高层建筑防雷与接地施工技术分析

梅亮杰

【摘要】随着人们对雷击灾害认识程度的不断增加，建筑防雷设计及施工也受到了业界人士的关注。作为高层建筑电气设计中的一个重要组成部分，防雷接地问题的出现将会对防雷设计质量造成严重影响，甚至会造成设备的损坏以及人员的伤亡，因此，提高防雷接地的安全性成为建筑施工过程中的关键所在。

【关键词】高层建筑；防雷；接地；施工技术

随着社会主义市场经济的快速发展，大中型城市中的高层建筑开始大量出现，而每年都有很多高层建筑会遭受雷击，雷击的主要原因在于建筑物高度高，同时防雷接地质量不符合要求，因此高程建筑防雷接地成了业界人士的主要关注点之一。雷电会造成建筑物损坏，甚至会造成严重的人员伤亡，因此其防雷接地与普通建筑物相比要求要更高一些，在施工过程中一定要严格按照相关标准与规范进行。基于以上内容，本文从不同角度针对高层建筑防雷接地施工技术展开具体分析和研究，相信一定可以为同行的研究提供一些参考。

1防雷接地概述

近年来我国科学技术得到了快速的发展，高层建筑物如雨后春笋般涌现出来，同时楼房结构也非常复杂。因为高层建筑地面上存在极高的高度，因而很容易受到雷电的威胁，在建筑工程施工过程中将防雷接地工作做好非常重要。一旦产生雷击现象会通过巨大的电流，同时会相应的产生较大的热能及机械能，不仅会破坏建筑整体结构，还会使电气设备遭到损坏，甚至会对居民的生命财产安全带来威胁。随着近年来信息技术的快速发展，各种不同类型的电气、电子设备在高层建筑物中得到应用，因为这些设备的耐压低、灵敏度高，很容易会受到电磁脉冲的干扰，一道出现雷击灾害就会在设备中出现不同程度的损坏。因此，在高层建筑工程施工过程中，应该将防雷接地系统做好，这对整个建筑自动化的实现以及相关使用功能的发挥具有十分重要的作用。防雷接地的目的主要在于通过和大地土壤之间连城一条电缆线路，将雷击带来的过电流与电压通过电路导入到土壤中，以防止雷击对建筑物造成损坏。目前在高层建筑施工中，采用的典型防雷接地措施有以下几种：第一，雷电接受装置，利用雷电金属杆及避雷针等装置达到引雷要求；第二，接地线，也被称作引地线，是一种金属导体线路，将雷击电流和接地装置连接起来，将电流引入到土壤中；第三，接地装置，接地线和接地体的综合，目前在建筑工程中常见的是扁钢结构模式。

2高层建筑防雷接地施工技术

2.1基础接地与人工接地装置

2.1.1建筑物基础

主要由自然与人工两种接地体，其中自然接地体通常是利用建筑物基础钢筋、基础梁内钢筋，将其焊接成基础接地网；人工接地体主要是人工在地下埋设的接地线和接地极。

2.1.2接地体连接

通常会采用焊接（热焊接）的方式连接接地体，如果采用通用焊接方法需要在焊接位置适当进行防腐处理，同时铜材及钢材在焊接过程中应满足以下要求：首先，利用钢材作为导体时，焊接搭接的长度和方法应满足下表1中的规定；其次，利用铜材为导体或者利用钢材与铜材为导体时，采用放热焊接的连接工艺，这时应该将被连接的导体完全包在熔接接头里，同时连接处金属要完全熔化，并保证连接的牢固性。

表1焊接防雷装置时钢材的焊接方法及搭接长度

焊接材料 焊接方法 搭接长度

扁钢与扁钢 两个面≥3个棱边焊接 ≥扁钢宽度的2倍

圆钢与圆钢 双面施焊 ≥圆钢直径的2倍

圆钢与扁钢 双面施焊 ≥圆钢直径的2倍

扁钢与钢管

扁钢与角钢 紧贴角钢外侧或者紧贴钢管3/4表面，上下侧施焊，焊成由扁钢弯成的弧形（或直角形）卡子，或者直接由扁钢完成弧形（或直角形），与角钢或钢管焊接。

2.1.2室外人工接地体

普通的民用建筑工程利用基础接地体就可以满足接地电阻值的需求，而生产性及非生产性的共用建筑，其接地电阻值往往比较高，在要求无法得到满足时，可以加设室外接地体以满足其要求。室外接地体主要由接地线和接地极两部分组成，其中接地线主要有镀锌圆钢、镀锌扁钢等，接地极主要有镀锌圆钢、镀锌角钢以及镀锌钢管等。

2.2引下线

防雷接闪装置和接地装置之间需要利用引下线来连接，引下线的重要作用在于将雷电流引入到接地装置中，可以利用若干并联电流通路来作为引下线，其长度应该是最短的。对于1～3类防雷建筑物来说，会专门设置不少于2根引下线，还要沿着建筑物的周围对引下线进行均匀的布设，注意二者之间的距离最好不能在12m、18m、25m以上。在現阶段的建筑工程中，普遍利用混凝土柱子内柱钢筋当做建筑物的防雷引下线。

2.3接闪器

在建筑防雷设计中，接闪器是防止建筑接受雷击电流的金属导体，具体来说有避雷针、避雷网以及金属屋面等多种形式，其中避雷网会沿着建筑物屋脊、屋檐等容易受到雷击的部位进行敷设，严格按照防雷等级在建筑物屋面组成尺寸不同的网格（详细情况见表2）。

表2接闪器布置情况

建筑物防雷类别 接闪网网格尺寸（m） 滚球半径（h/m）

一 ≤5 5或≤6 4

30

二 ≤10 10或≤12 18

45

三 ≤20 20或≤24 16

60

从对雷击建筑物部位规律的总结来看，将避雷针装设在建筑物上可以有效的吸引强雷与若雷；避雷网通常需要利用热镀锌的扁钢或者圆钢，在敷设时要保证固定可靠和顺直，同时焊接的长度还要符合相关规范要求，在经过沉降缝或者伸缩缝时，应进行煨弯补偿处理，在女儿墙敷设避雷带时通常将其敷设在女儿墙中间，如果女儿墙宽度足够大，可以将其移向女儿墙外侧，女儿墙外沿往往更容易受到雷击。在现代高层建筑中经常讲金属栏杆作为避雷网，其材质为不锈钢管或者钢管，其壁厚在2.5m以上，采用角钢或者圆钢进行转角部位搭接焊，其焊接长度最好可以满足表1中的要求，并保证栏杆和引下线之间连通的可靠性。

2.4建筑物内部防雷

建筑内部防雷可以从雷电感应、防雷电波侵入以及防反击三方面分析。内部防雷可以有效减少雷电产生的电磁效应，并有效防止二次雷电磁脉冲造成的危害，主要由屏蔽、等电位联结等相关措施。其中，屏蔽的目的在于防护微电子设备，在电子设备房建中采用屏蔽措施，将电子设备处于一种无干扰的环境中，为了防雷装置接闪不会受到影响，通常会采用金属管进行布线，以有效防止雷电反击。等电位连接主要利用导线连接的方式，或者将过电压保护器置于需要防雷的空间中，将其与建筑物金属构架、防雷装置等连接起来，形成环形的等电位网络，注意支线之间不能串联。通常高层建筑中会将金属门窗、设备金属外壳等进行等电位联接，利用信号线、电源线通过对电涌保护器的使用来实现等电位联结。

结语：

综上所述，高层建筑物防雷接地过程非常复杂，覆盖面非常广，与各专业系统之间都存在交叉点，因此，在设计及具体施工过程中应对各种因素进行全面细致的考虑。同时还要与实际情况相结合，做到灵活应变、机智处理，这样才能对高层建筑物及人员的人身安全进行保证，保证建筑物的和谐、美观，不仅节省了建设投资，工程质量也得到了最大程度的保证。

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