摘要：随着城市化进程的加快，高层建筑工程的防雷设计标准要求随之提高，为了保护居民生活安全，提高生活质量，必须认识到高层建筑工程防雷设计的重要性，一旦发生雷击危害，后果都会非常严重，人们的生命和财产都会受到严重威胁，文章阐述了建筑物防雷设计的常用方 法，进一步提高提高建筑物防雷设计的效果。
关键词：高层建筑；防雷设计；方法
引言
我国经济的飞速发展，带动了建筑行业的进步，现代建筑朝着高层建筑、智能建筑的方向不断发展。由于高层建筑具有的特殊性，即 高度较高、信息设备较多，导致其遭受雷电袭击的概率较大。雷电主 要包括雷电电磁脉冲、感应雷、直接雷几种方式，其中直击雷对高层 建筑顶部设施的破坏几率最高；而感应雷的破坏虽然不容易被发现， 但它造成的后果却比直击雷要大；电子设备的运行会受到雷电产生的 电磁脉冲影响，甚至造电子设备瘫痪。因此，我们必须树立防雷意识， 对高层建筑，尤其是高层—智能建筑进行合理的防雷设计，采取安全、 有效的措施，尽可能地避免雷击灾害。
一、雷击的危害
作为一种自然放电现象，雷击的威力巨大，为了避免雷击对地面
上的建筑物造成伤害，高层建筑物需要进行防雷设计。首先是直击雷， 在高层建筑物与带电云层之间较易发生直击雷现象，它是一种直接的放电现象，会在很短的时间内产生强大的电流；此时，如果建筑物进行了有效的防雷设计，直击雷造成的破坏会大大减小，否则将会引起整座建筑物的摧毁或毁灭性的火灾。其次是雷电波的入侵，通过电缆线、 天线等，雷电可以传导出来从而发生放电现象，它也会在较短的时间内产生强大的电流，从而对流过的地方造成破坏。再次是感应过电压， 雷电发生以后，有些显露在外的线缆、金属管道等会感应到该雷电压， 形成一定强度的感应磁场，影响电子设备的正常运行，例如破坏电子数据和电子资料，损坏电子系统等。最后是地电位反击，当雷电作用在避雷装置上后，接地网在较短的时间内需要承受较高的电压，该过程会对电气设备造成危害。
二、高层建筑的防雷原理
法拉第笼原理，即在接地导体静电平衡的条件下，当高压电源放
电时，靠近电源的等电势导体内部的电势为零，无电场存在，电荷均 分布于笼表面，处于笼内的导体不受外部电场的影响，受到静电屏蔽 保护，从而避免遭受雷击。 高层建筑防雷就是利用上述原理，将建筑物女儿墙、屋顶、突出结构物、各层的金属门窗和柱梁板等的钢筋、 钢板和基础等自然接地相互连接形成法拉第笼。当建筑受到雷击时， 法拉第笼为等电势体，雷电产生的电荷分布于笼表面，建筑物可免受 雷电的伤害。高层建筑的防雷可从内部防雷和外部防雷两方面入手。 外部防雷是指防止高层建筑本身不受雷击，主要包括防直击雷和防侧 击雷；内部防雷是指防止雷电产生的雷电波对建筑物内部的信息设备 等造成干扰。
三、高层建筑的防雷设计
（一）住宅建筑物外部防雷系统
1、接闪器
接闪器的组成包括：金属屋面、金属构件、接闪网、接闪带、接 闪杆等。接闪杆将雷电产生的电流引向自身，避免建筑物遭受直接雷 击破坏，接闪杆的高度要足够高才能达到保护建筑物不受雷击的直接 破坏。但是随着接闪杆的高度增加，雷击的概率也会增加，为了协调 好雷击概率和接闪杆的高度，就要应用到接闪带或者接闪网防护直击 雷，如果采用接闪杆要尽可能地用短针多针保护，这样能够使雷击的 概率降低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆现在我国已经出现采用气隙放电、降低阻抗限流等综合技 术的接闪杆，这种接闪杆能减低雷电波幅值，使雷电流波头尽量平缓， 从而使二次雷击和地电位反击所造成的危害得到有效控制。
2、分流
目前防雷技术的重点研究对象就是分流技术，它能够有效的防止电气设备遭受雷击的破坏，基地线和室外的电源线、电话线以及天线间的并联避雷装置成为分流，它的工作原理是：发生雷击产生强大电压时，避雷装置的电阻能够立刻减小，几乎短路，然后由此将雷电电流分流入地。及时在进行分流以后，电子设备中还是会有部分电流进入， 这也会对耐高压性差的设备造成破坏。
3、引下线
引下线是接闪器导体的中间部分，也是接闪器的延续，通常由若干并联的电路通路构成。常见做法是利用建筑物自身的主体结构中主 要钢筋或者剪力墙中的钢筋作为隐蔽在建筑内部的引下线，也可以利 用建筑中的一些金属构件作为建筑的引下线。引下线是连接接地装置、 接闪器的中间导体，可以通过多条并联的电路实现对雷电流的分流、 分压作用。在引下线的安装中，需要注意它的长度、线径、数量和线 间间距等，避免安装的引下线起不到应有的保护作用。
4、接地措施
避雷的主要环节之一就是接地，无论是直击雷、感应雷或者其他， 这些都是利用接地设备把电流导入大地。设计好接地装置，才能提高建筑物的避雷效果。通常情况下，将地面与接闪器连接起来就是接地设备。接地装置就是线与接地设的结合，它的关键作用是迅速的将雷电对接闪器产生的电荷导入大地中，然后被中和。
5、防侧击雷
雷电从建筑物侧面击中建筑物的情况也时有发生，通常在防雷设计时接闪器并没有在侧击雷的保护中设置。对于高层住宅建筑，应根据高 层住宅建筑的防雷类别，每隔一定距离设置均压环，与防雷引下线焊接， 将均压环与金属杆、金属框架联结，来防止侧击雷对建筑物的破坏。
（二）建筑物内部系统防雷 1、屏蔽
为减小电磁感应的损害，可采取外部屏蔽、合理的布线和线路的屏蔽措施来实现防护。对于屏蔽的措施，目前颁布的《建筑与建筑群 综合布线系统工程设计规范》（GB /T 50311-2000）中做了详细规定。屏蔽主要针对电场和磁场进行，对于智能建筑中的大量微电子设备， 可以使用设备屏蔽、线缆和管道屏蔽等措施。还可以对电子电气设备 采用金属管线包裹来增强电磁脉冲屏蔽的效果。
2、等电位连接
等电位连接可将建筑物内结构、设备和金属管等之间电势差变为零，以避免建筑物内产生雷电反击、接触放电和跨步电压等现象。为 了满足上述防雷要求，一般做法分为总等电位连接和局部等电位连接 两种措施。 采用总等电位连接时，需保证基础、上层结构与内部设备均相互连接，并与接地体连接，形成整体的连接网。该方法可防止产 生地位差、放电火花等危害。 对于高层住宅建筑和智能建筑，屋面上所有金属设施，比如风机、落雨水管、热水器、放空管、节日彩灯金 属外壳和屏蔽穿线管等，其电缆屏蔽层外皮应与防雷装置等电位连接； 对于玻璃幕墙，其骨架是良好的金属导体，玻璃幕墙必须形成接闪网， 连接点水平距离不应大于与应下线的距离，垂直距离不应大于与均压 环检距离，接闪网每≤ 100 m2 与主体防雷装置等电位连接。
结语
目前，我国经济发展迅速，城市建设也在不断扩大规模，高层建
筑的数量也越来越多，这就会增大建筑物遭受雷击的概率，建筑物的 防雷设计也就成为了必然趋势。另外，随着人们生活质量的提高，电 气设备在高层建筑物中的应用越来越广泛，这也是防雷设计中需要重 点开率的方面。本文介绍了雷电的危害，对高层建筑物的防雷设计进 行了阐述。总而言之，高层建筑物的防雷设计时必不可少的，防雷设 计人员要掌握先进的设计技术，完善高层建筑防雷设计，进一步保障 人们的生命及财产安全。
参考文献
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[3]周毅 . 高层建筑的防雷设计与施工 [J]. 中国高新技术企业,2010,15:122-123.
论文作者:孙飞虎
论文发表刊物:《建设者》2019年20期
论文发表时间:2020/1/3
标签：建筑物论文; 雷电论文; 防雷论文; 高层建筑论文; 电位论文; 屏蔽论文; 防雷设计论文; 《建设者》2019年20期论文;