智能建筑的防雷设计与实施探析

郭文献

摘要：近些年我国电子信息技术得到大力发展和推广，电子设备与建筑的完成融合成就了建筑智能化的发展前景，电子信息技术在建筑中的应用为人们的生活带来了极大的便利，与此同时，建筑物的智能化以及信息化水平有不断提升，尤其是随着建筑物高度的不断攀升，智能化建筑在防止雷击方面的功能也?愈发突出，有效预防并降低了高层建筑物遭受到雷击的概率。本文拟通过对建筑物在防雷方面的智能化设计，以期确保建筑物施工质量达到设计要求，将雷击的安全隐患消除于未然，提供建筑物的防雷电安全。

关键词：智能建筑;防雷;检测

一、智能建筑的防雷必要性分析

现代建筑物趋向智能化，内部集合了楼宇自动化、办公自动化以及通讯自动化等多方面的功能模块，形成了统一的智能系统。智能化建筑中的各种复杂的电气原件错落相间，在建筑物内形成了密度大、线路复杂的组织结构。

这些部件和线路极易受到雷电的干扰，尤其在我国沿海地区部分易发生雷雨降水的地区，夏季和秋季雷雨频发，伴随大量短时间降水，这就给当地建筑物的防雷设计提出了更高的技术要求。此外，如果建筑物受到雷雨的影响，很可能导致建筑物内部电气设备出现毁损或运行障碍，给人们的工作和生活造成不便，严重的甚至导致难以预估的经济损失，所以对于智能化的建筑物，更应当加强其防雷功效，从设计源头上减少雷击危害的发生。

二、智能建筑的防雷设计要点

（一）内外防雷设施齐上阵

在综合布置智能建筑防雷设计方案时，首先需要考虑传统的外部防雷措施，比如安装避雷针、铺设避雷网，外加引下线、均压环，设置接地装置于建筑物本身的钢结构、窗户相连接从而形成法拉第笼等措施，都是很好的提升建筑物防雷安全隐患的举措。

除此之外，对于智能建筑物，还应当注重内部防雷技术的运用，例如屏蔽、等电位连接措施，合理考虑建筑物内的布线方案，做好接地措施等，都能够起到很好的防雷击作用。例如下图：

（二）优化电力系统和综合布线系统

对于智能化建筑而言，日常维修保养的费用主要集中在电力系统维护以及综合布线维护方面，这两者都易受到雷击的影响，导致建筑物后期维护成本大幅提升，建筑物使用过程中的危险系数不断增加，因此对这两者进行合理设计将有助于减少雷击损失，具体措施如下：

其一，尽量避免电缆距离建筑外立面过近，最好选择将其铺设于建筑平面中心区域，此外应当让线缆与防雷引下线保持一米以上的安全距离;其二，线缆间距离过近可能诱发线路间产生干扰，所以在设计时应保持不同线缆间具有适当的距离，为实现此目的，建议使用具有屏蔽层的线缆，无屏蔽层的线缆则应放置于金属槽内，且金属槽两端需与地相连。保证电气导通良好，避免从金属槽中间开孔。其三，从室外引入电缆时进行埋地敷设可有效降低雷电波沿线路进入，给智能建筑物内部造成人员或财产损害。

（三）避雷针设计需因地制宜

对于处在雷雨天气较多地区的智能建筑物，特别要注意雨水中酸性物质以及风速对避雷针日常的侵蚀影响，所以沿海地区建筑物顶端的避雷针相较于内陆地区的设计方案，需更加注重防腐蚀、抗大风的技术需求，根据不同区域的自然环境，为避雷针带网选择适宜的厚度和尺寸。

三、智能建筑的防雷设计原则

我们在对建筑物进行防雷设计时，首先应当搞清楚雷电对建筑物可能造成哪些损害，然后设计人员再根据不同损害的形成原因为每个建筑物设计出符合其自身需求的防雷方案。

根据上述思路，综合各类建筑物雷击灾害状况可知：雷击的破坏形式主要包括直击雷、雷电感应以及地电位反击。所以应当根据上述灾害形式对防雷装置检测的设计原则进行明确，进而为具体的设计方案作出原则指引。

（一）实用性原则

在防雷设计中，再复杂再具有科技属性的设计方案都离不开“防雷”二字。所以防雷设计或产品的选择，首要原则是能够有效降低智能建筑物受到雷击的可能性，但当前是市面上的防雷击产品种类众多、性能也差别较大。产品满足防雷技术标准，在对智能建筑物设计时，还要考虑被保护物体的具体形状、材质以及建筑物所处的外在自然环境，综合选择最为适宜的防雷装置。

（二）可靠性原则

防雷装置是建筑物的安全屏障，在选择防雷产品时应当选择质量佳、口碑好的产品，尤其在招标过程中慎重采用低价中标的方式进行产品和服务的采购。从成本角度出发，价格低的防雷产品不排除会在质量方面有所欠缺，进而影响到产品和服务的功能性、稳定性。此外，在选择避雷产品时需要额外甄别其检测报告的真实性以及产品的实际性能，在避雷产品竞争日趋激烈的当下，个别产品可能在产品功能方面存在过度宣传，导致其实际性能远远低于标注等级。为避免此种情形，建议采用使用广泛的产品，如果某项防雷产品采用了新的专利或技术手段，建议由厂家提供专业的测评结果并由第三方予以监督。由此，可以避免防雷装置采购过程中以次充好导致智能建筑物的安全事故的发生。

（三）维护便捷性原则

任何一款产品都不可能永远不出现故障，所以設施维护对保障防雷效果具有至关重要的作用。防雷设施的效果必然会随着使用时间的增长而有所下降，进而在防雷功能方面出现漏洞，影响建筑物防雷整体效果。另外，随着防雷技术的不断升级和推陈出新，新产品在功能效果方面普遍优于旧产品，所以在对智能建筑物进行防雷设计时，要注意预留防雷装置的维护通道，除了大修和中修外，还需要在日常巡检工作中查看防雷设施的状态，杜绝一次性防雷设施安装工程，在便于维护的前提下不断优化防雷设施的效果，保证其一直处于满足或优于防雷设备标准的状态。

四、智能建筑相关防雷装置实施要点

智能化建筑安装防雷装置对于避免防雷电具有非常重要的作用。在安装过程中，要加强防雷装置效果的检测，确保其设计功能可以得到落实，实现对智能化建筑保护的最终目标。

（一）接闪器选择与安装要点

智能建筑修建过程中，建筑施工人员通常使用钢筋绑扎的方式将不同的屋面固定起来，这种工艺将导致钢筋捆绑交汇的地方电阻较高，一旦雷电电流经过交汇处，可能产生电火花，进而导致周围的电磁环境，甚至对室内较为敏感的弱电设备造成不可逆的损害。

为了对智能化建筑物进行全方位的保护，可以从两方面搭设防雷击设施：

一方面，应当根据每个建筑物所处的自然环境进行测算，安装合理数量的接闪器，使之与避雷针、混合接闪器等防雷设备在天面共同构建起防雷护网，从而提升智能建筑整体的防雷击功能。具体可以通过在屋面设置金属物体，使金屬物与避雷网产生电气联结，从而达到避免雷击损害。另一方面，我们在进行钢筋捆绑交汇时，必须严格遵循施工规范，不得使用超过规范标准的钢筋，此外防雷设计时还应当根据建筑物的屋面特征，在建筑物四周设置避雷带。在建筑物的特殊部分合理设置较短的避雷针。通过上述铺设，即使没有避雷护网，也可以在一定程度上降低雷击损害，实现避雷效果。

除此之外，部分建筑物屋面设有突出的金属暖气管，还需要将此类管道与防雷装置相连接，确保不遗漏防雷死角。

（二）引下线施工要点

建筑物的防雷效果离不开引下线的合理敷设。在开展防雷击检测活动时，尤其要加强对引下线的检测，具体包括以下两方面的工作：一方面，当前大多采用焊接的方式借助内柱筋进行引下线的工作，在施工过程中应当聘请专业人员进行操作，确保施工质量。另一方面，每一个焊接部位都应当采用跨焊接的方式进行处置，具体到建筑物每一层时，都要使用绑扎圈焊接，确保形成闭合环。除此自外，设计和施工人员还需要做好智能化建筑中引下线、均压环及金属物的联结工作，最大程度发挥出防雷措施的整体功效。

（三）接地装置施工要点

在智能化建筑上安装良好的接地装置对化解雷击具有非常重要的作用。接地装置可以迅速将雷电疏解到大地，维护建筑内线路和电气设备的正常运行。智能化建筑的接地装置可分为内部装置和外部装置，两者共同组建成完整的防御雷击体系，且应当注意此系统中联合接地电阻的阻值不得大于1Ω;如果大于1Ω，则还需要额外的接地设施降低阻值。此外，安装人员还应当注意接地装置接地极是否安装到位。

（四）等电位联结的施工要点

等电位联结可以有效降低同一区域内电压降给电子设备造成的损害，为保障同一区域内电位相等，建议采用适宜规格的镀锌扁钢作为联结材料。在进行联结时，需特别注意建筑物所附电缆、金属管道联结点位置的选择，还应当对引入线的位置进行科学合理的规划。此外，智能化建筑内部还存在部分不带电的金属部件，也应当与就近的防雷系统联结。

参考文献

[1]刘金珠，赵冰，王金辉，等.中国既有建筑节能改造的经济意义分析：以中德合作唐山“河北一号小区改造工程” 为例[J].城市，2019（8）

[2]GB50303《建筑电气工程施工质量验收规范》

[3]GB50057《建筑物防雷设计规范》