語(yǔ)

在電子信息技術(shù)成為社會(huì)發(fā)展的主要生產(chǎn)力之一的當(dāng)代，智能建筑必將成為未來(lái)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主流趨勢(shì)，如何加強(qiáng)智能建筑綜合防雷技術(shù)，提高防雷效果就成為了備受業(yè)界人士關(guān)注的重要課題。近年來(lái)，我國(guó)已經(jīng)在智能建筑防雷技術(shù)的應(yīng)用中取得了一定的成就，國(guó)家相關(guān)部門(mén)也相繼出臺(tái)了一些強(qiáng)制政策，以保證智能建筑的防雷效應(yīng)，促進(jìn)智能建筑綜合防雷技術(shù)以及其施工方法得到進(jìn)一步的提高。