陈少辉1 林少松1 余焕莹2
1东莞市气象公共安全技术支持中心;2东莞市气象公共服务中心
摘要：建筑的防雷接地设计是一项系统而又复杂的工程，根据气象部门开展新建建筑物防雷设计技术评价、检测的工作实践，笔者以多年实操经验与视角，对新建建筑物防雷设计资料能否满足防直击雷、侧击雷、雷电感应、雷电波侵入、雷击电磁脉冲等方面功能入手，阐述了防雷设计资料的技术评价方法和理念。最后对工程设计中遇到的问题进行了探讨。
关键词：建筑物； 防雷； 接地；
引言：在建筑施工中，防雷接地防护措施是有效防止建筑物免受雷击事故，有效保护人民财产与人身安全的有效措施。因此，我们在建筑施工中，必须做好可靠的防雷措施、对接地系统、防雷装置及等电位联结等方面的防护措施来应对难以捉摸的雷电自然现象。
一、接地系统
接地是指将电气设备及接地装置安全实现电气连接。高层建筑物的电气接地系统主要分为三个方面：防雷接地、电气设备保护与变压器中性点接地及电气设备工作接地。而电气设计分为两类系统：独立接地系统与统一接地系统。在独立接地系统中，各系统要独立的设接地网，此外各接地网间要隔开以避免相互影响。实验表明，单根接地极距接地极约20米处才能视为零电位。对现代高层建筑而言，因其结构复杂及占地面积小，要实现把各接地系统完全分开在实际设计与施工中是极为难的。所以，高层建筑往往采取工作接地、防雷接地及保护接地共享接地设备的统一接地系统。高层建筑弱电系统的工作接地和其它各系统共享接地设备时要切记抗干扰处理，接地导线设设置时应该注意隔绝处理。由此，弱电系统的工作接地可采取绝缘单芯电缆穿塑料管暗敷引下，接地线直接同接地装置连接完成单点接地，以免弱电设备受外界电磁场的影响。
现代高层建筑以智能建筑为主，均设置有处理设备，因此，对供电系统极严；建筑物中常伴有高低压变电室，建筑物的基础接地装置为用户的功用装置。因而，该低压配电系统一般应用TN-S系统。当线路产生接地事故时，相通的PE线上携带高电压，若不能及时切除故障回路时会导致故障电压蔓延的情况，威胁用户的安全，因此要十分重视PE线的安全作用。
二、等电位联结
建筑物的等电位联结是由总等电位联结、辅助等电位联结与局部等电位联结三部分构成的。总等电位联结在到达某种程度时能降低建筑物内间接接触电击的接触电压及不同金属部件间的电位差，并可处理从建筑物外经电气线路与各种金属管道造成的危险故障电压的危险，其关系到整个建筑物电位联结的命脉。局部等电位联结是在局部场所范围内把各类能导电的部分连结。
若总等电位联结及局部等电位联结的设计部佳，仅存在于设计说明中标志，则会导致施工与验收依据不够或者随意施工。因此，设计时必须画出等电位联结系统图且标注要明确；再次，要在平面图中标志并说明等电位箱的方位，及其由等电位箱至配电箱PE端子、各类金属管道、建筑物钢筋网等联结线的联结部位及敷设方法，为施工与验收供应正确的依据。相关施工单位对于设计深度的不完善问题要在图纸审核时提出，以便及时处理。
因为基础梁主筋焊接成闭合环形通路作为高层建筑基础接地设计的一般要求，其完全能取代镀锌扁钢实现联结，但是在金属管道进出建筑物的就近位置从基础接地装置预埋引出线及等电位端子及金属管道联结，如此既能完成等电位效果，又可节省工作量、材料以及节约工程成本。
然而，对计算机房、电脑控制的电梯装置等而言，可装置局部等电位联结板，利用引下线和基础接地及其本装置配电箱的PE线连结，令各类接地共享同一基础点，免除干扰信号侵入，且就近同钢筋网连结，与此同时避免雷击和雷击电流的危害。由于高层建筑的设备布置复杂且种类繁多，所以其从配电箱引出的线路所穿钢管的一端不仅同配电箱外壳连结，还要与另一端用点设备外壳保护罩连结，且要就近和屋顶引下线、避雷带相连免遭雷电波侵袭。钢管使用丝扣连接及因连接设备而中间断开时要运用镀锌抱箍或者相应的黄绿双色铜芯导线实现补救工作。要保障抱箍连接处接触良好。另外，局部等电位联结要注意卫生间地面钢筋网、热水器插座或混凝土墙内钢筋网等引入PE线的插座。因为设计深度不完善或施工人员对图集与标准不明确等的因素，卫生间内带PE柱插座的局部等电位联结往往被忽略，因此要加强对这方面的重视。
在等电位联结中，地面内钢筋网及混凝土墙内钢筋网宜与等电位联结线连通。然而采用地面钢筋网要按照0．6米间距在钢筋网交叉点点焊，甚至采用圆钢以6倍直径长焊接是非常必要的。规范中尚未要求钢筋网应该焊接，研究显示若运用土建施工的绑扎方式连接，会形成钢筋网绑扎点在极近的范围内能形成导电性连接。然而，事实上混凝土内的钢筋网可确保电气相互联通。局部等电位端子既能利用圆钢或扁钢及地面内钢筋网进行可靠连接又可采用圈梁钢筋和引下线焊通。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
建设单位尤其是商品房开发商往往将卫生间的排水支管、插座及洁具的安装交给用户自行处理，然而局部等电位联结只预埋等电位箱，由于大多数用户极其缺少对于此类专业知识的认知，购房后在二次装修时没有再实行等电位联结施工，随时威胁用户的安全。因此，施工单位在竣工验收时要与建设单位处理好转交手续及明确责任。
三、防雷装置
建筑物的防雷系统包括外部防雷及内部防雷两两种。然而，外部防雷方式又分为：引下线、接闪器与接地装置等；内部防雷方式则为：等电位联结、屏蔽隔离、合理布线及过电压保护等。高层建筑的防雷要把外部防雷及内部防雷当作统一采用方式。接地体与接地线是构成接地装置的两大因素。应用与大地有可靠连接的自然接地体为接地体的优先选择。而高层建筑往往运用桩基主筋为接地极，且与钢筋混凝土基础梁主筋形成环形接地网。因此防雷安装施工中要留意的问题如下：
由于现代智能建筑均具有多个弱电系统，所以对接地电阻的要求极其高。个别建筑所处的地理位置条件不佳，则满足不了接地电阻值的要求，因而要通过人工围绕建筑物设置闭合环状的接地体，并在接地体的四周采取降阻措施。
运用导电性高及耐腐蚀等材料为接地体。由于钢材深埋土壤中易受损，不耐用，因而接地体要利用防腐蚀处理的钢材或者防腐接地材料。尤其可考虑石墨接地体，其耐高温、化学稳定性好、导电与导热性高，甚至降阻效果与同一尺寸的钢材接地体一样，取代钢材接地体毫无问题，进而能大量节约钢材及有色金属。
避雷带是一种带型导体，其主要是沿建筑物易受雷击的突出部位而进行装置，起到接受雷电流的作用，材质为镀锌圆钢。其在追求美观的情况下也可为不锈钢管，但一定要严格依照《建筑防雷设计规范》的要求采用，对接部位要跨接处理以确保不锈钢管用作避雷带接闪雷电流的效果。
建筑物的笼形避雷网由避雷带、利用建筑物柱和剪力墙内竖向钢筋作引下线与接地装置三部分联结而成，其具有均压及屏蔽的防雷作用。如今高层建筑外墙通常使用铝合金幕墙装饰后，并利用其自身形成连贯的电气通路与主体结构的防雷装置有效地连接在一起，以便共同构成一个防雷整体使幕墙与建筑物免于雷电的袭击。幕墙及电气专业施工队伍要增强连接点处的工序转交，及时有效的做好连接点处接地电阻的检测及记录。此外屋面配电箱也要防止雷电波的侵袭，必须在配电箱出线端处装设浪涌过电压保护器。
四、防雷接地应用过程中的问题及对策
4.1 达不到标准的接地电阻
现代建筑内一般都有多个等级的电系统，这使得对接地电阻要求较高，然而接地类型较多，每种类型的接地电阻值都不一样，若在建筑物内对于不同接地类型设置不同的接地体是不现实。这时可以人工外加接地体，若共用接地体要确保接地电阻小于1 欧姆。对地质环境恶劣的情况，绕建筑四周外加接地体是一个不错的选择。人工接地体是由水平接地体和垂直接地体构成的。水平接地体指的是将扁钢或圆钢环形或成行排列并进行水平方向埋设。而垂直接地体由多于两根的角钢或钢管成排或环状布置。接地装置作为接地系统设计的重点，接地方式和接地电阻将会对接地的质量造成直接性影响。在设计过程中，为确保接地的效果，可采用环式接地的方法，方便金属管道入户的连接。若在基础的外表面有沥青防腐层，则可利用桩基内钢筋来进行接地，否则，就要设置人工接地装置。
4.2 接地极腐蚀
传统的接地极是钢质材料，在土壤中在时间和雨水的作用下会发生氧化生锈、腐蚀，影响雷电流导入地下的效果。这时应使用低电阻节点模块。它是一个新型的采用非金属作为接地体的，可以增加接地体流动的面积，并降低其附近土壤的电阻率，即便遇到大电流的冲击也不会出现变硬、断裂现象。
结束语：
总而言之，高层建筑物的接地、防雷等作为一项系统工程，覆盖面极其广泛，同各专业系统交集点甚多，因此，在设计及施工中必须要认真、细致、全面的加以综合考虑，以防范建筑物及人们的安全问题。
参考文献：
[1]邓华.等电位联结在建筑电气施工中问题探讨.科技资讯.2013.02.
[2]刘桂萍.谈建筑电气施工中易忽视的几个防雷问题.山西建筑.2015.07.
[3]刘喜.民用建筑的防雷与接地问题探析.企业技术开发.2013.06
[4]普有云.浅谈等电位接地的问题.中国广电技术文萃.2014.08
论文作者:陈少辉1,林少松1,余焕莹2
论文发表刊物:《防护工程》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/19
标签：电位论文; 防雷论文; 建筑物论文; 钢筋论文; 装置论文; 系统论文; 雷电论文; 《防护工程》2018年第4期论文;