高層建筑電氣設(shè)計(jì)中的防雷研究

【摘要】為了滿足人們的住房需求，高層建筑逐漸增多，對于高層建筑來說，防雷設(shè)計(jì)非常重要，因此本文主要探討高層建筑電氣設(shè)計(jì)中的防雷設(shè)計(jì)，以更加有效的防止雷擊建筑物所發(fā)生的人身和財(cái)產(chǎn)損失，保證高層建筑使用功能。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；電氣設(shè)計(jì)；防雷研究；防雷接地

電氣設(shè)備是高層建筑的重要組成部分，包括消防設(shè)備以及通信設(shè)備等，在雷雨天氣中，這些設(shè)備容易受到雷擊，破壞設(shè)備的功能，而且還極易引發(fā)火災(zāi)事故，因此必須做好電氣設(shè)計(jì)過程中的防雷設(shè)計(jì)，以此避免高層建筑受到雷擊，保證設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保護(hù)人民財(cái)產(chǎn)和生命安全，充分發(fā)揮建筑整體功能。

1、高層建筑電氣防雷設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作

在高層建筑防雷設(shè)計(jì)之前，應(yīng)做好準(zhǔn)備工作，首先應(yīng)對高層建筑物進(jìn)行勘測，了解建筑物各項(xiàng)情況，包括所處的地理位置、外部環(huán)境、地質(zhì)結(jié)構(gòu)，同時(shí)還有當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件等等。其次應(yīng)根據(jù)建筑物的實(shí)際情況以及相關(guān)規(guī)劃，分析和預(yù)測建筑物可能出現(xiàn)的雷擊次數(shù)。一般情況下，可以從兩方面充分的進(jìn)行考慮：（1）高層建筑物是大型商場、醫(yī)學(xué)以及學(xué)校，應(yīng)按照二類建筑物進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)。（2）建筑物中既沒有信息系統(tǒng)的建筑物需防雷擊電磁脈沖，同時(shí)也沒有防直擊雷裝置，應(yīng)按照三類防雷建筑物進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)。再次應(yīng)對設(shè)計(jì)圖紙以及設(shè)計(jì)方案進(jìn)行審核，并及時(shí)提出防雷圖紙中以及設(shè)計(jì)中存在的問題，加以改正，保證防雷圖紙的正確性，具有較強(qiáng)的可操作性。

2、雷擊的危害

雷擊主要包括兩種，一種是帶異種電荷的云層相遇產(chǎn)生放電過程，另一種為帶電云層對大地產(chǎn)生的放電過程，其中第二種主要對地面上的建筑物、人以及設(shè)備會產(chǎn)生一定的危害。所以必須要加強(qiáng)建筑物的防雷設(shè)置，以此避免建筑物受到破壞。雷擊的種類及危害，主要有以下各方面：（1）直擊雷。直擊雷的破壞能力較差，對地面建筑物的相關(guān)設(shè)施以及人的安全都產(chǎn)生了嚴(yán)重的威脅，嚴(yán)重的還會引發(fā)火災(zāi)事故。（2）雷電波侵入。雷電產(chǎn)生的雷電波會侵入到建筑物外部的線纜，之后線纜上的電波，會快速分散各到設(shè)備中，進(jìn)而損害設(shè)備。（3）感應(yīng)過電壓。雷電發(fā)生過程中，會釋放一定的負(fù)荷，這些負(fù)荷傳入到電源電纜中，會形成一定的電壓。雷擊通過放電，使得帶有避雷設(shè)施并引下線周圍形成強(qiáng)大磁場，對電子設(shè)備產(chǎn)生了嚴(yán)重的干擾。（4）地電位反擊。對于帶有避雷設(shè)施的建筑物，若被雷電擊中，會瞬間提高接地網(wǎng)低電壓，一般地電位會提高到十萬伏，會造成較大的破壞。

3、高層建筑對防雷的要求

想要做好高層建筑物防雷工作，還應(yīng)了解高層建筑物的特點(diǎn)，主要包括以下四點(diǎn)：（1）高層建筑物的功能較多，包括商業(yè)、娛樂以及辦公等等。（2）高層建筑物的配套設(shè)施較多，包括制冷機(jī)房、消防水泵房以及空調(diào)機(jī)房等等。（3）高層建筑物的人口較為密集，同時(shí)還有許多的貴重物品。因此上述特點(diǎn)決定了高層建筑物的防雷要求，主要應(yīng)滿足以下要求：首先保證建筑物的質(zhì)量，避免雷雨天氣的破壞，同時(shí)還應(yīng)保證防雷設(shè)施安全、可靠，防止建筑物受到雷擊。

4、防雷接地合理設(shè)計(jì)

4.1接閃帶及接閃網(wǎng)

在進(jìn)行接閃帶及接閃網(wǎng)過程中，應(yīng)選擇合理的位置，一般情況下敷設(shè)在易遭受雷擊的部分，如屋脊、屋角等。在設(shè)計(jì)屋頂直擊雷防護(hù)設(shè)計(jì)過程中，對于接閃帶的敷設(shè)，可以選擇沿著屋頂周邊外墻的外表面，或者也可以選擇屋檐邊垂直面上，在敷設(shè)接閃網(wǎng)時(shí)，可以選擇屋頂中間進(jìn)行敷設(shè)。在設(shè)計(jì)接閃器的網(wǎng)格尺寸時(shí)，應(yīng)充分考慮建筑物的防雷等級，使其滿足防雷要求。在敷設(shè)時(shí)，還應(yīng)選擇合理的敷設(shè)方式，在敷設(shè)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制埋設(shè)的深度，不能埋設(shè)的過深，否則會對接閃效果產(chǎn)生不利影響。需要注意的對于斜屋面的屋檐以及屋角等部位，接閃器不能采用暗敷的方式。另外對于高層建筑物屋頂周邊混凝土內(nèi)的鋼筋，不能將其作為接閃器。

4.2接閃桿

對于接閃桿的安裝，應(yīng)在高層建筑物屋頂，接閃桿的材質(zhì)應(yīng)為熱鍍鋅圓鋼，或者也可以采用鋼管，在制作接閃端時(shí)，應(yīng)制做成彎曲半徑在4.8-12.7mm之間的半球狀。在設(shè)計(jì)接閃桿時(shí)，還應(yīng)充分考慮外界環(huán)境的因素，包括雨雪、空氣以及太陽輻射等等，避免對接閃桿產(chǎn)生影響，降低接閃桿的防雷效果。完成接閃桿的安裝后，還應(yīng)定期對接閃桿的檢查，保證其安全性以及可靠性。

4.3金屬屋面

一些高層建筑物為了美觀性，通常采用玻璃幕墻或者金屬屋面，對于幕墻的封口非常容易遭受雷擊。但是如果高層建筑物采用的金屬板，可以將其作為建筑物的接閃器，此時(shí)應(yīng)保證金屬板無絕緣被覆層，金屬板厚度滿足國家相關(guān)規(guī)范要求，同時(shí)還應(yīng)保證電氣的貫通。

4.4等電位聯(lián)結(jié)

在防雷設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)注重等電位聯(lián)結(jié)，這主要是因?yàn)榈入娢宦?lián)結(jié)可以保持各技術(shù)電位相對平衡，避免人受到電擊，因此應(yīng)合理設(shè)置等電位聯(lián)結(jié)，可以進(jìn)行建筑物中的消防監(jiān)控、變配電房以及弱電機(jī)房等電位聯(lián)結(jié)，以此做好高層建筑物的防雷措施。

4.5防過電壓

雷擊會產(chǎn)生一定感應(yīng)電流，若對引入線路以及金屬管道進(jìn)行電流入侵，設(shè)備就會出現(xiàn)短暫的過壓狀態(tài)，超過了設(shè)備的承受范圍，這樣就會直接損壞設(shè)備，所以為了避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)采用避雷器，并將其設(shè)置在線路進(jìn)線位置，阻斷高電壓的進(jìn)入，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

4.6綜合防雷系統(tǒng)

綜合防雷系統(tǒng)是一項(xiàng)有效的防雷措施，主要包括防雷與接地系統(tǒng)、設(shè)備過電壓保護(hù)以及等電位聯(lián)結(jié)。在綜合防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，首先應(yīng)進(jìn)行防雷及接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，合理設(shè)置接地電阻，一般應(yīng)在1歐姆以下，其次應(yīng)進(jìn)行等電位的聯(lián)結(jié)，在應(yīng)進(jìn)行過電壓設(shè)備的保護(hù)。

4.7屏蔽

在了防止電子設(shè)備受到干擾，應(yīng)采取屏蔽的措施，以此保證各設(shè)備能夠正常的運(yùn)行，因此選擇建筑物的主材時(shí)，應(yīng)盡量選擇鋼筋，這樣可以使建筑物形成等電位的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這樣實(shí)現(xiàn)雷擊電流的分流。在進(jìn)行施工時(shí)，還應(yīng)嚴(yán)格控制鋼筋的密度，以達(dá)到良好的屏蔽效果。

總結(jié)：

總之，雷電是一種重要的自然災(zāi)害，帶來的后果較為嚴(yán)重，因此必須加強(qiáng)防雷設(shè)計(jì)，避免建筑物收受到雷擊。防雷設(shè)計(jì)是高層建筑物電氣設(shè)計(jì)中重要組成部分，能夠有效發(fā)揮建筑物的功能，保證人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。所以在高層建筑電氣設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)加強(qiáng)對防雷技術(shù)的不斷深入探討，做好高層建筑物防雷設(shè)計(jì)，提高防雷設(shè)施的安全性和可靠性，保證高層建筑物電氣設(shè)備的正常運(yùn)行及人身、財(cái)產(chǎn)安全，以此促進(jìn)人們的生活和工作正常進(jìn)行。

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