桐梓县医院综合防雷工程设计

颜可贵，王鑫馨，涂仁忠

(1.贵州省黔南自治州气象局，贵州 都匀 558000;2.贵州省桐梓县气象局，贵州 桐梓 563200;3.贵州省余庆县气象局，贵州 余庆 564400)

1 引言

贵州省遵义市桐梓县医院的防雷设施，是一个待建工程，本文通过对该医院防雷工程进行设计，使医院的建筑物、内部设施、医疗器械得到有效的保护，以及保证人生安全，把雷电灾害带来的损失降低到最低程度。

2 桐梓县医院现场勘测

2.1 被保护建筑物外形特征及功能运用分配情况

医院的门诊部、住院楼合为一体，共6层，属于钢筋混泥土结构。长57.2 m，宽37.2 m，高22.6 m，建筑面积2 127.84m2。1层为门诊大厅、消防控制室、急诊部、放射室和配电室;2层为放射室、化验部、理疗室;3层为诊室;4～5层为病房、护士站;6层为手术部、办公区;屋顶为电梯机房、水箱间。

住院楼内设强电系统，包括消防动力、照明、空调配电、医疗配电等;弱点系统包括电话、网络、保安监控、自动报警及广播系统等。

2.2 被保护建筑物供、配电系统

本工程楼内由380/220 V低压电源供电，由楼外变电所引出两路ZRYJV22－1KV电力电缆，直埋引入一层低压配电室配电柜。低压配电系统接地型式为TN－S系统，各照明、动力电缆由低压配电室敷设于电缆线槽内引至电气竖井或穿钢管至各层。重要负荷与非重要负荷分开敷设。各放射性设备由楼外专用变压器低压侧放射式供电。

2.3 被保护建筑物照明系统

照明系统包含一般照明和应急照明、设备房、地下室的照明等。在变配电室、发电机房、风机房、消防水泵房等处设置火灾事故应急照明，电梯井道照明应采用安全电压照明灯具。

2.4 气象资料分析及土壤电阻率测量

根据桐梓县近30年的气象资料统计，桐梓县属于多雷区，多年平均雷暴日数为43.3 d，春季占全年雷暴日数的35.1%，夏季站52.9%，秋季占10.2%，冬季占1.6%。

现场勘测中，采用温纳(Wenner)四电极法，测得当地土壤电阻率平均值为100Ω·m。

3 桐梓县医院防雷工程设计方案

3.1 住院楼直击雷防护设施

经过现场勘察和图纸分析:该住院楼为二类防雷建筑物，因此根据《建筑物防雷设计规范》GB50057－94中相关条款规定和该住院楼的实际情况，在住院楼天面女儿墙上敷设避雷带。在天面中部突出的位置安装避雷针，与避雷带结合进行针带保护。

避雷带采用φ12镀锌圆钢沿女儿墙、屋角、屋沿、屋脊、屋顶四周敷设。避雷带支持卡为25 mm×4 mm扁钢，高度为100 mm，间距为1 m，转弯处0.5 m，避雷带的固定采用焊接。

避雷网格，采用φ12镀锌圆钢沿屋面暗敷，在屋面组成不大于10 m×10 m的网格。

突出屋顶的金属物，均与避雷带焊接;非金属物体，在其上部增加避雷带或避雷针，与其它避雷带焊接成一体。

防雷引下线处应与柱内主筋(两根φ≤16通长焊接钢筋)焊接，引下至基础钢筋网，以基础钢筋网加辅助接地做接地体，要求从一层向上柱内主筋每层应可靠焊接，柱内主筋与每层框架梁可靠焊接，并与基础内主筋可靠焊接，基础内主筋搭接处可靠焊接，使整体形成可靠的电气通路。

避雷带和引下线圆钢连接处焊接长度100 mm，双面饱满焊接，焊接处刷防腐漆。

本工程接地装置为多系统共用，要求接地电阻＜0.5Ω。在建筑物室外距地面1m处设连接板，供测量接地电阻和接人工接地体使用。接地电阻值的测试应在冬季、雨季、竣工前多次测量，如不满足要求，应加装人工接地装置。

在室内距地0.5 m处设连接板，供等电位联结使用，柱内钢筋引下线设连接端子板。

根据规范要求，该住院楼高度没超过45 m，因此可不做防侧击雷措施。

3.2 住院楼强电防护措施

3.2.1 电源一级防护 在总配房里电源低压端安装一级电源防雷器3台。

3.2.2 电源二级防护 主要针对医院医疗设备保护。在大楼各楼层配电箱分别安装二级电源防雷器，数量6台。

二级电源防雷器相线的连接导线采用不＜10 mm2多股铜线，接地连接线采用不＜16 mm2双色多股绝缘铜地线。

3.2.3 电源三级防护 电源三级防护主要针对医院重要设备保护，包括医院的微机机房、CT扫描仪和收费系统。

分别在住院部微机主机房配电箱前端、门诊部收费系统所在配电箱前端、CT扫描仪所在配电箱前端、放射科所在配电箱前端安装1台箱式单相电源防雷器。

三级电源防雷器相线的连接导线采用不＜6 mm2多股铜线，接地连接线采用不＜10 mm2双色多股绝缘铜地线。

3.3 住院楼弱电防护措施

3.3.1 消防系统 本系统由火灾报警系统、消防联动控制系统、火灾应急广播系统、消防直通对讲系统、电梯监视控制系统、应急照明控制系统组成。

消防电子设备采用交流供电时，在交流电源系统中应设置SPD保护，由消防控制室引出的信号线联动控制线等，应根据建筑物的重要性，装设适配的SPD。

消防控制室与本地区或城市119报警指挥中心之间联网的进出线路端口应装设信号浪涌保护器。消防控制室内，应设置S型等电位接地网格，室内所有设备主机、设备保护接地、电源系统保护接地、SPD接地端均应做等电位连接。

在集中火灾报警及联动控制柜处分别加装电源、控制信号防雷器。

3.3.2 保安监控系统 安防监控系统主控机、分控机的信号控制线、通信线、电源线、各检测监控器的报警信号线，在穿过不同防雷分区时，应在防雷分区界面处装设适配的SPD。

在终端摄像头处分别安装监控系统组合式防雷器。在监控机房视频阵距切换控制器前端安装视频信号防雷器。

在视频矩阵切换控制器处的各个视频线进线处安装视频、控制电源防雷器。

由于顶层位于防雷区域的一区，且离防直击雷的避雷带较近，一旦避雷带发生接闪，强大的雷电电磁脉冲将会对位于顶层的电子设备造成永久性破坏或使电子信息设备产生误动作。因此必须做好顶层电子信息设备的雷电防护。

3.3.3 有线电视 出入建筑物的有线电视信号传输线，均装设SPD电涌保护器;有线电视放大器的输入、输出端分别安装适配的2个浪涌保护器;在1层和6层的放大器处安装2个浪涌保护器;有线电视进线端放大器电源加装三级电源浪涌保护器。

3.3.4 计算机网络系统 网络系统中各类集线器的输入、输出端口应分别装设数据线SPD，当终端设备与集线器之间的距离超过30 m时，重要终端设备的信息插座也要装设一个SPD。网络系统中各类调制解调器的输入和输出端口应分别装设数据线路SPD。在服务器前端和网络层交换机处分别装设信号浪涌保护器。

3.3.5 程控交换系统 各楼层程控交换配线架、程控交换总配线架加装信号浪涌保护器。

3.4 住院楼的屏蔽措施

3.4.1 建筑物之间的连接 建筑物之间的连接电缆应敷设在金属管道内，这些金属管道从一端到另一端应全线电气贯通，并连到各建筑物的等电位连接带上。电缆屏蔽层也应连到这些带上。

3.4.2 架空电力线连接 架空电力线由于终端杆引下后应更换为屏蔽电缆，进入大楼前应水平直埋60 m，屏蔽层两端接地，非屏蔽电缆应穿镀锌铁管并水平直埋50 m，铁管接地。

3.4.3 机房内、外屏蔽 对于机房主要是内屏蔽和外屏蔽，适当的运用局部屏蔽的方法来消除雷电电磁干扰危害。对于普通的办公室，大楼本身的屏蔽就能满足初级屏蔽要求，对于中心机房和电子收费机房，将室内用6面金属网屏蔽起来，做到良好的次级屏蔽，有效的消除电磁干扰。

3.4.4 屏蔽线(槽)接地 屏蔽线(槽)必须2点以上接地，屏蔽线(槽)端点必须接地。电子、微电子信息设备应该尽量远离外墙柱子，并设置在雷电防护的最高级别(LPZ2或LPZ3)区域内。

3.4.5 机箱屏蔽室 根据防雷分区和设备的具体要求，采取相应的屏蔽措施，增加设立机箱屏蔽室等措施，使雷击产生的电磁场向内层衰减，以减小对音频、视频信号的干扰。

3.5 住院楼的等电位连接设计

3.5.1 直击雷非防护区等电位连接 在直击雷非防护区(LPZ0A)或直击雷防护区(LPZ0B)与第一防护区的交界处设置总等电位接地端子板，总等电位连接采用等电位卡子，禁止在金属管道上焊接。将一层建筑物内的各公共设施的金属管道，进线配电柜的PE母排，建筑物金属构件等通过总等电位端子板互相连通，并接地。MEB线均为－40 mm×4 mm镀锌扁钢。等电位端子箱暗装，底距地0.5 m。

3.5.2 电气、电子设备等电位连接 每楼层卫生间、电气、电子系统设备间及窗户等应设置等电位接地端子板，接地端子板从各层作为防雷装置的建筑物钢筋体焊接引出。

3.5.3 计算机等设备等电位连接 在计算机机房、监控机房、消防机房等防静电地板下面沿墙四周分别加装等电位铜排，规格为30 mm×3 mm。机房内的安全保护接地，信号工作地，屏蔽接地，防静电接地和浪涌保护器接地等均应连接到局部等电位接地端子板上。

3.5.4 电气竖井等电位连接 电气竖井内的接地干线为预留楼层等电位连接端子和强弱电接线箱预留接地提供接地母线。

3.5.5 雷电防护区交界处总等电位连接 在后续的雷电防护区交界处按总等电位连接的方法进行局部等电位连接，连接主体包含系统设备本身(含外露可导电部分)、PE线、机柜、机架、电气和电子设备的外壳、直流工作地、防静电接地、金属屏蔽线缆外层、管道(水管、采暖和空调管道等金属管道)、屏蔽槽、电涌保护器SPD的接地等均以最短的距离就近与这个等电位连接带直接连接。

3.6 住院楼的防雷接地

防雷接地采用共用接地方式，即交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等接地均接至建筑物基础地网。

①各柱基内主筋必须与阀板内主筋可靠焊接，柱基内主筋作为垂直接地线，阀板内主筋作为水平接地线，基础四角作成圆弧形。

②柱基主筋与阀板内主筋焊接后，每层柱内主筋必须可靠焊接。每层框架梁内主筋必须与柱内主筋可靠焊接。

③1层最外圈柱内主筋用镀锌扁钢可靠焊接后，引出外缘3 m并用φ25 mm×2 500 mm的镀锌圆钢垂直打入地下，上端部与扁钢焊接，距地坪800 mm。

④将外引的垂直镀锌圆钢用镀锌扁钢水平联结，可靠焊接。

⑤要求接地电阻＜0.5Ω。

⑥1层低配室设总等电位端子板，1层消控室在墙内敷设PC25穿BV1X25 mm2多股导线，引下至基础内接地换接板换接后引至接地体。

⑦3层弱电机房在墙内敷设PC25穿BV1X25 mm2多股导线，引下至基础内接地换接板换接后引至接地体。

⑧1、2层各放射设备机房在墙(柱)内敷设PC25穿BV1X25 mm2多股导线，引下至基础内接地换接板换接后引至接地体。

⑨1层抢救室，2层化验部，在墙内敷设镀锌扁钢，引下至基础钢筋。在室内敷设一圈接地干线。

4 结语

本文根据桐梓县医院的地理环境、桐梓县的气候特点，结合现场对医院的勘测情况，分析了雷暴对医院建筑物及人员可能造成的灾害，最后对该医院进行综合防雷设计。在防雷工程设计时，分别考虑了直击雷的防范措施、电磁感应的防范措施，以及地网连接、等电位连接等方面。本综合防雷设计，能够很大程度上减少或者避免雷电灾害带来的损失，真正起到避雷减灾的作用。