吕梁市建筑勘察设计院 山西省吕梁市 33000
摘要：文章从高层建筑的特点出发，结合对有关规定的理解，探讨高层建筑的防雷接地措施，在防雷系统设计和施工过程中，将外部防雷装置与内部防雷装置组成统一的防雷接地系统，提高建筑物防雷的可靠性。
关键词：高层建筑防雷；防雷保护装置；等电位连接
雷电是一种自然现象。随着经济的发展和城市人口的增长，建筑的高层化和智能化已成为城市发展的一种趋势。高层建筑比一般建筑遭雷击的概率要大得多，而一旦遭受雷灾，损失非常惨重，后果不堪设想。因此，高层建筑防雷系统的可靠性极为重要。
1.建筑物的外部防雷
高层建筑的外部防雷主要是指防直击雷和防侧击雷，其作用是保护建筑物本身不遭受雷击，主要由接闪器、引下线和接地装置组成。
1.1 接闪器
接闪器是防直击雷接受雷电流的金属导体，其形式有避雷网（带）、避雷针、金属屋面等。避雷网（带）应沿屋脊、屋角、屋檐、檐角、女儿墙等易受雷击部位敷设，并按建筑物的防雷等级在整个屋面组成。根据雷击建筑物部位的规律，在建筑物上装设避雷针（网、带），就能可靠吸引强雷和弱雷。屋面避雷网（带）一般采用热镀锌的圆钢或扁钢及热镀锌件，敷设应平正顺直、固定可靠，搭焊长度应满足规范要求。避雷网（带）在经过沉降缝或伸缩缝时应做煨弯补偿处理，避雷带在女儿墙敷设时，一般敷设在女儿墙的中间，当女儿墙宽度较大时，应将避雷带移向女儿墙的外侧处为宜，因为女儿墙的外沿易受雷击。现代高层建筑中也有在屋面上利用金属栏杆做避雷网（带），其材质主要采用钢管或不锈钢管，钢管的壁厚应≮ 2.5mm，钢管直线段对接，转角等部位应采用圆钢或角钢搭接焊，搭焊长度应满足规范要求，栏杆必须与引下线可靠连通。
1.2引下线均压环
引下线的作用是将避雷带（网）与接地装置连接在一起，使雷电流构成通路，高层建筑柱主筋和梁板钢筋可直接利用作为引下线和均压环，但应注意引下线接地装置、均压环和接闪器间的可靠连接。当建筑物高度超过30m 时，每三层沿建筑四周设置均压坏，30M 以上外墙栏杆、金属门窗等较大金属物通过预埋件与均压环或引下线相连；建筑物内的各种竖向金属管道每三层要与均压环连接一次，平行或交叉的管道间也应跨接。
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1.3接地装置
现代高层建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地合在一起组成综合接地系统，接地电阻通常要求4Ω（鉴于目前高层建筑智能化设施日益增加，设计时接地电阻不宜大于1Ω）因为高层建筑的钢筋基础埋地深，与大地的接触面积大，其接地电阻比一般人工接地所得到的电阻低得多，容易满足以上要求，考虑到大部分高层建筑的基础做了防水处理，致使接地电阻增大，所以应尽量在建筑物周边做周圈式接地，周圈式接地可避开防水处理层。同时，由于接地体埋在基础的外边，也具有均衡电位的效果，因而提高了安全性。为防止跨步电压，当防直击雷的人工接地装置距建筑物的入口处以及人行道小于3m时，应采取局部加大深埋、包绝缘物、敷设沥清层以及做均压带等措施。
1.4防侧击雷
侧面雷击的保护一般不需专设接闪器。通常根据建筑防雷类别，将各层或隔几层圈梁内的周边主筋焊通，构成均压环，并与防雷引下线相连，然后将金属门窗的框架、金属栏杆、表面装饰物等较大金属物与均压环连接，达到防侧击雷的要求。
在高层建筑施工中，往往电气预埋、金属门窗、幕墙施工不是同一支队伍，应在做好本专业工作的前提下，做好交接与配合。在主体结构施工中，电气预埋队伍进行预埋件的接地连接，而门窗施工队伍应做好金属门窗的可靠接地。通常由圈梁主筋引出圆钢（或扁钢），圆钢（或扁钢）与接地端子板搭焊连接，接地端子板再与固定金属窗框的铁板架采用螺栓锁紧。幕墙主金属框架与接地带或均压环的连接，由幕墙施工单位负责，但土建、安装、装饰应积极主动、密切配合。幕墙防雷应保证立柱与立柱、立柱与横梁之间可靠跨接以及立柱与角码、角码与主体结构预埋件、主体结构预埋件与均压环可靠连接。跨接导线可选用4mm2单芯铜线。导体连接应除净材料表面的保护膜，不同金属材料连接应采取防电化腐蚀的措施。幕墙结构应自上而下与建筑物结构的防雷装置可靠连接。对于与屋面女儿墙平齐的幕墙，其所有金属主构架必须与接闪带（网）进行可靠连接，还必须与高层建筑的均压环进行可靠连接，幕墙底部亦应与防雷装置连接。
2.建筑物内部防雷
2.1等电位联结
等电位是用连接导线或过电压保护器将处在需要防雷空间内的防雷装置、建筑物的金属构架、金属装置、外来的导体物、电气和电讯装置等连接起来。为保证建筑物内部不产生反击和危险的接触电压、跨步电压，应当使建筑物地面、墙板和金属管、线路等都处于同一电位，为此钢筋混凝土建筑物应在各层的适当位置预埋与房屋结构内防雷导体相连的等电位连接板，以便与接地主干线相连。
高层建筑物内各种金属导体和管道如金属门窗、设备的金属外壳等作等电位连接；电源线、信号线通过电涌保护器实现等电位连接；建筑物各处的均压环、起到一定电磁屏蔽作用的钢筋网、各处的电气以及防雷等电位连接导体形成总等电位连接，最后与联合接地系统相连，形成一个理想的“法拉第笼”。
2.2合理的屏蔽
建筑物中做屏蔽的主要目的是对微电子设备的防护。对有大量微电子设备房间要采取屏蔽措施，使仪器处于无干扰的环境中，为了保证非防雷系统的电气线路在防雷装置接闪时不受影响，应采用金属管布线，这样防止雷电反击的能力强，对防各种电磁脉冲也具有较好的屏蔽能力。穿线钢管和线槽等都应与各楼层的等电位连接板和接地母线相联接，达到良好的屏蔽效果。
用电设备、配电设备、配电线路应采用防雷电波侵入低压系统的措施，从配电盘引出的线路应穿钢管，钢管的一端应与配电盘外壳相连，另一端应与用电设备外壳、保护罩相连，并应就近与屋顶防雷装置相连，在配电盘内，应在开关电源侧与外壳之间装过电压保护器。
3.总结
在高层建筑防雷接地系统的设计和施工中，运用“法拉第笼”原理，将内部防雷接地装置与外部防雷接地装置结合起来，综合考虑接闪、分流、均压、屏蔽、布线和接地等要素，良好的设计方案和优质的施工，才能真正提高高层建筑物防雷的可靠性。
参考文献
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[3]吴建国等。建筑防雷工程安装注意要点[J]。安装，2003（2）：30～31
论文作者:王振
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期
论文发表时间:2018/2/28
标签：防雷论文; 建筑物论文; 电位论文; 金属论文; 装置论文; 女儿墙论文; 高层建筑论文; 《建筑学研究前沿》2017年第27期论文;