高層建筑群雷電防護與檢測

馬登陸 單金梅 柴曉玲

甘肅民安現(xiàn)代防雷技術有限公司 甘肅 蘭州 730020

前言:雷電災害是人類生產生活中最常見的自然災害之一,每年因為雷擊造成人員傷亡與財產損失案例不計其數(shù),雷電防護與檢測不僅在一定程度上保護建筑物不受侵害,還對人類生命安全有很大保障,主要保護內容包含:建筑物、輸電線路和信號發(fā)射塔等。相關統(tǒng)計表明,進入本世紀以來,全國因雷擊給社會經濟造成損失占比越來越高,每年雷擊事故層出不窮,因為雷電災害對社會人員造成損害傷亡人數(shù)千人,高層建筑群隨著社會經濟發(fā)展和人口增多,在日常生活中有著至關重要作用,現(xiàn)代社會,往往一幢寫字樓將商業(yè)銀行、企業(yè)公司與酒店等集中在一起,形成人員密集,電力系統(tǒng)設備繁多局面,一旦遇到雷擊情況,就會給社會造成嚴重經濟損失。所以,高層建筑群雷電防護與檢測有著重要意義。

一、高層建筑群雷電防護與檢測相關概念

高層建筑群雷電防護系統(tǒng)主要有兩部分組成,包括內部雷電系統(tǒng)防護和外部雷電系統(tǒng)防護。內部防護主要有:屏蔽網(wǎng)、等電位連接和合理布線線等,外部防護主要有:接閃器、引下線和接地裝置等組成。近幾年,在高層建筑施工建設中,主要利用避雷帶引雷,通過引下線以自然接地體為核心向外泄流,因此,涉及到高層建筑群施工與設計,通常情況都是以建筑物基礎作為接地體,利用建筑墻內設計結構做防雷引下線,將主體結構工程串聯(lián)至屋頂與避雷帶連接。接地裝置與引下線質量好壞影響著雷電流散流效果,散流越快,建筑群遭受雷擊可能性就會變小,由此看來,雷電防護裝置檢測要從基礎做起,隨工檢測,必須符合國家規(guī)范和要求。

二、高層建筑物遭遇雷擊主要侵害方式

(1)直接發(fā)生雷擊。面對現(xiàn)代化高層建筑物,高層建筑物外觀設備和電力線與傳輸線等都存在著直接遭受雷擊情況,就算有避雷針等設施的正常保護,也會出現(xiàn)雷電繞擊現(xiàn)象。直接雷擊有著能量大特點,如果電力線遭遇直接雷擊,會產生火花放電,造成火災,與此同時,一旦雷電流通過電力線直接進入機房,可能會對電源和設備造成損失。傳輸線發(fā)生直接雷擊,在一定程度上可能燒焦線路,使電路短路,出現(xiàn)傳輸中斷情況。

(2)側雷擊。對于一般高層建筑物,最直接遭受雷擊的地方就是屋頂,還包括:滾球半徑以上側面、金屬門窗、外墻電線和空調機等,這些都是容易受到側雷擊侵害,遭受雷擊時不但將設備和線路燒毀,而且會危害人生安全。因此,做好側擊雷防護也是高層建筑群雷電防護的主要措施。

(3)雷電波侵害。高層建筑群上架有高空輸電線和金屬管道時,線路管道附近可能因為雷電擊打造成電壓過大或者靜電感應,使供電設備造成損壞。

(4)電磁感應。在雷擊發(fā)生過程中,雷擊點會產生電磁場,雷擊點會順著高程建筑向下泄流,根據(jù)電磁感應原理,整個高層建筑會處在一個強大電磁場中,正在工作的電子設備很容易在電磁場的影響下產生電壓過高或者內部電壓不穩(wěn),從而導致工作癱瘓,所以說,建筑物內部雷擊電磁脈沖是非常值得研究和分析的。

二、高層建筑物遭遇雷擊防護與檢測措施

(1)接地網(wǎng)。一般雷擊發(fā)生時,雷電流會利用引下線向自然接地體進行往外擴散,土壤會呈現(xiàn)一個電阻,這個電阻就被稱為接地電阻。從接地電阻中我們可以知道,增大接地網(wǎng)面積,會改變接地電阻,接地電阻會隨之減小。所謂接地網(wǎng)是指在水平方向通過鋼筋焊接成網(wǎng)絡,這個網(wǎng)絡可以被看做一塊獨立平板,平板電容主要依靠其面積決定,在設計利用接地網(wǎng)做自然接地體這一過程中,要充分考慮到其周圍的土質情況,不能盲目認為,自然接地體越深,接地電阻隨之減小。

(2)引下線。引下線主要作用是能夠將避雷帶與自然接地體聯(lián)系在一起,到雷電路形成通路效果,在高層建筑上利用主筋做引下線,隨著主體結構逐漸串聯(lián)焊接到屋頂和避雷線連接起來,如果要保證接地安全,需要每條引下線焊接跟蹤達到兩根主筋,且主筋截面需要符合相關標準。高層建筑設計和施工中,需要合理利用結構主筋做為引下線,不但經濟實惠,而且易于操作且只用壽命較長。有時候,按照建筑物防雷級別可以適當減少引下線間距,達到迅速分流效果,從而減少反擊電壓,減少因反擊造成的損失。

(3)安裝內部防雷裝置。高層建筑群既要重視外部防雷手段,也要關注內部防雷裝置,籠式避雷網(wǎng)可以將建筑物柱子和剪力墻內鋼筋快速分離,疏通雷電流,從而與板內水平鋼筋形成統(tǒng)一籠網(wǎng)狀,在一定條件下,屏蔽了雷電流形成的電磁感應。構成完整防雷接地系統(tǒng),是防雷效果發(fā)到最理想效果,形成安全的防雷裝置系統(tǒng)。

結語

現(xiàn)階段,隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術發(fā)展,高層建筑群建設越來越廣泛,在一定程度上增加雷電隱患,使得高層建筑群雷電防護與檢測存在巨大挑戰(zhàn),防雷檢測工作在作為建筑工程驗收中重要環(huán)節(jié),在防雷安全檢查領域有著積極作用,對于高層建筑群在防雷檢測中發(fā)現(xiàn)一系列問題,要求檢測人員積極和施工單位進行溝通互動,及時進行整改,從源頭上將雷電事故發(fā)生率降低,有效實現(xiàn)高層建筑群防雷擊,從而達到保護生命安全和財產安全。