高層建筑電氣設計中防雷技術探析

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高層建筑中需要安裝各種各樣的電氣設備，比如消防設備、通信設備等。這些電氣設備在雷雨天氣中非常容易受到雷擊，使其功能失效。因此高層建筑電氣設計時，設計人員務必要考慮到防雷技術，尤其是多雷雨的地區，更多是其設計要點就是防雷。每一種電氣設備都有相應的功能，其對建筑整體功能的發揮起著重要的作用，而如果電氣設備被雷擊中，功能失效，建筑整體功能的發揮將會大受影響。

1高層建筑的特點及對防雷的要求

高層建筑具有很多特點，其中典型的有以下幾點：首先，功能齊全。現代高層建筑不僅僅具有居住的功能，還具有娛樂、辦公等功能；其次，配套設備齊全，因為高層建筑的功能比較多，因此需要的配套設備也非常多，比如制冷機房、消防水泵房等；再次，人員十分密集，因為高層建筑集多功能于一身，因此是人口聚集地，人口流動性以及密集程度都很高；第四，裝修標準要高于普通建筑，整體工程造價也比較高；第五，高層建筑中有很多貴重的物品，尤其是高層寫字樓建筑，辦公設備都比較貴重，因此必須加強安保，以此保證物品不被盜。正是由于高層建筑自身具有上述獨特的特點，因此設計人員在電氣設計中應用防雷技術時，應該滿足如下要求：首先，必須保證建筑物在雷雨天氣中也能夠安然無恙。因為高層建筑建設花費的成本比較高，人員又十分集中，如果建筑物發生任何安全事故，將會危及到人員的安全，因此設計人員在設置防雷裝置時，安全、可靠是第一滿足要素，這樣當建筑遭受雷擊時，也不會造成嚴重損失。其次，簡單、方便施工。高層建筑幾乎都是應用鋼筋混凝土結構，或者直接是鋼結構，設計人員完全可以將建筑物自身存在的金屬物看作是防雷裝置的某一部位，這樣節約成本的同時，也能夠兼顧安全可靠，同時由于防雷裝置結構得以簡化，便于施工人員進行施工。

2高層建筑電氣設計中防雷技術

2.1防直擊雷

防直擊雷是高層建筑主要的防雷措施，主要用接閃器、引下線和接地裝置組成。

2.1.1接閃器。

接閃器通常利用不小于Φ10鍍鋅圓鋼沿建筑物屋面周邊明裝敷設接閃帶，形成不大于10m*10m或12m*8m接閃網，并在建筑物陽角設置、最高位置設置接閃桿，達到引雷目的，避免雷擊中建筑物其他部分，保護建筑物安全。

2.1.2引下線。

引下線利用混凝土柱內二根不小于Φ10鋼筋可靠連接或建筑鋼柱（鋼結構建筑）作為引下線，間距不大于18m。

2.1.3接地裝置。

接地裝置為利用基礎底梁及基礎底板軸線上的梁及基礎底板軸線上的上下兩層主筋中的兩根通長焊接做接地網。接閃器接閃雷電流后，通過接閃網分流至各引下線，引下線迅速將電流引至接地裝置，泄放電流至大地，完成整個防雷泄流過程，避免建筑物遭受雷直擊。

2.2防側擊雷

防擊雷在高層建筑中是常見的一種常見防雷措施，通常把建筑物外墻金屬門窗、空調外機、金屬構架等金屬物可靠連接起來形成均壓環，并與引下線組成立體網狀結構，側擊雷擊中建筑外表面時，雷電流通過建筑外外表面網狀防雷裝置，引流至地下，阻止雷電從側面進入直接建筑物內部，避免遭受雷擊；同時由于這種結構形成法拉第籠結構，起了屏蔽作用，使建筑物內部設備避免差生感應雷電流，保護設備安全。

2.3等電位聯結

等電位聯結是建筑物輔助的一種防雷措施。金屬導體等電位聯結后，各金屬體電位相對平衡，人體接觸金屬物，避免遭受電擊；尤其淋浴衛生間，人體在淋浴時，電阻下降得很快，如果存在電位差，人體容易遭受電擊。在建筑物中，變配電房、消防監控機房、弱電機房、電井、淋浴間設置等電位聯結。

2.4防過電壓

建筑引入線路、金屬管道等容易將室外的感應雷電流直接引入室內，造成設備產生比額定電壓高的短暫過壓狀態，如果超過設備耐壓值，設備將會被擊穿，造成設備損壞。為了避免這種情況發生，一般在線路進線位置設避雷器或浪涌保護器(SPD)，在高阻旁路下，阻隔高電壓進入設備內部，損壞設備。

2.5綜合防雷系統

現代建筑和供電、電視、電話、網絡、消防等電氣的管線息息相關,在進行防雷設計時必須把這些因素考慮在內。為了保證建筑物在各種雷擊情況下安全運行,我們應設計綜合防雷系統。綜合防雷系統包括：防雷與接地系統，等電位聯結，設備過電壓保護，雷電預警系統。首先，建筑物必須設置有效的防雷及接地系統，有良好的導通及疏散雷電流能力，接地電阻必須滿足不大于1歐姆，以實現雷電流迅速泄放；其次，建筑物內需等電位聯結，盡量避免雷電反擊，保證人身安全；最后，要防止由于雷電流引起的過電壓，保證設備安全運行，通常我們需加裝避雷器，在高阻狀態下，暫時與室外線路隔離，保護設備全。在建筑物對防雷設施要求比較高，我們可以設置防雷預警系統。防雷預警系統大大提高防雷雷擊的預測能力，從而保證人員及某些設備提早撤離雷電區，保證人員及設備安全。因此,在建筑物中，綜合防雷系統相當重要，環環緊扣，每一個環節都需按規范要求設計和安裝，使建筑物更可靠運行。

3結束語

綜上所述，可知對于高層建筑來說，防雷技術在電氣設計中有效應用是一個難度比較大的問題，因為雷擊對建筑物所造成的影響，并不是某一防雷技術的應用即可完全消除，因此電氣設計人員必須對產生雷擊的可能性進行評估，要完全掌握雷擊產生的要素，再結合當地區域氣候情況，綜合設計防雷系統，這樣才能產生比較好的效果。

作者：黃子云 單位：廣東省建科建筑設計院，