浅议智能建筑中防雷接地技术的应用

孟岩

【摘 要】近些年来，我国的智能建筑的数量逐渐提升，为了保证智能建筑电气工程的质量，需要做好防雷接地工作，基于此，本文论述了在智能建筑之中防雷接地相关措施。

【关键词】智能建筑；防雷接地；措施

引言

随着我国工业生产和社会信息化进程的加快，我国城市涌现了大量的智能化建筑，这些建筑设施给人们的生产生活带来了极大的便利，智能建筑中大量使用电子设备，包括自控系统、消防报警系统、门禁安保系统、综合通讯系统、闭路电视系统等等。电子系统容易遭受雷电的袭击，一旦被雷电波侵袭，智能建筑中的电子化智能系统将损失惨重，遭受大量设备损坏。因此，有效应用防雷接地技术，保护智能系统中的电子电气设备是当前楼宇智能化发展中必需面对的课题。

1、建筑智能化的概念及发展趋势

智能化建筑近几年才在我国发展，因此对于智能化建筑的研究与国外相比我国还具有很大的差距，一是因为我国的智能化技术发展还不高，关键技术是以依靠国外进口为主；二是智能化建筑的普及率还不高，尤其是智能化居民建筑率不高，因此研究建筑智能化对于促进建筑智能化发展具有重要的现实意义。

1.1、建筑智能化的概念。在傳统建筑工程的基础应用计算机控制技术、建筑技术、自动控制技术以及无线通信技术等多种技术为一体，完善建筑的功能，进而实现建筑功能的集合发展，实现建筑功能的自动化发展，比如消防自动化、办公自动化、监控自动化等。

1.2、建筑智能化的发展趋势。随着建筑智能化的发展，其呈现出来一些独特的发展特征，根据作者多年的工作经验分析，建筑智能化发展呈现出以下趋势：①更加注重集成化、智能化、人性化发展方向。随着人们对生活条件要求的提高，越来越多的智能技术被应用到建筑中，因此实现多种技术的集成是建筑智能化发展的方向。②建筑智能化功能在逐步完善，呈现多元化发展，多种现代技术的广泛应用，丰富了建筑智能化的功能，建筑智能化由最初的实现智能管理逐步扩展到智能管理、人性服务、满足不同环境要求等方面的功能。③建筑智能化发展为一种技术产业，建筑智能化的发展，带动了相关产业的发展，比如计算机技术产业、消防自动化产业、智能管理人才培养产业等，因此建筑智能化已经由简单的建筑智能功能发展为一种新兴产业。

2、智能建筑防雷接地系统分析

2.1、智能建筑的外部。防雷接地技术智能建筑外部防雷技术的最主要的应用是接闪器。防雷接闪器通常有避雷网、避雷线、避雷针三种形式，现代的智能建筑中还有利用屋顶建筑装饰作为接闪器，既美观又能起到防雷接地的功效。接闪器的形式并不重要，重要的是接闪器的耐流和耐压能力。由于雷电的持续性，接闪器的连续接闪能力也是考量接闪器功效的重要指标。智能建筑通常都采用一级负荷，因此在防雷接地设计施工过程中，应当在建筑的屋檐、屋脊、阴阳角等部位都设置避雷接闪装置。引下线是避雷接地技术中的中端部分，常见的做法是将建筑物的主体结构中的剪力墙中的钢筋或主体结构中的主筋作为隐蔽引下线，此外还可能利用建筑物中的一些金属构件作为智能建筑的引下线。引下线作为连接接闪器和接地装置的中间部位，能够在建筑物遭受雷击时起到分流、分压的作用。在智能建筑中使用引下线，要注意引下线的数量、直径和布线间距，还应当注意间距，避免引下线电流强度过大。在智能建筑中设计安置接地装置时，最好将建筑柱子、桩基内的钢筋或者底板基础内的钢筋作为接地装置，形成一个联合接地装置体。防雷接地装置应该尽量地使用基础接地体，但是当以防水水泥、铝盐酸水泥、异丁硅酸盐水泥等人造材料水泥作为钢筋混凝土基础，或者当基础外表面被塑料、橡胶等防水材料覆盖、涂有沥青质防水层且周围土壤的含水量低于4%时，就不可以用桩基内的钢筋混凝土或者底板基础内的钢筋混凝土作为接地装置，而是应该另作处理。接地装置效用发挥的好坏还与接地电阻有关，所以对避雷系统接地装置的接地电阻值也是有一定要求的，一般来说接地电阻越小越好。

2.2、内部防雷。内部防雷则包括防雷电感应、防反击、防雷电波侵入以及提供人身安全，它是指除了外部防雷系统外的所有附加措施。这些措施可能会减少雷电流在需要防雷的空间内所产生的电磁效应，防止雷电损坏机房内的电气设备或电子设备，这是外部防雷系统所无法保证的。防止侧击雷及反击：如果按滚球法计算避雷针的保护范围确定，避雷针在避雷针下部的空间内避雷针的保护率不再是99%，而是50～80%或更低的数值，所以我们不能完全指望避雷针，还要防止侧击雷，因而需要把接地体沿建筑物周围围成一个闭合环，对整个地网形成闭环连接。环形接地网可以使界面以内的电场分布比较均匀，减少跨步电压对人的危害，也可减少室内在被雷击时，由于地面电位梯度大产生对设备高电压反击的危险。等电位连接：要做好建筑物内的等电位连接，等电位连接的目的在于减少需要防雷的空间内，各种金属部件和各种系统之间的电位差。

建筑物防直击雷的避雷引入了强大的雷电流通过引下线入地，在附近空间产生强大的电磁场变化，会在相邻的导线（包括电源线和信号线）上感应出雷电过电压，因此建筑物避雷系统不但不能保护计算机，反而可能引入了雷电。计算机网络系统等设备的集成电路芯片耐压能力很弱，通常在100伏以下，因此必须建立等电位连接，减小电位差，确保计算机特别是计算机网络系统等弱电系统的安全。建议不能采用分开的、独立的、干净的、计算机的、电子设备这类不正确的大地接地体，电子设备独立接地的做法应予取消，采用联合接地系统是保证电子设备安全运行的最佳方式，其接地电阻不大于1Ω。

2.3、接地装置的设计。接地装置一般位于地下一定深度之处，其作用主要是将雷电流流散至大地中去，各种建筑物的接地装置不尽相同。按照相关规范，钢筋混凝土结构的建筑物应利用基础内部的钢筋作为接地装置。当规范中规定的条件不能满足或者基础包裹于防水卷材层内部时，可做周圈式的接地装置，但务必将周圈式的接地装置预先埋在基础槽最外边以远离建筑物3m以外。而对木结构或者砖混结构建筑物而言，则务必做独立引下线且采取独立的接地方式。如果土壤电阻率较大，且使用的接地极较多时也可做周圈式的接地装置，以降低接地装置的冲击阻抗，从而改善高层建内部的地电位分布，降低跨步电压。当采用独立式的接地方式时，则以钻孔深埋接地极效果最佳。

2.4、防直击雷设计。一般的民用建筑物防雷设计都采用的避雷针和避雷网或者两者兼备，可以利用建筑物顶端的金属面作为简单的接闪器。但要保证和引下线良好的接触，符合规范。对于具有放射性的金属接闪器，坚决不允许使用，其他形式的防雷器只能够安装在高杆铁塔的建筑物上。建筑物顶端比较突出的物件，如天线和卫星信号接收器等要保证安装在防雷设施的保护范围之内。如果通过滚球法计算，不在保护范围内，并且其他设施又不能进行移动操作，就需要另外再安装避雷针，使它们处于避雷针的保护范围中，并且要将另外接的避雷针与防雷装置进行有效的连接。

3、结语

智能化系统防雷接地设计分为外部设计和内部设计两部分，两个环节都很重要，必须统筹兼顾。这两个方面，无论哪个方面出现问题都有可能导致雷电事故的发生，需要引起注意。

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