王亦磊 解晗

摘要：隨著城市化進程步伐逐步加快，建筑物也不斷朝著高層化方向發(fā)展。與普通的低層建筑相比較而言，高層建筑遭受雷擊的概率更大，再加上建筑內(nèi)部各類電子自動化儀器設(shè)備的廣泛應(yīng)用和線路的錯綜分布，也在很大程度上增加了高層建筑物的雷擊風(fēng)險，所以當(dāng)前社會公眾對于防雷工程設(shè)計的要求越來越嚴(yán)格。本文主要根據(jù)自身防雷安全檢測經(jīng)驗，總結(jié)概況了高層建筑物防雷設(shè)計存在的問題，并提出了安全防護措施，以供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑物；防雷設(shè)計；問題；安全防護

引言

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國城市化進程不斷加快，建筑用地的減少使得建筑物逐漸向高層化發(fā)展，高層建筑本身受雷擊的幾率就比普通的低層建筑更大。與此同時，現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)的發(fā)展，越來越多的電子設(shè)備以及集成智能化電子信息設(shè)備開始廣發(fā)裝設(shè)于各類高層建筑物中，使得高層建筑物遭受雷擊的概率逐步攀升，所帶來的雷擊災(zāi)害損失也呈加重趨勢，對社會的影響越來越顯著。基于此，本文重點對高層建筑物防雷設(shè)計進行分析，指出防雷設(shè)計中存在的問題，并提出了安全防護措施，以不斷提升高層建筑防雷工程質(zhì)量，確保高層建筑物的安全性。

1.高層建筑物防雷工程等級劃分

在對高層建筑物防雷工程進行設(shè)計時，一般應(yīng)該嚴(yán)格依據(jù)GB50057-2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》進行，通過制定防雷等級，把建筑物的防雷等級劃分成3級，其中高于100米的建筑物為1級，高于50米的為2級，其他為3級。在防雷工程設(shè)計之前，應(yīng)該對建筑物所在的地理區(qū)域位置、氣候環(huán)境、土壤特性以及雷電活動等相關(guān)信息情況進行認(rèn)真調(diào)研。此外，應(yīng)積極做好現(xiàn)場的電磁環(huán)境的評估，確定每個信息系統(tǒng)需要采取雷電防護措施，如此才能取得最為理想的高層建筑物防雷工程設(shè)計方案。

2.高層智能建筑防雷設(shè)計中存在的問題

2.1避雷針安裝不正確

在對高層建筑物進行防雷設(shè)計的時候，建筑物上的避雷針布設(shè)不正確也是經(jīng)常出現(xiàn)的問題之一。一些建筑物上雖說布設(shè)了避雷針，但是并沒有結(jié)合建筑物的實際情況，只是對避雷針進行了簡單的安裝。對于避雷針來說屬于金屬制品，為了確保建筑物的安全，它需要將雷電中產(chǎn)生的強大電流迅速泄放進入大地中。因此在對建筑物進行防雷設(shè)計的初期需要將避雷針安裝的位置以及高度等進行綜合考慮。建筑物防雷引下線數(shù)量以及安裝位置不合理也會影響到高層建筑物的整體防雷效果。

2.2對電子信息系統(tǒng)的設(shè)備防雷設(shè)計考慮不夠周全

當(dāng)前，在高層建筑物中開始廣泛應(yīng)用各類電子設(shè)備，這些電子儀器設(shè)備大多數(shù)均屬于金屬材質(zhì)，在防雷相關(guān)規(guī)范要求中明確表明，這類電子設(shè)備的電源以及線路等耐高壓性均較差，這些電子設(shè)備的機房通常會裝設(shè)于建筑底層，建筑物受源于空中的電磁脈沖的影響比較小，但是電源以及線路傳輸?shù)睦讚舨⒉粫內(nèi)?，高層建筑物防雷設(shè)計人員在防雷工程設(shè)計中對于這一問題考慮還不夠周全。與此同時，在高層建筑中，消防水泵、電梯的裝設(shè)一般是在樓層頂部，電源的過電壓保護器一般作了相關(guān)設(shè)計，這些電源均配備了控制的連鎖裝置，控制信號主要源于底層的控制室，消防的控制所采取的設(shè)備也是由金屬構(gòu)成，這些設(shè)備在設(shè)計過程中卻未作過電壓保護，致使電源的電壓太高，整個系統(tǒng)均無法科學(xué)控制。為了避免此類狀況的出現(xiàn)，設(shè)計人員一般應(yīng)全方位掌握室內(nèi)的電子設(shè)備狀況，對高層建筑進行科學(xué)的防雷設(shè)計。

2.3雷擊風(fēng)險評估不夠合理

在進行防雷設(shè)計之前的雷擊風(fēng)險評估的過程中，需要認(rèn)真思量建筑物所處的地理區(qū)域環(huán)境，科學(xué)分析建筑物周邊環(huán)境，掌握區(qū)域氣候情況。在高層建筑物防雷設(shè)計的過程中，不但需要對建筑的性質(zhì)、內(nèi)部電子設(shè)備進行分析，同時應(yīng)結(jié)合周邊環(huán)境對建筑物防雷擊的等級進行確定。但是有些防雷設(shè)計人員在對建筑物防雷設(shè)計中雷擊風(fēng)險評估考慮不周全，設(shè)計也不夠合理。

3.高層建筑物安全防護措施

3.1外部安全防護措施

3.1.1接閃器

接閃器一般包括避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)等裝置，在高層建筑物防雷設(shè)計的過程中，應(yīng)根據(jù)具體的要求挑選合適的接閃器。高層建筑防雷中通常會選擇屋頂?shù)慕ㄖb飾當(dāng)做接閃器使用，進而起到防雷和裝飾的作用。接閃器的耐流以及耐壓能力是重要的參數(shù)。應(yīng)對高層建筑物屋脊、陰陽角以及屋檐等特別容易遭受雷擊的區(qū)域布設(shè)接閃器，以確保建筑物人員生命財產(chǎn)安全。

3.1.2引下線

引下線作為接閃器導(dǎo)體的中間部位，大致由并聯(lián)的電路通路構(gòu)成。在對引下線進行設(shè)計的過程中，一般可挑選高層建筑物主體結(jié)構(gòu)中的柱鋼筋或者是剪力墻中的鋼筋當(dāng)作建筑物內(nèi)的引下線，亦或是選擇建筑物中的金屬構(gòu)件當(dāng)作建筑物引下線。連接接閃器以及接地裝置的中間導(dǎo)體當(dāng)屬接閃器，一般能夠起到分流以及分壓雷電流的作用。在裝設(shè)引下線的過程中，應(yīng)認(rèn)真查看引下線的數(shù)量、長度以及線徑等是與相關(guān)規(guī)定要求保持一致，最大限度發(fā)揮出引下線的作用。

3.1.3接地裝置

在安裝接地裝置的過程中應(yīng)依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進行，防止出現(xiàn)跨步電壓或者是接觸電壓，還應(yīng)仔細(xì)觀察接地裝置的尺寸以及形狀。在對高層建筑物的接地裝置進行設(shè)計時，可以挑選高層建筑物的柱子或者是樁基內(nèi)的主鋼筋當(dāng)作接地裝置，亦或是選擇底版基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)當(dāng)作接地裝置，這便共同組成了接地裝置體。當(dāng)前，在設(shè)計時一般采取共用接地系統(tǒng)，也就是將防雷接地、直流工作接地、電源工作接地以及安全保護接地共用一組接地裝置，接地裝置的接地電阻值往往應(yīng)小于4Ω

3.2內(nèi)部安全防護措施

3.2.1屏蔽

為了盡可能降低電磁感應(yīng)對高層建筑物的危害性，通常可采取外部屏蔽、合理布線以及線路屏蔽等安全措施來抵御電磁感應(yīng)。屏蔽一般針對電場以及磁場操作的，高層建筑物中通常安裝了大量的微電子設(shè)備，可通過對設(shè)備、線纜以及管道作屏蔽措施，來確保高層建筑內(nèi)物內(nèi)部的電子儀器設(shè)備的安全。

3.2.2等電位連接

等電位連接主要是為了保證高層建筑物內(nèi)各個部位的電位相等，防止高層建筑物內(nèi)部產(chǎn)生反擊電壓以及危害人身安全的接觸電壓，避免雷電電磁脈沖。一般可采取高層建筑物金屬部件加以連接，組成網(wǎng)格狀的低阻抗等電位連接網(wǎng)絡(luò)，同時和接地裝置共同構(gòu)成接地系統(tǒng)。將高層建筑物的接閃裝置分別和梁、板、柱以及基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋實現(xiàn)可靠的焊接，將智能建筑物內(nèi)各種設(shè)備金屬外殼以及金屬管線進行焊接，確保高層建筑內(nèi)各個部件的等電位連接良好。3.2.3浪涌保護器（SPD）

一般情況下，當(dāng)通訊線路或者電源線路上的雷電流亦或者電壓達(dá)到一定強度的時候，浪涌保護器（SPD）往往會將雷電中的雷電流向大地泄放，從而確保有關(guān)電子設(shè)備的安全可靠性。對于電壓開關(guān)型以及限壓型的SPD而言，應(yīng)確保二者之間的線路長度為10m以上，假如在線路上有若干SPD存在，限壓型SPD之間的線路長度應(yīng)大于5m。在 LPZ0A 或 LPZ0B 區(qū)以及 LPZl 區(qū)交界面，進線開關(guān)中布設(shè)SPD，作為一級防護；在LPZl與LPZ2 交界面，樓層配電箱處布設(shè)SPD，作為二級防護；LPZ2 與后續(xù)防雷區(qū)交界面布設(shè)SPD，作為三級防護。對于布設(shè)于不同位置的SPD應(yīng)協(xié)調(diào)配合，可以依據(jù)不同浪涌保護區(qū)的能量耐受能力進行承載值的分配，確保設(shè)備的安全性。

參考文獻

[1]周建敏.高層智能小區(qū)的防雷設(shè)計存在的問題[J].電子制作，2016（Z1）：102 + 100.

[2]陳家濤.對建筑物防雷設(shè)計存在問題的探討[J].黑龍江科技，2016（06）.

作者簡介：王亦磊（1981-），男，漢族，浙江紹興人，本科學(xué)歷，助理工程師，從事氣象防雷工作。

（作者單位：杭州防雷安全檢測有限公司）