高层建筑电气设计中防雷技术探析

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高层建筑中需要安装各种各样的电气设备，比如消防设备、通信设备等。这些电气设备在雷雨天气中非常容易受到雷击，使其功能失效。因此高层建筑电气设计时，设计人员务必要考虑到防雷技术，尤其是多雷雨的地区，更多是其设计要点就是防雷。每一种电气设备都有相应的功能，其对建筑整体功能的发挥起着重要的作用，而如果电气设备被雷击中，功能失效，建筑整体功能的发挥将会大受影响。

1高层建筑的特点及对防雷的要求

高层建筑具有很多特点，其中典型的有以下几点：首先，功能齐全。现代高层建筑不仅仅具有居住的功能，还具有娱乐、办公等功能；其次，配套设备齐全，因为高层建筑的功能比较多，因此需要的配套设备也非常多，比如制冷机房、消防水泵房等；再次，人员十分密集，因为高层建筑集多功能于一身，因此是人口聚集地，人口流动性以及密集程度都很高；第四，装修标准要高于普通建筑，整体工程造价也比较高；第五，高层建筑中有很多贵重的物品，尤其是高层写字楼建筑，办公设备都比较贵重，因此必须加强安保，以此保证物品不被盗。正是由于高层建筑自身具有上述独特的特点，因此设计人员在电气设计中应用防雷技术时，应该满足如下要求：首先，必须保证建筑物在雷雨天气中也能够安然无恙。因为高层建筑建设花费的成本比较高，人员又十分集中，如果建筑物发生任何安全事故，将会危及到人员的安全，因此设计人员在设置防雷装置时，安全、可靠是第一满足要素，这样当建筑遭受雷击时，也不会造成严重损失。其次，简单、方便施工。高层建筑几乎都是应用钢筋混凝土结构，或者直接是钢结构，设计人员完全可以将建筑物自身存在的金属物看作是防雷装置的某一部位，这样节约成本的同时，也能够兼顾安全可靠，同时由于防雷装置结构得以简化，便于施工人员进行施工。

2高层建筑电气设计中防雷技术

2.1防直击雷

防直击雷是高层建筑主要的防雷措施，主要用接闪器、引下线和接地装置组成。

2.1.1接闪器。

接闪器通常利用不小于Φ10镀锌圆钢沿建筑物屋面周边明装敷设接闪带，形成不大于10m*10m或12m*8m接闪网，并在建筑物阳角设置、最高位置设置接闪杆，达到引雷目的，避免雷击中建筑物其他部分，保护建筑物安全。

2.1.2引下线。

引下线利用混凝土柱内二根不小于Φ10钢筋可靠连接或建筑钢柱（钢结构建筑）作为引下线，间距不大于18m。

2.1.3接地装置。

接地装置为利用基础底梁及基础底板轴线上的梁及基础底板轴线上的上下两层主筋中的两根通长焊接做接地网。接闪器接闪雷电流后，通过接闪网分流至各引下线，引下线迅速将电流引至接地装置，泄放电流至大地，完成整个防雷泄流过程，避免建筑物遭受雷直击。

2.2防侧击雷

防击雷在高层建筑中是常见的一种常见防雷措施，通常把建筑物外墙金属门窗、空调外机、金属构架等金属物可靠连接起来形成均压环，并与引下线组成立体网状结构，侧击雷击中建筑外表面时，雷电流通过建筑外外表面网状防雷装置，引流至地下，阻止雷电从侧面进入直接建筑物内部，避免遭受雷击；同时由于这种结构形成法拉第笼结构，起了屏蔽作用，使建筑物内部设备避免差生感应雷电流，保护设备安全。

2.3等电位联结

等电位联结是建筑物辅助的一种防雷措施。金属导体等电位联结后，各金属体电位相对平衡，人体接触金属物，避免遭受电击；尤其淋浴卫生间，人体在淋浴时，电阻下降得很快，如果存在电位差，人体容易遭受电击。在建筑物中，变配电房、消防监控机房、弱电机房、电井、淋浴间设置等电位联结。

2.4防过电压

建筑引入线路、金属管道等容易将室外的感应雷电流直接引入室内，造成设备产生比额定电压高的短暂过压状态，如果超过设备耐压值，设备将会被击穿，造成设备损坏。为了避免这种情况发生，一般在线路进线位置设避雷器或浪涌保护器(SPD)，在高阻旁路下，阻隔高电压进入设备内部，损坏设备。

2.5综合防雷系统

现代建筑和供电、电视、电话、网络、消防等电气的管线息息相关,在进行防雷设计时必须把这些因素考虑在内。为了保证建筑物在各种雷击情况下安全运行,我们应设计综合防雷系统。综合防雷系统包括：防雷与接地系统，等电位联结，设备过电压保护，雷电预警系统。首先，建筑物必须设置有效的防雷及接地系统，有良好的导通及疏散雷电流能力，接地电阻必须满足不大于1欧姆，以实现雷电流迅速泄放；其次，建筑物内需等电位联结，尽量避免雷电反击，保证人身安全；最后，要防止由于雷电流引起的过电压，保证设备安全运行，通常我们需加装避雷器，在高阻状态下，暂时与室外线路隔离，保护设备全。在建筑物对防雷设施要求比较高，我们可以设置防雷预警系统。防雷预警系统大大提高防雷雷击的预测能力，从而保证人员及某些设备提早撤离雷电区，保证人员及设备安全。因此,在建筑物中，综合防雷系统相当重要，环环紧扣，每一个环节都需按规范要求设计和安装，使建筑物更可靠运行。

3结束语

综上所述，可知对于高层建筑来说，防雷技术在电气设计中有效应用是一个难度比较大的问题，因为雷击对建筑物所造成的影响，并不是某一防雷技术的应用即可完全消除，因此电气设计人员必须对产生雷击的可能性进行评估，要完全掌握雷击产生的要素，再结合当地区域气候情况，综合设计防雷系统，这样才能产生比较好的效果。

作者：黄子云 单位：广东省建科建筑设计院，