摘要：随着我国城市人口的不断增多，日益紧张的城市土地资源要求设计更多的高层建筑，高层建筑也因此成为城市建筑的主体。在高层建筑的设计中，一项重要的内容是防雷设计，由于其楼层多、高度高，容易遭受雷击，给人们的生命财产安全构成威胁，进行科学合理并且深入的高层建筑电气防雷设计十分必要。本文高层建筑防雷设计的标准，分析雷电对高层建筑的危害，探讨了高层建筑电气设计中的防雷技术。
关键词：高层建筑；电气设计；防雷技术
引言：雷电对建筑物的危害是多方面的，具有非常大的破坏性，所以，应该在建筑物上设置周密的防护措施来防反雷电的危害。设计防雷装置时，应该针对建筑物内各种电气设备的安装位置、综合布线等因素对雷电进行防反，从而大大降低雷电对建筑物的危害。随着智能化技术的逐渐发展及智能建筑在我国的不断普及，智能建筑的防雷技术也将不断得到完善。
一、高层建筑防雷设计的标准
高层建筑作为一种特殊且重要的建筑物，具有以下四个特点：首先是功能多，大部分高层建筑集居住、娱乐、商业及办公于一体；其次是配套设施较多，由于高层建筑的功能多，相应的配套设置也多，为了保证高标准和舒适的生活空间，常常要配备空调机房、制冷机房、生活及消防水泵房等设施；再次是人员密度高，高层建筑中居住着大量人员，在文化娱乐场所更甚；最后是保安要求高，由于高层建筑居住着大量的人员，拥有较多的贵重设备，因此要保证高度安全。
对高层建筑进行防雷技术的应用与设计之前要根据建筑所在地的气候条件和地理环境展开全面细致的调查，明确建筑物的实际作用和具体高度，在详细研究所处环境气象资料之后，以国家制定的有关条例、规章、制度为基础认定建筑的防雷种类。建筑物的防雷类别需要达到三类标准的要求，主要概括为：
（1）将建筑物所处地理位置视为首要参照条件，在人口分布广泛的公共场所，要求进行分类防雷标准设计。
（2）根据建筑物的具体情况，对那部分涉及有比较完善信息设备的建筑物遵循三类防雷标准来进行设计。
（3）对电气设计方案的反复研究、审核是建设施工前的工作重心，必须确保在达到建筑防雷相关规定的前提下，才能进行施工。
二、雷电对高层建筑的危害分析
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。雷击的破坏主要通过以下四种方式表现出来：首先是直击雷，直击雷发生在带电云层与高层建筑物之间，是一种直接的放电现象，会在极为短暂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，对电子设备的正常工作造成影响，如电子资料和数据的破坏、电子系统的损坏等。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。
三、高层建筑电气设计中的防雷技术
3.1采用接闪器
接闪器是一种金属物体，专门用来接受直接雷击。接闪的金属杆称为避雷针。接闪的金属线称为避雷线，又称架空地线。接闪的金属带、金属网称为避雷带、避雷网。接闪器应该由独立避雷针，架空避雷线或架空避雷网或直接装设在建筑物上的避雷针、避雷带、避雷网中的一种或几种组成。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。
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在国内，目前除仅有的几个高级建筑（如北京长城饭店、广州花园大酒店等）采用E、F放射性避雷系统中的放射电极之外，其他高层建筑多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。
3.2运用引下线
在高层建筑中，我国建筑工程施工时常用的方法是利用柱或剪力墙的钢筋作为避雷引下线。这种方法已经写入国标《建筑物防雷设计规范》。规范规定，引下线的截面积不应小于直径为10mm的钢筋的截面积，而高层建筑中主筋截面积在20mm以上的很常见，所以要想达到这一要求并不难。为了安全，通常施工中至少采用截面积16mm的主筋做避雷引下线，一般用两根。施工中，标明引下线位置，防止上下焊接错位。
高层建筑防侧击雷施工时，将避雷引下线与圈梁、大梁链接，再尤其引出至预埋铁件，然后由预埋铁件与金属门窗焊连。但是这道工艺工程量相当大，且存在一定困难，如何解决铝合金门窗接地，尚是防雷设计中一个值得研究和探讨的问题。若建筑物采用的是玻璃幕墙，那就方便得多了。
3.3 防止雷电反击
在高层建筑施工中，建筑物的结构钢筋实际上都已经跟接地装置或松或紧地连成一体了。但是为了防止雷电反击，还应将建筑物内的一切金属导管和金属构件及支架等均与接地装置相连。垂直敷设的电气线路，可在适当部位装设电压击穿保护装置。最好将各种接地装置都连接成一体。上面的几种方法都是根据等电位原理，使电位均匀，避免建筑物受到雷电反击的危害。
3.4防止高电位引入
雷电波入侵，容易造成室内高电位引入问题。为防止产生此类问题，进入建筑物的架空金属管道应在入户处与接地装置相连接。应尽量采用全电缆进线，若全电缆进线实在有困难，架空线路应在入户前50米外换接电缆进线，换接处需要装设避雷器，同时，避雷器、架空线绝缘子铁脚、电缆外皮均应接地，接地时的冲击电阻要小于等于10Ω。进入建筑物的金属管道或低压直埋电缆线路，应在入口处将电缆外皮、电缆金属进户导管等与接地装置相连接。
3.5接地装置
目前，我国的高层建筑接地装置大多是采用以建筑物的深基础作为接地极的方法。这种方法有很多优点，如接地电阻低、电位分布均匀、均压效果好、施工方便、维护工程量少、节省材料等。
高层建筑多是钢筋混凝土做基础，所以凝固后有很多的孔隙，地下水渗入其中，由于是硅酸盐混凝土，使得导电能力增强。又因为混凝土基础中，钢筋密密麻麻、纵横交错，捆绑焊接后直接与导电性硅酸盐混凝土接触，从而使得接地电阻很低。桩基接地，如同使整个建筑物在地下形成了一个大型均压网，均压效果显著。同时，利用主筋接地，节省了大量钢材。
四、结语
高层建筑中的电气系统的设计是繁琐的工作，其设计的原理、施工安装的质量、隐蔽的安全隐患，都对于建筑的居民有直接的影响关系，也是薄弱环节遭遇雷击的关键因素，要想避免雷击的事故，政府及相关的部门就要对于防雷击的电气设计，加大监督管理以及设计图纸核审的工作，保证设计方案的优质，在实施过程中，利用新型的防雷材料，处理好细节的问题，
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，（4）.
[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，2012.
论文作者:姜殿儒
论文发表刊物:《基层建设》2017年1期
论文发表时间:2017/4/11
标签：建筑物论文; 高层建筑论文; 防雷论文; 雷电论文; 装置论文; 金属论文; 建筑论文; 《基层建设》2017年1期论文;