高层建筑电气施工中防雷及接地技术

甄俊清

（山西四建集团有限公司，山西 太原 030012）

现代社会中，电是生产、生活中不可或缺的重要资源，这样的背景下，电气系统在建筑工程中的重要性也越来越突出。防雷接地是高层建筑电气施工中的重要内容，其施工质量直接影响建筑物的安全性。因此，必须高度重视防雷、接地施工，采取科学的施工技术，切实确保施工质量。

1 高层建筑电气施工中防雷及接地施工前的准备

高层建筑指的是高度在27m 以上的住宅建筑以及高度在24m 以上的非单层厂房、仓库与其他民用建筑。由于建筑高度高，因此高层建筑发生雷击事故的概率也比较高，雷击具有电流大、电压高以及瞬时可产生大量热能的特点，可造成严重的危害。基于此，高层建筑电气施工中，应高度重视防雷接地。

为确保防雷及接地施工的顺利开展，施工前应做好充足的准备，具体包括：

（1）高层建筑的高度较高、体量较大，因此地基通常较深、较大，因此多数采用桩基。桩基内部的钢筋，为防雷接地带来了较大的散流面，若想将桩基的接地作用充分发挥出来，应在底板中将固定桩中的二项垂直钢筋连接成一个整体。这样的情况下，一根桩便是一个接地散流点，桩的数量越多，散流点也就越多，则高层建筑的安全系数越高。

（2）高层建筑施工中，底板的大量水泥、钢筋等需要靠底板吊运，所以，施工前应将塔吊准备好。塔吊设置完成后，由于其高度较高，因此变成一个招雷物。施工中，应高度重视这一问题，以预防雷击事故的发生。考虑到此时基础底板钢筋尚未完成安装，因此可采取将一部分接地钢筋连接后再与塔吊基座地脚螺栓连接起来的方法来预防雷击事故。这个过程中，需注意一点，即连接钢圈直径需要在12mm 以上。在连接完成后，还要对塔吊进行电阻试验，确保其大于建筑所要求的电阻值，才能使用塔吊。

2 防雷及接地技术的应用措施

某高层建筑项目，为天然气调度中心和办公生产综合用房，建筑高度58.6m，地下1 层，地上15 层，属于二类防雷工程。所采取的防雷、接地技术措施如下：

2.1 防雷引下线

本项目电气施工中，将结构柱内直径φ 大于等于16mm 的两对角主筋当作防雷引下线。主筋连接时，直径φ 大于等于22mm 采取直螺纹套筒，直径φ 为16~22mm 采取电渣压力焊。针对采取直螺纹套筒进行连接的主筋，应进行跨接焊，跨接焊时采用φ12mm 的热镀锌圆钢，焊点双面焊，焊接长度为热镀锌圆钢直径的6 倍，重点关注结构柱截面转变层的主筋跨接焊；针对采取电渣压力焊进行连接的主筋，需检查焊包是否饱满、均匀，若存在偏包问题，则需及时整改。防雷引下线的最顶端构架位置，应对防雷引下线、水平梁主筋进行并接，引出一根φ12mm 的热镀锌圆钢，并与接闪器连接起来。

2.2 基础接地网

就现阶段来说，高层建筑通常是用桩基中的主筋当作接地极，对桩基主筋与基础梁水平两主筋、承台底筋进行焊接，从而形成闭合环路，最终变成接地体。

接地体与总等位接地、设备保护接地、各防雷引下线进行可靠焊接。跨接焊时所用的热镀锌圆钢直径、搭接焊倍数、焊接质量均要切实符合相关规范标准的要求，同时，还要从基础接地网焊接出直径φ12mm 的热镀锌圆钢，并要沿结构柱引上，预留电缆桥架接地用，头尾不少于两处，每超出30m 便要增加一处。基础接地网焊接完成后，对各引下点的接地电阻值进行测量，确保其不超过1Ω，否则应加人工接地体。

2.3 均压网

本项目为二类防雷，根据设计要求，在建筑高度30m 及以上的位置，每3 层设置一个均压环，即沿外墙周边窗框上方水平敷设一周25mm×4mm 的镀锌扁钢，该层及上、下2 层的门窗、引下线、金属结构以及空调板格栅与空调外机、管道均与均压环进行连接。在空调板处预留一根直径Φ10mm 的热镀锌螺栓或25mm×4mm 的热镀锌扁钢，并露出地面5mm，以供空调外机接地用。

2.4 防侧击雷

目前，高层建筑中普遍使用铝合金窗，其防雷接地是防侧击雷的一种有效措施。铝合金窗的接地方式主要包括两种，第一种接地方式是在对铝合金窗进行定制的时候，甩出一根10mm2的铜编织带，铜编织带的两端中，一端与均压网引来的直径φ10mm热镀锌圆钢的尾部焊接的10mm 牙条焊接起来，另一端用螺栓固定在铝合金窗上；第二种接地方式是在对铝合金窗进行定制的时候，甩出一根25mm×4mm 热镀锌扁钢，热镀锌扁钢的两端中，一端与均压网引来的直径φ10mm 热镀锌圆钢焊接起来，另一端钻二个孔用螺栓固定在铝合金窗上。本项目中采取的是第一种接地方式。这种方法具有电阻值、导通率均可达标以及牢固可靠的优势，同时在安装铝合金窗之前便可以实现接地预留到位，等到铝合金窗安装后，再用平垫、弹簧垫、螺栓等锁紧铜编织带，检测电阻，确保其符合要求后再做好隐蔽工作。

2.5 避雷带

避雷带的主要作用是预防屋面外部构筑物遭受直击雷的破坏。本项目中，在屋面构架外圈梁上对避雷带进行明敷，同时借助结构梁内主筋，来设置避雷网，避雷网不超过10m×10m 或12m×8m，避雷网通过连接各防雷引下线，便能将雷电流有效地散流到地面。由于屋面构架外角位置的雷击发生率较高，因此在安装避雷带的时候，在屋面构架外角位置焊接引出一根高度为50cm 直径φ12mm 的热镀锌圆钢当作避雷针。

2.6 局部等电位接地

建筑物遭受雷击的情况下，电流较大，若防雷不全面，则电流便有可能通过引下线引入到潮湿空间中去，如卫生间等，其路径上会出现电位差，如果电流导入时遇到金属管道，便会发生感应现象，导致感应电位的发生，此时电力远超雷击电流，通过水管传到潮湿空气中，人体接触后，便会引发触电事故，这一现象被称为“末端隐患”。因此，电气施工中，需要在卫生间等潮湿的部位进行局部等电位接地，使其处于同一电位，以消除“末端隐患”。

3 防雷接地施工中的相关注意事项

3.1 关注电阻值的调节

随着生活质量的改善，当前人们对建筑物提出了更高的要求，不仅要求建筑物有着丰富的使用功能，还要求建筑物拥有舒适性、安全性。这就使电气设备的数量、种类不断增多，不同类型的电气设备，所需电压、电流值存在一定的差异，对电阻的要求也各不相同。但在实际施工中，受到诸多因素的制约，可能当地电阻无法达到使用需求，这就需要在电气施工中采取有效措施，对电阻值进行调节。

3.2 合理选择接地体

电气施工中，接地体发挥着重要的作用。对于处于高负荷运行状态下的接地体，在进行选择的时候，应确保其质量，尤其是其主体材料，应选择具有耐腐蚀、高导电性、防锈蚀、经久耐用的材料，确保接地通电基本要求得到满足的基础上，保证主体材料的耐腐蚀，方可使接地体可以应对复杂的运行环境，保持长期、稳定运行。

3.3 笼形避雷网

建筑物的防雷接地系统主要包括利用剪力墙与柱内的竖向钢筋作防雷引下线、屋面避雷带、接地装置三部分，三者共同构成一个钢筋大网笼，变成了具备均压、屏蔽功能的笼形避雷网。高层建筑通常是采用铝合金幕墙当作外墙，其自身便可以形成连贯的电气通路，再与主体结构的防雷装置连接起来，便可以组成一个防雷整体，避免建筑物遭受雷击。

3.4 避雷带

具有接受雷电流作用的避雷带，是一个带形导体，是沿着建筑物外面容易受雷击的突出部位进行装设的。镀锌圆钢是常用的设备，考虑到美观性，一些工程使用不锈钢管，但应确保其管壁厚度大于等于2.5mm。

3.5 等电位联结

就目前来说，局部等电位联结、等电位联结的设计深度不够，通常是在设计说明中标注“参考标准图集02D501-2”或“进行等电位联结”，这就导致施工、验收时缺乏有效的依据。为避免这样的问题，在设计阶段，必须制作等电位联结系统图，同时在要对等电位箱引出等电位联结线的根数、规格、使用材料名称等做好标注。此外，对于等电位箱的位置以及等电位箱至建筑物钢筋网、各金属管道、配电箱PE 端子等联结线的联结部位与敷设方式等内容，均要在平面图中做好标注，为施工、验收等提供有效的依据。

4 结语

综上，高层建筑电气施工中，应根据工程实际情况，对防雷引下线、基础接地网、均压网、防侧击雷、避雷带以及局部等电位接地等防雷、接地技术进行有效应用，确保防雷及接地的有效性，以保障高层建筑的安全性。