学校教学楼的防雷保护探究

杨敬东

摘 要：学校是教育发展的重要场所，保证学校教学楼的安全是非常重要的。目前，我国很多学校的教学楼都进行了重建，教学楼的高度逐渐增加，教学楼内部的电子设备也越来越多，极易受到雷击的破坏和干扰，影响正常教学工作的开展，也会带来一些安全隐患，因此学校教学楼的防雷工作也越来越受到相关人员的重视。现本文就主要探究了学校教学楼的防雷保护措施。

关键词：学校教学楼；防雷保护；具体探究

目前很多学校教学楼内都配备了一些电子设备和建筑自动化系统，这些设备和系统易受雷电的影响，若不做好教学楼的防雷保护工作，会给教学工作的开展带来安全隐患。因此必须要采取有效的措施，将这些问题消灭在萌芽中。并且学校是学生学习的地方，一旦发生雷击安全事故，所带来的影响是巨大的，损失将不可估计。将学校防雷工作做好是学校安全管理中十分重要的环节，是学校对学生高度负责的表现。

1 雷电的破坏形式

雷电对于建筑，尤其是高层建筑和智能建筑具有极大的破坏性，主要的破坏形式是雷电波、直击雷和雷电感应的入侵。如果是直击雷，破坏形式就是雷电直接击中建筑物，对建筑物进行入侵，产生电效应和热效应，导致建筑物出现受损。另外，如果建筑物受到直接的雷击，强大的雷击电流就会对人们的人身安全有着非常大的影响，具体的原因是电流会沿着接地引下线，接地后就会让电位瞬间提高，会产生极高的电位，这样就会造成电力设备的损失，甚至会引起人员的伤亡。

建筑物在受到雷电的攻击的时候，就会出现雷电感应，雷电感应是在雷电发生的时候，会在相关的导体上产生一定的静电感应与电磁感应，金属部位由于摩擦就会出现火花。雷电感应既可以是来自对地雷击，也可以是来自云间放电。但值得一提的是，对地雷击的发生，会出现较大的感应浪涌，这样一来其电压就会增大，其雷击半径也会逐渐的增加，在500m这一范围内的设备都可能会被破坏。而云中放电的电压相对较小，但是其发生的概率也更高，雷电的破坏也会极强，因此，云中放电也需要引起重视，一旦出现问题，后果十分严重。

雷电波的入侵在雷电灾害中也是十分重要的形式，这是因为雷电会沿着各种线路，如架空线路，或者金属管道等有导电性质的线路侵入到建筑内部。这样一来，将会对很多的教学设备造成一定程度的损坏。

2 教学楼及其雷电风险评估

学校的教学楼是用作教学科研用，一般教学楼内部的人员都相对较为密集。因此对教学楼的安全设计要求一般都会很高。现如今，学校的教学楼多是钢筋混凝土结构，楼层设计一般要在五层左右，屋内要有电脑、语音室、图书馆和办公室，还要设置阶梯型的大教室，属于智能建筑物。

根据相关建筑物防雷设计规范的要求，在进行学校教学楼的安全参数进行计算的时候，要计算出学校预计可能发生的雷击次数、有可能会对教学楼电子信息系统产生影响的雷击次数等一系列关于雷电风险评估的计算。这样才能更好的对教学楼的防雷类别进行分析和确定，从而采取更好的防雷措施。一般来讲，教学楼往往会被认定为是二类防雷级别，教学楼里电子信息系统的发生防护等级要求一般是B级。

3 设计指导思想

设计指导思想需要按照区域进行基本的划分，建筑物的外部主要是雷击的主要区域，发生雷击的时候，会出现损害，而且外部设备的危险较高，是直接与雷电发生基础的区域。这一区域是暴露区，暴露区是0区，如果是非暴露区，例如建筑内部，就要按照1区和2区进行划分，可以按照危险的程度来判断并确定防雷设计方案。

4 学校教学楼的综合防雷措施

4.1 防直击雷措施

学校教学楼按二类防雷级别保护设计。在教学楼顶部设避雷带，所有突出屋面的金属物体均与避雷带可靠焊接。屋面避雷带采用F10mm镀锌圆钢，每隔1.0m用支撑杆固定。利用结构柱内两根F16mm主筋作为引下线，以焊接的形式从柱顶直通到柱底，与基础钢筋焊接相连，并与大楼基础钢筋、梁柱钢筋、金属框架连接起来，形成闭合良好的法拉第笼。教学楼内竖向金属管道应每三层与圈梁的均压环相连，均压环应与防雷装置专设引下线相连。

4.2 学校教学楼的内部防雷保护

内部防雷装置的作用是减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁效应，以及防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害。除外部防雷装置外，所有为达到此目的所采用的设施、手段和措施均为内部防雷装置，它包括等电位连接设施、屏蔽设施、加装的避雷器以及合理布线和良好接地等措施。针对于网络系统的防雷，从可能引雷的三条途径：电源线路、网络线路、通讯线路，根据每一类设备的特性、需要的防雷等级程度，选用性价比合适的防雷产品，做到以合理的价格达到充分的防护，确保设备对直击雷、感应雷以及线路操作过电压的全面防护。设备集中的机房应设在顶四层以下。机房设备应摆放在房子中间，这里雷电电磁场最弱，不能靠窗口太近，不能靠楼立柱太近，不能离主地线及没有安装的外线太近，这一点一定要注意。

4.3 电源系统保护

从总配电房开始，按照国家标准的要求设置四级雷电电涌保护器。在学校教学楼总电源配电柜安装一组低压电源避雷器作为第一级雷电电涌保护；在楼层分配电柜处安装电源避雷器作为第二级雷电电涌保护；在特别重要的校园中心机房、多媒体教室等配电盒处安装电源避雷器作为第三级保护。并且对网络中心主服务器采用防雷插座细保护。这些保护起到对从电源线上进入的感应过电压的拦截、泄放保护作用。SPD的三相分别并联空气开关后面相应的线路端子，中线接N端，地线接至配电线路接地排、机壳或PE端。

在安装SPD时应注意：第一级SPD相线连接线及地线截面不小于25，第二级SPD相线连接线及地线截面不小于16，第三级SPD相线连接线及地线截面不小于10。

4.4 信号防雷

学校教学楼里一般都会安装电视、网络、监控等设备，这些设备会接收一定的信号，雷电易沿着管线和信号传输途径而被引入教学楼内部。因此教学楼还应当做好信号防雷。一般要采取直击雷防护和屏蔽措施。为抗御直击雷和降低雷电电磁干扰，教学楼应采用法拉第笼进行电磁屏蔽。比较重要的信号设备机房须采取防直击雷措施，但不能盲目以高塔来避雷，传统的金属避雷针高高耸立在建筑物屋顶，这样反而会增加落雷的概率，造成对楼内及其周围更严重的感应雷击。对此，教学楼顶应该敷设避雷网做为接闪器，避雷网由不大于3m*3m的方形网格构成，每隔3m与避雷带焊接连通。网格由40mm*4mm的热镀锌扁钢交叉焊接构成。

5 结论

雷电灾害已成为破坏性日趋严重的灾害之一，面对日趋严重的雷灾，我们必须采取行之有效的措施，达到防患于未然的效果。特别是学校，在防御雷电灾害方面学生更是弱势群体，学生们肩负着家庭的期盼，肩负着祖国和社会的期待和希望，所以做好学校防雷工程，增强校园抵御雷电危害是做好学校安全工作的一项重要环节，也是学校对学生安全高度重视和负责的体现。

参考文献

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[2]邢伟，傅瑶，薛楠.某学校教学楼安全检测分析及其加固处理研究[J].山西建筑，2011（21）.