建筑工程的防雷技术

文/谭海军 蒋其跃 吴浩湧

建筑工程的防雷技术

文/谭海军 蒋其跃 吴浩湧

雷电作为一种自然现象与人类的生存、生活却密切相连，自富兰克雷发明了避雷针以来，人类有了对于雷电的有效导引与防护。由于时代、材料、工艺、消费需求等各个方面的变迁，建筑工程也在不断发生着演变，对应的防雷除了一般的安装避雷针之外，它更加讲求防雷体系的构建，如一项工程由内而外的整体防雷措施等。下面就结合个人工作经验对建筑工程防雷技术相关问题展开讨论。

建筑工程 防雷技术 研究

从雷电的形式方面观察，包括电磁脉冲、球形雷、直击雷、云闪等多种形式，因其形式不同危害也相对存有差异，但基本上以这几类形式表现在危害、破坏力方面比较显著。根据现有技术分析，防雷技术在建筑工程中的运用可以采用一些防雷装置，如接闪器、避雷装置、接引线、电涌保护之类实现对雷电的防护，用以保护建筑工程遭受破坏，减少安全事故。

1 建筑工程防雷技术概述

建筑工程防雷技术方面，通常比较常见的是体系化防雷。具体方法是，在建筑工程预埋阶段，对所有预埋钢筋结构通过10、12或其它型号的钢筋打弯为90度进行电焊连接，包括地面铺筋、剪力墙框架、立柱等各个方面，基本上需要令其连接为一体，直至屋面。通常屋面上的防雷处理要求将整体建筑下引上来的防雷露筋进行防雷带式的焊接连通，类似于屋面四周墙一个环形带，外加屋面平面上的纵横连接带，通常以扁铁焊接后刷防护漆即可。由于技术方面的进步与防雷的目的日益明确化，现代建筑工程防雷中多采用比较对应的类型实施防护。

2 建筑工程防雷技术实践运用

以下分别从接闪器、引下线、接地装置（前三种技术可以建立起接闪器-引下线-接地装置整体框架）电涌保护四个方面的具体运用展开说明。

2.1 接闪器

一般情况下，建筑工程中均会设计避雷针、避雷带、避雷网，由于其多由金属构建所致，加上对于云闪类型防护较早，也被称为接闪器。现在将其划分为三类，分别是被动式、主动式避雷针、半导体消雷器。在第一种类型下，以传统的富兰克林避雷针及上述避雷线、带、网为准，应用范围相对广泛；其缺限表现在保护范围不大、安全性低、防护效果较差，还会出现诸如侧向跳火、引发磁场感应影响等。第二种类型优于第一种及第三种，其主要优势在于可以实现闪流提前发射、有效的将雷击点加以控制，应用范围广泛、效果较好。而第三种基本应用已经减少或停止。通常接闪器的运用与类型比较发现，第一种类型价格低、易于安装、制作方便，通常会受市场导向下的选择；但建筑工程中往往不建议将这类接闪器与天线共用，因为会引发一系列的事故，或影响避雷效果。整体上建议运用主动式避雷针这种接闪器类型，从我国的主动式避雷针市场方面分析，无放射源、无易损件两种主动避雷针已经得到了市场认可；世界知名的品牌可以举出S3000（ERICO公司生产，具体图文资料搜索百度即可得到）。

2.2 引下线

引下线属于上述建筑工程防雷体系中的一个构成部分，通常将其作为连接接闪器、接地装置的中间部分。具体而言，引下线技术的运用通常与钢筋混凝土结构的建筑结构相一致。比如，除了一般的焊接连接令整个建筑钢筋处于一个连通整体之外，其中会在每一层楼、每一户设计安装一个等电位，这在预埋时就会完成；从其原理方面分析，主要是以法拉第笼原理为准，令所有的钢结构建立起电位连接等。也是目前运用实践最多的一种。由于当前建筑工程正在发生转型、变化，所以在实践运用中往往还需要对其中易发生的情况加以分析，具体列出以确保在建筑工程防雷技术实践中加以运用。比如，较高的电位差往往出现于雷是流穿过钢筋时，由于速度快易造成侧向跳火，因此需要注意防护。再如，在雷电流的发生过程中，由于频率高会根据钢筋的距离产生一定的电感（通常为1.6霩/m），在弯角处往往会不断增大，从而产生电压降；它的直接作用是破坏电子设备、接线连接等。所以在这两种基于雷电流穿过所产生的破坏现象，应该注重分流作用，实施一些具体的均压设计，以保障所有电子设备安装后的安全应用。另一种雷电通过所产生的现象是引发变交磁场，它的直接后果是对临近的设备造成感应电压。通常的解决方法是利用引下线，采用总的防雷引下线设置与独立的防雷引下线设置，以此达到保护大型电子设备，保障较小型电子设备的安全运用等。尤其是在独立的或专用的引下线设置之下，还可以有效的起到特殊绝缘的作用，弱化电磁感应等。

2.3 接地装置

接地装置是一种总合概述，包括接地体、接地线。建议选择基础钢结构（接地电阻<10Ω）；若未采用这种结构则可以通过整体连通法进行接地网络建设，以达到防雷目的，具体如敷设接地极、接地网等。由于接闪器——引下线——接地装置三个可以合起来成为一个通常意义上的建筑工程防雷体系，因而在具体的实践方面要注重三者之间的关联性，如可以以引下线作为一个中间部分，然后对两端的接闪器、接地装置进行区分性的理解，并加以连接等。虽然目前这三个方面构成了雏形式的整体，但在具体的防雷技术运用方面，还应该考虑到其它防雷技术，如针对电磁脉冲的电涌保护等（可参看下述）。

2.4 电涌保护

电涌保护针对的是雷击电磁脉冲，通常也称电涌，会造成过电流、过电压，因而破坏性极大。通常采用的保护方式是三级保护，如TN-S系统就属于此类，需要注意的是《建筑物防雷设计规范》中提出了针对SPD-电涌保护器的接线方式，以确保电涌最大值方面电压较低，如最短两端引线法（通常能够满足低压三相系统）。

3 结束语

建筑工程是一项系统性工程，因而相应的防雷技术在其演变与生成中，也逐渐与其发展趋于一致，目前已经形成了中高层建筑方面的防雷体系。以我国现阶段的电力技术与防雷技术运用观察，水平相对较高。但由于建筑行业的发展有其快速发展时期的市场乱象，一些建筑中缺少全面的防雷网络建设，所以建议在当前应该对于那些未建立防雷网络的建筑，给予审查并通过外围攻势加以弥补、完善，以确保现代城市空间内的多雷电现象，减少各种潜在损害。

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作者单位 深圳远征技术有限公司 广东省深圳市518102