淺談智能建筑物防雷設計與施工

秦冬旭+劉建國+宋威+王友利+張艷龍

【摘 要】伴隨著建筑物水平的不斷提升，以及科學技術的快速發展，雷電破壞事件發生的幾率越來越大。所以，加強智能建筑防雷設計與施工有著非常重要的作用。因此本文對智能建筑物防雷設計與施工進行了具體分析。

【關鍵詞】智能建筑；防雷設計；施工

一、雷電對智能建筑的危害

（一）直擊雷擊

直擊雷擊是指雷云之間或雷云與地之間在建筑物的某一點放電。強大的雷電流通過被擊物體時產生熱效應，其所產生巨大的熱量會使被擊物體溫度突升，甚至引起火災。達數十甚至數百千安雷電流通道，會使空氣急劇膨脹，并以超生速向四周擴散，外圍附近的冷空氣被強烈壓縮，形成激波，會嚴重破壞附近的建筑物、樹木及人員傷害等。

（二）感應雷擊

感應雷擊是指雷電通過靜電感應或電磁感應對被擊物體的損壞。雷電產生電磁感應的破壞，由于雷電有極大的峰值和徒度，在其周圍形成強大的變化的電磁場，處在變化電磁場中的導體會感應出10000V的過電壓，該電壓由導線可傳至較遠電氣設備，對微電子設備及系統造成廢滅性襲擊。雷電產生地電位反擊的破壞，智能建筑內計算機及微電子設備，均要求有干凈的地，如果在建筑不同接地系統被泄入雷電流時，引起電位不均，高電位的地會反擊地電位的地，導致電氣設備損壞。

二、智能建筑物的防雷設計

（一）防雷設計方案

1.直擊雷。

直擊雷防護主要是使用避雷針、引下線和接地網，再加上主體鋼筋，形成籠式框架。如果想要達到理想效果，在沒有避雷針的情況下，必須在最高位布有不大于分類要求的金屬網絡，整座建筑物的金屬體都要與籠式框架相連接，以達到理想的防雷保護作用。

2.感應雷。

感應雷主要通過電源線、信號線或數據線入侵，而破壞電子設備，因此，感應雷的防護是在各種線路的進出口安裝適當的防雷器。防雷器應具備一些必要特征，即動作時間快，具有相容性，能承受高電流，全面保護，反復使用，安裝簡易。

（二）電源系統的分級設計

對于低壓供電系統，浪涌引起的瞬態過壓保護，最好采用分級保護的方式完成。

1.一級保護。

一級保護是連接在智能建筑供電系統入口進線各相和大地之間的大容量電源防浪涌保護器。該級電源浪涌保護器具備每相25 kA以上的最大沖擊容量，要求的限制電壓應小于2400V，稱為Ⅰ級電源防浪涌保護器。其是專門為承受雷擊的大電流和高能量浪涌吸收而設計的，可以將大量的浪涌電流分流到大地。

2.二級保護。

二級保護是安裝在重要或敏感用電設備供電的分路配電設備處的電源防浪涌保護器。這些防護器能夠通過建筑供電入口浪涌防護器的剩余浪涌能量，進行更加完善的吸收，能夠很好的抑制瞬態過電壓。因此，使用的電源浪涌保護器的最大沖擊容量應該每相45kA以上，要求的限制電壓應小于1200V，稱為Ⅱ級電源防浪涌保護器。

3.三級保護。

三級保護是用電設備內部電源部分使用一個內置式的電源浪涌保護器，以完全消除微小瞬態過電壓。因此，使用的電源防浪涌保護器要求的最大沖擊容量為每相20kA或更低，要求的限制電壓應小于1000 V。對特別重要或敏感的電子設備，具備三級保護是非常有必要的，也可以保護用電設備免受系統內部產生的瞬態過電壓影響。

（三）信號系統的防雷設計

數據信號傳輸線路采用有線傳輸方式時，線纜應該采用屏蔽電纜或穿管埋地引入。在線纜與信號接收器間安裝電源浪涌保護器。傳輸設備的天線在交界處穿金屬管屏蔽接地引入，在天線的發射設備端和接收設備端應安裝保護器，進入主機房的電話線穿金屬管屏蔽接地引入，并在接線盒前端的電話組線箱內安裝保護器。用同軸電纜或雙絞線上網時，在同軸電纜或雙絞線上安裝保護器。

（四）等電位聯結設計

實施等電位聯結的主體為設備所在建筑物的主要金屬構件和進入建筑物的金屬管道，供電線路、防雷裝置、信息系統。實行等電位聯結的連接體和無法直接連接時，而做瞬態等電位聯結的電涌保護器為金屬連接導體。設備房外面應該敷設金屬屏蔽網，屏蔽網應與房內環形接地母線均勻多點相連。通過星型結構把設備直流地以最短的距離連到鄰近的等電位聯結帶上。設備房內的電力電纜、通信電纜，應該盡量采用屏蔽電纜。

三、智能建筑防雷施工

（一）裝設接閃桿和接閃帶

智能建筑物的接閃桿和各層的接閃帶都要保證相互協調，利用塔頂的金屬寶頂作接閃桿，安裝在建筑物的樓頂。將Ф12熱鍍鋅圓鋼和3根引下線柱結構鋼筋焊接在建筑物的寶頂底座，這屬于接閃器的泄流通道。接閃帶則是由熱鍍鋅圓鋼沿著琉璃瓦輪廓彎曲敷設形成的，并在各支架做好防水措施。

（二）裝設引下線

將引下線作為雷電流通路，按照分流原理，引下線通過的雷電流會隨之增多而減小，利于大大降低雷電反擊和二次雷電的危害。所以，應該盡量增加引下線的設置量，確保引下線沿塔布置始終保持均勻。

（三）布置接地體

智能建筑施工場地主要包括素填土、砂質粘性和強風化花崗巖等。接地體的幾何尺寸、土壤電阻率確定了接地裝置的接地電阻，為了有效降低接地電阻，需要提高建筑物自然接地體的利用率，并正確實施深井接地技術，同時還要進行施放接地降阻劑處理。

（四）等電位聯結

等電位聯結過程中，連通外墻的金屬欄桿、門窗與均壓環，玻璃幕墻支架、鋼龍骨與均壓環連通成等電位，以此有效避免側擊雷。埋地進出建筑物金屬管道和構建，電纜金屬外皮和保護鋼管，在進出建筑物部位和防雷接地裝置進行等電位聯結。

（五）屏蔽

建筑物的鋼筋和金屬框架等在不能滿足屏蔽系統要求時，應該設置金屬網和其他，以此符合屏蔽措施標準，保證路徑敷設線路的準確性，有效增加線路屏蔽。因為雷電流具有一定的陡度，所以在施工過程中，要保持設備電纜和引下線敷設位于一定的距離，或者采取適當的屏蔽方法。

（六）合理布線

在防雷裝置接閃過程中，為了有效避免信息系統等管線受影響，需要在金屬管內穿入電線，以此保證屏蔽的可能性。在智能建筑物的中心位置，合理設置線路主干線的垂直部分，并和引下線的住進保持安全距離。在管線較長時，必須兩端接地，合理處理電源線、天線等線路的引入操作，把避雷器和壓敏電阻等浪涌保護器，安裝在相應的線路上。

（七）檢測

為了落實防雷安全保護工作，可以建立健全的定期技術檢測制度，并及時解決設計與施工過程存在的問題。與此同時，還應該實施避雷設施跟蹤技術檢測，完善定期檢修制度，避免對其造成破壞。

四、結語

總之，智能建筑防雷工作是一項系統的工程，現代化防雷技術充分強調了全方位防護。其中等電位聯結、合理布線和加裝電涌保護器是智能建筑進行防雷的關鍵。在智能建筑防雷設計中，應該嚴格遵守技術規范要求，并在實踐中，切實落實防雷保護措施，以此大大降低智能建筑的雷擊風險。

參考文獻

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