淺談一類高層建筑的防雷措施

秦轉(zhuǎn)君

(成都碧城建筑設(shè)計有限公司，四川 成都 610000)

雷擊的出現(xiàn)，存在間接與直接兩部分的影響，直接影響的爆炸會對某一區(qū)域產(chǎn)生巨大的破壞，引發(fā)火災(zāi)的發(fā)生，由此造成的不良生態(tài)環(huán)境，難以保證人民的生命和衛(wèi)生。而在間接影響方面，雷電的形成會對特定區(qū)域的地磁場產(chǎn)生一定的干擾，使得范圍環(huán)境溫度呈現(xiàn)上升趨勢，倘若電力設(shè)備被安裝在該區(qū)域，很容易發(fā)生故障問題，甚至是引起爆炸的情況。對于建筑而言，高度越高，受雷擊現(xiàn)象的影響也就是越明顯，雷電通道的貫穿會使得建筑本身發(fā)生一定程度的變形，因此，在進行高層建筑工程時，應(yīng)提高對雷電的認識，以此來為后續(xù)工作奠定良好的基礎(chǔ)。

1 雷電的破壞作用

對于施工單位而言想要確保高層建筑的安全性不會受到雷電的影響，先要明確雷電的破壞影響，并結(jié)合實際情況進行內(nèi)容的調(diào)整，有關(guān)雷電破壞作用的內(nèi)容如下所示。

1）熱效應(yīng)與機械效應(yīng)，雷電會對整個建筑物內(nèi)所有的機械設(shè)備產(chǎn)生破壞，縮短建筑材料的使用壽命，并營造高溫的環(huán)境，在一定程度上使得高層建筑的使用質(zhì)量受到不利影響。

2）靜電感應(yīng)與電磁感應(yīng)，雷電的出現(xiàn)會沿著相應(yīng)的建筑線路通道進行反向入侵，從而破壞其內(nèi)部的電子線路，使得電線管道呈現(xiàn)高溫的狀態(tài)，火災(zāi)的發(fā)生概率大幅度提升。

因此，在進行高層建筑物的避雷時，必須采用法拉第籠式的理論，強化對系統(tǒng)性的優(yōu)化，通過對不同類型的雷電形式分析來完成針對性的處理效果，加強防雷系統(tǒng)的分流質(zhì)量，并對建筑電位進行均衡處理，對于部分感應(yīng)雷進行直觀的屏蔽，同時，為了避免建筑系統(tǒng)受到入侵，還需要施工人員依照建筑需求完成線路的合理布設(shè)，以此來確保防雷系統(tǒng)的效果能夠達到預期標準，后續(xù)的工作也能夠因此得到有效保障。但是，就目前來看，我國部分施工單位在高層建筑防雷管理的過程中，仍然缺乏對這方面的重視程度，所選用的技術(shù)手段無法滿足新時代發(fā)展需求，進而導致人員的安全與系統(tǒng)性能受到不利影響。為了避免類似的情況出現(xiàn)，則需要相關(guān)部門加強對這方面的管控力度，增強對雷電效果的防控力度，從而來確保建筑的安全性能夠滿足預期標準，進而使得我國現(xiàn)代化建設(shè)能夠有效開展。

2 防高層建筑的外部雷

通常情況下，在進行高層建筑的分析過程中，有關(guān)外部雷的影響一般是以直擊雷以及側(cè)擊雷為主，其所指的是能夠?qū)φ麄€建筑產(chǎn)生直觀影響與破壞的雷電形態(tài)，因而在對一類高層建筑施工時，施工單位需要依照外部雷的結(jié)構(gòu)特性來完成法拉第籠原理的落實，通過合理的手段完成建筑物的防護措施，進而來提高建筑物的安全性與穩(wěn)定性，以此來為國民的生命健康安全奠定良好的基礎(chǔ)。

2.1 防直擊雷

2.1.1 接地裝置

對于高層建筑而言，接地裝置的存在，能夠極大程度上降低雷電風險的影響，滿足安全性需求，是高層建筑中不可或缺的重要防雷措施。從工作原理上來講，則是利用接地裝置本身的特殊性，實現(xiàn)對雷電流的引導工作，使其忽視建筑物的存在，依照原本設(shè)計好的線路來完成引入內(nèi)容，與大地進行連接，整個過程呈現(xiàn)為均勻分布的特征，利用跨步電壓的減弱來實現(xiàn)相應(yīng)的防雷目的。

通常情況下，在進行接地裝置的安裝與設(shè)計過程中，往往會涉及接地體以及接地線兩部分，通過對樁基礎(chǔ)的應(yīng)用，加上箱型基礎(chǔ)的安裝便能夠完成接地裝置的施工內(nèi)容，將分布在不同區(qū)域的接地裝置進行集成化處理，彼此之間相互連接，便能夠完成接地網(wǎng)的鋪設(shè)與構(gòu)建。就目前來看，我國在進行高層建筑樁基礎(chǔ)施工的過程中，往往會以縱向鋼筋為主要的焊接手段，并依照實際情況完成樁承臺的主筋施工作業(yè)，通過對樁承臺的應(yīng)用來完成焊通處理，而后再依照再筑底板需求進行水平接地網(wǎng)的設(shè)計，滿足閉合性的需求，進而來確保均壓能夠符合建筑工程的施工需要。因為防雷裝置本身會直接放置在建筑結(jié)構(gòu)之中，有關(guān)防雷系統(tǒng)與電力系統(tǒng)的聯(lián)系較為緊密，在開展接地電阻值的調(diào)整時，需要以最小值為主要標準。

2.1.2 引下線

引下線結(jié)構(gòu)是接地系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分，是實現(xiàn)接閃器以及接地設(shè)備有效結(jié)合的重要內(nèi)容，在應(yīng)用過程中，能夠?qū)纂娏鬟M行有效地引導，使得能夠落入大地之中，并完成相應(yīng)的均勻分布工作。一般來講，高層建筑在開展引下線的安裝過程中，會以主體結(jié)構(gòu)為主，并利用引下線來完成豎筋結(jié)構(gòu)的落實。在這一過程中，施工單位需要明確引下線結(jié)構(gòu)的分布情況，制定較為完善的管理制度，確保引下線的間距數(shù)值能夠達到預期標準，以此來滿足建筑物防雷性能的各方面需求。正常狀態(tài)下，倘若處在相同的建筑柱結(jié)構(gòu)中，應(yīng)當以兩根以上的主筋為基礎(chǔ)進行引下線的焊接與應(yīng)用工作，整個過程所涉及的焊接長度應(yīng)當高于鋼筋直徑的5～6倍范圍，同時在間距數(shù)值上還要滿足預期標準，以此來確保后續(xù)工作能夠順利開展。不僅如此，在開展高層建筑施工作業(yè)時，需要以建筑物的實際標高為例，加強對引下線電壓數(shù)值的控制，受到引下線長度的影響，倘若電壓數(shù)值較大，便極容易發(fā)生反擊的情況，為了避免類似的情況出現(xiàn)，則需要對整個建筑高層開展階段性管控，適當?shù)赝瓿删鶋涵h(huán)的設(shè)計與安裝，以此來為確保引下線能夠順利工作。通常情況下，在開展均壓環(huán)的設(shè)計過程中，需要依照整個建筑的外梁結(jié)構(gòu)進行主筋的焊接工作，以此來完成閉環(huán)形態(tài)，進而避免因電位差較大所帶來的不利影響。

2.1.3 接閃帶

接閃帶，顧名思義，就是用來承接雷電流沖擊的裝置，其本身在使用過程中，會直觀地迎接來自雷電現(xiàn)象所產(chǎn)生的巨大電流，因而在進行設(shè)計的過程中，大多是以金屬導體為主，這樣能夠有效提高雷電流的引導效果，避免建筑安全受到不利影響。在進行高層建筑的工程設(shè)計時，往往會考慮到具體的條件而選用接閃帶，比如說常見的避雷針、屋面的金屬板塊、避雷網(wǎng)的鋪設(shè)等，常見的就是避雷針與避雷網(wǎng)，這兩種接閃帶有著極高的現(xiàn)實意義，在很多重要建筑中都發(fā)揮著重要的作用。在實施建設(shè)項目時，必須對防雷網(wǎng)進行覆蓋，并開展相應(yīng)的敷設(shè)工作，以此來確保后續(xù)工作能夠順利開展。倘若女兒墻本身的寬度相對較寬，則需要及時采用橫向位移工藝，采用補償設(shè)備實現(xiàn)對伸縮縫的控制，不僅可以有效地改善施工現(xiàn)場的安全運行，強化避雷網(wǎng)的應(yīng)用效果，還能夠擴大避雷引導范圍，使得整個區(qū)域內(nèi)所有的建筑物都在接閃帶的保護范圍內(nèi)，以此避免人員的個人利益以及生命健康安全受到不利影響。

2.2 防側(cè)擊雷

與直擊雷的預防措施相比，防側(cè)擊雷系統(tǒng)也是建筑工程中不可或缺的重要內(nèi)容，在進行實際設(shè)計的過程中，則需要利用建筑本身的金屬結(jié)構(gòu)進行均壓環(huán)的連接，這一點在上述的內(nèi)容中也有所提及，人員在進行施工作業(yè)的過程中，將金屬裝置連接到均壓環(huán)中，既不會對高層建筑的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響，同時還能夠為后續(xù)工作奠定良好的基礎(chǔ)。而均壓環(huán)的存在，其本身可以理解為滿足水平要求的避雷帶，進而在進行應(yīng)用的過程中，能夠?qū)纂婋娏鞯碾娢徊钸M行有效管控，同時還能夠確保人員的安全不受影響。在進行施工作業(yè)時，需要有感建筑工程的金屬區(qū)域以及外漏區(qū)域與基地裝置進行有效連接，在引下線的影響下完成電流的引導工作。在這一過程中，施工單位需要結(jié)合實際情況完成防雷類別的管控、明確外圈梁體結(jié)構(gòu)的焊通需求，使得主筋整體性與安全性能夠達到預期標準，進而來完成焊通防雷系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全管控。

此外，在實施深埋式接地設(shè)備時，應(yīng)嚴格遵守相關(guān)的相關(guān)系數(shù)，并按照有關(guān)規(guī)定進行建筑項目的施工要求完成相應(yīng)的計算工作，避免計算誤差較大而發(fā)生安全事故的情況。

例如，建筑公司在進行建筑和建筑的設(shè)計時，為了確保接地體能夠達到防雷標準，則是以鋼筋通長為基礎(chǔ)進行焊接工作，依托基礎(chǔ)暗梁底面來完成電氣閉合處理，進而來實現(xiàn)通路的目的，在這一過程中，選用兩根主筋，且滿足規(guī)定柱基礎(chǔ)要求的前提執(zhí)行一般焊接規(guī)范，以保證隨后工作的平穩(wěn)進行。在均壓環(huán)方面，有關(guān)引下線的焊通工作會與鋼筋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生密切的聯(lián)系，因而將實際樓層高度控制在以10層為一節(jié)點，進行均壓環(huán)的構(gòu)建與應(yīng)用，同時為了滿足防雷系統(tǒng)要求，將金屬框架與避雷帶進行有效連接，完成接閃帶的安裝，進而來確保整個建筑結(jié)構(gòu)都處于較為安全的防雷系統(tǒng)中，在這一過程中，人員的生命健康安全以及機電系統(tǒng)都能夠免受外界雷電現(xiàn)象的干擾與侵害，既可以改善工程的安全和可靠度，又可以滿足工程建設(shè)的需要，能夠?qū)?jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生積極有效的促進作用，對于實現(xiàn)我國現(xiàn)代化社會建設(shè)有著較為重要的促進作用。接地裝置埋深關(guān)系系數(shù)表1所示。

表1 接地裝置埋深關(guān)系系數(shù)

3 高層建筑的內(nèi)部防雷

通常情況下，人們在提及內(nèi)部雷時，所指的便是感應(yīng)雷、反擊雷以及線路入侵，因而在對其開展防護工作的過程中，需要依照整個雷電的特性進行內(nèi)容上的調(diào)整，通過合理的手段這樣不僅可以減少外部的影響，還可以控制和調(diào)節(jié)項目的進度，同時還能夠為建筑工程的安全性與穩(wěn)定性產(chǎn)生積極有效的促進作用，在這一過程中，需要施工單位進行等電位聯(lián)結(jié)處理，并通過電流屏蔽的方式來降低內(nèi)部雷所產(chǎn)生的不利影響詳細情況如下所示。

3.1 等電位聯(lián)結(jié)

等電位聯(lián)結(jié)，從本質(zhì)上來理解，就是將原本呈現(xiàn)不同電位狀態(tài)的結(jié)構(gòu)進行聯(lián)結(jié)，使其進行電位數(shù)值的統(tǒng)一化管理，在這一過程中，建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的各個區(qū)域所產(chǎn)生電位滿足相同標準，即便是受到雷電的入侵，也會因為電位差數(shù)值的抵消來完成相應(yīng)的防護工作，既能夠確保建筑物不會受到破壞，相應(yīng)的電力系統(tǒng)運行質(zhì)量也能夠得到有效保障。

在傳統(tǒng)的高層建筑內(nèi)部防雷防控過程中，受技術(shù)和思想因這樣的制約，人們對電勢連接還可的研究越來越少，重視程度相對較低，使得整個防雷效果大打折扣，人們的安全也很難得到有效保障。因此，施工單位在進行實際施工時，需要對電氣標準進行相應(yīng)的調(diào)整，并根據(jù)實際概況完成高層建筑的價格管控，實現(xiàn)智能化的管控，因此來確保等電位聯(lián)結(jié)工作能夠順利開展。

當采用等電勢連接時，常常要采用電線來實現(xiàn)各種設(shè)備之間的連接

利用電路保護裝置進行系統(tǒng)性管理，并增強對防雷空間的管控，利用電涌防護裝置來完成金屬結(jié)構(gòu)的管控，改善電力設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性，減少防雷造成的負面效應(yīng)。通過這一措施，能夠使得建筑結(jié)構(gòu)的地面區(qū)域、墻體結(jié)構(gòu)、管道系統(tǒng)以及各種電氣設(shè)備滿足電位的同步化管控，尤其是在開展鋼筋混凝土工程施工時，施工人員只需要根據(jù)預埋位置完成防雷導體的安裝與應(yīng)用，便能夠確保等電位聯(lián)結(jié)工作順利開展，接地效果明顯的同時，對于后續(xù)的安全防護工作也會產(chǎn)生積極有效的促進作用。

還是以綜合樓為例，施工人員在進行等電位聯(lián)結(jié)過程中，選擇地下室作為中心區(qū)域，通過線路與各裝置的連接，從而來降低接觸電壓的整體數(shù)值，并對不同金屬板件進行電位差的管控，降低因內(nèi)部雷所帶來的電壓風險，同時還能夠?qū)﹄娢宦?lián)結(jié)工作產(chǎn)生積極有效的促進作用。在這一過程中，需要考慮到金屬結(jié)構(gòu)本身的應(yīng)用特性，依照實際情況進行導線線路的連通化建設(shè)，增強不同樓層的輔助作用，依照實際情況進行金屬管道質(zhì)量的控制，并利用配電箱完成相應(yīng)的電壓管理工作，以此來滿足建筑物防雷系統(tǒng)的布設(shè)工作，使其所涉及的電壓水平能夠滿足預期標準。相較于傳統(tǒng)的防護手段，這種措施的開展能夠有效降低雷電流所產(chǎn)生的沖擊與損害，避免國民的生命健康安全不受影響，減少成本支出，同時還能夠?qū)υO(shè)備運行起到保護作用，從安全性與可靠性方面都能夠因此得到有效提升。

3.2 合理的屏蔽

在高層建筑的內(nèi)部雷防治過程中，除了等電位聯(lián)結(jié)外，屏蔽系統(tǒng)的建立也是不可或缺的重要組成部分，合理的屏蔽工作可以增強防雷能力，改善人民的生存品質(zhì)，并起到相應(yīng)的保障作用。隨著我國社會的不斷發(fā)展，國民的生活模式發(fā)生了一定程度的轉(zhuǎn)變，對于微電子設(shè)備的應(yīng)用開始呈現(xiàn)出多樣化，由于這類系統(tǒng)本身相對脆弱，對于外界的干擾能力相對較低，倘若缺乏完善的防雷系統(tǒng)很容易會對設(shè)備運行產(chǎn)生較為不利的影響，要防止此類問題的發(fā)生，就必須對工程項目進行工程的規(guī)劃和設(shè)計，以便為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。一般地，施工單位在開展電氣線路設(shè)計的工程中，會將主干線進行集成化施工管控，并放置在高層建筑的中心區(qū)域，以此來降低雷電所產(chǎn)生的磁場強度，而后再利用穿線鋼管進行等電位聯(lián)結(jié)板的組成處理，以此來確保整個防雷質(zhì)量能夠達到預期標準，在屏蔽效果方面也能夠因此得到有效保障。

不僅如此，施工單位在進行電磁脈沖管控的過程中，也會涉及相應(yīng)的施工內(nèi)容，在這一過程中，需要以低壓配電系統(tǒng)為主要內(nèi)容，降低因雷電波入侵所帶來的不利影響，這就要求施工人員在進行配電盤的設(shè)計與應(yīng)用時，結(jié)合線路本身的特性來完成鋼管的控制工作，將配電盤的外殼結(jié)構(gòu)與鋼管系統(tǒng)進行端口連接，另一部分則是利用保護罩來完成連接工作，這樣便能有效提高高層建筑的屏蔽效果。由此可見，利用這一措施進行工程施工，能夠極大程度上強化建筑工程的防雷特性，當鋼管與連接設(shè)備斷開時，斷開處應(yīng)設(shè)跨接線、這樣防止雷電反擊的能力更強。

4 結(jié)語

綜上所述，在針對外部雷以及內(nèi)部雷的防控過程中，施工單位需要明確雷電現(xiàn)象的危害，并制定較為完善的管理手段，以此來確保整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性達到預期標準。縱觀其他高層建筑的防雷措施、由于防雷系統(tǒng)直接關(guān)系到建筑物及建筑物內(nèi)設(shè)備、人員的安全，必須采取有效措施，加強管理和監(jiān)督、做到符合設(shè)計規(guī)范及各項施工規(guī)范的要求，確保人們的生命和財產(chǎn)不受雷擊的損害，這樣不但能夠滿足國民的生活質(zhì)量需求，對于社會經(jīng)濟建設(shè)也會產(chǎn)生積極有效的促進作用。