浅谈智能建筑物防雷设计与施工

秦冬旭+刘建国+宋威+王友利+张艳龙

【摘 要】伴随着建筑物水平的不断提升，以及科学技术的快速发展，雷电破坏事件发生的几率越来越大。所以，加强智能建筑防雷设计与施工有着非常重要的作用。因此本文对智能建筑物防雷设计与施工进行了具体分析。

【关键词】智能建筑；防雷设计；施工

一、雷电对智能建筑的危害

（一）直击雷击

直击雷击是指雷云之间或雷云与地之间在建筑物的某一点放电。强大的雷电流通过被击物体时产生热效应，其所产生巨大的热量会使被击物体温度突升，甚至引起火灾。达数十甚至数百千安雷电流通道，会使空气急剧膨胀，并以超生速向四周扩散，外围附近的冷空气被强烈压缩，形成激波，会严重破坏附近的建筑物、树木及人员伤害等。

（二）感应雷击

感应雷击是指雷电通过静电感应或电磁感应对被击物体的损坏。雷电产生电磁感应的破坏，由于雷电有极大的峰值和徒度，在其周围形成强大的变化的电磁场，处在变化电磁场中的导体会感应出10000V的过电压，该电压由导线可传至较远电气设备，对微电子设备及系统造成废灭性袭击。雷电产生地电位反击的破坏，智能建筑内计算机及微电子设备，均要求有干净的地，如果在建筑不同接地系统被泄入雷电流时，引起电位不均，高电位的地会反击地电位的地，导致电气设备损坏。

二、智能建筑物的防雷设计

（一）防雷设计方案

1.直击雷。

直击雷防护主要是使用避雷针、引下线和接地网，再加上主体钢筋，形成笼式框架。如果想要达到理想效果，在没有避雷针的情况下，必须在最高位布有不大于分类要求的金属网络，整座建筑物的金属体都要与笼式框架相连接，以达到理想的防雷保护作用。

2.感应雷。

感应雷主要通过电源线、信号线或数据线入侵，而破坏电子设备，因此，感应雷的防护是在各种线路的进出口安装适当的防雷器。防雷器应具备一些必要特征，即动作时间快，具有相容性，能承受高电流，全面保护，反复使用，安装简易。

（二）电源系统的分级设计

对于低压供电系统，浪涌引起的瞬态过压保护，最好采用分级保护的方式完成。

1.一级保护。

一级保护是连接在智能建筑供电系统入口进线各相和大地之间的大容量电源防浪涌保护器。该级电源浪涌保护器具备每相25 kA以上的最大冲击容量，要求的限制电压应小于2400V，称为Ⅰ级电源防浪涌保护器。其是专门为承受雷击的大电流和高能量浪涌吸收而设计的，可以将大量的浪涌电流分流到大地。

2.二级保护。

二级保护是安装在重要或敏感用电设备供电的分路配电设备处的电源防浪涌保护器。这些防护器能够通过建筑供电入口浪涌防护器的剩余浪涌能量，进行更加完善的吸收，能够很好的抑制瞬态过电压。因此，使用的电源浪涌保护器的最大冲击容量应该每相45kA以上，要求的限制电压应小于1200V，称为Ⅱ级电源防浪涌保护器。

3.三级保护。

三级保护是用电设备内部电源部分使用一个内置式的电源浪涌保护器，以完全消除微小瞬态过电压。因此，使用的电源防浪涌保护器要求的最大冲击容量为每相20kA或更低，要求的限制电压应小于1000 V。对特别重要或敏感的电子设备，具备三级保护是非常有必要的，也可以保护用电设备免受系统内部产生的瞬态过电压影响。

（三）信号系统的防雷设计

数据信号传输线路采用有线传输方式时，线缆应该采用屏蔽电缆或穿管埋地引入。在线缆与信号接收器间安装电源浪涌保护器。传输设备的天线在交界处穿金属管屏蔽接地引入，在天线的发射设备端和接收设备端应安装保护器，进入主机房的电话线穿金属管屏蔽接地引入，并在接线盒前端的电话组线箱内安装保护器。用同轴电缆或双绞线上网时，在同轴电缆或双绞线上安装保护器。

（四）等电位联结设计

实施等电位联结的主体为设备所在建筑物的主要金属构件和进入建筑物的金属管道，供电线路、防雷装置、信息系统。实行等电位联结的连接体和无法直接连接时，而做瞬态等电位联结的电涌保护器为金属连接导体。设备房外面应该敷设金属屏蔽网，屏蔽网应与房内环形接地母线均匀多点相连。通过星型结构把设备直流地以最短的距离连到邻近的等电位联结带上。设备房内的电力电缆、通信电缆，应该尽量采用屏蔽电缆。

三、智能建筑防雷施工

（一）装设接闪杆和接闪带

智能建筑物的接闪杆和各层的接闪带都要保证相互协调，利用塔顶的金属宝顶作接闪杆，安装在建筑物的楼顶。将Ф12热镀锌圆钢和3根引下线柱结构钢筋焊接在建筑物的宝顶底座，这属于接闪器的泄流通道。接闪带则是由热镀锌圆钢沿着琉璃瓦轮廓弯曲敷设形成的，并在各支架做好防水措施。

（二）装设引下线

将引下线作为雷电流通路，按照分流原理，引下线通过的雷电流会随之增多而减小，利于大大降低雷电反击和二次雷电的危害。所以，应该尽量增加引下线的设置量，确保引下线沿塔布置始终保持均匀。

（三）布置接地体

智能建筑施工场地主要包括素填土、砂质粘性和强风化花岗岩等。接地体的几何尺寸、土壤电阻率确定了接地装置的接地电阻，为了有效降低接地电阻，需要提高建筑物自然接地体的利用率，并正确实施深井接地技术，同时还要进行施放接地降阻剂处理。

（四）等电位联结

等电位联结过程中，连通外墙的金属栏杆、门窗与均压环，玻璃幕墙支架、钢龙骨与均压环连通成等电位，以此有效避免侧击雷。埋地进出建筑物金属管道和构建，电缆金属外皮和保护钢管，在进出建筑物部位和防雷接地装置进行等电位联结。

（五）屏蔽

建筑物的钢筋和金属框架等在不能满足屏蔽系统要求时，应该设置金属网和其他，以此符合屏蔽措施标准，保证路径敷设线路的准确性，有效增加线路屏蔽。因为雷电流具有一定的陡度，所以在施工過程中，要保持设备电缆和引下线敷设位于一定的距离，或者采取适当的屏蔽方法。

（六）合理布线

在防雷装置接闪过程中，为了有效避免信息系统等管线受影响，需要在金属管内穿入电线，以此保证屏蔽的可能性。在智能建筑物的中心位置，合理设置线路主干线的垂直部分，并和引下线的住进保持安全距离。在管线较长时，必须两端接地，合理处理电源线、天线等线路的引入操作，把避雷器和压敏电阻等浪涌保护器，安装在相应的线路上。

（七）检测

为了落实防雷安全保护工作，可以建立健全的定期技术检测制度，并及时解决设计与施工过程存在的问题。与此同时，还应该实施避雷设施跟踪技术检测，完善定期检修制度，避免对其造成破坏。

四、结语

总之，智能建筑防雷工作是一项系统的工程，现代化防雷技术充分强调了全方位防护。其中等电位联结、合理布线和加装电涌保护器是智能建筑进行防雷的关键。在智能建筑防雷设计中，应该严格遵守技术规范要求，并在实践中，切实落实防雷保护措施，以此大大降低智能建筑的雷击风险。

参考文献

[1]王琳，郑怡，张佳.智能建筑中的防雷技术研究[J].智能建筑与城市信息，2014，4（12）：78-81.

[2]沈凤琴.高层建筑防雷设计与施工技术[J].科技创业家，2014，3（10）：44-45.

[3]康强，邓宁文，叶木林.文昌塔仿古建筑防雷设计与施工[J].科技传播，2011，7（14）：173-174.