房建机电工程的防雷设计及施工问题研究

谢晓冬

摘 要：雷电是大自然释放能量的正常现象，然而雷击给工程界及人民日常生活带来的破坏性与安全隐患是巨大的。伴随我国房建工程的不断发展，房建机电工程市场也日益扩大，成套完善的机电工程系统已经成为工民建中不可获取的重要部分。但需要注意的是，房建机电工程给人们带来日常居住及生活便利的同时，又面临着诸多防雷避雷的问题和难点。如何开展好房建机电工程中的防雷设计与施工技术问题一直都是机电工程领域专家研究的焦点，本文以“芜湖曼哈顿建设项目”为依托，着重介绍了雷击给房建机电设备带来的危害，然后对房建机电工程防雷设计和施工技术进行了详细的分析，以期为后续的房建机电设备及避雷设备安装提供参考。

关键词：房建机电工程;防雷设计;施工问题

1.项目背景

为了进一步提升房建工程的机电设备防雷避雷设计水平和质量，确保后续房建项目机电设备能够正常运行，本文以“芜湖曼哈顿项目”为依托，重点介绍了房建项目中机电设备及防雷设施的设计及安装。该项目地处芜湖市东方路以北，总建筑面积约4.8万平米，住宅面积占到了总面积的60%以上，分地上地下建筑，人防建筑约0.8万平米。考虑到该房建项目属于“商住混用型”因此，对于机电设备的要求较高，以该项目的E1、E2为例，针对房建项目机电设备防雷设计进行了分析，具体如下。

2.房建项目机电工程特点分析

房建机电工程系统具备设备复杂繁多的特点，其由通电、通信以及监控等多方位系统搭建而成。系统是否能够按照预期要求顺利运行将直接关系到机电工程的使用价值。同时，房建机电工程沿线穿越的地带分布较为密集的强弱电设备，这就提高了设备遭受雷击的可能性。然而一旦设备受到雷击出现故障后，将直接带来巨大的经济损失。因此，房间机电工程防雷设计与施工问题必须给予高度的重视，本文也是针对此问题开展论述。

3.雷击的危害

房建机电工程设备在遭受雷击后主要的危害发生类型有以下几个方面：第一，雷击直接造成外场设备的损坏，在高电压的强大作用下产生各种效应继而使得设备运转失常。第二，雷击作用在房建机电工程附近的防雷设备上时，因为受到各种电磁感应的干扰而出现过电压现象。

4.防雷设计要点

房建机电工程的防雷设计关键是要充分考虑到机电设备的正常运行和保证人身安全方面的目的。在防雷设计过程中，要切实遵循以下几个方面的设计原则：第一，将机电工程防雷设计作为一套完备的整体系统去考虑，同时要顾全所有子系统的设备运行完好，起到防雷避雷的良好效果，还要兼顾供电子系统与弱电系统间的合理高效衔接，突出体现安全可靠的设计原则。第二，要考虑雷电作用于房建机电设备上的不同部位，采取有针对性的防雷措施。第三，设计者还要根据机电工程所处外界环境和雷电保护范围，选择适当的防雷设备参数。综合以上的考虑，防雷过程中要积极采取以下的几种有效措施：

4.1房建配电室中心的防雷设计

配电室的防雷设计过程前期，要充分考虑接地线的衔接方式以及防雷设备的配置特点，保证接地电阻不大于1欧姆。与此同时，对于房建机电设备而言，在个组成组件中，电源设备的质量和防雷击性能直接决定了整个机电系统的安全和稳定，因此，为了从根源上解决雷击问题，必须先解决机电设备的电源防雷击问题，必须进一步强化电源系统。考虑到该房建项目E1、E2楼盘属于“商住混用型”的高层建筑，每天的用电负荷量较大，对于机电设备的依赖性更大，其机电设备保护等级应相应提高;且配电间基本位于事先预留好的配电室内，地下室配有机房，相较于配电机房外置的情况，在防雷击方面具有一定的优势。

在高层住宅及住宅物业中心的变电中心低压输出端口接到住宅用户端的配电柜之前，为了保证用电安全，确保在遭受雷击前能够自动断电，保护业主及居民的用电安全及家用电器的安全，必须在配电柜中安装三相过载断电保护系统，具体设计标准参照工民建供配电设计规范，一般是在每条单独线路中加设60k A～100k A标准，从而起到良好的首端保护作用。与此同时，在工民建周边及沿线位置及地下停车场，自行车棚等安全等级相对较低的区域，应该加设的三相过载保护器，具体设计标准应该至少达到40k A～65k A设计标准，相应地起到二级保护作用。在配电柜及高层建筑的机电主机房位置，必须做好安全等級更高的设计，在机电设备的下加设防静电地板革，并设置对应的汇流排装置，汇流排由4×40.0mm扁钢带沿墙体围绕一周形成，将机房内部的配电机柜外壳、配电箱外壳、电源接地、金属防护设施、以及电缆屏蔽层等均与汇流排连接，形成联合接地。为了进一步加强防雷等级，在上述安排的基础上，选取铜质缆线作为下引线接到地网，接地线的截面积应该不低于40mm2，以加强防雷避雷的效果。

4.2 高层建筑小区相应机电设备的防雷避雷设计分析

作为封闭式小区而言，除了高层建筑结构内部的防雷避雷外，为了保证业主在户外的行动安全，必须建立相应的机电防雷、避雷设备，就小区广场及户外设施而言，主要的机电防雷避雷区域就是中心广场、门禁系统及地上车库及自行车棚。针对于该区域的防雷避雷设计而言，为了保证效果，必须采用联合接地的处理方式，为了保证在雷击强度较高的时候依然能够起到良好的绝缘保护效果，通过连接接闪器能够直接使用户外设施的一些金属制顶棚及屋架联合防雷地网以加强和完善防雷避雷效果。一般意义上讲，对于高层建筑小区的户外基础设施而言，具体的接地防雷设施网格可以依照5×5.0m的标准进行布置，具体的地网防雷设施及材料可以选择型钢，型钢标准为5×5×50.0mm设计标准，为了保证衔接的流畅性和防雷设备的可靠性和稳定性，可以配合使用扁钢，具体设计标准为4×40.0mm设计标准，为了建立全面覆盖的户外设施防雷、避雷网络，必须将地面防雷网的端口与小区内相关设施的环形网相衔接。与此同时，为了提高二者间的协调性，可以将广场内相关设施的立柱内的构造钢筋直接连接到地面防雷网络，将其作为防雷引线。通过该方式，可以实现连接网内的电压等势，对于预防和提前预警地面点位反击作用具有较为精确的能力和作用。除此以外，在小区生活广场的电源防雷击方面，根据既有设计方案，在E1位置的电源接线出口位置可以按照标准为40kA/路设计加装过电压保护器设备，与此相匹配的是，相关电源线接入小区内广场接线端同样可以选用40kA/路的标准设计加装过电压保护器装置。通过该设计策略，避免高速公路收费站与收费广场间因落雷所产生过电压对机电设备正常运转造成不良影响。除此以外，还需要注意的是，在小区内广场的内部防雷、避雷设计方面，其设计的关键在于将小区广场内的所有基础设施集中接到提前设置好的汇流排，汇流排可以通过截面积为40 mm2的铜制电缆线与广场内的全部金属屋架外壳连接，与此同时，可以在汇流排设施上单独使用连接线与地网设施就地连接。

5.总结

机电设备防雷、避雷施工一直是房建施工领域最为关注的问题之一，必要且合理的防雷设施是构成房建施工的重要模块和系统。为了保证“芜湖曼哈顿”项目的顺利开工及施工质量，必须落实好必要的防雷设计及施工流程，以期能够做大程度提升和保证机电设备的防雷、避雷可靠性，减轻防雷击避雷对房建项目的影响。

参考文献：

[1] 冯旭宇，刘晓东，卢士庆等.高速公路机电系统过电压保护与防雷接地设计 [J].工业安全与环保，2011，37（2）：40-41，54.

[2] 刘凤英. 高速公路房建机电工程的防雷设计及施工问题研究[J]. 中国新技术新产品，2017，（01）：86-87