淺談格爾木地區高層建筑的防雷技術措施

摘 要：隨著現代社會的快速發展，建筑物的規模在不斷擴大，所使用的各種電氣設備日趨增多，尤其是計算機網絡信息技術的普及，城市建筑物越來越多的采用各種信息化的電氣設備。我國每年因為雷擊破壞建筑物內電氣設備的事件時有發生，所造成的損失非常巨大。因此高層建筑物的防雷就顯得尤為重要。

關鍵詞：格爾木；高層建筑；防雷措施

格爾木位于柴達木盆地南緣，平均海拔2800多米，隨著經濟社會的發展和城市建設步伐的加快，格爾木作為一個西部新型的鹽化、石化、太陽能等資源性工業城市，在西部大開發，格爾木大發展的戰略實施下，如今的格爾木經濟突飛猛進，城市基礎設施建設得到空前的發展。人們的生活水平和居住條件大為改善，隨著城市的發展和城市人口的增長，高層建筑越來越多，而且建筑的高層化和智能化已成為城市發展的一種趨勢。高層建筑物由磚石結構、鋼筋混凝土結構、剪力墻結構及筒體結構等組成，內部設施包括高層建筑中的給排水設備、電力系統、弱電線路、電子信息設備和電梯等。這些建筑物具有高度高、易受雷擊等特點，由建筑物年預計雷擊次數公式N=KNgAe（詳見GB50057-2010）可知，高層建筑比一般建筑遭雷擊的概率要大得多，當建筑物高度超過100m時，其遭受雷擊的頻率可與高度成正比。

1 雷電對高層建筑的危害

雷電流在瞬間釋放出的巨大能量，會把被擊中金屬熔化，使物體水份受熱膨脹，產生強大的機械力，或者分解成氫氣和氧氣，產生爆炸，使建筑物遭到破壞，甚至雷電的高溫引起建筑物燃燒構成火災和引起觸電。

2 高層建筑物防雷措施

現代高層建筑物防雷工程為綜合性的系統工程，應在安全可靠、技術先進、經濟合理的防雷設計基礎上，進行直擊雷防護、側擊雷防護、等電位連接、屏蔽、綜合布線、電涌保護及有效接地等方面的防雷工程建設，保證做到高效防護、層層防護，避免和降低高層建筑物及其室內設備遭受雷擊破壞。

2.1 直擊雷防護

2.1.1 接閃器

根據高層建筑物造型及避雷效果可選用接閃桿、接閃線、接閃網（帶）等。采用何種方式應根據建筑物的造型及避雷效果而定。其中接閃桿結合明裝接閃帶和暗裝接閃網是一般高層建筑物常用的接閃器。針對建筑物的形狀、高度、長寬度及用途進行接閃器布置，形狀較為復雜的建筑群采用滾球法，平面建筑適用于網格法。建筑物頂面上的旗桿、廣告牌、鋼梯、燈具外殼、護欄、透氣管、風冒等所有金屬構件應與就近的接閃帶（網）焊接。

2.1.2 引下線

直擊雷防護措施中引下線的設計應盡可能的短，將建筑物內四角的主筋作為引下線與垂直接地體相連是一種較為理想的方法，如利用建筑物結構柱內對角鋼筋為引下線，將每一柱子的縱向主筋由下而上焊接，每一層再與梁板鋼筋焊接，其中向上伸出的與接閃帶焊接，向下的則與接地體鋼筋焊接。

2.1.3 接地

現代高層建筑的防雷接地、電氣設備的保護接地和工作接地都是合在一起的，組成綜合接地系統，接地電阻通常要求小于4Ω。由于大部分高層建筑物均做了防水處理，導致接地電阻增大，可采取建筑物周邊圈式接地法以避開防水處理層的影響，以起到了均衡電位、提高安全性的效果。

2.2 側擊雷防護

受其高度影響，高層建筑物還要防御側擊雷的危害，以高層建筑物30m以上部位為保護對象，每隔2層或垂直間距不大于6m沿建筑物四周敷設一道均壓環作為接閃帶，并與各根引下線焊連。其中作為均壓環的接閃帶宜安裝于外墻抹灰層內；外墻的附屬欄桿、門窗等金屬構件設置接地預埋鐵，將接閃帶周圍上下層門窗、欄桿的接地預埋鐵引出端和接閃帶通過扁（圓）鋼進行三面焊接連通。

2.3 雷電波入侵防護

為防范雷擊災害產生的雷電電磁波沿金屬管道或線路侵入建筑物室內損壞信息系統設備等，進入高層建筑物的金屬管道應在進出建筑物處與防雷接地裝置連接，金屬線路應利用屏蔽電纜或經金屬管道埋地再進入室內，并作接地處理和過電壓保護器安裝。

2.3.1 信號線路電涌保護器

信號線路分為通信和信號網絡線路，通信和信號網絡線路保護器（SPD）要求具有電涌保護性能的一般參數和插入損耗Ae、數據傳輸速率Vs等特定參數，根據其傳送信號的不同，信號傳輸介質及接口也有所不同，分為同軸線SPD、雙絞線SPD、電話線SPD、有線電視線SPD等。根據系統過電壓、過電流威脅水平及SPD特性分析，信號網絡系統最多可安裝兩級防雷保護，一個網絡系統通常安裝一級SPD即可；利用單個SPD組合防護電路實現對多個防雷區的保護；系統傳輸線路過長必須安裝第二級SPD時要做好兩級SPD的配合。

2.3.2 電源系統電涌保護器

對于低壓供電系統的電涌保護需采用分級保護原則，根據防雷器參數和安裝規范要求，高層建筑物電源系統總配電處應安裝通流量較大的電源電涌保護器進行一級防護；設備集中樓層的分電源處或用戶進電處安裝用戶分電源電涌保護器進行二級防護；各個設備電源處安裝的串聯式的電源電涌保護器是電源系統的三級防護；防雷器間要做到能量配合，避免遭電壓襲擊時出現“盲點”，確保對設備的可靠防護。如果電源總進線端安裝了一級SPD即可滿足被保護設備過電壓保護水平要求，就不需要再安裝第二級；當一級SPD與被保護對象距離>30m或被保護對象反應較為敏感時，可裝設第二級SPD進行防護。

3 結束語

高層建筑的防雷是一個復雜的系統工程，對建筑物的安全使用，電氣設備的正常運行有著至關重要的作用，在設計施工中除了嚴格遵守規范外，還應積極采用可靠的新技術，進行外部防雷和內部防雷的有機統一，才能使建筑物防雷安全可靠，才能更有效地消除雷擊災害。

參考文獻

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[2]梅衛群，江燕如.建筑物防雷工程與設計[M].北京：氣象出版社，2004，3.

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2009，8.

作者簡介：李廣文（1966，11-），男，漢族，工程師，研究方向是高層建筑的防雷措施。