【摘 要】随着智能建筑的发展,高层建筑越来越多,城市里的建筑物越来越密。智能化电气设备的不断应用和发展,给供配电的可靠性、安全性、质量等提出了更高的要求。为了保证智能建筑工程的安全,因此,加强防雷工作,对建筑物和电气设备采取必要的防雷保护。本文在此从雷电对智能建筑的影响途径出发,对防雷接地技术在智能建筑中的应用做了详细的研究。
【关键词】智能建筑;雷电;途径
一、智能建筑分析
智能建筑主要指的是以建筑物为基础,以楼宇自动化、通讯自动化和办公自动化三个子系统继承的一个综合性建筑结构体系,也是当前建筑工程项目中最受人们关注和重视的一个环节。智能化建筑在目前的建筑工程体系中,主要是在建筑物内部设置大量的电子设备、计算机和网络,一旦受到外界影响,必然造成设备的损坏、数据的丢失和设备运行的事物等,造成了整个电气设备出现了综合性的设施流程。所以,在工作中有效避免智能建筑出现的雷电破坏是极为关键和重要的环节。
二、雷电影响智能建筑的途径
1、直击雷
雷电直接击在建筑物上并产生电效应、热效应和机械效应。当建筑物的防雷装置设计不科学时,直击雷对建筑物及其内部设备会产生严重破坏和损伤,尤其是雷击电磁脉冲辐射对智能建筑内的通信网络和弱电设备的干扰和损伤更为严重。
2、雷电感应
通常所说的感应雷是指云间放电或云与地(或物体)放电时产生的电磁脉冲感应在导线上的雷电波和祸合在网络设备上的过电流、过电压。感应雷击是以雷电波形式或通过瞬变的强大的电磁场与建筑物相邻的导体间、设备间、设备接口间、网络线路等感应出过电流、过电压侵入电气设备和信息网络系统。
3、地电位抬升
智能建筑物的外部防雷系统遭受雷击,在接地电阻的两端就会产生危险的过电压,由设备的接地线、建筑物或附近的其他建筑物的外部防雷系统或其他自然接闪物(各种管道、电缆屏蔽管等)引入设备,造成设备的损坏。因此,要搞好智能建筑的防雷的确要有较好的综合防雷设计系统来保障。
三、防雷接地要求
按接地的不同作用进行分类,分为直流工作接地和交流工作接地,以及安全保护接地三种。接地装置包括接地体和接地线,接地体是埋在土壤中导体,它起到散流的作用;而接地线也是一段导体,它把接地体和换线处连接起来。接地电阻是接地装置中优劣的重要指标,国家接地电阻标准在《计算站场地技术要求》中有明确规定。接地的目的是防止干扰,由于电流和电阻成反比例,所以降低电阻能促进电流更好的流动。在接地实际操作中,有两点需要格外注意:①信号电路与电源电路不能用共地回路,高电平电路和低电平电路同上,也不能使用;②灵敏电路的接地,应各自隔离或屏蔽,以防地回流或静电感应而产生干扰。
四、防雷接地技术在智能建筑中的应用
1、智能建筑的外部防雷接地技术
智能建筑外部防雷技术当中非常重要的一个构件就是接闪器,防雷接最常见的类型主要有三种,一种是避雷网,一种是避雷线,一种是避雷针,现代的智能建筑当中还存在着使用屋顶装饰当做接闪器的现象,这样一方面保证了其自身的美观性,同时也可以起到建筑防雷的作用。实际上在防雷工作中,只要能达到防雷的功能,采用什么样的接闪器并不是十分的重要,而真正重要的是接闪器自身的性能和质量,因为雷电在发生的时候具有非常强的连续性,所以接闪器自身的连续接闪能力也是我们选择接闪器的一个重要因素,在智能建筑发展的过程中通常都是采用一级负荷的形式,所以在建筑防雷接地设计施工的时候应该在建筑的屋檐、屋脊和阴阳角当中都设置接闪装置。
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引下线是避雷接地技术中的中端部分,常见的做法是将建筑物的主体结构中的剪力墙中的钢筋或主体结构中的主筋作为隐蔽引下线,此外还可能利用建筑物中的一些金属构件作为智能建筑的引下线。引下线作为连接接闪器和接地装置的中间部位,能够在建筑物遭受雷击时起到分流、分压的作用。在智能建筑中使用引下线,要注意引下线的数量、直径和布线间距,还应当注意间距,避免引下线电流强度过大。
在智能建筑中设计安置接地装置时,最好将建筑柱子、桩基内的钢筋或者底板基础内的钢筋作为接地装置,形成一个联合接地装置体。防雷接地装置应该尽量地使用基础接地体,但是当以防水水泥、铝盐酸水泥、异丁硅酸盐水泥等人造材料水泥作为钢筋混凝土基础,或者当基础外表面被塑料、橡胶等防水材料覆盖、涂有沥青质防水层且周围土壤的含水量低于4%时,就不可以用桩基内的钢筋混凝土或者底板基础内的钢筋混凝土作为接地装置,而是应该另作处理。接地装置效用发挥的好坏还与接地电阻有关,所以对避雷系统接地装置的接地电阻值也是有一定要求的,一般来说接地电阻越小越好。
2、智能建筑的内部防雷接地技术
智能建筑的内部防雷技术十分关键,对于建筑物内较多的电子设备和微电子设备应当应用针对性的防雷接地技术。雷电的电磁脉冲辐射对于电子设备的影响可以通过提高设备自身的抗电磁干扰和电压保护来提高电子设备的可靠性。智能建筑内部电子设备的屏蔽措施可以有效减少雷电电磁脉冲对电子设备的干扰,屏蔽设施本身功效的发挥与屏蔽体有关,还与等电位连接、接地装置等有关。屏蔽主要是电场屏蔽和磁场屏蔽,针对智能建筑中的大量电子设备和微电子设备,防雷接地技术屏蔽措施主要有设备屏蔽和线缆、管道屏蔽。为了增强电磁脉冲屏蔽效果,将电子电气设备用金属管线包裹是比较有效的屏蔽措施。
等电位连接是用导线或电压保护装置将建筑物内的金属物进行有效连接,使智能建筑内部形成一个整体,使智能建筑内的金属门窗、钢筋、金属管道、金属设备、电线电缆等有效连接成为一个良好的等电位导体。等电位联接能够有效消除建筑物内电子设备和系统建筑物中各导电体之间的电位差,避免电位差引起的电子设备的损坏。
(1)工作接地
电力系统由于运行和安全的需要常将中性点(N线)接地,这种接地方式叫工作接地。
(2)逻辑接地
将电子设备内部逻辑电路的基准电位点汇集于电路板上的一点作为逻辑信号的参考点而进行的接地,称为逻辑接地,它的作用是保证电路有一个统一的基准电位,不致于浮动而引起信号误差。智能建筑中的智能系统包含各种电子设备,如果逻辑地不处于同一电位,会引起整个系统工作异常。
(3)屏蔽接地
将电缆屏蔽或金属外皮接地达到电磁适应性要求的接地称为屏蔽接地。在智能建筑内电磁兼容性设计非常重要的,为了避免所用设备产生机能障碍,避免可能出现的设备损坏,构成智能系统的设备应当能够防止内部自身传导和外来干扰,因此对这些设备及其布线必须采取屏蔽保护措施,使其免受来自各种方面的干扰。
(4)防雷接地
在雷击发生时,把雷电流迅速引入大地,防止雷电对其他设施造成危害的接地称为防雷接地。智能建筑中有大量的各类电子设备和网络布线系统,建筑物的各层顶板、底板、侧墙和吊顶内几乎被各种线缆所布满。这些电子设备及布线系统通常都是耐压等级低、抗干扰能力弱,最怕受雷电影响的部分。不管是雷电所引起的直击、反击还是串击,都会使这些设备和线路受到不同程度的损坏和严重干扰。因此,为保证智能建筑中各类设备的正常运转,对智能建筑的防雷接地的设计必须认真、严谨和可靠。智能建筑中所有的功能接地必须以防雷接地系统为基础,建立严密、完整的防雷体系结构。
五、结语
综上,在对智能建筑弱电工程进行防雷接地建设的时候,应该注意采用合理的方式进行设置,使得智能建筑在弱电防雷方面更加安全可靠。只有科学地设计和配置防雷和接地,合理配置,使之成为一体,才能确保民用建筑的安全。
参考文献:
[1]吉智,吴雪冰,吴慎山.智能建筑的防雷接地设计[J].现代建筑电气,2010(08).
[2]王春昌,陈艺友.现代智能建筑的防雷接地技术探讨[J].科技资讯,2011,4(17):67-68.
论文作者:钟键
论文发表刊物:《低碳地产》2016年第8期
论文发表时间:2016/9/5
标签:防雷论文; 智能建筑论文; 建筑物论文; 雷电论文; 屏蔽论文; 设备论文; 电子设备论文; 《低碳地产》2016年第8期论文;