雷电的危害及建筑防雷工程设计分析

李清++李俊山

摘 要：雷电一般会在雷雨天气发生，如果没有将雷电的危害和防雷工作做好，就会影响着建筑防雷系统作用的正常发挥。如果建筑物受到了雷击，那么建筑物中的人们就会出现安全性问题，针对雷电产生的危害，对建筑防雷工程进行科学的设计，最大限度的保证建筑物不会出现雷击现象。

关键词：雷电的危害；建筑防雷工程

住宅建筑在使用的过程中，在雷雨天气是极容易被雷电袭击的，尤其是现代的住宅多为高层住宅，这样就会更加的容易受到雷电的袭击。现在有很多的学者对雷电的危害极其建筑防雷工程进行具体的研究，不断地完善防雷工程，减少雷电带给人们的危害。本文就是对雷电的危害及建筑防雷工程的设计进行分析，为相关的研究提供借鉴。

1 雷电的形成和危害

雷电就是指带点的云层之间放电的一个过程，也就是说是带有正电荷的云层和带有负电荷的云层产生的一种放电现象，雷电在发生的时候，会给人们强烈的视觉冲击，还会伴随着极大的声响和闪电，雷电在放电的位置上也会出现差异，如果高处的云层发生放电现象，那么就会对高空正在飞行的一些飞行器造成严重的危害，但是对低空的建筑物、动植物和人类没有较大的危害。但是如果是低空的云层出现了雷电，那么就会导致人们的生命和财产受到威胁，我们需要对雷电的形成和危害进行充分的了解。

1.1 雷电的产生

地球自身就是一个导体，这一导体携带的是负电荷，负电荷会持续的保持稳定性。当地面的水蒸发成为水蒸气的时候，水蒸气就处于地球这个大的导体中，带电的粒子会在电场中运动。水粒就会在地球自身重力的作用下，超出云粒下降的速度。雷云在产生之后，就会在云间进行运动，当两片云层之间的距离逐渐的增加的时候，就会导致上云层和下云层的距离加大，携带的电荷量就会迅速的增加，根据物理公式可以知道，当云层的电压开始升高的时候，就意味着放电现象的开始。这时云层中带有正电荷的粒子就会与带有负电荷的粒子的建筑物上的电压就会不断的升高，当电压升高到一定的程度的时候，就会击穿它们之间的空气，会形成云对大地上的建筑物放电的现象。

1.2 雷电的危害

1.2.1 雷电直接击中物体产生的危害

在雷电直接击中物体的时候，散发的热量会在较短的时间内聚集到某一个点上，这样就会形成较高的温度，甚至会导致金属发生熔化。因此在雷电的冲击下，就会导致云层间携带的带电电荷导入到整个建筑物中，发生高温使建筑物内的线路发生熔断，也就会使建筑物内的日常活动受到一定的限制，无法正常的进行。雷电产生的电流不仅仅会产生热效应危害建筑物和建筑内的设备，也会携带冲击波，使建筑物发生损坏。

1.2.2 雷電通过感应击中物体出现的危害

雷电通过感应击中物体产生的危害主要有两种，一种是电磁感应，另外一种是静电感应。雷电通过电磁对建筑物造成的损坏是由于发生的电磁感应引起的，电磁感应会导致树木和建筑物发生极强的电流或者是电压，树木本体和建筑物就是形成一个完全的导体，对树木和建筑物有着极大的危害，也会对人体产生一系列的影响。雷电是通过雷电感应对地面上的一切导电物体带来危害的，能够损坏电气设备和信息系统，这种雷击会造成大面积的危害，雷击的面积比较大，严重的情况下也会导致人员的伤亡。

2 住宅建筑防雷设计的必要性

现在我国有很多的雷击事件引起的信息系统瘫痪、爆炸和火灾现象，这些现象的出现已经不计其数，因此造成了大量的财产损失和人员伤亡，在建筑物内，尤其是高层的建筑物里面的电子器件、电子信息系统和生活电器都会受到雷击的影响，这样就导致了雷击危害的不断发生。我国经济在不断的发展，人们的生活水平在不断的提高，现在的小区住宅都是高层建筑，就连新农村建设住宅小区也是大片建设，随着生活水平的提高，建筑内部电子信息系统逐渐增多，遭受雷击的可能性在不断增加，因此对雷电防护的要求就越来越高。建筑物的防雷设计不合理将会为建筑物内的各项设备造成损坏，严重者还会造成人员伤亡。因此重视建筑物的雷害分析以及采取合理的防雷装置是非常必要的。

3 建筑防雷设计措施

建筑物的防雷系统分外部防雷和内部防雷两部分。建筑物外部防雷装置一般是由三大部分所组成，包括接地装置、接闪器与引下线。建筑物外部防雷装置主要是用来保护建筑物自身不受损害，减弱雷击对建筑物内部空间产生的各种影响。建筑物防雷系统中的接闪器一般采用接闪杆、接闪带、接闪网以及金属屋面、金属构件等组成。接地装置是接地体和接地线的总称，其目的是将雷击电流流散至大地，一般可以采用自然接地体作为接地装置，也可以采用人工接地装置，在实际设计施工中应使用一些导电性高、耐腐蚀的新型材料。

为了限制雷电电磁脉冲的作用，保护建筑物内各类电器设备的安全，免受雷电的危害，建筑物的内部防雷一般采用屏蔽、等电位联结、合理布线及过电压保护等措施来防护感应雷。根据雷电流的“集肤效应”，室内的电磁场在柱子即引下线附近达到最大，因此室内电子设备与机房的电子设备系统等的位置应选择在建筑物的中部，使其与下引线保持所要求的距离。在实际施工中金属材质的构架、门窗和管线等均焊接在一起，使其与地网保持良好的电气连接以达到阻挡电磁波的侵入与防雷的效果。

在建筑物上采用接闪杆进行建筑防雷，接闪杆能够保护地面上的物体免遭雷电的直接冲击，在地面上建筑物的防雷保护中常常被使用。接闪杆是由全金属制成的，通常会安装在建筑物的最高处。在雷电发生时，处在建筑物最高处（顶端）的接闪杆会将雷电放出的电流通过自己的金属质地这一导体，让强大的电流流入建筑物地下的引下线中，最后泄入大地，以这种电荷传导的方式让被雷电直接击中的建筑物不受到伤害。

一般情况下，接地的种类分为：①工作接地：在建筑的防雷系统当中，正常情况下流过工作接地电极的电流是数值不大的不平衡电流，只有在防雷装置的系统发生问题时，才会流通极强的短路电流，但是在这个传导的过程中，持续的时间并不长。②保护接地：要想保护好使用工作设备的工作人员的人身安全，就要在设备上采取这种保护接地的方式。让设备或者建筑物的外壳与地面相通。当工作设备的绝缘外壳发生损坏时，就会使得绝缘外壳带电，流过保护接地体的故障电流应使相应的保护装置动作，切除已损坏的设备，或使外壳的电位在安全值以下，从而避免因电气设备外壳带电而造成的触电事故。③防雷接地：在建筑物上，都要采取一定的措施能够将雷电传导在建筑物上的电荷（电流）通过地下的下路导入大地之中，接闪杆就是采用的这种方法。

结束语

每年我国所遭受的雷击次数较多，所造成雷击灾害与次生灾害均很严重，因此在建筑物的设计中必须仔细考虑建筑的防雷等级及相应的防雷措施，以免造成经济与生命财产安全的损失。建筑物防雷是一个全方位防护，综合治理的系统工程，防雷设计应立足于传统的防雷措施积极创新，在安全的前提下大胆运用新型防雷技术，充分考虑经济效益等多项因素。

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