智能建筑的防雷設(shè)計(jì)與實(shí)施探析

郭文獻(xiàn)

摘要：近些年我國(guó)電子信息技術(shù)得到大力發(fā)展和推廣，電子設(shè)備與建筑的完成融合成就了建筑智能化的發(fā)展前景，電子信息技術(shù)在建筑中的應(yīng)用為人們的生活帶來(lái)了極大的便利，與此同時(shí)，建筑物的智能化以及信息化水平有不斷提升，尤其是隨著建筑物高度的不斷攀升，智能化建筑在防止雷擊方面的功能也?愈發(fā)突出，有效預(yù)防并降低了高層建筑物遭受到雷擊的概率。本文擬通過(guò)對(duì)建筑物在防雷方面的智能化設(shè)計(jì)，以期確保建筑物施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，將雷擊的安全隱患消除于未然，提供建筑物的防雷電安全。

關(guān)鍵詞：智能建筑;防雷;檢測(cè)

一、智能建筑的防雷必要性分析

現(xiàn)代建筑物趨向智能化，內(nèi)部集合了樓宇自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化以及通訊自動(dòng)化等多方面的功能模塊，形成了統(tǒng)一的智能系統(tǒng)。智能化建筑中的各種復(fù)雜的電氣原件錯(cuò)落相間，在建筑物內(nèi)形成了密度大、線路復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)。

這些部件和線路極易受到雷電的干擾，尤其在我國(guó)沿海地區(qū)部分易發(fā)生雷雨降水的地區(qū)，夏季和秋季雷雨頻發(fā)，伴隨大量短時(shí)間降水，這就給當(dāng)?shù)亟ㄖ锏姆览自O(shè)計(jì)提出了更高的技術(shù)要求。此外，如果建筑物受到雷雨的影響，很可能導(dǎo)致建筑物內(nèi)部電氣設(shè)備出現(xiàn)毀損或運(yùn)行障礙，給人們的工作和生活造成不便，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致難以預(yù)估的經(jīng)濟(jì)損失，所以對(duì)于智能化的建筑物，更應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)其防雷功效，從設(shè)計(jì)源頭上減少雷擊危害的發(fā)生。

二、智能建筑的防雷設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）內(nèi)外防雷設(shè)施齊上陣

在綜合布置智能建筑防雷設(shè)計(jì)方案時(shí)，首先需要考慮傳統(tǒng)的外部防雷措施，比如安裝避雷針、鋪設(shè)避雷網(wǎng)，外加引下線、均壓環(huán)，設(shè)置接地裝置于建筑物本身的鋼結(jié)構(gòu)、窗戶相連接從而形成法拉第籠等措施，都是很好的提升建筑物防雷安全隱患的舉措。

除此之外，對(duì)于智能建筑物，還應(yīng)當(dāng)注重內(nèi)部防雷技術(shù)的運(yùn)用，例如屏蔽、等電位連接措施，合理考慮建筑物內(nèi)的布線方案，做好接地措施等，都能夠起到很好的防雷擊作用。例如下圖：

（二）優(yōu)化電力系統(tǒng)和綜合布線系統(tǒng)

對(duì)于智能化建筑而言，日常維修保養(yǎng)的費(fèi)用主要集中在電力系統(tǒng)維護(hù)以及綜合布線維護(hù)方面，這兩者都易受到雷擊的影響，導(dǎo)致建筑物后期維護(hù)成本大幅提升，建筑物使用過(guò)程中的危險(xiǎn)系數(shù)不斷增加，因此對(duì)這兩者進(jìn)行合理設(shè)計(jì)將有助于減少雷擊損失，具體措施如下：

其一，盡量避免電纜距離建筑外立面過(guò)近，最好選擇將其鋪設(shè)于建筑平面中心區(qū)域，此外應(yīng)當(dāng)讓線纜與防雷引下線保持一米以上的安全距離;其二，線纜間距離過(guò)近可能誘發(fā)線路間產(chǎn)生干擾，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保持不同線纜間具有適當(dāng)?shù)木嚯x，為實(shí)現(xiàn)此目的，建議使用具有屏蔽層的線纜，無(wú)屏蔽層的線纜則應(yīng)放置于金屬槽內(nèi)，且金屬槽兩端需與地相連。保證電氣導(dǎo)通良好，避免從金屬槽中間開(kāi)孔。其三，從室外引入電纜時(shí)進(jìn)行埋地敷設(shè)可有效降低雷電波沿線路進(jìn)入，給智能建筑物內(nèi)部造成人員或財(cái)產(chǎn)損害。

（三）避雷針設(shè)計(jì)需因地制宜

對(duì)于處在雷雨天氣較多地區(qū)的智能建筑物，特別要注意雨水中酸性物質(zhì)以及風(fēng)速對(duì)避雷針日常的侵蝕影響，所以沿海地區(qū)建筑物頂端的避雷針相較于內(nèi)陸地區(qū)的設(shè)計(jì)方案，需更加注重防腐蝕、抗大風(fēng)的技術(shù)需求，根據(jù)不同區(qū)域的自然環(huán)境，為避雷針帶網(wǎng)選擇適宜的厚度和尺寸。

三、智能建筑的防雷設(shè)計(jì)原則

我們?cè)趯?duì)建筑物進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)搞清楚雷電對(duì)建筑物可能造成哪些損害，然后設(shè)計(jì)人員再根據(jù)不同損害的形成原因?yàn)槊總€(gè)建筑物設(shè)計(jì)出符合其自身需求的防雷方案。

根據(jù)上述思路，綜合各類建筑物雷擊災(zāi)害狀況可知：雷擊的破壞形式主要包括直擊雷、雷電感應(yīng)以及地電位反擊。所以應(yīng)當(dāng)根據(jù)上述災(zāi)害形式對(duì)防雷裝置檢測(cè)的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行明確，進(jìn)而為具體的設(shè)計(jì)方案作出原則指引。

（一）實(shí)用性原則

在防雷設(shè)計(jì)中，再?gòu)?fù)雜再具有科技屬性的設(shè)計(jì)方案都離不開(kāi)“防雷”二字。所以防雷設(shè)計(jì)或產(chǎn)品的選擇，首要原則是能夠有效降低智能建筑物受到雷擊的可能性，但當(dāng)前是市面上的防雷擊產(chǎn)品種類眾多、性能也差別較大。產(chǎn)品滿足防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在對(duì)智能建筑物設(shè)計(jì)時(shí)，還要考慮被保護(hù)物體的具體形狀、材質(zhì)以及建筑物所處的外在自然環(huán)境，綜合選擇最為適宜的防雷裝置。

（二）可靠性原則

防雷裝置是建筑物的安全屏障，在選擇防雷產(chǎn)品時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇質(zhì)量佳、口碑好的產(chǎn)品，尤其在招標(biāo)過(guò)程中慎重采用低價(jià)中標(biāo)的方式進(jìn)行產(chǎn)品和服務(wù)的采購(gòu)。從成本角度出發(fā)，價(jià)格低的防雷產(chǎn)品不排除會(huì)在質(zhì)量方面有所欠缺，進(jìn)而影響到產(chǎn)品和服務(wù)的功能性、穩(wěn)定性。此外，在選擇避雷產(chǎn)品時(shí)需要額外甄別其檢測(cè)報(bào)告的真實(shí)性以及產(chǎn)品的實(shí)際性能，在避雷產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的當(dāng)下，個(gè)別產(chǎn)品可能在產(chǎn)品功能方面存在過(guò)度宣傳，導(dǎo)致其實(shí)際性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于標(biāo)注等級(jí)。為避免此種情形，建議采用使用廣泛的產(chǎn)品，如果某項(xiàng)防雷產(chǎn)品采用了新的專利或技術(shù)手段，建議由廠家提供專業(yè)的測(cè)評(píng)結(jié)果并由第三方予以監(jiān)督。由此，可以避免防雷裝置采購(gòu)過(guò)程中以次充好導(dǎo)致智能建筑物的安全事故的發(fā)生。

（三）維護(hù)便捷性原則

任何一款產(chǎn)品都不可能永遠(yuǎn)不出現(xiàn)故障，所以設(shè)施維護(hù)對(duì)保障防雷效果具有至關(guān)重要的作用。防雷設(shè)施的效果必然會(huì)隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)而有所下降，進(jìn)而在防雷功能方面出現(xiàn)漏洞，影響建筑物防雷整體效果。另外，隨著防雷技術(shù)的不斷升級(jí)和推陳出新，新產(chǎn)品在功能效果方面普遍優(yōu)于舊產(chǎn)品，所以在對(duì)智能建筑物進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)時(shí)，要注意預(yù)留防雷裝置的維護(hù)通道，除了大修和中修外，還需要在日常巡檢工作中查看防雷設(shè)施的狀態(tài)，杜絕一次性防雷設(shè)施安裝工程，在便于維護(hù)的前提下不斷優(yōu)化防雷設(shè)施的效果，保證其一直處于滿足或優(yōu)于防雷設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)。

四、智能建筑相關(guān)防雷裝置實(shí)施要點(diǎn)

智能化建筑安裝防雷裝置對(duì)于避免防雷電具有非常重要的作用。在安裝過(guò)程中，要加強(qiáng)防雷裝置效果的檢測(cè)，確保其設(shè)計(jì)功能可以得到落實(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能化建筑保護(hù)的最終目標(biāo)。

（一）接閃器選擇與安裝要點(diǎn)

智能建筑修建過(guò)程中，建筑施工人員通常使用鋼筋綁扎的方式將不同的屋面固定起來(lái)，這種工藝將導(dǎo)致鋼筋捆綁交匯的地方電阻較高，一旦雷電電流經(jīng)過(guò)交匯處，可能產(chǎn)生電火花，進(jìn)而導(dǎo)致周圍的電磁環(huán)境，甚至對(duì)室內(nèi)較為敏感的弱電設(shè)備造成不可逆的損害。

為了對(duì)智能化建筑物進(jìn)行全方位的保護(hù)，可以從兩方面搭設(shè)防雷擊設(shè)施：

一方面，應(yīng)當(dāng)根據(jù)每個(gè)建筑物所處的自然環(huán)境進(jìn)行測(cè)算，安裝合理數(shù)量的接閃器，使之與避雷針、混合接閃器等防雷設(shè)備在天面共同構(gòu)建起防雷護(hù)網(wǎng)，從而提升智能建筑整體的防雷擊功能。具體可以通過(guò)在屋面設(shè)置金屬物體，使金屬物與避雷網(wǎng)產(chǎn)生電氣聯(lián)結(jié)，從而達(dá)到避免雷擊損害。另一方面，我們?cè)谶M(jìn)行鋼筋捆綁交匯時(shí)，必須嚴(yán)格遵循施工規(guī)范，不得使用超過(guò)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的鋼筋，此外防雷設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)當(dāng)根據(jù)建筑物的屋面特征，在建筑物四周設(shè)置避雷帶。在建筑物的特殊部分合理設(shè)置較短的避雷針。通過(guò)上述鋪設(shè)，即使沒(méi)有避雷護(hù)網(wǎng)，也可以在一定程度上降低雷擊損害，實(shí)現(xiàn)避雷效果。

除此之外，部分建筑物屋面設(shè)有突出的金屬暖氣管，還需要將此類管道與防雷裝置相連接，確保不遺漏防雷死角。

（二）引下線施工要點(diǎn)

建筑物的防雷效果離不開(kāi)引下線的合理敷設(shè)。在開(kāi)展防雷擊檢測(cè)活動(dòng)時(shí)，尤其要加強(qiáng)對(duì)引下線的檢測(cè)，具體包括以下兩方面的工作：一方面，當(dāng)前大多采用焊接的方式借助內(nèi)柱筋進(jìn)行引下線的工作，在施工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)聘請(qǐng)專業(yè)人員進(jìn)行操作，確保施工質(zhì)量。另一方面，每一個(gè)焊接部位都應(yīng)當(dāng)采用跨焊接的方式進(jìn)行處置，具體到建筑物每一層時(shí)，都要使用綁扎圈焊接，確保形成閉合環(huán)。除此自外，設(shè)計(jì)和施工人員還需要做好智能化建筑中引下線、均壓環(huán)及金屬物的聯(lián)結(jié)工作，最大程度發(fā)揮出防雷措施的整體功效。

（三）接地裝置施工要點(diǎn)

在智能化建筑上安裝良好的接地裝置對(duì)化解雷擊具有非常重要的作用。接地裝置可以迅速將雷電疏解到大地，維護(hù)建筑內(nèi)線路和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。智能化建筑的接地裝置可分為內(nèi)部裝置和外部裝置，兩者共同組建成完整的防御雷擊體系，且應(yīng)當(dāng)注意此系統(tǒng)中聯(lián)合接地電阻的阻值不得大于1Ω;如果大于1Ω，則還需要額外的接地設(shè)施降低阻值。此外，安裝人員還應(yīng)當(dāng)注意接地裝置接地極是否安裝到位。

（四）等電位聯(lián)結(jié)的施工要點(diǎn)

等電位聯(lián)結(jié)可以有效降低同一區(qū)域內(nèi)電壓降給電子設(shè)備造成的損害，為保障同一區(qū)域內(nèi)電位相等，建議采用適宜規(guī)格的鍍鋅扁鋼作為聯(lián)結(jié)材料。在進(jìn)行聯(lián)結(jié)時(shí)，需特別注意建筑物所附電纜、金屬管道聯(lián)結(jié)點(diǎn)位置的選擇，還應(yīng)當(dāng)對(duì)引入線的位置進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃。此外，智能化建筑內(nèi)部還存在部分不帶電的金屬部件，也應(yīng)當(dāng)與就近的防雷系統(tǒng)聯(lián)結(jié)。

參考文獻(xiàn)

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