高層建筑防雷接地系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

馬偉力

摘 要：高層建筑由于尖端放電的原因，很容易遭受雷擊，不僅可能引起建筑物的破壞以及建筑內(nèi)部電力、通訊設(shè)備的損壞，還可能造成人員的傷亡。因此，做好高層建筑的防雷接地工作，預(yù)防雷電對于建筑的威脅，是十分重要的。本文針對高層建筑防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，并對其應(yīng)用過程中需要注意的問題進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：高層建筑；防雷接地系統(tǒng)；研究與應(yīng)用

前 言

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)下，我國的城市化進(jìn)程不斷加快，城市人口的數(shù)量不斷增加，在推動(dòng)城市規(guī)模日益擴(kuò)大的同時(shí)，也加劇了城市的人地矛盾。為了解決城市居民的住房問題，建筑開始向著高層和超高層的方向發(fā)展。但是高層建筑中，由于尖端放電現(xiàn)象的存在，很容易受到雷擊的影響，對建筑造成破壞，威脅建筑的使用安全。因此，做好高層建筑防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工，對于建筑功能的正常發(fā)揮是十分重要的。

1 高層建筑防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

對于建筑的防雷接地系統(tǒng)而言，主要包括內(nèi)部防雷和外部防雷兩個(gè)部分，其中，外部防雷包括接閃器、引下線以及接地裝置三個(gè)部分；內(nèi)部防雷則包括屏蔽隔離、合理布線、過電壓保護(hù)、等電位聯(lián)結(jié)等。通常情況下，高層建筑主要是利用地梁、承臺、樁基等，共同構(gòu)成建筑的接地系統(tǒng)，通過建筑內(nèi)部的鋼筋作為引下線，與防雷系統(tǒng)相互連接，構(gòu)成相應(yīng)的防雷接地系統(tǒng)。

首先，建筑外部防雷設(shè)計(jì)。外部防雷系統(tǒng)包括接閃器、引下線和接地裝置，其中，接閃器是指利用避雷針、避雷網(wǎng)以及建筑自身的金屬部分，作為防治雷電直擊的導(dǎo)體。因此，可以在屋脊、墻角、女兒墻等容易受到雷擊的部位，設(shè)置避雷網(wǎng)，同時(shí)確保避雷網(wǎng)敷設(shè)的穩(wěn)定性和可靠性，并將屋頂上存在的外露金屬構(gòu)件與避雷網(wǎng)相互連接。引下線主要是依靠建筑內(nèi)部的鋼筋，將避雷網(wǎng)與接地裝置連接，將雷擊電流導(dǎo)入打底，從而減少雷擊的危害。對于引下線，應(yīng)該保證建筑內(nèi)部的鋼筋全線焊通，避免出現(xiàn)漏焊和錯(cuò)焊的現(xiàn)象。接地裝置的設(shè)計(jì)是建筑接地系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，接地電阻和接地方式直接影響著接地的質(zhì)量。在對其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證接地效果，可以形成環(huán)式接地，方便于金屬入戶管道的連接。如果基礎(chǔ)外表面存在瀝青質(zhì)防腐層，可以利用樁基內(nèi)的鋼筋作為接地裝置，否則，必須架設(shè)人工接地裝置。

然后，建筑內(nèi)部防雷設(shè)計(jì)。建筑內(nèi)部的防雷設(shè)計(jì)主要包括：

（1）屏蔽布線

屏蔽主要是利用電子設(shè)備、信號線等屏蔽措施，通過對線路的合理布置，做好電磁干擾，從而對建筑內(nèi)部的電子設(shè)備進(jìn)行防護(hù)，避免雷擊對于電子設(shè)備的影響。在設(shè)計(jì)中，可以對建筑內(nèi)部的頂板、墻面、底板等進(jìn)行有效應(yīng)用，形成一個(gè)屏蔽網(wǎng)，可以達(dá)到良好的屏蔽效果。針對雷電流的傳播方式，在建筑外墻電流密度較大，會(huì)在周圍形成磁場墻，因此，還需要盡量避免在外墻上設(shè)置電子設(shè)備的通訊線、數(shù)據(jù)傳輸線等。

（2）等電位聯(lián)結(jié)

等電位聯(lián)結(jié)的作用，主要是減少建筑各金屬物與各系統(tǒng)之間的點(diǎn)位差。在高層建筑防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，等電位的設(shè)計(jì)是十分重要的，需要做好以下問題：

①做好總等電位聯(lián)結(jié)與局部等電位聯(lián)結(jié)的設(shè)計(jì)，充分了解施工中需要注意的問題，在設(shè)計(jì)圖樣中表明等電位聯(lián)結(jié)的數(shù)量以及材料的名稱和規(guī)格，在建筑平面圖中標(biāo)明等電位箱的位置，以及建筑物鋼筋網(wǎng)等聯(lián)結(jié)線的聯(lián)結(jié)部位和敷設(shè)方式，確保防雷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

②對于電力線、電話線等金屬線路，要連接合理的過電壓保護(hù)裝置，同時(shí)將其與建筑整體的防雷接地裝置進(jìn)行電氣聯(lián)結(jié)，使之成為等電位，消除雷擊電流的危險(xiǎn)。

③為了防止雷擊形成的雷電波從電源線、管道等部位侵入，在對防雷接地系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要嚴(yán)格按照《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》（GB50343-2004）的相關(guān)要求，將屋面設(shè)備從配電箱引出線所穿鋼管的一端與配電箱外殼連接，另一端與設(shè)備的外殼保護(hù)罩相連，同時(shí)與避雷帶、引下線等連接，避免雷電波的入侵。

2 防雷接地系統(tǒng)施工中需要注意的問題

以某高層建筑的防雷接地系統(tǒng)施工為例，對施工中的要點(diǎn)進(jìn)行分析。

2.1 工程概況

該建筑位于某城市的商業(yè)區(qū)黃金地段，是一個(gè)集商業(yè)、辦公、餐飲、娛樂為一體的綜合性商業(yè)建筑。建筑地面部分高106m，地面37層，地下3層。建筑防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)按照一類防雷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，利用基礎(chǔ)底板內(nèi)的主筋焊接連通，形成供配電系統(tǒng)、弱點(diǎn)系統(tǒng)以及防雷系統(tǒng)共用的接地裝置，同時(shí)與建筑主筋的引下線焊接在一起，要求其接地電阻不大于10Ω。

2.2 施工要點(diǎn)

在防雷接地系統(tǒng)的施工過程中，需要注意以下幾個(gè)方面的問題，確保施工質(zhì)量。

（1）避雷帶必須采用鍍鋅圓鋼，不能為了美觀或者降低成本而降其改為不銹鋼管，要確保管壁的厚度在2.5mm以上，對接部位應(yīng)該采用內(nèi)套管跨接滿焊，切實(shí)保證避雷帶的解散雷電流能力，引下線同樣應(yīng)該與不銹鋼管雙面滿焊，保證足夠的搭接長度。

（2）在利用建筑內(nèi)部的鋼筋作為引下線時(shí)，需要注意幾個(gè)方面的內(nèi)容：①引下線的主筋直徑必須在10mm以上，且每一個(gè)引下點(diǎn)必須采用兩根主筋同時(shí)作為引下線，在施工圖中標(biāo)明，同時(shí)，要保證引下線鋼筋的搭接長度在100mm以上；②對于該建筑而言，在30m以上的部位，應(yīng)該每隔三層，將圈梁鋼筋外側(cè)的主筋與引下線鋼筋實(shí)現(xiàn)跨接焊接，同時(shí)間隔適當(dāng)?shù)木嚯x與樓板鋼筋連接，形成均壓環(huán)；③要明確區(qū)分PE線與N線，不能混接，避免PE線中流過工作電流，造成建筑內(nèi)部用電設(shè)備金屬外殼出現(xiàn)危險(xiǎn)電壓，引發(fā)事故；④高層建筑自身結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，涉及專業(yè)眾多，包括電氣系統(tǒng)、電梯、消防預(yù)警系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)都有著十分嚴(yán)格的接地要求。但是，在建筑施工中，這些不同的系統(tǒng)往往都會(huì)交給不同的施工隊(duì)伍進(jìn)行施工，使得各專業(yè)在接地系統(tǒng)的施工中存在嚴(yán)重的脫節(jié)現(xiàn)象，從而給影響了建筑的防雷效果，留下巨大的安全隱患。因此，在防雷接地系統(tǒng)的施工中，要充分重視對于不同專業(yè)的協(xié)調(diào)管理，強(qiáng)化施工的質(zhì)量控制工作，確保接地系統(tǒng)的安全性和可靠性。

3 結(jié) 語

總而言之，對于高層建筑而言，建筑的防雷接地系統(tǒng)不僅是建筑工程施工中的重要環(huán)節(jié)，更是確保建筑安全和穩(wěn)定的有效措施，是規(guī)避雷擊危害的主要手段，應(yīng)該受到充分重視，從多個(gè)方面進(jìn)行分析和考慮，保證防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量，從而保證建筑以及建筑使用人員的安全。

參考文獻(xiàn)

[1]王科耀.高層建筑防雷接地系統(tǒng)及施工中應(yīng)注意的問題[J].陜西建筑，2009，（10）：53～54.

[2]張東月.關(guān)于建筑防雷接地措施的研究與探討[J].中華民居，2014，（1）：163.

[3]趙天龍.淺析高層建筑防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作中的要點(diǎn)[J].商品混凝土，2013，（5）：165～166.

[4]張巖.超高層建筑防雷接地系統(tǒng)施工技術(shù)探討[J].安裝，2011，（9）：47～48.