高层智能建筑物防雷工程设计存在的问题及处理

张博英 陈光辉

【摘要】根據高层智能建筑物防雷设计标准，总结了高层智能建筑物防雷工程设计存在的一些问题，并提出相应的处理对策，以达到高层智能建筑物防雷减灾目的。

【关键词】高层智能建筑物；防雷工程；设计；问题；处理对策

引言

鞍山市属于雷暴多发区，年平均雷暴日数为28.1d，雷暴集中出现在4～9月。近年来，鞍山市雷雨天气趋于增多，因雷击造成的安全事故时有发生，据统计，仅2006年，鞍山市因雷暴灾害造成的直接经济损失和间接经济损失就达1000万元左右。随着鞍山市社会经济的发展和城市建设步伐的加快，智能建筑物高耸林立，这些高层智能建筑内配置大量计算机和网络系统、通讯设备等，仅属于高精密电子元器件集成的弱电设备，绝缘程度低、过压耐受能力差，一旦受到雷击危害，轻时可造成系统失灵，严重的可造成元器件永久性损坏。为降低雷电对高层智能建筑物的危害，要针对高层智能建筑物可能遭受的雷击破坏，在作雷电防护时应充分考虑直击雷、侧击雷、等电位联结、电磁屏蔽、共用接地、防雷电电涌入侵等系统设计，形成一个综合防雷系统。

1.高层智能建筑物防雷设计标准

（1）I类防雷建筑物防直击雷措施规范规定。需装设架空接闪线（网）或独立接闪杆，其中架空接闪网网格尺寸应≤5m×5m或6m×4m，独立的避雷针或架空避雷线（网）应与被保护建筑物脱离；要求独立架空接闪线端部、架空接闪网每根支柱及接闪杆杆塔至少设置一根引下线。金属材质杆塔、支柱或是其焊接、绑扎连接了钢筋网，可直接采用金属杆塔或钢筋网作引下线。

（2）II类防雷建筑物外部防雷措施规范规定。接闪器应采用接闪网（带、杆），也可以是这些接闪器混合使用，其中接闪网（带）应按照《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010规范附录B所规定的，敷设在沿屋脊、屋角、屋檐和檐角易受雷击部位，在整个屋面组成≤10m×10m或12m×8m的网格；对于超过45m的建筑物，要在屋顶周边的外墙表面或屋檐边垂直面上敷设接闪带，接闪器与接闪器之间相互连接。专设引下线应沿建筑物四周均匀、对称布设，引下线间距可沿周长计算应≤18m，引下线数量≥2根。如果建筑物跨度较大且不能在跨距间布设引下线的，可在跨距两端布设引下线，这样就能减小其他引下线间距。

（3）III类防雷建筑物外部防雷措施规范规定。接闪器应采用接闪网（带、杆），也可是接闪网或接闪带、杆混合使用，沿屋角、屋脊或屋檐、檐角等易受雷击部位装设在建筑物上，将接闪器在整个屋面组成≤20m×20m或24m×16m的网格。>60m的建筑物，应在沿屋顶周边的外墙外表面或屋檐边垂直面上敷设接闪带，或是敷设在屋檐边垂直面外，要求接闪器之间相互连接起来。专设引下线要≥2根，要沿建筑物四周均匀对称布置，引下线间距沿周长计算应≤25m；与II类建筑物防雷标准规范一样，III类防雷建筑物跨度较大且跨距之间不能布设引下线时，需要在跨距两端设置引下线，以减小引下线间距，专设引下线平均间距需≤25m。

2.高层智能建筑物防雷工程设计中存在的问题

完善的建筑物防雷工程包括外部防雷和内部防雷，要求防雷工程设计具有系统性，在进行设计时都要因地制宜，首先要仔细勘察拟建高层智能建筑物所在区域地理地貌、气候特点、雷电活动规律、土壤电阻率以及建筑物特点和功能等，认真分析防雷装置形式及其布设方式等因素；然后根据建筑物自身使用性质、重要性、雷击风险评估等作严谨的防雷类别划分，最后进行防雷工程设计。然而，在建筑物防雷工程设计中，往往会出现一些问题，影响防雷工程质量，本文总结了以下几个问题：

（1）重直接雷防护而轻内部防雷设计，还有的仅对主体建筑进行了防雷设计，却忽视了主体建筑裙房等连带的附属未处于防雷保护范围内。

（2）引下线设计没有充分考虑引下线与建筑物柱体之间间距要求，位置设计不合理。

（3）因高层智能建筑物电气竖井内接地干线较长，极易忽视接地干线的电感效应，而将SPD接地线连到了接地干线上，大大的降低了泄放雷电流的效果。

（4）在防雷设计中仅仅是设计了总等电位和像卫生间等这些局部等电位装置，且没有设计设备等电位装置，这样，一旦遭受感应雷击，雷电流侵入建筑物后就会在设备与设备之间、设备与室内人员之间形成较大的电位差，损坏室内电子电气设备，威胁人员人身安全。

（5）通讯、信号等弱电设备抗冲击、抗干扰能力差，在防雷设计中特别要强化这一部分，而实际情况中，防雷设计方案往往容易轻视弱电系统防雷设计，弱电设备防雷设计不到位致使遭受雷击后损失巨大。

3.高层智能建筑物防雷工程设计常见问题处理

3.1 设计必要的引下线均压环

利用建筑物外圈梁钢筋通长焊通形成环路，这就是均压环原理，而且还可利用敷设的扁钢或圆钢在建筑物外围焊接成电气回路作为引下线均压环。在对均压环的设计时要着重指出均压环应与所有的引下线就近连接成电路通路，建筑物外部的金属门窗、栏杆、广告牌等所有金属物都应就近连接均压环。

3.2 完善接地网和共同接地系统

建筑物防雷设计中面临着设备保护接地、防静电接地、屏蔽接地、防雷接地、交流工作接地等多种接地线，这些接地线的接地电阻要求各不相同，因此为避免出现地电位反击，各个接地地网之间都要留出足够安全的距离。建筑物防雷接地干线应每隔3～4层就要与建筑物内部钢筋柱连接一次，这样就可通过钢筋柱泄流一部分雷电流；可将建筑物基础地梁内主筋、保护接地、各弱电设备接地和防雷接地共用同一接地体，接地电阻<1Ω，也可把基础地梁内主筋连接桩基钢筋。

3.3 做好雷电电磁脉冲防护

雷电电磁脉冲通过避雷针及其引下线或电子设备供电线路、室外金属线路等入侵室内损坏电子电器设备，是雷击灾害中对室内设备威胁最大的因素。因此可采取接地、屏蔽和装设SPD等全面有效的而错失来防范雷电电磁脉冲的危害。其中在对SPD产品配置设计时，应严格按照《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50057-2010中规定要求，在总配电开关处设计SPD，分别在各层配电箱、重要设备配电箱进线处、跨防雷线路处安全相应的SPD，防雷区分界处要设计等电位连接。所有的SPD间距都要符合规范要求，电压开关型SPD与限压型SPD间的线路长度要≥10m，限压型SPD之间线路长度≥5m。

3.4 加强高层智能建筑物雷击风险评估

通过建筑物雷击风险评估，可确定建筑物防雷等级，然后进一步确定建筑物供电线路过电压保护等。因此要加强建筑物所在区域地理、气候、土壤及高层智能建筑物性质、功能、设备等，运用科学的原理和估计方法，分析计算建筑物可能遭受的雷击概率和雷击后果严重程度，得出科学、合理的风险评估结果，并根据所得评估结果开展相应的防雷技术防范措施，达到防雷减灾目的。

参考文献

[1] 林冠文，王涪德，梁建文. 高层智能建筑物综合雷电防护措施[J]. 现代建筑电气，2012（6）

[2] 韩秀彬. 建筑物防雷的设计与施工问题探析[J]. 黑龙江科技信息，2007（18）