高层建筑防雷接地系统的研究与应用

马伟力

摘 要：高层建筑由于尖端放电的原因，很容易遭受雷击，不仅可能引起建筑物的破坏以及建筑内部电力、通讯设备的损坏，还可能造成人员的伤亡。因此，做好高层建筑的防雷接地工作，预防雷电对于建筑的威胁，是十分重要的。本文针对高层建筑防雷接地系统的设计进行了分析，并对其应用过程中需要注意的问题进行了阐述。

关键词：高层建筑；防雷接地系统；研究与应用

前 言

在经济发展的带动下，我国的城市化进程不断加快，城市人口的数量不断增加，在推动城市规模日益扩大的同时，也加剧了城市的人地矛盾。为了解决城市居民的住房问题，建筑开始向着高层和超高层的方向发展。但是高层建筑中，由于尖端放电现象的存在，很容易受到雷击的影响，对建筑造成破坏，威胁建筑的使用安全。因此，做好高层建筑防雷接地系统的设计和施工，对于建筑功能的正常发挥是十分重要的。

1 高层建筑防雷接地系统的设计

对于建筑的防雷接地系统而言，主要包括内部防雷和外部防雷两个部分，其中，外部防雷包括接闪器、引下线以及接地装置三个部分；内部防雷则包括屏蔽隔离、合理布线、过电压保护、等电位联结等。通常情况下，高层建筑主要是利用地梁、承台、桩基等，共同构成建筑的接地系统，通过建筑内部的钢筋作为引下线，与防雷系统相互连接，构成相应的防雷接地系统。

首先，建筑外部防雷设计。外部防雷系统包括接闪器、引下线和接地装置，其中，接闪器是指利用避雷针、避雷网以及建筑自身的金属部分，作为防治雷电直击的导体。因此，可以在屋脊、墙角、女儿墙等容易受到雷击的部位，设置避雷网，同时确保避雷网敷设的稳定性和可靠性，并将屋顶上存在的外露金属构件与避雷网相互连接。引下线主要是依靠建筑内部的钢筋，将避雷网与接地装置连接，将雷击电流导入打底，从而减少雷击的危害。对于引下线，应该保证建筑内部的钢筋全线焊通，避免出现漏焊和错焊的现象。接地装置的设计是建筑接地系统进行设计的关键，接地电阻和接地方式直接影响着接地的质量。在对其进行设计时，为了保证接地效果，可以形成环式接地，方便于金属入户管道的连接。如果基础外表面存在沥青质防腐层，可以利用桩基内的钢筋作为接地装置，否则，必须架设人工接地装置。

然后，建筑内部防雷设计。建筑内部的防雷设计主要包括：

（1）屏蔽布线

屏蔽主要是利用电子设备、信号线等屏蔽措施，通过对线路的合理布置，做好电磁干扰，从而对建筑内部的电子设备进行防护，避免雷击对于电子设备的影响。在设计中，可以对建筑内部的顶板、墙面、底板等进行有效应用，形成一个屏蔽网，可以达到良好的屏蔽效果。针对雷电流的传播方式，在建筑外墙电流密度较大，会在周围形成磁场墙，因此，还需要尽量避免在外墙上设置电子设备的通讯线、数据传输线等。

（2）等电位联结

等电位联结的作用，主要是减少建筑各金属物与各系统之间的点位差。在高层建筑防雷接地系统的设计中，等电位的设计是十分重要的，需要做好以下问题：

①做好总等电位联结与局部等电位联结的设计，充分了解施工中需要注意的问题，在设计图样中表明等电位联结的数量以及材料的名称和规格，在建筑平面图中标明等电位箱的位置，以及建筑物钢筋网等联结线的联结部位和敷设方式，确保防雷系统的设计质量。

②对于电力线、电话线等金属线路，要连接合理的过电压保护装置，同时将其与建筑整体的防雷接地装置进行电气联结，使之成为等电位，消除雷击电流的危险。

③为了防止雷击形成的雷电波从电源线、管道等部位侵入，在对防雷接地系统进行设计时，要严格按照《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2004）的相关要求，将屋面设备从配电箱引出线所穿钢管的一端与配电箱外壳连接，另一端与设备的外壳保护罩相连，同时与避雷带、引下线等连接，避免雷电波的入侵。

2 防雷接地系统施工中需要注意的问题

以某高层建筑的防雷接地系统施工为例，对施工中的要点进行分析。

2.1 工程概况

该建筑位于某城市的商业区黄金地段，是一个集商业、办公、餐饮、娱乐为一体的综合性商业建筑。建筑地面部分高106m，地面37层，地下3层。建筑防雷接地系统的设计按照一类防雷标准进行，利用基础底板内的主筋焊接连通，形成供配电系统、弱点系统以及防雷系统共用的接地装置，同时与建筑主筋的引下线焊接在一起，要求其接地电阻不大于10Ω。

2.2 施工要点

在防雷接地系统的施工过程中，需要注意以下几个方面的问题，确保施工质量。

（1）避雷带必须采用镀锌圆钢，不能为了美观或者降低成本而降其改为不锈钢管，要确保管壁的厚度在2.5mm以上，对接部位应该采用内套管跨接满焊，切实保证避雷带的解散雷电流能力，引下线同样应该与不锈钢管双面满焊，保证足够的搭接长度。

（2）在利用建筑内部的钢筋作为引下线时，需要注意几个方面的内容：①引下线的主筋直径必须在10mm以上，且每一个引下点必须采用两根主筋同时作为引下线，在施工图中标明，同时，要保证引下线钢筋的搭接长度在100mm以上；②对于该建筑而言，在30m以上的部位，应该每隔三层，将圈梁钢筋外侧的主筋与引下线钢筋实现跨接焊接，同时间隔适当的距离与楼板钢筋连接，形成均压环；③要明确区分PE线与N线，不能混接，避免PE线中流過工作电流，造成建筑内部用电设备金属外壳出现危险电压，引发事故；④高层建筑自身结构相对复杂，涉及专业众多，包括电气系统、电梯、消防预警系统等，这些系统都有着十分严格的接地要求。但是，在建筑施工中，这些不同的系统往往都会交给不同的施工队伍进行施工，使得各专业在接地系统的施工中存在严重的脱节现象，从而给影响了建筑的防雷效果，留下巨大的安全隐患。因此，在防雷接地系统的施工中，要充分重视对于不同专业的协调管理，强化施工的质量控制工作，确保接地系统的安全性和可靠性。

3 结 语

总而言之，对于高层建筑而言，建筑的防雷接地系统不仅是建筑工程施工中的重要环节，更是确保建筑安全和稳定的有效措施，是规避雷击危害的主要手段，应该受到充分重视，从多个方面进行分析和考虑，保证防雷接地系统的设计和施工质量，从而保证建筑以及建筑使用人员的安全。

参考文献

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