摘要：随着建筑物高度的增加，防雷问题也越来越受到重视，为了满足人们生活的需要，各种类型、各种功能的电气设备越来越多，在使用这些电气时，必然会增加建筑物遭受雷击的可能性，从而给高层建筑物带来一定程度的安全问题。基于此本文就从防雷技术在高层建筑电气设计中的应用展开分析探讨。
关键词：防雷技术；高层建筑；电气设计
1、建筑电气防雷设计的意义
1.1雷电对建筑物的危害
1.1.1雷电的热效应和机械效应遭受直接雷击的树木、电线杆和房屋等，这样会使金属熔化，使树木烧焦，这是由于通过强大的电流而产生很大的热量，但在极短的时间内又不易散发出来。此外，由于物体的水分高强的热量而产生汽化膨胀的现象，将产生极大的机械力而爆裂，使建筑物等遭受严重的危害。
1.1.2在雷电流的周围将通过雷电的电磁效应，这样将会产生极其强大的电磁场，在附近的金属或者导体结构以及电力装置上，产生很高的感应电压，可达到几十万伏，这么大的电压足以破坏一般电气设备的绝缘，在金属结构回路中，由于接触不良，或有空隙的地方，将产生火花放电，从而造成爆炸或者火灾。
1.2加强防雷的必要性
雷击后的电气系统，会造成大面积的破坏和损失，后期的维修的工程也是非常庞大的，尤其是对于高层建筑的电气维修，他不像是小物件一样，可以随便的拆卸，在维修的过程中，依然存在着安全隐患，不利于国家质量第一、安全第一的标准；而重要的环节在于设计工作，只有加强设计的工作，才能充分的将安全隐患避免掉，所以加强防雷的设计是非常有必要的。
2、高层建筑电气设计对防雷的特点与要求
2.1功能多，大部分高层建筑集居住、娱乐、商业及办公于一体；
2.2配套设施较多，由于高层建筑的功能多，相应的配套设置也多，为了保证高标准和舒适的生活空间，常常要配备空调机房、制冷机房、生活及消防水泵房等设施；
2.3人员密度高，高层建筑中居住着大量人员，在文化娱乐场所更甚；
2.4保安要求高，由于高层建筑居住着大量的人员，拥有较多的贵重设备，因此要保证高度安全。
以上这些特点决定了高层建筑防雷需要满足两方面的要求：首先是建筑物自身的安全可靠。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在进行高层建筑防雷设计时，要做到安全可靠，保证防雷设备能够充分发挥作用；其次是防雷装置要尽可能的简单，以利于施工。通常情况下，高层建筑采用的是钢筋混凝土或钢结构，可以对这些结构进行充分利用，将其作为防雷装置的一部分，做到既安全又经济。
3、防雷技术在建筑电气设计中的应用分析
3.1防雷设计前的准备工作
3.1.1要对建筑物所处的地质结构、地理位置、气象条件和外部环境等有所了解，需要掌握建筑物的用途和高度、建筑面积和当地的年平均雷暴日。
3.1.2预先计算建筑物的年雷击次数，全面考虑建筑物的各个因素，依照《建筑物防雷设计规范》等的规定，针对建筑物的防雷类别进行分析、确定。高层建筑有可能是第三类防雷建筑物，也有可能是第二类防雷建筑物。
如果计算出来的建筑物的预计雷击次数大于0.25次/a的一般性民用建筑物或一般性工业建筑物或者大于0.05次/a的部、省级办公建筑物或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所，均需要按第二类防雷建筑物考虑。
另外，像国家级的计算中心、国际通讯枢纽等大型公建即使没有达到上面的计算值也需要按第二类防雷建筑物考虑。
3.2外部防雷
3.2.1接闪器有三种形式：接闪针、接闪带和接闪网，它位于建筑物的顶部，其作用是引雷或叫截获闪电，即把雷电流引下。技术评价内容有：接闪针、带、网的布置、材料及布置方式，接闪带是否闭合，接闪网格是否偏大，突出天面的金属物体的接地情况，突出天面的非金属物体是否增设接闪带或加装接闪短针保护，接闪带是明敷或暗敷，应特别注意屋面结构比较复杂的情况，如斜屋面、层高不同或者多处设计露台阳台等，接闪带有没有上下跨接构成闭合环路，有没有漏设接闪带等。
3.2.2引下线，上与接闪器连接，下与接地装置连接，它的作用是把接闪器截获的雷电流引至接地装置。主要技术评价屋面防雷平面图、基础接地平面图。技术评价内容有：引下线布局设置是否合理，包括引下线条数、间隔、位置，四角及拐角处有无设置引下线。框架结构建筑物一般应利用钢筋混凝土柱内两根Φ16以上的主筋通长焊接或4根Φ10以上钢筋焊接作为引下线，非框架结构建筑物的引下线应设计在建筑物角位。
3.2.3接地装置：接地装置位于地下一定深度之处，它的作用是使雷电流顺利流散到大地中去。主要技术评价基础接地平面图。技术评价内容有：接地电阻值的要求，接地装置的选择、布置，测试卡以及外引连接线的设置情况。利用建筑物基础钢筋网作自然接地体时，应评价桩利用率、钢筋利用情况、接地网是否连成一个环型接地体。垂直接地极桩利用率一般以1：2为宜，如2.5m的桩，利用间距为5m，水平接地极一般利用地梁底部二主筋焊接成闭合环路，每幢建筑物应设置两个以上的测试卡，建筑物外墙四周引下线宜在地下0.8～1.0m设计外引连接线作为散流和连接人工接地体用。人工接地体则评价其形式、安全距离。
3.2.4等电位连接环。当第二类防雷建筑物超过45米或第三类防雷建筑物超过60米时，为防侧击雷，应利用楼层梁等设置等电位连接环，与接闪引下线焊接连通，将所有凸出屋面的金属门窗、钢梯、钢栏杆及钢平台等金属体就近与等电位连接环焊接连通。
3.3内部防雷
3.3.1等电位连接：建筑物内用电设备，进入建筑物的各种金属管道、电源线路、通信缆线等是否有等电位措施。凡穿越不同保护区界面的金属物都要进行等电位联接，并要求多点接地，一幢建筑物一般在一层（或地下层）电源总配电箱附近应设计总等电位连接（MEB）箱，卫生间、电梯机房、计算机房等弱电机房设计局部等电位连接（LEB）端子板。
3.3.2屏蔽、接地。屏蔽主要技术评价设有大量重要微电子设备的机房、弱电线路的屏蔽情况。有大量重要微电子设备的计算机信息系统机房除线路要穿入钢管屏蔽外，同时宜采用六面体建筑物钢筋作全屏蔽，弱电线路当采用桥架、线槽或金属管布线，非镀锌电缆桥架、线槽间连接板和螺纹连接的金属导管接头应采金属线跨接和至少两端接地。一头接地只能起防静电的作用，两头接地才能防雷击。
3.3.3对电涌保护器的要求：电涌保护器评价安装位置、型号、数量、技术参数等是否符合要求。按照相关规定宜在建筑物以下位置设计安装电涌保护器：总电源（配电房）进线处、由市政网管引来的电话、宽带、有线电视配线设备处、固定在建筑物屋面上用电设备如节日彩灯、广告灯箱、航空障碍灯等对应的室内配电箱处，卫星天线馈线电缆两端，计算机信息系统、保安监控中心、消防控制中心等弱电系统的配电箱内。
结束语
我国高层建筑数量的急剧增加，会增加建筑物遭受雷击的概率，防雷设计已经成为高层建筑设计的重要内容。此外，高层建筑中的电气设备越来越多，在防雷设计中也要充分考虑到这一点。本文探讨了雷击对高层建筑的破坏作用，重点探讨了高层建筑中电气设计的防雷方案。总之，加强高层建筑电气设备中的防雷设计十分有必要，电气设计人员应该积极学习国内外的设计经验，不断提高设计的安全可靠性和科学合理性。
参考文献
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[2]刘潇忆.浅谈高层建筑的防雷设计[J].中小企业管理与科技，2012.
[3]陆春萍.防雷保护技术在高层建筑中的应用[J].福建建材，2016.
论文作者:梁仕杰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期
论文发表时间:2018/2/27
标签：建筑物论文; 防雷论文; 高层建筑论文; 电位论文; 雷电论文; 评价论文; 技术论文; 《建筑学研究前沿》2017年第27期论文;