智能建筑中防雷技術的應用及處理

周鳳蕓，張 爭

煙臺市氣象局，山東煙臺 264003

雷電災害是我國十大災害之一。它不僅會造成建筑物的損壞、人員的傷亡，而且對電力、電訊等設備造成損壞，對人類生產生活帶來巨大的影響。近年來，科學技術的不斷進步和發展，致使各種高端的計算機網絡技術和通訊技術遍布人類生活的每個角落。各種智能化的建筑物都已采用計算機網絡技術和通訊功能。

1 雷電的種類和特點

雷電是一種強大的電脈沖波。雷電主要包括了球形雷、電磁脈沖、云閃和直擊雷四種形式。這四種形式中球形雷和直擊雷危害最大，對電子設備影響比較大的是電磁脈沖，對人類危害最小的是云閃，它主要發生在兩塊云之間或者在一片云的兩邊發生。直擊雷是在云體上聚集著大量的帶電離子，這些帶電粒子通過某種渠道來進行泄放，通常是某個高層建筑、鐵塔、空曠地段的人群等，在電荷釋放的過程中，這些媒介就會受到嚴重的損壞，直接雷是危害最大的一種形式，球形雷相對直擊雷來說次之。

雷擊的頻率和破壞程度是非常大的，據不全統計，每秒鐘大約有100次雷擊發生，在全世界近4 000人死于雷擊。同時發生雷擊和地形有一定的關系，每座100m高的建筑物平均每年會被擊中一次。每座400m的建筑物，例如信號塔或者廣播電視塔等每年被擊中的頻率大概在25次作用。每次雷擊產生的高壓將近6億伏。這種破壞主要集中以下兩個方面，直接雷擊建筑物上所產生的電動力和熱效應多帶來的破壞，第二就是雷電流產生的靜電感應作用和電磁感應作用以及雷電波侵入作用。高層建筑物由于目標明顯，很容易受到雷擊。當前很多高層建筑上都安裝有電子設備，這種建筑一旦遭遇雷擊，將會帶來巨大的損失。

2 智能建筑中防雷技術的應用

2.1 智能建筑

隨著科技的發展，很多建筑為了避免雷擊采取了相應的措施，智能建筑就是其中一種，它主要采用了計算機網絡和通訊技術對建筑物內的設備進行自動控制或者管理。智能建筑是解決建筑物遭雷擊的一個重要方法，它不僅能夠有效地進行避免雷擊，還可以為人們提供一個高效、舒適、便利的建筑環境。根據建設部《2000年小康型城鄉住宅科技產業工程項目實施方案》和《全國住宅小區智能化技術示范工程建設工作大綱》的相關內容，國家正在將智能化建筑進行推廣，不僅僅在公共建筑，還在一些小區進行推廣。科技的發展，特別是網絡技術的發展，很多高科技技術正在走進建筑設計中來，現代社會的家庭正在追求家庭智能化所帶來的多元化信息及安全、舒適與便利的生活環境作為一個理想的目標。

2.2 防雷技術的應用

電子設備在建筑中的應用，雷擊帶來系統損壞現象正逐步增多，這種危害所帶來的不僅僅是電子設備的損壞，更為重要的是帶來的間接損失，例如電子設備損壞后，會出現相應的數據丟失和其他設備不能正常運轉。國際電工委員會第81技術委員會關于“防雷”的IEC1312-1(1995)文件中也強調指出：“鑒于各種形式電子系統的應用不斷增加，使本標準的制定成為必須。這些系統包括計算機、通信設備、控制系統等（統稱信息系統）。這些系統應用于商業和工業的許多部門，包括相當大的資金投入、規模和復雜性很大的工業控制系統。出于代價和安全的考慮，雷電對其造成運轉停頓的影響是不可估量的”。

傳統的防雷措施已經不能很好地保護網絡、通信等設備的可靠性、安全性、暢通性。雷電災害被國際電工委員會（IEC）稱為“電子化時代的一大公害”，據不完全統計全球因雷擊多帶來的損失每年高達十多億美元，這個巨大的損失是其他災害所不能比擬的。在雷擊損失面前，人們已經意識到傳統的防雷技術已經不能滿足當前的需求。雷擊和科技的發展相伴，將雷擊損失降低到最低，只能通過相應的科技技術進行綜合治理。

外部防雷和內部防雷是一個完整的防雷方案，通常情況下外部防雷系統包括了引地下線、避雷針、接地極、避雷帶等，這種防雷就是為了確保建筑物本體能夠避免直接遭遇雷擊，在雷電擊中相應建筑物的時候，會通過避雷針、避雷帶、引下線等形式把雷電釋放到大地中去。內部防雷主要是為了保護建筑物內部相關設備和相關人員而采取的措施。這種措施主要是保護建筑物內部相應設備免遭損壞。在建筑內部安裝避雷設備，讓設備和大地形成一個有條件的等電位體，將可能進入雷電阻攔在外，將雷擊所帶來的電流直接釋放到大地，確保設備的安全。

3 防雷技術的處理

智能建筑大多數裝有避雷針，可以避免雷擊損壞建筑物。智能建筑物內部電氣設備的頻率較高，它的響應避雷設施都與傳統的不同，主要表現在接地結構、等電位連結及電氣接線的方法發生了改變。這就需要對智能建筑內的不同設備特性安裝不同的避雷設備，例如避雷接地、電氣安全接地、交流電源工作接地、通信及計算機系統接地（也叫直流接地，在數字邏輯系統中叫邏輯接地）等外部防雷。此外，為防止雷電電磁脈沖產生的電磁感應的侵入采取等電位聯接和電氣接線等內部防雷，并且進行合理的屏蔽以對微電子設備進行防護。

[1]劉漢景·淺析高層建筑防雷接地的相關問題[J].中國高新技術企業，2009(6).

[2]梁基允.有關建筑電氣接地防雷技術的相關問題分析[J].氣象、防雷、通信、通訊與電子.

[3]http://baike.baidu.com/view/79219.htm.