王長衛(wèi)

（大連民用建筑設(shè)計研究院有限責(zé)任公司 116001）

淺析民用建筑防雷及接地總等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)設(shè)計

王長衛(wèi)

（大連民用建筑設(shè)計研究院有限責(zé)任公司 116001）

本文主要針對民用建筑防雷系統(tǒng)的重要性、防雷系統(tǒng)的設(shè)置、基礎(chǔ)接地及總等電位聯(lián)結(jié)等方面展開討論，分析本內(nèi)容在建筑設(shè)計中的重要性以及注意要點(diǎn)。

建筑；防雷；接地；等電位聯(lián)結(jié)；過電壓保護(hù)

雷電災(zāi)害是地球上最大的災(zāi)害之一，它的發(fā)生給人類帶來各種破壞：引起火災(zāi)，引發(fā)大面積停電，毀壞建筑物、損壞財物、傷害人畜等，將各種網(wǎng)絡(luò)損壞，加速設(shè)備老化甚至損壞設(shè)備，造成計算機(jī)信息系統(tǒng)重要數(shù)據(jù)丟失等。尤其在信息化全球、經(jīng)濟(jì)發(fā)展快速化的今天，高層以及智能建筑的普及，預(yù)防雷電對建筑物、人員、電力電訊設(shè)備的損壞、重要信息的流逝等極為重要。民用建筑的防雷系統(tǒng)設(shè)計、接地及總等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)是密不可分的，一般作為一個整體對待，下面逐一討論。

一、民用建筑的防雷系統(tǒng)

民用建筑防雷系統(tǒng)包括外部防雷系統(tǒng)及內(nèi)部防雷系統(tǒng)。外部防雷方式又分為：引下線、接閃器與接地裝置等；內(nèi)部防雷方式則為：等電位聯(lián)結(jié)、屏蔽隔離、及過電壓保護(hù)等。其中接閃器、下引線與接地裝置構(gòu)成了防雷裝置的三部分。

1、防雷裝置

接地裝置、接閃器與引下線是構(gòu)成完整的防雷裝置的三部分。把由雷電產(chǎn)生的電流疏導(dǎo)到大地中去的裝置叫接地裝置，它由地下接地導(dǎo)體與垂直打入地內(nèi)的接地體組成。接閃器作為雷電流的導(dǎo)體，它有避雷針、避雷網(wǎng)、避雷帶幾種基本形式，安裝于建筑物頂端。引下線起到引流器的作用，通過它將電流由接閃器引到接地裝置，是一種敷設(shè)在建筑外墻或者混凝土柱子、剪力墻內(nèi)的金屬導(dǎo)體。

2、外部防雷系統(tǒng)

外部防雷裝置是由接閃器、引下線和基地裝置組成，主要是防直擊雷和防側(cè)擊雷。

1）接閃器。防直擊雷裝設(shè)接閃桿、接閃帶或接閃網(wǎng)也可采用三者混合組成的接閃器，具體應(yīng)根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-2010規(guī)定設(shè)置。接閃網(wǎng)、接閃帶按規(guī)范規(guī)定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設(shè)，以保護(hù)直擊雷帶來的沖擊。防雷電側(cè)擊根據(jù)建筑物防雷分級確定是否需要設(shè)置獨(dú)立接閃器，或在條件滿足時利用建筑物外部裝飾物中的金屬結(jié)構(gòu)部件作為接閃器，并連接到建筑物的防雷引下線以便有效疏導(dǎo)雷電流。

2）引下線。引下線的作用是將避雷網(wǎng)(帶)與接地裝置連接在一起,使雷電流構(gòu)成通路,通常利用專設(shè)引下線或利用主體結(jié)構(gòu)的柱主筋、剪力墻中鋼筋作暗裝引下線，引下線的數(shù)量及布置直接影響分流效果。引下線應(yīng)沿建筑物四周均勻或?qū)ΨQ布置,其間距不應(yīng)大于規(guī)范的要求,應(yīng)盡可能增加引下線的數(shù)量,適當(dāng)減少引下線間距。由于高層建筑物引線很長,雷電流的電感應(yīng)壓降很大,需要在每隔一定的高度利用結(jié)構(gòu)板內(nèi)的鋼筋將各條引下線在同一高度連接起來形成均壓環(huán),以減小其間的電位差,避免發(fā)生反擊。

3）接地裝置。接地裝置包括接地體和接地線。接地裝置的優(yōu)劣與接地電阻和接地方式有關(guān)。為便于與各種入戶金屬管道相連,降低跨步電壓,建筑物防雷接地一般采用周圈式接地，宜利用基礎(chǔ)樁基及環(huán)形地梁內(nèi)的鋼筋等自然接地體作為接地裝置。

3、內(nèi)部防雷系統(tǒng)

1）等電位聯(lián)結(jié)。等電位聯(lián)結(jié)是將建筑物防雷區(qū)域內(nèi)的金屬構(gòu)架、金屬裝置、進(jìn)入建筑物的水、電、煤氣、暖氣等金屬管道、電力及電訊系統(tǒng)的金屬套管、防雷建筑物的接地線以電氣聯(lián)結(jié)的方式進(jìn)行聯(lián)結(jié)，這樣整個建筑物空間形成了等電位體。等電位的最終目標(biāo)是使建筑物內(nèi)部電位相等，這樣能夠防止產(chǎn)生對人身安全有危害的接觸電壓以及反擊電壓，同時也可以防止雷電電磁脈沖。在進(jìn)行等電位連接時，要保證各種設(shè)備的金屬管線、金屬外殼焊接或綁扎等電氣連接良好，這樣才能使整個建筑物成為一個等電位體。

2）屏蔽措施。對建筑物內(nèi)部的電子設(shè)備進(jìn)行有效保護(hù)是屏蔽的主要目的，對等電位和分流的解決，防雷電電磁脈沖是屏蔽的主要目的。在這里可以利用建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)建立一個六面體的網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)，例如將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的墻面、梁柱、頂板和地板聯(lián)結(jié)構(gòu)成一個避雷網(wǎng)，從而進(jìn)行屏蔽。當(dāng)建筑物遭受雷電，雷電流從外墻的金屬物流入接地裝置時，周圍會形成一個磁場墻。所以為了達(dá)到屏蔽的效果，應(yīng)該將建筑內(nèi)的電子設(shè)備所用的交流電源線等金屬通訊、傳輸線的主要線路遠(yuǎn)離外墻敷設(shè)，盡量選擇在建筑物的中心位置，這樣可以有效減少感應(yīng)強(qiáng)度。

3）過電壓保護(hù)。為了防止直擊雷或者感應(yīng)雷電流對電力電訊系統(tǒng)的沖擊，還應(yīng)當(dāng)在電源電纜或者弱電線路（電話、網(wǎng)絡(luò)、有線電視等）由市網(wǎng)進(jìn)入建筑物時經(jīng)電涌保護(hù)器與總等電位聯(lián)結(jié)（英文簡寫為S PD）。電涌保護(hù)器的作用是把竄入電力線，信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)?qiáng)大的雷電流泄流入地，保護(hù)被保護(hù)的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊而損壞。

二、建筑物接地系統(tǒng)

接地體與接地線是構(gòu)成接地裝置的兩大因素。建筑物的電氣接地系統(tǒng)主要分為功能性接地及保護(hù)性接地。

第一，功能性接地主要是為了保證電氣設(shè)備和電子設(shè)備的正常和穩(wěn)定的工作。主要有：工作接地為了交直流系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，要求系統(tǒng)進(jìn)行接地；信號接地為保證信號具有穩(wěn)定的基準(zhǔn)電位而設(shè)置的接地；屏蔽接地為了防止外來電磁干擾對電子設(shè)備的影響，同時減少電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾影響其他的電子設(shè)備，常將干擾源接地，將其引入大地。

第二，保護(hù)性接地是為了保護(hù)電氣設(shè)備和人身安全而設(shè)置的，主要有：防雷接地，當(dāng)發(fā)生雷擊事故時，由接閃器接收的雷電流將迅速通過防雷引下線及建筑法拉第籠等電位網(wǎng)絡(luò)分散留置各接地設(shè)備，已達(dá)到快速泄流的作用，避免雷擊事故的發(fā)生；故障接地，當(dāng)電氣設(shè)備絕緣損壞或因某些原因產(chǎn)生故障電流時使平常不帶電的外露可導(dǎo)電部分帶電導(dǎo)致電擊事故的發(fā)生，而將設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分接地后，使電流泄入大地，它可防止故障過電流對人、畜的傷害及對財產(chǎn)的損害。

民用建筑物功能性接地及保護(hù)性接地采用接地線與本樓法拉第籠網(wǎng)絡(luò)、總等電位箱有效聯(lián)結(jié)并共用接地極，以盡可能在事故時將整個建筑物維持在同一個電位水平，并趨近與零電位。當(dāng)建筑物基礎(chǔ)采用硅酸鹽水泥和周圍土壤的含水量不低于4%,基礎(chǔ)外表面無防腐層或有瀝青質(zhì)防腐層時,可利用基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋作接地體，且與鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁主筋形成環(huán)形接地網(wǎng),否則宜在基礎(chǔ)防腐層下面的混凝土墊層內(nèi)敷設(shè)人工環(huán)形基礎(chǔ)接地體?？偨拥仉娮钁?yīng)滿足規(guī)范要求，否則應(yīng)增設(shè)人工輔助接地極，并滿足規(guī)范要求。

三、結(jié)束語

總而言之，建筑物的防雷、接地及總等電位聯(lián)結(jié)等作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程，覆蓋面極其廣泛，同各專業(yè)系統(tǒng)交集點(diǎn)甚多，因此，在設(shè)計及施工中必須要認(rèn)真、細(xì)致、全面的加以綜合考慮，以防范建筑物、資料、財產(chǎn)及人身的安全問題。

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[5]〈建筑物防雷設(shè)計規(guī)范〉 GB50057-2010.

[6]〈建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范〉 GB50303-2002.

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