閩北高層住宅小區雷電防護措施分析

吳啟綿

摘要 結合福建省南平市的雷電防護實際，對高層住宅小區雷電防護措施進行綜合分析，以最大限度地保護小區內居民的生命財產安全。

關鍵詞 高層住宅小區；建筑物；雷電防護措施

中圖分類號：TU895 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3305（2018）05-111-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.05.047

南平市位于福建省北部，武夷山脈北段東南側，處在閩、浙、贛3省交界區域，俗稱“閩北”，地理坐標26°15′～28°19′N，117°00′～119°17′E，轄區面積2.63 km2。南平市境內地形地貌受構造運動的影響強烈，構造地貌特征相當明顯，屬亞熱帶濕潤性氣候。鑒于其獨特的地理區域位置的影響，南平市雷暴活動頻繁，年均雷暴日數高達62.8 d，年平均雷閃次數為779次，幾乎每年雷暴天氣都會給社會公眾的正常生產生活造成不同程度的影響，嚴重威脅到人們的生命財產安全。尤其是近年來，社會的不斷發展以及現代科技的進步，南平市城市建設步伐加快，現代高層住宅小區不斷增多，越來越多的微電子器件以及自動化設備開始布設在高層住宅小區建筑內，群眾生活環境得到改善的同時也存在極大的雷擊隱患。一旦高層住宅小區被雷擊，所產生的危害以及損失會更加嚴重。因此，筆者重點對高層住宅小區雷電防護措施進行分析，以最大限度地保護小區內居民的生命財產安全。

1 高層智能小區概況以及建筑雷電防護等級劃分

通常而言，人們習慣將高度達到50 m以上的建筑物或者是位于建筑群邊緣、地處曠野以及高度高于20 m以上的建筑物工程稱作高層建筑。而高層住宅小區建筑通常呈現2個特征：高度高以及內部的電氣設備、電子信息系統較多，極易受雷擊，尤其當建筑高度超過100 m時，雷擊次數一般和高度呈正相關性；高層小區的人員往往比較密集，內部一般布設著各類電子設備以及錯綜復雜的線路，其抵御高壓和電磁脈沖的能力較低，一旦遇到雷擊，所造成的經濟損失與危害會特別嚴重。因此，在對高層住宅小區雷電防護措施進行設計時，應該嚴格按照GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》進行，通過制定防雷等級，可以將建筑物的雷電防護等級劃分成3級。在采取雷電防護措施之前，應該對高層住宅小區建筑物所在的地理區域位置、地質特征、氣候環境、土壤特性以及雷電發生頻率等相關情況進行詳細調研。與此同時，還應對小區的電磁環境進行評估，只有全面思量，確定小區建筑信息系統雷電防護措施，才可以取得理想的防雷效果。

2 高層住宅小區雷電防護措施

2.1 外部雷電防護措施

2.1.1 接閃器 對于高層住宅小區建筑而言，接閃器體系當屬直擊雷防護的至關重要的部分，接閃器通常會主動引雷，對雷電流加以攔截。一般而言，避雷帶以及避雷網等接閃器的布設應嚴格參照《建筑物防雷設計規范》要求進行相應設計，依據類別不同的建筑，對屋頂防雷網格尺寸的實際要求有所區別：1類防雷建筑物網格要求不能超過5 m×5 m或6 m×4 m；2類不能超過10 m×10 m或者12 m×8 m；3類不能超過20 m×20 m或者24 m×16 m。再者，有些高層住宅小區建筑的金屬屋面可直接作為接閃器，但應滿足相關要求：第一，金屬板之間采取搭接的時候，搭接長度要求不能小于100 mm。第二，金屬板下方沒有易燃物品時，其厚度要求不能少于0.5 mm；金屬板下方存在易燃物時，其要求的厚度大小也有所區別，銅板通常不可以少于5 mm，鐵板不能少于4 mm，鋁板不可以少于7 mm。

2.1.2 引下線 引下線指的是接閃器與接地裝置保持連接的金屬導體。在高層住宅小區引下線布設中，應充分思量引下線的粗細與數量，否則會對雷電分流效果產生直接影響。引下線數量愈多，則每根引下線所分派的具體雷電流便越少，隨之引下線感應范圍也有所縮??；反之，引下線數量越少，每根引下線所分派的雷電流就愈多。因而，引下線在進行設計過程中，應科學把控引下線的粗細以及數量，確保引下線間距符合防雷相關技術標準規定。

2.1.3 接地系統 接地系統屬于高層住宅小區雷電防護工程的關鍵環節。結合相關規范要求，高層住宅小區建筑物需要優先使用鋼筋混凝土基礎中的鋼筋作為自然接地裝置。假如有鋼筋混凝土地梁，需要將地梁內的鋼筋形成環形接地裝置；假如沒有鋼筋混凝土地梁，則應在建筑周邊無鋼筋的閉合條形混凝土基礎內，采取鍍鋅扁鋼直接布設在槽坑外沿，形成環形接地。基礎接地網的接地電阻值若與相關設計要求不相符，則應該采取人工接地裝置。再者，因為高層住宅小區樓層的特點，若采取單獨接地的措施，雷電防護效果并不理想，所以高層住宅雷電防護系統中大都采取共用接地系統。也就是說高層住宅樓內部的直流、交流工作接地以及防雷接地等各種接地共同采取一組接地裝置，使接地電阻值處于最小狀態。

2.2 內部雷電防護措施

2.2.1 等電位連接 依據相關雷電防護規范，要求進入高層建筑的所有金屬導體、管道和電纜的外屏蔽層都需要在防雷區交界區域進行等電位連接。因而，在對高層住宅小區采取防雷措施時，需要對住宅樓內的結構鋼筋以及各類金屬線纜、金屬框架以及其他金屬物同防雷引下線等進行連接，形成一致的導電體，使雷電流進行有效泄放。

2.2.2 屏蔽措施 屏蔽措施是把被保護對象通過金屬網、管子、箔等包圍起來，阻斷雷擊形成的電磁脈沖通道，增加閃電入侵難度，該措施對高層住宅小區內部的電子信息設備的保護特別必要。依據高層住宅樓本身的鋼筋混凝土結構，把墻面、地板、頂部、梁以及柱內的鋼筋共同構成一網籠，即法拉第籠避雷網，這樣不但能夠對空間電磁波造成的輻射進行防御，同時還可以維持高層住宅內部的分流以及均壓效果。

2.2.3 浪涌保護器（SPD） 浪涌保護器（SPD）主要為高層住宅小區內部設備以及電子信息系統提供安全防護的作用。若電氣回路抑或通信線路中因外界的干擾而形成尖峰電流或電壓的時候，SPD往往可以在特別短的時間內迅速導通分流，進而避免浪涌對回路中別的設備造成損害。因為雷電襲擊的能量往往十分強烈，所以SPD的設置應該分級實施。第1級一般針對直擊雷進行防護，第2級主要是為了吸收前級的殘留電壓，依此類推，逐級布設讓雷電流不斷消減。在高層住宅小區內部進行雷電防護，借助于SPD的分級布設，可以獲得最有效的防雷效果。

3 結語

高層住宅小區雷電防護屬于一項專業的系統工程。高層住宅小區的過電壓對于住宅樓內的電子信息設備會造成極大危害，更給樓內居民的安全構成嚴重威脅。因而，高層住宅小區的雷電防護措施應結合防雷規范要求以及小區實際情況進行科學思量與設計，采取外部雷電防護以及內部雷電防護相結合的防雷措施，做到層層設防，盡可能地保護高層住宅小區內部人員的生命財產安全。

參考文獻

[1] 周建敏.高層智能小區的防雷設計存在的問題[J].電子制作，2016（2）：102.

[2] 樊裕偉.高層建筑防雷設計及施工[J].江蘇建筑，2011，28（1）：110-113.

責任編輯：鄭丹丹