智能建筑物雷电灾害分析及防护措施

陈李喆

摘 要：经济社会的不断发展，为智能建筑物应用范围的扩大起到了积极的推动作用。相对一般的建筑物，智能建筑物的经济效益和使用价值较大，为人们带来了理想的建筑环境。但是，这类建筑物在使用的过程中，存在着较大的雷电安全隐患，影响着人们正常的生活。因此，需要对智能建筑物雷电灾害进行详细地分析，找出问题发生的原因，并制定出可靠的防护措施，提高智能建筑物的安全性能。

关键词：智能建筑物；雷电灾害；防护措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.119

经济水平的不断提升，加快了现代化社会的建设步伐。在此形势影响下，智能建筑物的生产规模及应用范围也在不断地扩大，为人们良好的居住环境创造了有利的条件。但是，由于智能建筑物在使用的过程中相关的电子元件存在着抗干扰能力较差等问题，加大了雷电灾害发生的几率。

1 智能建筑物整体的概况

某智能建筑物设计上采用了最新的设计理念，内部的计算机基础网络设施相对比较完善，线路布局较为复杂，连接着大量的精密性仪器。由于自身结构的特点，该智能建筑物内部的设备灵敏度较高，很容易受到外来因素的干扰。雷电自然灾害等一系列影响因素的存在，为设备的正常工作带来了极大的安全隐患，加大了该智能建筑物安全事故发生的几率。该智能建筑物长50m，宽25m，高度为90m，建筑物总共分为25层。结合该地区整体的气候变化状况，可以发现这些该地区年平均密度为80.8d/a。利用相关的技术手段分析，得知该智能建筑物每年受到雷电灾害的次数约为0.406次/a.建筑物内部配有照明系统、宽带网络等。同时也分布着一些常用的办公物品。

2 智能建筑物雷电灾害分析

根据该智能建筑物内部分布的物品及线路布局状况，可以发现其中存在着许多的办公资料及电气设备等。这些物品的可燃点较低，很容易受到明火的影响，存在着一定的安全隐患。设计方面禁止该智能建筑物内部堆放易燃易爆的物品。

由于受到雷电灾害的影响，影响了该智能建筑物整体的安全性能。主要表现在：（1）当该建筑物遭受雷击时，外来人员进入该建筑物内部接触到相关的电子设备时，将会造成重大的人员伤亡事故；（2）由于建筑物内部部分导线的绝缘皮层破损，受到雷击时该建筑物内部的基础设施存在着漏电的安全隐患；（3）受到雷电灾害的影响，破坏了建筑物的物理结构，影响了建筑物使用过程中的安全稳定性；（4）当雷击现象较为明显时，局部的电流或者电压将会瞬间升高，容易引发大规模的火灾；（5）遭受雷击的建筑物，内部的智能系统受到严重的影响，不能及时地响应相关设备的操作请求，加大了安全事故发生的几率；（6）用户线路上的过电压，无法在规定的时间内传输到该智能建筑物内部相关的装置上，影响了设备的灵敏度。

3 智能建筑物雷电灾害的防护措施

3.1 直击雷的防护措施

所谓的直击雷，主要是指雷雨天气中的闪电之间地击中智能建筑物、周围的其它装置、或者防雷装置等，并产生了一系列的化学反应，导致建筑物内部部分区域导电线路上的电压和电流明显增大，温度也在相应升高的过程。

对于这种雷电灾害，主要的防护措施有：（1）在该智能建筑物内部容易遭受雷击的区域安装质量可靠的接闪器，并在相关的传输导线上安装传感器，及时地将雷击信息传送到相关的技术部门，提高建筑物的安全性能；（2）为了增强防雷效果，可以在该建筑物主体的立柱上增加引下线，并构建接地装置。同时，采取焊接的方式将接地装置与引下线之间形成统一的整体，扩大不具有导电性能装置的保护范围；（3）接闪器在安装的过程中需要确定具体的尺寸规格，主要的参考依据是根据相关的计算公式，确定具体应用过程中的技术参数，确定出接闪器最大的应用范围，为防雷效果的发挥提供可靠的保障。

3.2 相同电位下的联结防护措施

在智能建筑物使用的过程中，由于地电位反击电压的存在，加大了智能建筑物安全事故发生的几率。针对这种情况，可以采取相同电位下的联结防护。即利用物理学等势面的相关原理，采取必要的防护措施。将建筑物内部独立的装置、带电的导体等，利用相同电位的导体将这些独立的个体联结起来，使得智能建筑物遭受雷击的过程中导电装置的电位差能够减少在一定的范围内。这样的过程称为相同电位下的联结防护。它的主要原理在于利用等势面的特点控制电位差的范围。结合这样的措施，智能建筑物在设计的过程中需要将所有的结构钢筋与金属管线连接在一起，形成导电性能良好的导体。通过这样的操作，有利于消除雷击过程中感应过电压带来的影响。

3.3 雷电波入侵的防护措施

智能建筑物内部的线路或者管道主要采用的是全埋的方式。它将与用户端的电缆外层、金属管道等与建筑物的外墙方面的预埋件相连。设计过程中建筑物内部主要的金属物需要与防雷预埋件构成统一的整体，增强防雷效果。实现这样的目标，主要采取的措施有：（1）将所有的电缆、金属管道接地。雷电波的入侵主要是通过导体传输一定的电流和电压，设计过程中的接地操作能够有效地避免这种情况的出现；（2）将避雷装置分别安放在变压器高、低压两侧。

3.4 电磁屏蔽的主要防护措施

为了减少电磁波对于智能建筑物的干扰影响，需要利用相关的防护措施达到电磁屏蔽的目的。一般情况下，针对智能建筑物的结构特点，可以采用法拉第式的防雷网进行全面地布控。这种防雷网主要是将建筑物内部的墙面、地板、金属导管、金属管线等看做统一的整体，使其呈现六边形的网状结构。这种笼式的避雷网能够有效地发挥出电磁屏蔽的效果，并对遭受雷击的智能建筑物进行分流、分压操作，降低了安全事故发生的几率。在设计的过程中，根据智能建筑物整体的内部构造特点，采取合理的电磁屏蔽方式，最大限度地发挥出防雷网的屏蔽效果。

4 结束语

当雷电灾害发生时，建筑物内部局部的电流和电压将会明显的增大，威胁着人们的生命财产安全，降低了相关设备的安全性能。因此，需要对智能建筑物雷电灾害发生的原因进行必要地分析，并找出可靠的防护措施，提高智能建筑物整体的抗干扰性。在设计的过程中，需要充分考虑智能建筑物的内部构造特点，采取合理的防护措施增强防雷效果。

参考文献：

[1]王涪德，梁建文.高层智能建筑物综合雷电防护措施[J].现代建筑电气，2012（06）.

[2]王肃.电子信息系统雷击灾害风险评估及其应用[D].华东理工大学，2015（12）.

[3]高晓东.智能化住宅小区的雷击风险评估[D].南京信息工程大学，2011（06）.

[4]邓宇翔.基于GIS的雷电灾害风险评估系统设计[D].电子科技大学，2012（08）.