摘要：文章简要阐述了高层建筑防雷系统的设计要点，在此基础上，结合工程实例，就某高层建筑电气设计中防雷问题进行了简要地分析，提出了自己的看法与建议，为今后高层建筑电气设计提供借鉴。
关键词：建筑外部；防雷类别；接地装置；引下线；防侧击雷
1 引言
随着我国城市经济的持续发展，高层建筑建设规模不断扩大，而在高层建筑设计中引入了智能技术，促建筑行业正向着智能化方向发展。由于高层建筑中包含很多电子信息设备，一旦遭受雷击，将会造成住宅建筑物破坏、人员伤亡、设备损坏等后果，因此做好住宅建筑的防雷接地设计工作显得尤为重要。本文结合笔者的工作实践，就高层建筑电气设计中防雷问题进行探讨。
2 高层建筑防雷系统的设计
2.1 建筑外部的防雷设计
（1）接闪器。处于防雷装置顶部位置，其主要的通过对高层建筑最为突出部位的应用，将雷电引导自身上，承接直击的雷电放电。由金属屋面、接闪网、接闪杆等组件单独或者任意组合作为接闪器。而为了让高层建筑物不被雷电所击中，所安装的接闪杆必须有着足够的高度。但是，接闪杆也不宜安装的过高，若过高还会导致高层建筑物被雷电击中的几率提高。为了控制好接杆的雷击几率与高度，就需要利用接闪带与接闪网来进行有效的直击雷防护。如果只单用接闪杆，则应当尽量使用多针或者短针，降低被雷电击中的几率。
（2）接地装置。主要是由接地体与接地线所构成，把高层建筑物受到的相关雷电流进行有效的分散，将其分散到地下深处。高层建筑多属框架结构，基础占地面积大，埋深足够，因此利用基础作为接地体既经济又安全方便。它的接地布置、设备及电阻值都必须符合相关标准。如果把高层建筑物的基础钢筋网，作为自然的接地体，则应当对其钢筋的实际使用与安全距离情况进行严格的检查，切实的保障接地装置的安全性。
（3）防侧击雷。建筑物高度超过45米以上部位，应对水平突出外墙的物体作防雷保护。建筑物高度超过60米以上部位，要安装接闪器保护各表面上的尖物、墙角、边缘、设备以及显著突出的物体；还要将外墙的金属器件与建筑物防雷装置连接，具体做法是将结构的外圈梁主要由两根主筋焊成一个闭合的环形，与外墙的金属框架、金属门窗、空调外机等金属材质的物质连接起来，形成一个均压环，再利用高层建筑物外墙表面的网状防雷装置，把雷电的电流引到地下。从而有效的防止高层建筑物遭受到侧面的雷击。
2.2 高层建筑的内部防雷设计
（1）等电位的联结。主要是把防雷空间中的电信装置、电气、外来的导体、金属物及防雷物体等，利用导线将它们连接到一起，以消除或者建好电位差，让电位能够保持着平衡性状态，使接触电压的几率降低。目前多数高层建筑的电源都是采用TN-C-S系统。当运用等电位的联结时，要在高层建筑物内部与各层预先埋设的防雷导体相连的等电位连接版，把它们与接地的主干线进行合理的连接，以达到最佳的防雷效果。
（2）防止过电压。感应的雷电流，比较容易通过高层建筑物内部的金属管道与线路，侵入到高层建筑物内部，致使高层建筑物会出现暂时的电压超出额定的电压。而一旦超过了设备实际的耐压数值，就会直接击穿设备，使设备出现损坏情况。因而，为了防止被雷电击穿，就需要在线路的进线处设置上浪涌的保护器或者避雷器，以阻挡高压侵入到设备的内部，导致设备被损坏
3高层建筑防雷设计实例分析
某高层住宅楼，总建筑面积为25400m2，地上26层，地下2层，建筑高度76m，地下两层为储藏间，1、2 层为商业网点，3～26层均为住宅。采用框架剪力墙结构。
3.1 接闪器设计
本工程采用接闪带（网）作为接闪器，在屋顶上沿女儿墙、屋脊、屋角等易受雷击的部位设置接闪带，接闪带采用 Φ10mm 热镀锌圆钢。接闪带应与引下线可靠焊接，屋面所有金属物体、设备、围栏等均与接闪带可靠连接，屋顶接闪带网格不大于 20×20（m）或24 ×16（m）。设计时要注意高层住宅建筑物上的节日彩灯、航空障碍标志照明灯及其他电气设备均应处在接闪器的保护范围内。
3.2 引下线设计
本工程利用构造柱内的主筋作防雷引下线（当柱内钢筋直径Φ为16mm及以上时，利用两根主钢筋焊接作为一组，当柱内钢筋直径Φ为10mm及以上时，可利用四根钢筋焊接作为一组引下线）。引下线上下应分别与接闪带和接地装置可靠焊接，部分引下线距地0.5m处做接地测试卡，本建筑接地测试卡共6处。引下线的布置图见图1。
图 1 屋顶接闪器和引下线布置图
3.3 防侧击雷
为防侧击雷，自首层起每3层、30m以上每2层沿建筑物四周设均压环一周，均压环利用圈梁内的两根主钢筋焊接成电气通路，并与防雷引下线焊接。建筑物内的金属结构和金属物体等与均压环连接，18层及以上外墙上的金属栏杆、金属门窗和太阳能热水器等较大的金属物体利用Φ10mm圆钢与均压环焊接。自标高为76m以上，建筑物表面上的尖物、边缘、设备及明显突出的物体均应按屋顶的保护措施处理。
3.4 接地与等电位联结
本工程利用结构基础及地梁内的钢筋作为接地装置，将建筑物地下部分最外圈地梁内两根主筋可靠通焊成环形，并与基础内钢筋和室外地下接地扁钢搭焊作为接地极，接地电阻应小于 1Ω。
本建筑物做总等电位联结，总等电位联结端子箱设于地下室电表间内，把总水管、暖气管等所有进出建筑物的金属体及建筑物的金属构件与总等电位联结端子相连通。
下列导电体均应进行总等电位联结：1）电气接地装置和接地干线；2）PE、PEN 干线；3）进入建筑物的金属管道；4）建筑物结构主筋及金属构件。设备房、住宅带浴室的卫生间等处均做局部等电位联结，所有配电设备、动力设备的外壳，电缆金属外皮及穿线钢管，各弱电箱，金属桥架（不少于两处）均应通过接地系统可靠接地，电梯轨道和金属水暖管道两端要用25×4（mm）扁钢或 25（mm）铜导线与接地系统可靠连接。
4 结语
建筑物防雷是建筑工程电气设计中重要组成部分，其设计质量的高低直接影响到建筑物的安全使用、电气设备的正常运行。因此，在高层建筑防雷设计过程中，需要掌握好建筑物防雷设计中的关键问题，并对这些问题进行优化，以确保建筑防雷接地的安全、可靠，减少雷害，确保人们生命和财产安全。
参考文献：
[1] GB50057 2010建筑物防雷设计规范［S］．
[2] 李蔚.建筑电气施工图设计审查常见问题分析［M］．北京：中国建筑工业出版社，2010．
论文作者:汪宇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/26
标签：建筑物论文; 防雷论文; 高层建筑论文; 金属论文; 电位论文; 雷电论文; 钢筋论文; 《基层建设》2019年第4期论文;