雷电防护技术在智能建筑的探讨

王悦+马晓晨

摘 要：智能建筑在设计与建造的过程中，为了满足使用需求，使用大量计算机以及各种电子设备，凭借着技术优势能够满足现阶段经济发展对于建筑空间的使用需求，但是大量电子设备的存在，也在一定程度上增加了发生雷击的几率。文章旨在从雷电防护技术的层面出发，在相关理论的指导下，从多个层面入手，对智能建筑雷电防护体系的构建方式与途径进行合理化探讨，以期减少智能建筑发生雷击的概率。

关键词：智能建筑 雷电防护 外部措施 内部措施

阶段，随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快，为了满足城市建设与区域开发的客观要求，逐渐将电子设备与建筑设计施工结合起来，推动了智能建筑发展。电子设备由于其绝缘能力较弱，难以承受较高的电流与电压，因此在运行过程中一旦受到雷击，将会带来严重的经济财产损失。如何提升智能建筑自身的防雷电能力，保证电子设备的安全稳定运行，就成为现阶段相关技术人员必须要解决的现实问题。

1 雷电发生的种类

对流层在运动的过程中，带电云层在与大地进行相互作用的过程中，会出现较为强烈的放电现象，形成雷电。对于雷电发生类型的全面分析能够帮助相关技术人员进一步明确智能建筑在进行防雷电操作過程中的重点与核心，增强防护工作的质量与水平。雷电可以划分为3种类型：直击雷、雷电感应以及闪击，其中直击雷是带电云层与地面某一物体之间发生的放电现象，当云层电荷完成放电后，地面内游离的电荷会在一定空间范围内继续进行放电，这也就是雷电感应。而暂态的高电位引起的反击造成闪击。

2 智能建筑防雷的必要性

虽然我国智能建筑防雷电技术起步较晚，但是发展迅猛，现阶段已经逐步形成较为完整的防雷电技术体系，能够在一定程度上满足智能建筑雷电防护工作的客观要求。智能建筑作为一种新的建筑模式，其将建筑施工、技术控制、计算机技术、通信技术等进行有机融合，使得建筑物结构更加精细，服务功能更加完善，借助于计算机技术对建筑物内部各类信息数据进行有效处理与协调，满足了用户对于建筑物空间的使用需求，实现了科技与建筑的完美结合。智能建筑的设计开发以电子设备为物质基础，这些电子设备虽然能够在很大程度上保证智能建筑服务功能的发挥，保证建筑的稳定运作。但是由于电子设备工作电压较低，绝缘性能较弱，因此使得其无法对雷电进行有效防范，一旦遭受雷击，相关电子设备在超高电流以及电压的作用下，将会无法进行正常工作，造成一定的经济财产损失甚至危及人的生命。因此为了保证智能建筑的安全稳定运行，避免雷电对于建筑内部电子设备的危害，需要相关技术人员立足于智能建筑雷电防护工作的实际需求，不断进行防雷体系的完善与发展。

3 智能建筑的整体防雷措施

从实际情况来看，当建筑物发生雷击，雷电中大量的电荷会按照建筑中引下线的方向进入大地，因此雷电在建筑结构中是以路的形式存在的，同时雷电在发生的过程中，会在一定的区域引发电磁感应，形成LEMP，LEMP的出现会使得建筑物内部各类导线出现感应电流与感应电压，感应电流以及感应电压的出现，增加了建筑物导线系统的电流以及电压水平。由于传统建筑结构中相关电器设备的绝缘性能较好，因此能够耐受住雷击下所产生的感应电流与感应电压，但是由于智能建筑电子设备的特殊性，使得智能建筑在进行防雷体系构建的过程中，面临着更为复杂的环境以及更为严苛的技术要求。为此一方面需要立足于传统建筑物雷电防护技术发展的实际，吸收有益经验，另一方面技术人员要以现阶段雷电防护技术为框架，结合智能建筑雷电防护工作的实际需求，实现外部防护与内部防护的有机结合，从雷电拦截、屏蔽、均压、分流以及接地等5种技术方式入手，全面增强智能建筑的雷电防护水平。

3.1 外部防护

外部防护以直击雷作为工作重点与核心，通过对建筑物外部结构的合理化安排，借助于避雷针、引线以及接地设备的合理化使用，对雷击中产生的高压电流进行必要的拦截与排放，提升智能建筑雷电防护效果。

3.2 内部防护（LEMP防护）

智能建筑的内部防护主要针对雷击感应电流与电压，通过采取合理的技术手段将感应电流与感应电压的破坏力降到最低，以此提升智能建筑的安全性与防雷电技术的有效性。

（1）拦截。

智能建筑的雷电拦截一般使用金属材料，通过金属材料对雷电进行接引，并借助金属材料自身的导电性能，将雷电中绝大多数电流引入地下，减少雷击发生后建筑物内的电流强度。

（2）屏蔽。

屏蔽作为降低电磁干扰的重要方式，在电磁脉冲的削弱与阻拦过程中发挥着关键性的作用。因此在进行智能建筑屏蔽技术应用的过程中，为了保证屏蔽的效果，减少电磁干扰对于电子设备以及计算机运行的不利影响，需要根据实际的防雷电需求对智能建筑系统进行全面分析，并在此基础上采取不同的屏蔽技术手段。智能建筑主体结构中，使用的钢筋等建筑材料，由于其存在电气上的贯通性，因此使得建筑物本身就存在一个立体网络，也就是一般意义上的法拉第笼，虽然这种屏蔽结构较为简单，但是其能够对雷电电磁脉冲形成一定的屏蔽，造成电磁脉冲的减弱，为后续电磁脉冲屏蔽工作的开展创造了极为有利的条件[3]。在进行屏蔽处理的过程中，技术人员必须清楚地认识到雷电电流具有陡度特性，因此在进行屏蔽技术应用的过程中，需要采取科学高效的处理方式，建筑物内部各种导线回路与引线铺设不能平行，要对各类电子设备进行必要的接地处理等，通过这些方式有效降低雷电流脉冲对于智能建筑电子设备安全的危害程度。

（3）均压。

智能建筑均压防雷技术的实现是一个全方面的过程，需要技术人员保证连接，并设置良好的线路接地系统，对智能建筑物内的导体与非导体进行必要的区分处理。均压技术的本质在于通过接地系统、导体连接技术以及等电位连接设备，在智能建筑内部形成一个完整的电位补偿机制。均压在智能建筑中的实现一方面能够为雷电电流提供一个持续运动的通道，实现电流快速接地，减少过高电流对于智能建筑内部电子设备的损坏。另一方面可以借助于电位补偿机制，减少雷击发生后不同区域电子设备的电位差差值，避免了过高电位差对于智能建筑的损害。

（4）使用电涌保护器（Surge Protective Device，SPD）。

在建筑物的不同防雷区（LPZ）界面和所需的特定位置上设置电涌保护器，是建筑物防电涌保护措施中关键的一项。根据不同的雷电防护区，按照LEMP在不同防护区的衰减特性，分层次对室内的电子设备进行雷电防护。

4 智能建筑中的新技术应用

4.1 提前放电避雷针

在智能建筑防雷技术体系构建的过程中，为了保证防护的质量与水平，需要对避雷针进行有效设置，借助于避雷针的提前放电，不仅能够减少雷电闪击所带来的危害，还能有效减少二次雷击方生的几率，保证智能建筑雷击防护工作的有序开展。

4.2 网络防雷器

网络防雷器具有电容量较小、通流量大的特性，因此其在使用的过程中，能够在智能建筑内部形成一个完整的电位体系，避免雷电天气下建筑物外部电流以及电压对于智能建筑的影响，提升了智能建筑的安全性。

5 结语

今后，智能建筑的数量会逐渐增多，钢筋混凝土的建筑结构也会广泛应用，建筑物受到雷击的概率会大量增加，制定出与之匹配的防雷体系是非常必要的。对建筑物的雷电保护是一个复杂的系统工程，涉及气象、电气、建筑等多个领域的技术，需要各行各业的技术人员共同努力，为智能建筑的安全可靠运行提供技术保障。

参考文献

[1] 陈军兵.高层智能建筑及其弱电系统防雷论述[J].门窗，2012（5）：80-82.

[2] 毛予晖，沈丛军，刘瑛.防雷接地引起的问题探讨[J].现代农业科技，2010（1）：289-290.

[3] 中国机械工业联合会.GB 50057-2010，建筑物防雷设计规范[S].2010.