关键词：高层建筑；电气设计；防雷技术
引言：
当前，我国社会经济不断发展，高层建筑如雨后春笋般不断出现在各个城市各个地区，随着建筑物高度的不断增加，防雷问题也越来越受到重视。为了满足人们生活的需要，各种类型、各种功能的电气设备越来越多，在使用这些电气时，必然会给高层建筑物带来一定程度的安全问题，所以研究高层建筑电气设计中的防雷技术问题有很重要的意义。
1.高层建筑电气设计中防雷的意义
1.1雷击的种类
直击雷是带点云层对大地某一点的猛烈放电过程，它的破坏能力非常强大，如果不能及时放电，将会对放电通道内的建筑物、设施、人造成威胁，严重时会引发火灾或造成建筑物损坏和设备的摧毁，雷电波这种雷击指的是雷电直接对放在建筑物外部的线缆，而非建筑物本身放电的过程，线缆上的电波以光速分散到建筑物内的电气设备和自动控制系统中，并对其造成损害。
1.2雷击事故的后果
雷击指的是带异种电荷的云层相遇后，或者是带点云层对大地产生的迅速的放电过程。其中云层间的雷击主要对飞行器有危害，而后一种雷击则会对地面上的建筑物、电气设备以及人、畜产生极大的危害，不仅会造成居民伤亡的现象，还会造成火灾等事故，这样严重的威胁的人们的用电安全、正常生活还严重的威胁着人们的生命财产安全。
1.3加强防雷的必要性
雷击后的电气系统，会造成发面积的破坏和损失，后期的维修的工程也是非常庞大的，尤其是对于高层建筑的电气维修，其不像小物件可以随便的拆卸，在维修的过程中，依然存在着安全隐患，不利于国家质量第一、安全第一的标准；而重要的环节在于设计工作，只有加强设计的工作，才能充分的将安全隐患避免掉，所以将防雷技术应用于高层建筑电气设计中是十分有必要的。
2.高层建筑电气设计中防雷技术的应用
2.1接闪器
接闪器要通过接地引下线与接地体（接地装置）相连，接地体用来向大地引泄雷电流，为埋入地下土壤中的各型接地极的总称。在我国，高层建筑普遍采用避雷带或者避雷网作为接闪器，很少使用避雷针。有些建筑面积高达数万甚至数十万平方米，但宽高比一般也比较大、建筑天面面积相对较小的高层建筑，通常只要在天面四周及水池顶部四周明设避雷带，局部再加些避雷网即可。
2.2接闪带和接闪网
屋顶的接闪带、接闪网应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设。一般来说，高层建筑物的屋顶防直击雷，可沿屋顶周边外墙外表面或屋檐边垂直面上或其外处布设接闪带，屋顶中间设置接闪网，同时经过伸缩缝时应有补偿连接装置。屋面接闪网网格尺寸应严格按照建筑物防雷等级设置；如若暗敷，应注意埋设的深度，按照经验，一般为天面水平层下30～50mm，宜做在防水层上保温层下，埋设太深则无较好接闪效果。但对于斜屋面盖瓦的高层住宅，其接闪器布置和安装时就要注意屋檐、檐脚、屋角等靠建筑物顶外围处的接闪带是允许暗敷。
2.3接闪杆
安装在高层建筑顶的接闪杆宜采用热镀锌圆钢或钢管，接闪端宜做成半球状，其弯曲半径为4.8～12.7mm。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于时刻会受到自然界空气、风力、雨雪、太阳辐射、接闪电流后的电磁力等各种危害影响，接闪杆应重点考虑风力、冰雪、雷击能量等对其荷载的影响，选用防腐抗氧化、高物理强度、耐高能量的材料，保证构件安装连接牢固，减少装置能量损耗，并定期对其安全性能进行检测，使其长期有效发挥作用。
2.4引下线
引下线连接了避雷设备和接地装置，从而形成了电流通路。它一般利用柱主筋或是剪力墙钢筋。实际设计工作中，其数量和布置对分流效果有着明显的影响，一般沿建筑物四周对称设置，其间距和数量应符合规范要求，规范规定第2类防雷建筑，引下线一般不少于2根，间距不超过18m。理论上，应尽可能减小线上的电流，所以可通过增加数量，适当减小间距来达到这一效果。然而，超高层建筑引下线很长，雷电感应强烈，需要按一定距离设置均压环，并做好连接。此外，引下线应符合基本的机械强度、耐腐蚀、热稳定等要求，设计工作也应考虑施工存在的问题。
3.高层建筑电气防雷设计需要注意的问题
建筑物防雷设计是一个全方位、系统的工程，非常复杂，感应过电压和雷击过电压两者的影响一定要结合实际情况，依据雷电的侵入途径，对可能产生雷击的因素进行考虑，将雷击电磁脉冲防护、感应雷防护和直击雷防护和综合在一起，将雷击危害降到最低。现代建筑电气防雷设计中应该注意的防护措施有接闪、分流、均衡电位、屏蔽、接地和合理布线。
3.1外部防雷装置
?接闪器，是指在一定范围内的雷电只能依照人们设计好的通道释放到大地中去，而不能随便选择放电通道。
?引下线，上与接闪器连接，下与接地装置连接，作用是把接闪器截获的雷电流引至接地装置。
?接地装置。所谓接地是指为了让被保护设施免受损害，避免出现电流能量集中在某一个部位的现象，让流入防雷系统的电流全部释放到大地中。通过良好的接地能够非常有效的释放能量，避免电压反击的发生。
3.2内部防雷装置
?分流，分流技术是保护电子系统和电子设备的有效手段。所谓的分流是指在如电源线、电话线、天线等室外导体，和基地线和防雷装置间并联上一种避雷装置，这样雷电产生的电流就会分流入地了。
?均压，所谓均压是指将建筑物中的各个部位都分成相等的电位。如果各种金属线路和建筑物中的钢筋结构形成一个整体，那么建筑物中不会出现电位差，这样雷电就不能对人体及电气设备产生危害，因为建筑物内没有产生跨步电压。
?屏蔽，所谓屏蔽是指为了使建筑物内的自动控制系统、通信系统和电子设备免受到雷击的危害。因此，为了达到实现屏蔽的目的，建筑物设计时应尽可能选择钢筋作为建筑物的主要建材，这样会使建筑物形成一个等电位的网状结构，进而让雷击电流实现分流。
④合理布线，所谓合理布线是为了让防雷技术达到更有效的效果。现代建筑和照明、电话、电视等电器的管线联系紧密。首先，将这些管线放进金属管内，达到屏蔽的目的。其次，把管线主干线中的垂直部分放入建筑物的中心，达到缩小电磁波感应范围的目的。
⑤安装电涌保护器，电涌保护器（SPD）能够吸收危险的额外电压，防止大多数这样的电压进入敏感设备。
结束语：
高层建筑中的电气系统的设计是繁琐的工作，其对于建筑的居民有着直接的影响，也是薄弱环节遭遇雷击的关键因素，要想避免雷击的事故，在进行高层建筑电气设计时就应科学合理地应用防雷技术，因此相关电气设计人员要充分考虑建筑物所处雷电环境，严格按照规范要求，紧密结合工程实际，详尽分析、精确计算，科学考虑规范没有细化到位的地方，特殊问题要用特殊措施来解决，这样才能有效地确保设备、人员和建筑物的防雷安全。
参考文献
[1]GB 50057-2010，建筑物防雷设计规范[S].北京：中国计划出版社.2010.
[2]刘俊.高层建筑直击雷防护设计应用探讨[J].工程建设与设计.2011.
[3]宋效峰，陆春萍.防雷保护技术在高层建筑中的应用[J].福建建材.2013.
论文作者:张科
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/17
标签：建筑物论文; 防雷论文; 高层建筑论文; 雷电论文; 装置论文; 技术论文; 是指论文; 《建筑学研究前沿》2017年第17期论文;