高层建筑防雷工程常见问题及应对措施

李春林

摘  要：我国的雷击灾害较为频繁，而每年新建的高层建筑物逐渐增多，其受雷击的概率比普通建筑更高。因此，加强高层建筑的防雷工程研究十分必要。分析了高层建筑防雷工程中的常见问题，提出了相应的应对措施，以期对今后建筑物的防雷击起到一定的借鉴作用。

关键词：高层建筑;防雷工程;云层;电位差

中图分类号：TU895              文献标识码：A               DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.14.158

1  高层建筑防雷工程概述

根据常识可知，雷电出现是因云层间、云层内和云地间的电位差到达某一种程度时的放电现象，该现象属于自然现象，具有强电流、强电磁辐射、强冲击波和高电压等特点。由于该自然现象有上述特质，所以，在进行建筑设计时，应将避雷措施纳入考量范围，防止雷击造成严重后果，将可能发生的事故损害降低到最小值，这也成为了现代建筑设计的工作人员和住户最关心的问题。以往，在建筑防雷工程中一般采取在楼顶部位安装避雷针等一系列防护设备避雷，该类设备主要由接闪器、引下线和接地体等组成，避雷针的主要作用是将雷击所产生的强电流转移到大地，以避免雷击造成的影响，从而保证居住者的生命财产安全。但此类设备对室内的机械、电子设备、金属门窗和管线等的保护作用有限，有时雷击仍旧会损坏家用电器等。这一情况主要是因雷电在转移过程之中会在空气中出现强大的变化磁场，家用电器、金属门窗等物体切割磁感线时会出现强电流，进而涌入电子设备并对其系统造成损害，这种损害是很难察觉的，一旦发生，则后果比较严重。由此可见，在建筑物外部加入避雷措施是相当必要的，而避雷措施并不仅是安装避雷针等设施，还需要组建外部、内部的综合防雷系统，这样不仅能达到建筑物外部防雷的目的，还能从内部确保将雷击损害降至最低，从而保护室内的电子设备、金属物件。

2  高层建筑防雷工程中的常见问题

2.1  接闪问题

一般在易受雷电击中的区域敷设有接闪带，如果未敷设，特别是在屋角、屋脊等部位，则易出现接闪问题;接闪带沿着女儿墙进行暗敷操作;带搭接的焊接长度不符合防雷规范要求;接闪带焊接施工工艺不符合防雷规范要求;接闪带跨越易变形缝处时未加设补偿器。

2.2  引下线问题

引下线的铺设不匀称或不对称;支撑件之间、引下线之间的距离没有遵照相关的指导规范敷设;个别区域的焊接处没有做好相应的处理工作;明敷引下线近地面处未采取防护措施。

2.3  接地装置问题

在施工作业过程中，没有充分利用现有条件，导致防雷效果达不到稳定状态;工程造价较高等。

2.4  屏蔽隔离问题

屏蔽隔离部分施工中未做好综合防护。

2.5  等电位的连接问题

总等电位连接的端子板、局部等电位端子板、接地干线的位置以及联结方法没有按照相关规范进行，且连接线的直径较段。

2.6  电涌保护问题

浪涌保护器的能量不配合，安装的浪涌保护器的参数没有按照相应的指导要求设置。

3  高层建筑防雷工程问题的应对措施

3.1  接闪器

接闪器可收雷电流，并通过引下线和接地装置向大地泄放雷电流，以达到保护建筑物免受雷击的目的。其对目前建筑物外部防雷技术而言具有唯一性。接闪器的位置、数量对高层建筑物的防雷击有一定的影响。避雷针、避雷带和避雷网等作为接闪器中的组成部分，其保护范围可用滚球法计算。可通过计算保护范围来衡量接闪器的数量，以达到经济、有效的目的。当防雷等级为二类的高层建筑的高度超过45 m、防雷等级为三类的高层建筑高度超过60 m时，其超高部分应考虑采取防侧击雷措施。

3.2  引下线

在接闪器与接地装置之间有可靠性较高的连接导体，该连接导体便是引下线。引下线可使接闪装置和接地装置都变成等势体，从而有效避免二者间存在的电势差，对建筑物起到了保护作用。一般情况下，高层建筑物自身均能达到引下线的防雷要求，高层建筑物的梁、柱和钢筋等的连接都可用于引下线、均压环等方面。

3.3  接地装置

接地装置的有效性与接地电阻和接地方法有关。要想建筑物受到电流冲击的接地电动势越小，就需要将接地电阻降到最低，这样其泄放雷电流的速度越快，避雷效果也越好。因此，对于高层建筑物的防雷设计和施工，应尽可能地将接地电阻降低，这样可更快地达到防雷最佳状态;在接地装置的设计过程中，应尽可能地采取自身构造和设备作为接地装置。通过计算，如果建筑物基础接地装置的接地电阻大于规定要求，则可沿建筑四周增设人工接地体。

3.4  屏蔽

屏蔽可有效地减小雷电电磁脉冲在电子信息系统内产生的浪涌。防雷等级为二类的高层智能建筑物的弱电设备的数量较多，所以，应对其采取屏蔽技术避雷。通常情况下，对于设备表面，要搭建屏蔽网架构造和增设金属外壳，同时，还需要将设备的电源线、信号线等接口的接地纳入考虑范围。为了将屏蔽作用发挥到极致，可在布线时使用金属桥架或屏蔽电缆，将强、弱电的电线分开架设，并将屏蔽层与各层次的接地装置相互联结。该操作方法可将雷电的反冲击概率降至最低。但对于设备而言，需要提高其屏蔽性，做好屏蔽措施。

3.5  等电位的连接

将建筑物内部的结构、金属管与设备间的电势差化整为零的技术即等电位连接。该项连接主要是为了避免建筑物内部出现雷击的反击、接触性放电和跨步电压等一系列现象。该连接的普遍做法有2种，即总等电位连接、局部等电位连接。要想采用总等电位连接，则一定要确保基础、上层结构与内部设备

之间的相互连接，且可与接地体连接，从而形成一个整体的连接网。这种方式可有效预防因地位差、放电火花等产生的危险。

3.6  电涌保护

浪涌保护器的级数一定要达到能量间的相互配合;浪涌保护器的参数值应符合要求，并考虑20%的裕量;各级浪涌保护器的连接铜导线截面积要符合要求，且尽量短、直，长度不宜>0.5 m。

4  避雷与土建结合的具体操作

高层建筑物的防雷贯穿于整个建筑物的施工过程中。为了使建筑物达到防雷设计的要求，对施工质量和工艺都提出了较高的要求，必须合理布局防雷线路，从而使防雷网与钢筋结合，以降低工程造价。在施工过程中，需要加强施工管理人员与技术人员的配合。根据设计需要，建筑物中都存在一定数量的钢筋混凝土柱，无论是构造柱，还是框架结构的柱子、剪力墙，都可以将这些钢筋部分作为避雷引下线，在实际施工中可采用搭接焊接等连接方式。

5  结束语

在当今社会快速发展的情况下，人们对居住环境安全性的要求越来越高。因此，建筑物的防雷措施要具有覆盖广泛、安全性高等特点。而在建筑物的防雷系统中，如果其覆盖面较广，则会出现专业系统间交叉点过多的问题，这就要求施工方在施工建设过程中应仔细、认真、全方位地考虑到各种问题，并以预防为主，密切跟踪，防止出现任何纰漏。只有具备这样的建设理念，才能建造出质量合格的建筑物。

参考文献

[1]林经春，曲宏辉.城市建筑物防雷设计研究[J].气象与环境科学，2012（S1）.

[2]赵超.防雷设施在城市建筑中的应用[J].黑龙江科技信息，2009（33）.

〔编辑：张思楠〕

Common Problems and Countermeasures of Lightning Protection for Tall Buildings

Li Chunlin

Abstract： The lightning disaster in China is more frequent， and the newly built high-rise buildings gradually increased， and the probability of lightning stroke is higher than ordinary buildings. Therefore， it is necessary to strengthen the lightning protection engineering of high-rise building. The common problems in lightning protection for high-rise buildings are analyzed， and the corresponding countermeasures are put forward， in order to draw a reference for the lightning strikes of buildings in the future.

Key words： tall building; lightning protection engineering; cloud; potential difference