高層建筑防雷工程常見問題及應(yīng)對措施

李春林

摘??要：我國的雷擊災(zāi)害較為頻繁，而每年新建的高層建筑物逐漸增多，其受雷擊的概率比普通建筑更高。因此，加強高層建筑的防雷工程研究十分必要。分析了高層建筑防雷工程中的常見問題，提出了相應(yīng)的應(yīng)對措施，以期對今后建筑物的防雷擊起到一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：高層建筑;防雷工程;云層;電位差

中圖分類號：TU895??????????????文獻標識碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.14.158

1??高層建筑防雷工程概述

根據(jù)常識可知，雷電出現(xiàn)是因云層間、云層內(nèi)和云地間的電位差到達某一種程度時的放電現(xiàn)象，該現(xiàn)象屬于自然現(xiàn)象，具有強電流、強電磁輻射、強沖擊波和高電壓等特點。由于該自然現(xiàn)象有上述特質(zhì)，所以，在進行建筑設(shè)計時，應(yīng)將避雷措施納入考量范圍，防止雷擊造成嚴重后果，將可能發(fā)生的事故損害降低到最小值，這也成為了現(xiàn)代建筑設(shè)計的工作人員和住戶最關(guān)心的問題。以往，在建筑防雷工程中一般采取在樓頂部位安裝避雷針等一系列防護設(shè)備避雷，該類設(shè)備主要由接閃器、引下線和接地體等組成，避雷針的主要作用是將雷擊所產(chǎn)生的強電流轉(zhuǎn)移到大地，以避免雷擊造成的影響，從而保證居住者的生命財產(chǎn)安全。但此類設(shè)備對室內(nèi)的機械、電子設(shè)備、金屬門窗和管線等的保護作用有限，有時雷擊仍舊會損壞家用電器等。這一情況主要是因雷電在轉(zhuǎn)移過程之中會在空氣中出現(xiàn)強大的變化磁場，家用電器、金屬門窗等物體切割磁感線時會出現(xiàn)強電流，進而涌入電子設(shè)備并對其系統(tǒng)造成損害，這種損害是很難察覺的，一旦發(fā)生，則后果比較嚴重。由此可見，在建筑物外部加入避雷措施是相當必要的，而避雷措施并不僅是安裝避雷針等設(shè)施，還需要組建外部、內(nèi)部的綜合防雷系統(tǒng)，這樣不僅能達到建筑物外部防雷的目的，還能從內(nèi)部確保將雷擊損害降至最低，從而保護室內(nèi)的電子設(shè)備、金屬物件。

2??高層建筑防雷工程中的常見問題

2.1??接閃問題

一般在易受雷電擊中的區(qū)域敷設(shè)有接閃帶，如果未敷設(shè)，特別是在屋角、屋脊等部位，則易出現(xiàn)接閃問題;接閃帶沿著女兒墻進行暗敷操作;帶搭接的焊接長度不符合防雷規(guī)范要求;接閃帶焊接施工工藝不符合防雷規(guī)范要求;接閃帶跨越易變形縫處時未加設(shè)補償器。

2.2??引下線問題

引下線的鋪設(shè)不勻稱或不對稱;支撐件之間、引下線之間的距離沒有遵照相關(guān)的指導(dǎo)規(guī)范敷設(shè);個別區(qū)域的焊接處沒有做好相應(yīng)的處理工作;明敷引下線近地面處未采取防護措施。

2.3??接地裝置問題

在施工作業(yè)過程中，沒有充分利用現(xiàn)有條件，導(dǎo)致防雷效果達不到穩(wěn)定狀態(tài);工程造價較高等。

2.4??屏蔽隔離問題

屏蔽隔離部分施工中未做好綜合防護。

2.5??等電位的連接問題

總等電位連接的端子板、局部等電位端子板、接地干線的位置以及聯(lián)結(jié)方法沒有按照相關(guān)規(guī)范進行，且連接線的直徑較段。

2.6??電涌保護問題

浪涌保護器的能量不配合，安裝的浪涌保護器的參數(shù)沒有按照相應(yīng)的指導(dǎo)要求設(shè)置。

3??高層建筑防雷工程問題的應(yīng)對措施

3.1??接閃器

接閃器可收雷電流，并通過引下線和接地裝置向大地泄放雷電流，以達到保護建筑物免受雷擊的目的。其對目前建筑物外部防雷技術(shù)而言具有唯一性。接閃器的位置、數(shù)量對高層建筑物的防雷擊有一定的影響。避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)等作為接閃器中的組成部分，其保護范圍可用滾球法計算?？赏ㄟ^計算保護范圍來衡量接閃器的數(shù)量，以達到經(jīng)濟、有效的目的。當防雷等級為二類的高層建筑的高度超過45?m、防雷等級為三類的高層建筑高度超過60?m時，其超高部分應(yīng)考慮采取防側(cè)擊雷措施。

3.2??引下線

在接閃器與接地裝置之間有可靠性較高的連接導(dǎo)體，該連接導(dǎo)體便是引下線。引下線可使接閃裝置和接地裝置都變成等勢體，從而有效避免二者間存在的電勢差，對建筑物起到了保護作用。一般情況下，高層建筑物自身均能達到引下線的防雷要求，高層建筑物的梁、柱和鋼筋等的連接都可用于引下線、均壓環(huán)等方面。

3.3??接地裝置

接地裝置的有效性與接地電阻和接地方法有關(guān)。要想建筑物受到電流沖擊的接地電動勢越小，就需要將接地電阻降到最低，這樣其泄放雷電流的速度越快，避雷效果也越好。因此，對于高層建筑物的防雷設(shè)計和施工，應(yīng)盡可能地將接地電阻降低，這樣可更快地達到防雷最佳狀態(tài);在接地裝置的設(shè)計過程中，應(yīng)盡可能地采取自身構(gòu)造和設(shè)備作為接地裝置。通過計算，如果建筑物基礎(chǔ)接地裝置的接地電阻大于規(guī)定要求，則可沿建筑四周增設(shè)人工接地體。

3.4??屏蔽

屏蔽可有效地減小雷電電磁脈沖在電子信息系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的浪涌。防雷等級為二類的高層智能建筑物的弱電設(shè)備的數(shù)量較多，所以，應(yīng)對其采取屏蔽技術(shù)避雷。通常情況下，對于設(shè)備表面，要搭建屏蔽網(wǎng)架構(gòu)造和增設(shè)金屬外殼，同時，還需要將設(shè)備的電源線、信號線等接口的接地納入考慮范圍。為了將屏蔽作用發(fā)揮到極致，可在布線時使用金屬橋架或屏蔽電纜，將強、弱電的電線分開架設(shè)，并將屏蔽層與各層次的接地裝置相互聯(lián)結(jié)。該操作方法可將雷電的反沖擊概率降至最低。但對于設(shè)備而言，需要提高其屏蔽性，做好屏蔽措施。

3.5??等電位的連接

將建筑物內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、金屬管與設(shè)備間的電勢差化整為零的技術(shù)即等電位連接。該項連接主要是為了避免建筑物內(nèi)部出現(xiàn)雷擊的反擊、接觸性放電和跨步電壓等一系列現(xiàn)象。該連接的普遍做法有2種，即總等電位連接、局部等電位連接。要想采用總等電位連接，則一定要確?；A(chǔ)、上層結(jié)構(gòu)與內(nèi)部設(shè)備

之間的相互連接，且可與接地體連接，從而形成一個整體的連接網(wǎng)。這種方式可有效預(yù)防因地位差、放電火花等產(chǎn)生的危險。

3.6??電涌保護

浪涌保護器的級數(shù)一定要達到能量間的相互配合;浪涌保護器的參數(shù)值應(yīng)符合要求，并考慮20%的裕量;各級浪涌保護器的連接銅導(dǎo)線截面積要符合要求，且盡量短、直，長度不宜>0.5?m。

4??避雷與土建結(jié)合的具體操作

高層建筑物的防雷貫穿于整個建筑物的施工過程中。為了使建筑物達到防雷設(shè)計的要求，對施工質(zhì)量和工藝都提出了較高的要求，必須合理布局防雷線路，從而使防雷網(wǎng)與鋼筋結(jié)合，以降低工程造價。在施工過程中，需要加強施工管理人員與技術(shù)人員的配合。根據(jù)設(shè)計需要，建筑物中都存在一定數(shù)量的鋼筋混凝土柱，無論是構(gòu)造柱，還是框架結(jié)構(gòu)的柱子、剪力墻，都可以將這些鋼筋部分作為避雷引下線，在實際施工中可采用搭接焊接等連接方式。

5??結(jié)束語

在當今社會快速發(fā)展的情況下，人們對居住環(huán)境安全性的要求越來越高。因此，建筑物的防雷措施要具有覆蓋廣泛、安全性高等特點。而在建筑物的防雷系統(tǒng)中，如果其覆蓋面較廣，則會出現(xiàn)專業(yè)系統(tǒng)間交叉點過多的問題，這就要求施工方在施工建設(shè)過程中應(yīng)仔細、認真、全方位地考慮到各種問題，并以預(yù)防為主，密切跟蹤，防止出現(xiàn)任何紕漏。只有具備這樣的建設(shè)理念，才能建造出質(zhì)量合格的建筑物。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕

Common?Problems?and?Countermeasures?of?Lightning?Protection?for?Tall?Buildings

Li?Chunlin

Abstract：?The?lightning?disaster?in?China?is?more?frequent，?and?the?newly?built?high-rise?buildings?gradually?increased，?and?the?probability?of?lightning?stroke?is?higher?than?ordinary?buildings.?Therefore，?it?is?necessary?to?strengthen?the?lightning?protection?engineering?of?high-rise?building.?The?common?problems?in?lightning?protection?for?high-rise?buildings?are?analyzed，?and?the?corresponding?countermeasures?are?put?forward，?in?order?to?draw?a?reference?for?the?lightning?strikes?of?buildings?in?the?future.

Key?words：?tall?building;?lightning?protection?engineering;?cloud;?potential?difference