摘要:随着城市化进程发展的不断加快,我国建筑行业快速发展,目前在民用建筑领域,高层建筑越来越广泛。与普通建筑相比,高层建筑,尤其是超高层建筑从设计到施工都更加复杂繁琐。作为高层建筑设计中的一部分,防雷接地设计成为高层建筑设计必须要考虑的问题。建筑电气系统很容易受到雷电天气的影响,造成巨大的财产损失和人员伤亡。应当加强防雷接地设置,采取科学、合理的防雷措施,保障防雷接地施工质量,提高建筑电气系统的安全性。因此,做好高层建筑的防雷设计工作,对提高建筑电气防雷接地能力,对于建筑物的整体使用安全有着重要的意义。
关键词:建筑工程;电气;防雷接地;设计
1建筑防雷接地相关概念简述
1.1防雷装置
高层建筑的防雷装置通常由外部和内部雷电防护装置两部分组成,前者的基本组成构件又包括引下线、接闪器以及接地装置三个部分,其主要起到防止直击雷,保护建筑物不受雷电危害的作用;而后者的基本组成构件则有等电位连接系统、合理布线系统以及屏蔽系统、电涌保护器四个部分,对于这四个部分的功能与作用也是各不相同的。
1.2避雷引下线
通常情况下,使用避雷引下线时需要结合接闪器共同作用的,其主要功能是充当导线体部分,将电击形成的电流在通过引下线后引入到接地装置。该部分对于材料的选择有着非常高的要求,必须选择在性能上能够有较强的耐腐蚀性,且兼有较强的机械性能。引下线应沿建筑物外墙敷设,敷设路径尽可能短而直。
1.3等电位连接
等电位连接是将建筑物中各电气装置和其它装置外露的金属及可导电部分与人工或自然接地体用导体电气连接起来,以达到减少电位差。
1.4接地
在目前的高层建筑电气中防雷接地的方式通常有功能性和保护性两种,其保护的对象各不相同,前者主要是对建筑物内部的设备起到保护作用;后者则主要是起到对人的保护,在雷击时能够避免伤害到建筑物内部的居民。
2建筑电气防雷接地设计要点
2.1 防范直击雷的设计要点
为保证民用建筑电气防雷接地设计的合理性,确保有效的防范直击雷,应当从以下几方面入手开展电气防雷接地设计:第一,可以以避雷针和避雷带等作为接闪器,也可以通过建筑物内的金属类设备作为接闪器,保证这些接闪器满足相关规范,从而有效防范直击雷。第二,在设计引下线时,应当对建筑物中主钢筋合理利用,并进行规范的测量、外接人工接地体等操作,以保证引下线设计的合理性,从而提高电气防雷接地设计效果,更好的防范直击雷。第三,接地装置设计也是民用建筑电气防雷接地设计中防范直击雷的重要方面,相关设计人员可以对建筑物内的相关设施加以合理利用,在钢筋混凝土土梁以及建筑物周边无钢筋混凝土基础中设计复地接地装置,以铜芯电缆将建筑物内系统设备与接地线有序连接,确保系统之间有序相连,将接地电阻控制在1欧姆以内,从而全面提高民用建筑防雷接地设计的合理性,确保更加有效的防范直击雷。
2.2 防范侧击雷的设计要点
一般情况下,高层建筑物的高度在六十米以上,在超过总高度20%部分,要设计防范侧击的措施。因此在民用建筑电气防雷接地设计中,应当从以下几方面开展合理设计,以确保民用建筑能够更好的防范侧雷击:第一,在电气防雷接地设计中,应当保证高层建筑物内钢筋结构妥善连接在一起,以有效防范侧击。第二,在引下线设计过程中可以对建筑物内部钢筋加以合理利用,而建筑物外墙金属栏杆以及门窗等金属物若高度合理,也可以应用于电气防雷接地设计中。第三,在建筑电气防雷接地设计中,建筑物内部若存在竖直铺设的金属管道,可以将其底部与顶部进行规范连接,并置于防雷装置以上,以保证建筑电气防雷接地设计的合理性和有效性。第四,电气防雷接地设计中可以对建筑物内的组合柱和圈梁加以合理利用,在合理设置均压环的基础上,将竖直铺设的金属管道与均压环规范连接,从而全面提高建筑电气防雷接地设计的安全性和有效性,更好的防范侧击。
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2.3 防雷电感应设计要点
在建筑电气防雷接地设计中,为更好的对雷电感应设计,应当掌握以下设计要点:第一,在建筑物内部的金属设备及装置进行妥善的接地处理,在防雷装置的保护装置上妥善连接相关金属配件,从而提高建筑电气防雷接地设计的合理性与安全性。第二,可以基于建筑物管道以及建筑物内相邻金属物之间的距离远近来开展雷电感应设计,尤其是当相邻金属物之间距离小于100毫米时,应当以标准规格的金属线对相邻金属物进行跨接,以保证雷电感应设计合理性,从而提高电气防雷接地设计的整体效果。
2.4 防雷电电涌侵入的设计
就建筑电气防雷接地设计的具体情况来看,一旦设计不到位,雷电电涌入侵,也会给建筑物造成严重损害。为提高建筑电气防雷接地设计整体效果,保证建筑物的安全性,应当加大力度开展防雷电波入侵的设计。第一,实际设计过程中应当结合线路引入的不同方式以及防范雷电电涌入侵具体因素来选择适宜的低压线路方式。若此低压线路自地下引入建筑物内部,可以直接在电缆入户的过程中开展防雷设计,将电缆入户端直接接入建筑物的防雷装置上,以保证电气防雷接地设计的合理性,并且为后期电缆换接提供便利。应当注意的是,在电气防雷接地设计中,为有效防雷电电涌入侵,应当将电缆上的金属物体与防雷装置有序连接在一起,从而全面提高建筑电气防雷接地设计的科学性和有效性。第二,应当将建筑物内用电设备控制在接闪器的保护范围内,以确保有效防范雷电电涌入侵。通常情况下,为防止雷电电涌入侵对建筑物造成损害,应当对建筑物内的架空或埋地的金属管道进行防雷设计,以保证建筑物安全。
3防雷设计时应注意的问题
3.1接地系统中存在的问题
接地指的是将流入防雷系统的电流释放到大地,避免使电流能量集中在某一个部位,对被保护设施造成损害。良好的接地才能有效的释放能量,避免发生电压反击。过去的旧规范要求设备单独接地,但是这种做法现在已经不被提倡,而是改为和防雷接地系统共用接地设备。接地是防雷系统中最根本的要求,如果接地质量不合格,则防雷设施的防雷效果都不能表现出来。
3.2布线设计
合理布线是为了使防雷技术获得更好的效果。现代建筑和电视、电话、照明等管线息息相关,在进行防雷设计时必须把这些因素考虑在内。为了保证接闪时这些管线免受影响,我们要遵照下面的做法:首先要把这些管线放在金属管内,实现屏蔽;其次,要把这些管线的主干线中的垂直部分放在建筑物的中心,缩小电磁波感应的范围。除了考虑管线的布局和屏蔽以外,还应该在必要的线路上加装电涌保护装置。电涌保护是建筑物防雷必须考虑的一个因素。随着各种强弱电设备在建筑物中的广泛使用,其受到雷击的概率也大大增加,因此,加强对高层建筑布线设计中防雷技术的研究已经非常必要。
3.3 分流
分流是雷击电流分解的最常见方式,而分流过程所要遇到的问题主要是少量电流进入电子设备中,这对于不耐高压的设备来说是非常危险的,因此,应充分考虑建筑物雷击时的分流设计。
3.4屏蔽
在建筑物设计时应尽量选择钢筋作为建筑物防雷的主要材料,使建筑物形成一个等电位的网状结构,使雷击电流实现有效的分流,从而实现屏蔽。设计人员要根据实际需要来设计钢筋的密度,同時要考虑结构的构造因素,因为结构的构造不同,钢筋的密度不同,防雷效果不同。屏蔽不仅能轻松的解决等电位和分流问题,而且对预防雷击电磁波也很有效。
4结论
综上所述,在对高层建筑进行设计时必须考虑到防雷接地设计这一重要因素。在建筑行业中,随着越来越多高层建筑和职能建筑更加深入地建设,在该行业中电气也得到了更加广泛的应用,由于目前智能建筑的发展,高层建筑及其设计的工作已经越来越繁重,因此,在实际设计中设计人员必须要考虑建筑的具体情况,将建筑电气防雷接地设计的要难点作为基础,全面分析防雷设计中可能会出现的问题,在雷电来临时保证不会影响到建筑物,从而使建筑物的安全性与稳定性得到提高,人们对建筑物的要求得以满足。
参考文献:
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论文作者:蔺秀华
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/6
标签:防雷论文; 建筑物论文; 建筑电气论文; 雷电论文; 装置论文; 金属论文; 高层建筑论文; 《基层建设》2017年第25期论文;