建筑工程的防雷技術

文/譚海軍 蔣其躍 吳浩湧

建筑工程的防雷技術

文/譚海軍 蔣其躍 吳浩湧

雷電作為一種自然現象與人類的生存、生活卻密切相連，自富蘭克雷發明了避雷針以來，人類有了對于雷電的有效導引與防護。由于時代、材料、工藝、消費需求等各個方面的變遷，建筑工程也在不斷發生著演變，對應的防雷除了一般的安裝避雷針之外，它更加講求防雷體系的構建，如一項工程由內而外的整體防雷措施等。下面就結合個人工作經驗對建筑工程防雷技術相關問題展開討論。

建筑工程 防雷技術 研究

從雷電的形式方面觀察，包括電磁脈沖、球形雷、直擊雷、云閃等多種形式，因其形式不同危害也相對存有差異，但基本上以這幾類形式表現在危害、破壞力方面比較顯著。根據現有技術分析，防雷技術在建筑工程中的運用可以采用一些防雷裝置，如接閃器、避雷裝置、接引線、電涌保護之類實現對雷電的防護，用以保護建筑工程遭受破壞，減少安全事故。

1 建筑工程防雷技術概述

建筑工程防雷技術方面，通常比較常見的是體系化防雷。具體方法是，在建筑工程預埋階段，對所有預埋鋼筋結構通過10、12或其它型號的鋼筋打彎為90度進行電焊連接，包括地面鋪筋、剪力墻框架、立柱等各個方面，基本上需要令其連接為一體，直至屋面。通常屋面上的防雷處理要求將整體建筑下引上來的防雷露筋進行防雷帶式的焊接連通，類似于屋面四周墻一個環形帶，外加屋面平面上的縱橫連接帶，通常以扁鐵焊接后刷防護漆即可。由于技術方面的進步與防雷的目的日益明確化，現代建筑工程防雷中多采用比較對應的類型實施防護。

2 建筑工程防雷技術實踐運用

以下分別從接閃器、引下線、接地裝置（前三種技術可以建立起接閃器-引下線-接地裝置整體框架）電涌保護四個方面的具體運用展開說明。

2.1 接閃器

一般情況下，建筑工程中均會設計避雷針、避雷帶、避雷網，由于其多由金屬構建所致，加上對于云閃類型防護較早，也被稱為接閃器。現在將其劃分為三類，分別是被動式、主動式避雷針、半導體消雷器。在第一種類型下，以傳統的富蘭克林避雷針及上述避雷線、帶、網為準，應用范圍相對廣泛；其缺限表現在保護范圍不大、安全性低、防護效果較差，還會出現諸如側向跳火、引發磁場感應影響等。第二種類型優于第一種及第三種，其主要優勢在于可以實現閃流提前發射、有效的將雷擊點加以控制，應用范圍廣泛、效果較好。而第三種基本應用已經減少或停止。通常接閃器的運用與類型比較發現，第一種類型價格低、易于安裝、制作方便，通常會受市場導向下的選擇；但建筑工程中往往不建議將這類接閃器與天線共用，因為會引發一系列的事故，或影響避雷效果。整體上建議運用主動式避雷針這種接閃器類型，從我國的主動式避雷針市場方面分析，無放射源、無易損件兩種主動避雷針已經得到了市場認可；世界知名的品牌可以舉出S3000（ERICO公司生產，具體圖文資料搜索百度即可得到）。

2.2 引下線

引下線屬于上述建筑工程防雷體系中的一個構成部分，通常將其作為連接接閃器、接地裝置的中間部分。具體而言，引下線技術的運用通常與鋼筋混凝土結構的建筑結構相一致。比如，除了一般的焊接連接令整個建筑鋼筋處于一個連通整體之外，其中會在每一層樓、每一戶設計安裝一個等電位，這在預埋時就會完成；從其原理方面分析，主要是以法拉第籠原理為準，令所有的鋼結構建立起電位連接等。也是目前運用實踐最多的一種。由于當前建筑工程正在發生轉型、變化，所以在實踐運用中往往還需要對其中易發生的情況加以分析，具體列出以確保在建筑工程防雷技術實踐中加以運用。比如，較高的電位差往往出現于雷是流穿過鋼筋時，由于速度快易造成側向跳火，因此需要注意防護。再如，在雷電流的發生過程中，由于頻率高會根據鋼筋的距離產生一定的電感（通常為1.6霩/m），在彎角處往往會不斷增大，從而產生電壓降；它的直接作用是破壞電子設備、接線連接等。所以在這兩種基于雷電流穿過所產生的破壞現象，應該注重分流作用，實施一些具體的均壓設計，以保障所有電子設備安裝后的安全應用。另一種雷電通過所產生的現象是引發變交磁場，它的直接后果是對臨近的設備造成感應電壓。通常的解決方法是利用引下線，采用總的防雷引下線設置與獨立的防雷引下線設置，以此達到保護大型電子設備，保障較小型電子設備的安全運用等。尤其是在獨立的或專用的引下線設置之下，還可以有效的起到特殊絕緣的作用，弱化電磁感應等。

2.3 接地裝置

接地裝置是一種總合概述，包括接地體、接地線。建議選擇基礎鋼結構（接地電阻<10Ω）；若未采用這種結構則可以通過整體連通法進行接地網絡建設，以達到防雷目的，具體如敷設接地極、接地網等。由于接閃器——引下線——接地裝置三個可以合起來成為一個通常意義上的建筑工程防雷體系，因而在具體的實踐方面要注重三者之間的關聯性，如可以以引下線作為一個中間部分，然后對兩端的接閃器、接地裝置進行區分性的理解，并加以連接等。雖然目前這三個方面構成了雛形式的整體，但在具體的防雷技術運用方面，還應該考慮到其它防雷技術，如針對電磁脈沖的電涌保護等（可參看下述）。

2.4 電涌保護

電涌保護針對的是雷擊電磁脈沖，通常也稱電涌，會造成過電流、過電壓，因而破壞性極大。通常采用的保護方式是三級保護，如TN-S系統就屬于此類，需要注意的是《建筑物防雷設計規范》中提出了針對SPD-電涌保護器的接線方式，以確保電涌最大值方面電壓較低，如最短兩端引線法（通常能夠滿足低壓三相系統）。

3 結束語

建筑工程是一項系統性工程，因而相應的防雷技術在其演變與生成中，也逐漸與其發展趨于一致，目前已經形成了中高層建筑方面的防雷體系。以我國現階段的電力技術與防雷技術運用觀察，水平相對較高。但由于建筑行業的發展有其快速發展時期的市場亂象，一些建筑中缺少全面的防雷網絡建設，所以建議在當前應該對于那些未建立防雷網絡的建筑，給予審查并通過外圍攻勢加以彌補、完善，以確保現代城市空間內的多雷電現象，減少各種潛在損害。

[1]那順吉雅.淺析建筑防雷問題[J].建筑工程技術與設計,2016(26)：620-621.

[2]賈九芬.建筑電氣工程防雷問題論述[J].電子制作,2015(04)：219-220.

[3]王云鋒.建筑防雷安裝工程施工質量控制[J].城市建設理論研究,2015(29)：4516-4517.

作者單位 深圳遠征技術有限公司 廣東省深圳市518102