陳超

【摘要】伴隨當(dāng)前城市化的不斷發(fā)展以及城市人口數(shù)量持續(xù)增加，高層建筑的數(shù)量越來越多，高層建筑電氣防雷接地工程也成為重點(diǎn)工程項(xiàng)目，在高層建筑電氣安裝工程開展中應(yīng)用有效的防雷接地技術(shù)，能夠提升電氣系統(tǒng)的安全性，并且還可以保護(hù)建筑物，使人們的生命財(cái)產(chǎn)安全得到保護(hù)，但由于當(dāng)前高層建筑電氣系統(tǒng)比較復(fù)雜，所以還應(yīng)該合理開展防雷接地工程。本文首先對防雷接地系統(tǒng)進(jìn)行了簡要介紹，對高層建筑電氣安裝工程中開展防雷接地設(shè)計(jì)及施工內(nèi)容進(jìn)行全面探討，從而為防雷接地工程的開展提供一定的借鑒。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；電氣安裝工程；防雷接地工程；設(shè)計(jì)；施工

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 26.109

雷電災(zāi)害是當(dāng)前發(fā)生頻率較高的一種自然災(zāi)害，其形式主要可分為兩種類型，其一為雷電直擊，其二為感應(yīng)雷擊，當(dāng)雷電釋放出的電流超出限值之后，將會(huì)形成磁場感應(yīng)，造成周圍出現(xiàn)的金屬物體會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，且這種電壓不僅會(huì)對金屬物體附屬的電氣設(shè)備產(chǎn)生一定的損壞，而且還會(huì)造成建筑物火災(zāi)發(fā)生，甚至威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。高層建筑居住或停留的人員比較多，電氣設(shè)備的需求量也比較高，若發(fā)生火災(zāi)事故將會(huì)造成嚴(yán)重的損失。所以針對高層建筑電氣安裝工程，必須采取有效的防雷接地施工技術(shù)，為高層建筑保駕護(hù)航，對于防雷接地工程而言，其設(shè)計(jì)與施工同等重要，并且存在著密切的關(guān)聯(lián)，因此，本文將從高層建筑電氣安裝工程所采用的防雷基地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)出發(fā)，對其設(shè)計(jì)及施工的技術(shù)方法進(jìn)行探討。

1、高層建筑電氣防雷接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述

高層建筑電氣防雷接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要是由接地極（接地體）、避雷帶（避雷針）以及引下線構(gòu)成。

1.1 接地極或接地體

高層建筑電氣防雷接地系統(tǒng)所使用的接地極通常是人工接地體或者是建筑基礎(chǔ)接地體，對于高層建筑而言，其建筑基礎(chǔ)通常是水泥灌注樁或者是預(yù)制管樁，通過建筑基礎(chǔ)樁基中的鋼筋當(dāng)作自然接地極具有良好的防雷接地效果。將引下線同接地體進(jìn)行連接時(shí)，應(yīng)將其焊接到樁基主筋上，通過與地梁底部大于Φ16的鋼筋和主筋進(jìn)行焊接，具體的接地極（體）位置及數(shù)量需要根據(jù)高層建筑電氣安裝工程的施工圖來進(jìn)行確定[1]，見圖1所示。

1.2 引下線

引下線最好利用建筑物鋼混結(jié)構(gòu)中的梁、柱內(nèi)部鋼筋，通常來講，引下線需要利用鋼混結(jié)構(gòu)柱兩根≥Φ16的外側(cè)主筋，并進(jìn)行連續(xù)焊接，將其作為引下線，引下線的上部應(yīng)該與避雷帶（避雷針）連接，下部應(yīng)該與接地線連接，根據(jù)電流效應(yīng)這一原理，高層建筑的梁柱導(dǎo)下電流強(qiáng)度能夠達(dá)到最大值，若高層建筑機(jī)構(gòu)之中的鋼筋無法作為引下線，則應(yīng)該在高層建筑外墻面上專門設(shè)置引下線，根據(jù)新規(guī)范之中的防雷要求，要求所設(shè)置的引下線數(shù)量應(yīng)該在2根以上，并且還要均勻布置，引下線的間距還需要滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范[2]。

1.3 避雷帶

避雷帶應(yīng)該設(shè)置在高層建筑的屋面上，制作材料為Φ12鍍鋅圓鋼，將其在引下點(diǎn)位置同外側(cè)梁柱主筋（Φ16以上的鋼筋）進(jìn)行焊接，凡是不帶電且裸露的金屬物體均需要同避雷帶之間焊接，避雷帶在制作時(shí)還要使其形成閉合環(huán)路[3]，避雷帶安裝圖見圖2所示。

2、高層建筑電氣安裝防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)

從高層建筑電氣安裝防雷接地系統(tǒng)中可以了解到，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于對引下線及避雷帶的設(shè)計(jì)，而對于接地極而言，只需要選擇好接地體，并按照規(guī)范操作即可，因此，針對高層建筑電氣安裝防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，本文將重點(diǎn)從引下線設(shè)計(jì)和避雷帶設(shè)計(jì)兩個(gè)方面進(jìn)行探討。

2.1 避雷帶設(shè)計(jì)

避雷帶屬于一種接閃裝置，其在整個(gè)系統(tǒng)之中發(fā)揮著接受雷擊的作用，通常來講，該裝置一般設(shè)置在高層建筑的頂部位置，對其有效設(shè)計(jì)能夠降低高層建筑受到雷擊的可能性，在對避雷帶進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于避雷帶的規(guī)格尺寸和間距。此外，在安裝避雷帶前，還應(yīng)該對高層建筑電氣安裝的實(shí)際情況進(jìn)行全面地了解，從而確保避雷帶設(shè)計(jì)能夠滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及工程實(shí)際情況。

2.2 引下線設(shè)計(jì)

在對引下線進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該盡量避免引下線預(yù)留過長，主要是因引下線如果越短越有利于開展高層建筑四角垂直結(jié)構(gòu)。對于建筑高度在30m以上的建筑，應(yīng)該對高層建筑結(jié)構(gòu)的主筋實(shí)施下線焊接，且需要保障該項(xiàng)工作每間隔三層樓實(shí)施一次[4]。此外，引下線設(shè)置還要根據(jù)不同情況來制定設(shè)置方案，在設(shè)計(jì)引下線時(shí)，設(shè)計(jì)人員還必須對高層建筑實(shí)際結(jié)構(gòu)以及電氣安裝情況進(jìn)行全面考慮，還要合理安排引下線安裝工作。

3、高層建筑電氣安裝防雷接地系統(tǒng)安裝施工

完成高層建筑電氣防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)后，便需要按照相關(guān)設(shè)計(jì)方案對該系統(tǒng)進(jìn)行安裝施工，該系統(tǒng)安裝施工內(nèi)容主要是對接地裝置進(jìn)行安裝、防雷引下線的安裝、均壓環(huán)防側(cè)擊裝置的設(shè)置、等電位連接以及防側(cè)擊雷系統(tǒng)的安裝，具體操作如下：

3.1 接地裝置的施工安裝

從上述內(nèi)容中可以了解到，接地裝置即接地極或接地體，接地方式主要包括自然接地以及人工接地。在對接地裝置進(jìn)行實(shí)際安裝施工時(shí)，需要關(guān)注接地電阻值，如果接地電阻值比較小，則可以考慮通過建筑物基礎(chǔ)來完成接地，對于技術(shù)含量要求比較高的施工內(nèi)容，還必須依據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)方案嚴(yán)格執(zhí)行，從而保證施工的規(guī)范化，實(shí)現(xiàn)接地裝置安裝的質(zhì)量。

當(dāng)前在普通的建筑電氣安裝工程之中，大部分均是采用這種建筑物基礎(chǔ)接地方式來完成安裝的，這種安裝方式通常能夠?qū)⑵胀ńㄖ姎夥览纂娮柚狄笥枰詽M足，但在高層建筑電氣防雷接地工程之中，對于防雷電阻值有了更高的要求，需要對防雷裝置電阻值予以增加，從而滿足高層建筑對電阻值的要求，一般情況下，可以采用多種材料來用于接地線，常見的材料包括鍍鋅圓鋼、鍍鋅扁鋼等，所以在進(jìn)行室外接地安裝的過程中，還應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況來對材料進(jìn)行適當(dāng)選擇，從而保證防雷接地的效果。

3.2 安裝防雷引下線

引下線主要包含三種常見的設(shè)置方式，其中最為常用的便是利用高層建筑周邊結(jié)構(gòu)中的主筋作為引下線或者是使用金屬物件來制作引下線。引下線的材料材質(zhì)通常為圓鋼或者是扁鐵。通過這種方式安裝防雷引下線時(shí)，還需要對其鍍鋅接口進(jìn)行焊接，若通過弧焊進(jìn)行焊接，則可將其處理工作減免，如果采取跨接的方式，則搭接長度還需要進(jìn)行合理地控制，一般需要高于常規(guī)跨接直徑長度的六倍。

3.3 設(shè)置防側(cè)雷擊導(dǎo)線

高層建筑與普通建筑不同，其防側(cè)雷擊設(shè)計(jì)應(yīng)該依照設(shè)計(jì)規(guī)范嚴(yán)格執(zhí)行，在高層建筑30m起，應(yīng)該沿著建筑周邊每間隔6m之內(nèi)設(shè)置接閃器，同時(shí)同引下線之間進(jìn)行穩(wěn)定連接；對于30m以上的外墻門窗、欄桿以及金屬物體必須同防雷裝置之間緊密連接，每個(gè)6m需要設(shè)置均壓環(huán)，在設(shè)置的過程中，均壓環(huán)可通過圈梁內(nèi)主筋兩個(gè)來進(jìn)行焊接，形成閉合圈，并將該閉合圈與引下線穩(wěn)定連接，這樣做的目的是為了使6m高度范圍內(nèi)的金屬門窗均能夠同均壓環(huán)之間連接。若高層建筑外墻有保溫層，則應(yīng)該將均壓環(huán)盡量與墻體靠近，使均壓環(huán)與水平接閃器的間距盡量減少。

3.4 避雷帶的施工

高層建筑避雷帶在施工時(shí)實(shí)際上就是將高層建筑頂部位置出現(xiàn)的各種凸出結(jié)構(gòu)設(shè)置避雷導(dǎo)線，從而使這些結(jié)構(gòu)免受雷擊，之所以在高層建筑頂部位置加設(shè)避雷帶，是因高層建筑與其他建筑物相比較高，會(huì)第一時(shí)間吸引雷電，所以在雷雨天氣時(shí)比較容易受到雷擊，并且高層建筑頂部凸起部分與平整部分相比更易遭受雷擊，一旦遭受雷擊則容易擊落碎片，從而引發(fā)安全事故，嚴(yán)重的情況下會(huì)使高層建筑受到嚴(yán)重破壞，所以需要在危險(xiǎn)區(qū)域完成避雷帶安裝，從而使雷電災(zāi)害發(fā)生的可能性降低。在開展高層建筑避雷帶設(shè)置時(shí)應(yīng)該關(guān)注下列要點(diǎn)：

（1）重視材料選擇

從上述內(nèi)容中可知，避雷帶材料的選擇應(yīng)以鍍鋅圓鋼為主要材料，采用該材料主要是為了使圓鋼受腐蝕風(fēng)險(xiǎn)降低，并使避雷帶使用年限增加，同時(shí)，如果有使用不銹鋼管需要時(shí)，還應(yīng)該按照《建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》之中提出的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求來進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，所選不銹鋼管的管壁厚度應(yīng)該保證在2.5mm以上[5]，在對接時(shí)還需要實(shí)施跨接處理，從而保證不銹鋼管所制備的避雷帶能夠有效接收雷電電流，并不會(huì)輕易受損。

（2）重視避雷帶寬度及高度的設(shè)計(jì)

在以上內(nèi)容中已經(jīng)將避雷帶寬度和高度的設(shè)計(jì)列為重點(diǎn)，在此具體講述避雷帶寬度及高度的設(shè)置方法，對于避雷帶的高度而言，可以采用45°角等效法來進(jìn)行計(jì)算，通常寬度設(shè)置為0.12～015m，避雷帶寬度大概在0.052～0.065m范圍內(nèi)，保持在避雷帶高度的一半之內(nèi)。通常避雷帶寬度會(huì)受高層建筑高度所影響，若高層建筑越高，則避雷帶寬度便越有限，所以在對高層建筑頂端的女兒墻和屋檐上敷設(shè)避雷帶時(shí)，應(yīng)該盡可能向外部邊緣處敷設(shè)，若施工工藝技術(shù)條件允許的情況下，可以將避雷帶的敷設(shè)與外墻邊緣之間平行，同時(shí)還要在高層建筑的四角處設(shè)置避雷短針，以免邊角受到雷擊發(fā)生損壞，若在女兒墻上敷設(shè)避雷帶可以按照圖2所示方法，盡量嚴(yán)格女兒墻上部的外沿進(jìn)行敷設(shè)。

3.5 等電位連接施工

對于防雷接地系統(tǒng)的等電位連接施工，一般是將建筑物內(nèi)外部全部金屬物件采用連接導(dǎo)線以電氣連接的方式將其進(jìn)行連接，也可設(shè)置端子箱。若高層建筑的一些電氣設(shè)備無法直接同地線之間連接，則可以設(shè)置電涌保護(hù)器，從而實(shí)現(xiàn)高層建筑及其附屬電氣設(shè)備的安全性。

4、防雷接地相關(guān)注意事項(xiàng)

除上述防雷接地設(shè)計(jì)和施工操作外，還應(yīng)該在開展設(shè)計(jì)施工中注意以下事項(xiàng)，從而提升防雷接地施工的效果。

4.1 應(yīng)重視防雷接地的設(shè)計(jì)水平和施工質(zhì)量

在開展防雷接地施工之前，應(yīng)將施工目標(biāo)、角度等內(nèi)容進(jìn)行確定，對建筑結(jié)構(gòu)以及相關(guān)設(shè)計(jì)細(xì)則、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面的參考，從而確保防雷接地設(shè)計(jì)的全面性、科學(xué)性和整體性，避免防雷接地施工中出現(xiàn)若干問題；在施工環(huán)節(jié)，防雷接地施工主要包含內(nèi)部防雷和外部防雷兩部分，為了實(shí)現(xiàn)防雷接地施工質(zhì)量的提升，應(yīng)該采取有效的項(xiàng)目管理方法，如精細(xì)化管理、全過程管理等，從而確保防雷接地施工質(zhì)量的提升。

4.2 應(yīng)重視項(xiàng)目協(xié)作

為了保證高層建筑電氣防雷接地施工地有效完成，應(yīng)該將防雷接地施工與電氣工程質(zhì)檢密切結(jié)合，保證電氣設(shè)備、電氣結(jié)構(gòu)等能夠通過有效的防雷接地使其得到保護(hù)。實(shí)際上由于高層建筑本身比較高，且其內(nèi)部安裝了各類電氣設(shè)備，這些電氣設(shè)備本身帶電，且多數(shù)由金屬元件裝配而成，一旦受到雷擊，將會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備受到損壞，甚至發(fā)生火災(zāi)，因此，需要重視防雷接地項(xiàng)目與電氣安裝項(xiàng)目之間的協(xié)作，保證防雷基地工程能夠有效地完成。

4.3 應(yīng)重視高層建筑的內(nèi)部防雷

相對于低層建筑而言，高層建筑更易受到雷擊，并且大多數(shù)電氣設(shè)備均安裝在高層建筑內(nèi)部，因此，內(nèi)部防雷同等重要，高層建筑內(nèi)部全部金屬裝置均需保持等電位，并且還要在高層建筑地下層或者是較低層設(shè)置總等電位點(diǎn)，將高層建筑所有金屬裝置與該總等電位進(jìn)行連接，從而有效實(shí)現(xiàn)防雷。

結(jié)語：

總而言之，高層建筑在雷雨天氣更易受到雷擊，尤其是附帶更多電氣設(shè)備的高層裝置更加容易受到雷電的侵?jǐn)_，所以應(yīng)該重視高層建筑電氣安裝防雷接地施工，在施工前根據(jù)高層建筑的實(shí)際情況，依據(jù)高層建筑相關(guān)的防雷設(shè)計(jì)規(guī)范，對高層建筑電氣防雷接地系統(tǒng)進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，合理選擇材料，并重視施工過程中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)高層建筑防雷接地施工的有效性，以保證人們的安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]章學(xué)誠.建筑電氣安裝中防雷接地施工技術(shù)的應(yīng)用探討[J].住宅與房地產(chǎn)，2020（5）：202-202.

[2]金慶.分析建筑電氣安裝中防雷接地施工技術(shù)的應(yīng)用與質(zhì)量管理[J].中國建材科技，2020， 29（2）：74+112.

[3]郝超.建筑電氣防雷接地系統(tǒng)施工探索[J].智能城市，2020，6（4）：168-169.

[4]劉德湘，許偉彬.探討建筑電氣安裝防雷接地施工存在的問題與施工技術(shù)[J].建材與裝飾， 2020（13）：18+20.

[5]陳俊杰，李正良.建筑電氣安裝中防雷接地施工技術(shù)的應(yīng)用研究[J].科學(xué)與財(cái)富，2020，12（12）：55.