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摘要：近年来，随着经济的快速发展，我国的建筑行业也获得了较好地发展，人们对建筑的质量要求也越来越高。由于雷电对智能建筑物有较大的危害，因此，我们应该对智能建筑物雷电防护高度重视，要对其进行科学的雷电防护设计，确保能够把雷电灾害降低到最小化。本文主要对智能建筑的雷电防护设计进行深入分析及探讨，希望能够为相关人员提供有价值的参考。
关键词：智能建筑；雷电危害；防护设计
一、智能建筑物防雷设计
1.防雷设计原则
①智能建筑物防雷设计以预防为主、安全第一为指导方针，遵循综合防雷系统要求，在设计前对现场雷电环境进行调查评估，确保防雷设计的合理性、科学性和实用性。
②根据智能建筑物所在区域雷电活动规律、周围环境因素和建筑内放置的电气设备等重要性以及遭受雷击后果的严重程度，分别对其采取相应的雷电防护设计。
③应参照《建筑物防雷设计规范》规定，坚持全面规划、综合防治、优化设计、技术先进、经济合理的设计原则对智能建筑物进行综合防雷设计，加强建筑物外部防雷，并针对建筑物内微电子设备进行直击雷防护、等电位连接、屏蔽、共用接地系统及安装电涌保护器等综合防雷措施，并根据微电子设备系统对雷电电磁脉冲抗扰度采取不同的防护措施，放置于不同的雷电防护区内。
2.防雷设计思路
要重点对屋顶作直击雷防护以及建筑物内机房进行感应雷防护；综合考虑建筑物内部整个供电系统雷电感应防护措施及等电位连接及接地系统等。
二、雷电对智能建筑的危害
1.直击雷击
直击雷击是指雷云之间或雷云与地之间与建筑物的某一点放电。其主要危害有：
（1）强大的雷电流通过被击物体时产生热效应，这种热效应所产生巨大的热量会使被击物体温度突升，甚至引起火灾。
（2）达数十甚至数百千安雷电流通道，会使空气急剧膨胀，并以超生速向四周扩散，其外围附近的冷空气被强烈压缩，形成“激波”，它会破坏其附近的建筑物、人员、树木等。
（3）雷电流通过导体产生的雷电电磁场，产生电动力效应，会使处在其中的导体受力变形甚至折断。
2.感应雷击
感应雷击是指雷电通过静电感应或电磁感应对被击物体的损坏。据统计：在整个瞬变脉冲事故中雷击产生过电压约占20？左右。感应雷击其主要危害有：
（1）在雷云出现后，雷云下的建筑物由于静电感应作用而带上大量相反电荷，雷击过后，雷云所带的电荷与地很快中和，而地上某些局部上的感应电荷，由于与大地间电阻较大，而且不能在同样短的时间内相互消失，形成了局部地区高的感应电压，该电压达数十千伏至数百千伏，这样高的的电压可使接地不良的电气系统遭受破坏。根据《建筑物防雷设计规范 GB50057-2010》中的公式，防雷装置地上高度hx处的电位，可以看出，仅接地装置上的电位升高100 kV，30m高度的电位就达775 kV，也正是由于高电位引入、反击、感应、耦合等二次效应，对电气设备及人员危害极大。
（2）雷电产生电磁感应的破坏。由于雷电有极大的峰值和徒度，在其周围形成强大的变化的电磁场，处在变化电磁场中的导体会感应出较大的电压，该电压由导线可传至较远电气设备。根据报告研究表明：当电磁感应强度B为0.03GS时，计算机会产生误动作，当B为2.4GS时，计算机芯片会产生永久性损坏。
（3）雷电产生地电位反击的破坏。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆智能建筑内计算机及微电子设备均要求有“干净”的地，如果在建筑不同接地系统被泄入雷电流时，引起电位不均，高电位的地会反击地电位的地，导致电气设备损坏。
三、智能建筑雷电防护设计分析
1.雷电防护设计方法
1.1外部防雷措施
建筑物本身的防雷，按照国家标准[1]GB50057-2010（建筑物防雷设计规范）的要求，该业务技术大楼为第几类防雷建筑物，防护10/350μs直击雷首次雷电流为150KA。所以，必须建设防雷设施，设计由避雷网（带）、避雷针或混合组成的接闪器，立柱基础的钢筋网与屋面板钢筋等应构成一个整体，形成了一个稀疏的法拉第笼。天线的防雷，主要通过可靠接地、安装直击雷防护装置。
1.2内部防雷
（1）接地系统
建筑物内电子设备的信号接地、逻辑接地、功率接地、屏蔽接地和保护接地一般合用一个接地系统，与主筋相连，采用埋地铠装电缆，金属管接地。电缆屏蔽层必须接地。为了避免产生干扰电流，信号电缆和1MHz及以下的低频电缆应按一点接地。对于1MHz以上的电缆，为了保证屏蔽层为地电位，应采用多点接地方式。
接地电阻值的确定，首先要考虑的是防雷防静电接地对接地冲击电阻的要求，同时要考虑大楼内各种设备的稳定运行，避免接入接地系统的设备受外界干扰，防止对电气参数敏感的设备出现性能上的不稳定，综合各种因素决定接地电阻值≤1欧姆。
（2）等电位连接系统
就建筑物而言，这时可以以地梁或环型基础主钢筋作为总等电位连接带（设引出端子）。按照GB50057-2010的规定，当外来导电物在不同地点进入建筑物时，宜设若干等电位连接带，并应将其就近连到环型接地体、内部环型导体或此类钢筋上，对于埋地进入建筑物的外来导电物，实质上等同于以地梁或环型基础主钢筋作为总等电位连接带。
2.综合布线系统
综合布线系统包括六个子系统：工作区子系统，水平子系统，管理区子系统，垂直主干线子系统，设备间子系统建筑群子系统。为现代智能建筑它是一个综合性很强的集合体。为了不至于线路间的相互干扰而影响正常工作，各种线路应保持相应的距离，在不能保证距离时，必须有分别的屏蔽措施。同时要注意电源线路及其它的外引通信线路，会在雷击发生时由引入的雷电电磁脉冲说做成的干扰。
3.供配电系统的防雷
由于供电系统复杂，线路四通八达，极易遭雷击。供电系统的内、外部浪涌会对一些敏感的电子设备造成损坏，即使是很窄的过电压冲击也会造成设备的电源部分或整个电子设备的破坏。现场的电源一般有监控中心的电源系统供给，因此供电线路较长，所以此段线路感应的雷电流可能会造成对前端设备监控中心的设备造成冲击，因此需要在监控中心的总供电输出端和现场设备的供电端安装电源SPD。
4.弱电系统的防雷
计算机网络系统的防雷保护：根据该大楼的具体情况，选择网络信号避雷器；网络机房：网络端口（服务器、交换机）；终端设备网络端口（服务器、重要PC机）。通信机房的雷电防护350M集群通信（天线端（高频头）、天馈线在通讯机房的设备入户端），程控交换机（与电信为光缆，可以不考虑。如为电缆，则应在通信总线入户端安装SPD）（配线架安装SPD），在值班室等重要话机前端安装SPD。
四、结束语
智能建筑作为一种新型的建筑结构，在建设过程中会应用大量的电气设备，因此，在智能建筑建设中进行防雷保护设计就显得尤为重要。我们为了提高智能建筑的安全性能，就应该在其建设过程中采取科学合理的措施，对智能建筑做好防雷保护，最大限度地确保人们的生命财产安全。
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[4]智能建筑防雷保护设计[J]. 于尚友. 科技传播. 2014(01).
论文作者:李长春,李化龙
论文发表刊物:《防护工程》2017年第21期
论文发表时间:2017/12/26
标签：雷电论文; 防雷论文; 建筑物论文; 电位论文; 防护论文; 智能建筑论文; 系统论文; 《防护工程》2017年第21期论文;