高层建筑物的防雷技术分析

陈冰琳 吴春富 陈钊南

摘 要： 随着国家经济飞速发展，我国建筑领域迎来了发展的高峰期，房地产事业成为我国国民经济建设的重要组成部分。最近几年，居民建筑结构向着复杂化和高层化发展，高层建筑在为房地产商带来更多经济效益的同时，雷击事故就成为高层建筑需要重点解决的一个基础问题。高层建筑雷击防护措施的好坏直接影响到居民的生命财产安全和楼房的使用寿命。本文主要结合实际情况，就高层建筑雷击事故的种类进行了分析，然后论述了高层建筑物防雷技术，希望通过本次研究对更好的降低雷击事故对建筑物和居民生命财产安全影响有一定的助益。

关键词：高层建筑 防雷技术 分析

中图分类号：F407 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）04-0285-01

进入新世纪以后，随着我国科学技术进步和发展，城市高层建筑物数量逐渐增多，高层建筑智能化，自动化成为建筑工程的发展趋势。高层建筑在给人们带来智能化和自动化方便的同时，对建筑物设计方提出了更高的要求，特别建筑物内电气设备逐渐增多，线路结构趋于复杂化，这些设备一旦遭受到雷击，将会对建筑物内的这些电气设备和网络系统产生严重的影响和破坏。当建筑物顶部的防雷装置遭受雷击后，大量负荷会通过接地装置被引入大地，这个过程会在避雷装置的引下线和接地装置中产生较大的电压降，电压降超过一定标准后就会与相连的金属装置或者导体产生放电现象，会对建筑物和居民人身安全造成严重威胁，因此，做好高层建筑物防雷击工作就显得十分重要了。

一、高层建筑物中雷击事故的类型分析

1.直接雷击事故

雷电在建筑物和电气设备上直接发生机械效应和热电效应，通常情况下，建筑物容易遭受雷击的部位主要是屋檐、屋脊和女儿墙。在高层建筑物中雷击事故还会出现侧击和环绕雷击，出现这种雷击事故主要是因为建筑内存在多种电气设备和其他金属物导致雷击放电。

2.雷电电路直接侵入

如果高层建筑物内部电气设备和电气线路建设存在缺陷，雷电释放的超高压电流就会沿着电气线路和管道进入到建筑物内部，对电气设备安全造成威胁。此外，当架空线路造成雷击后会产生感应电流，高电位电流会沿着导线、电源以及信号侵入变电站或者建筑物内，这种感应电流侵入同样会对电气设备造成危害或者造成建筑物内金属设备出现放电，击穿防雷装置。最近几年，智能化的高层建筑逐渐兴起，在智能建筑内部多包涵大量的电气设备、电子设备、计算机和网络系统，这些设备不具备耐高压、抗干扰能力，一旦出现雷击事故将会给设备造成严重威胁。雷击事故发生后高负荷强电流通过输电电缆、通信线路、电话线路和金属管道进入到室内，对设备造成危害。电磁感应电流会对计算机和网络系统以及通讯设备和自动化控制系统产生干扰和雷击事故，最终影响到建筑使用安全。最近几年，这类雷击事故的发生率最高，给工作、生产和居民生活产生了严重影响。

3.感应雷击事故

也就是雷电中的高负荷电流所产生的电磁感应电流和静电电流，这些电流会产生较高的电压。对于高层建筑物来说，如果产生感应电流或者静电电流，建筑物内部的结构和接地不良的金属设备会产生放电现象，这对于存放易燃易爆装置的仓库来说十分危险，严重者会引发爆炸。在雷电出现闪击时，由于雷电电流的变化幅度较大，这时会在雷电电流流通的附近产生一个很强的感应磁场，这个磁场会对建筑物内部的电气设备和自动化网络产生干扰。还会对周围金属构件产生感应电流，使得金属构件内部产生大量热能，从而引起火灾。最近几年。因为雷击事故产生感应电流造成的建筑物火灾事故呈现高发趋势，但是居民和管理者对这些隐蔽性雷击灾害认识性不足，在不少住宅小区防雷工作一直处于空白，他们都认为在建筑物上已经安装了防雷装置，这样就能够有效避免雷击事故。我们需要及时改变这种传统的思想认识，将防雷的重点放在感应电流和感应磁场危害解决等方面。

二、高层建筑物防雷技术分析

1.接地装置

现代高层建筑物的防雷接地装置、电气设备的保护接地装置和工作接地装置都是结合在一起的，其组成了综合接地系统。一般情况下，接地装置电阻通常要小于40欧姆，但是鉴于最近几年建筑物逐渐向着智能化和自动化发展，其内部电气设备越来越多，接地装置电阻最好不要超过10欧姆。高层建筑物钢筋结构基础埋设比较深，与大地接触面过大，其接地电阻比一般接地装置的阻值要小的多，容易满足上述要求。考虑到现阶段大部分高层建筑基础均做好了防水处理导致接地装置阻值变大，应该尽量在建筑物周边做好周围式接地。这种接地方式有效避开了防水处理层，同时由于接地装置主要埋设在基础外侧，提高了接地装置的安全性。此外，在地区土壤电阻值较高时，可以采取向外延伸接地体，改良土壤，深埋电极等方式降低阻值。另外，为了更好的降低跨步电压对建筑物的影响，防止直接雷击事故的人工接地装置距离建筑物的入口处以及人行道小于3m时，应该加大埋深深度，做好绝缘工作，设置均压带等措施。

2.接闪器

接闪器装置主要有接闪针、接闪带、接闪网等几种。在接入这些设备过程中，采用哪种接入方式，应该结合建筑物的结构、造型和所想达到的避雷效果综合确定。现阶段，一般高层建筑物较多会采用接闪针、明装接闪带和暗装接闪网等措施防止雷击事故。在安装过程中，接闪器的布置应该科学合理，要符合以下要求：首先，在建筑物30m以上部分，每隔两层在外围刚扁钢做暗敷水平接闪带，在建筑物顶部可以利用顶层的梁板内钢筋相互焊接成尺寸大小不超过100平方米的暗装接闪网。此外，高层建筑屋顶上的金属装置、广告牌、钢结构楼梯以及水管和多种电气设备必须与就近的接闪带或者接闪网焊接在一起。在建筑物顶部采用接闪针设备时，为了有效降低接闪针的高度，增加防雷效果，可以采用半导体少长针接闪装置，这种接闪装置一般适合高度为35m以上的高层建筑物。

3.引下线和均压环

在高层建筑物中，主要钢筋结构和梁板钢筋可以直接作为建筑物的引下线和均压环。但是应该注意引下线、接地装置、均压环和接闪器之间连接的可靠性。当建筑物高度超过30m之后，在每隔三层设置一个均压环，30m以上的外围栏杆、金属门窗等大型的金属结构物，通过预设埋件和均压环或者引下线相连。此外，高层建筑物外部的玻璃幕墙，大型复合金属板以及不锈钢金属面材的应用增加了建筑物外观美感，但是这些设备对防雷效果提出了更高的要求，由于幕墙等金属装置是固定在建筑物主体结构预埋件上，支架和预埋件进行连接，因此只需要将该地方的支架预埋件和引下线连接即可满足避雷需求。

结语

高层建筑物防雷是一个复杂而系统的工程，对保障建筑物安全使用、电气设备安全运行以及居民人身安全发挥着至关重要的作用。在防雷措施实施过程中，除了要严格执行国家规范之外，还要保证各个工种联合工作，积极应用全新的技术完成建筑物防雷工作。

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