建筑防雷設計探討

馬濤

摘要：隨著社會經濟發展，推動了建筑的發展創新，健康建筑、智慧建筑、光伏建筑應運而生，有關用電設備在現代化建筑領域也逐漸增加，對建筑的防雷安全可靠性提出了更高的要求，本文運用案例對建筑防雷的問題進行探討，從設計和設計管理多維度提升和把握防雷設計質量，為建筑行業的創新發展提供防雷設計方面的支持。

關鍵詞：建筑;防雷設計;光伏建筑;設計管理

1建筑防雷設計概述

建筑防雷是采用外部防雷和內部防雷措施的綜合防護措施，在進行建筑設計時，應根據建筑物的使用功能，建筑物的特點，結合建筑物所處自然環境、地理位置、氣象資源和地質條件進行建筑防雷分類劃分;對于有電子信息系統的建筑，綜合外部防雷措施和內部防雷措施，光伏建筑需要考慮防直擊雷和雷擊電磁脈沖，設計人員應快速準確了解建筑情況，此文以N建筑為例進行防雷設計探討。

1.1防雷分類劃分介紹

根據建筑物的重要性、使用性質、雷擊后果的嚴重性以及遭受雷擊概率大小等因素綜合考慮，將建（構）筑物劃分為三類。

建筑物與電氣系統發生雷擊事故所引起的人員傷亡、設備損壞及損壞導致的服務和經濟損失的可能性和后果，將雷擊后都有爆炸危險、后果嚴重的建筑劃分為第一類防雷建筑;

國家級重要建筑、爆炸危險性較小或按重要性和預計雷擊次數達到第二類防雷要求條件之一的建筑應劃分為第二類防雷建筑;滿足省級重要建筑、預計雷擊次數達到第三類防雷要求或滿足平均雷暴日與煙囪和水塔等孤立高聳建筑物四條中的一條即可劃分為第三類防雷建筑。

1.2N建筑防雷分類劃分

N建筑長度為72m，寬度為27m，高度為11.9m，N建筑負一層為設備用房，夾層為控制室，一、二層為辦室場所，屋項為光伏屋頂，項目位置地勢平坦，周邊無水源，該建筑東側30米處有一Y建筑，Y建筑長96.3m，高13m。預計雷擊次數N=k×Ng×Ae，校正系數取1。當地年平均雷暴日Td取18.3（d/a），雷擊大地的年平均密度Ng=0.1Td，即1.83（次/km2/a）;建筑物每邊的擴大寬度D=√H（200-H）=47.3m，2 D范圍內有比N建筑高的Y建筑，等效面積Ae=[LW+2（L+W）√H（200-H））+πH（200-H）]×10-6-[D×（72+96.3）×10-6]=0.0103km2，預計雷擊次數N=k×Ng×Ae=0.02次/a，0.01次/a≤N≤0.05次/a的省部級辦公建筑和其他重要場所、人員密集場所，N建筑劃分為第三類防雷建筑。N建筑為地方級一般用途供能建筑，根據電子信息系統相關規范要求，N建筑雷電防護等級為D級。

1.3N建筑防雷措施設計

N建筑應采取防直擊雷、防雷電波侵入、防雷擊電磁脈沖防雷措施，并需要做防雷等電位聯接。

N建筑裝設防直擊雷的外部防雷裝置，由接閃器、引下線和接地裝置組成。在該建筑屋脊、屋檐、女兒墻以及裝飾構架上明裝接閃帶，接閃帶均采用12熱鍍鋅圓鋼，用固定支架固定，支架間距為1m，轉彎處為0.5m，在整個屋面組成不大于20×20m或24×16m防雷網格，本建筑中最大防雷網格為18×9m;利用構造柱或剪力墻內2根16以上的主鋼筋作為防雷引下線，并上與接閃帶下與基礎內主鋼筋焊接連通，屋面上的所有金屬構件、光伏板金屬邊框、導軌支架及其金屬組件均須與接閃帶、引下線焊接連通，豎直敷設的金屬管道和金屬物的頂端和底端與結構鋼筋可靠連接，鋼構架和混凝土的鋼筋互相連接，將建筑物內鋼構架和鋼筋混凝土內的鋼筋相互連接進出建筑物的金屬管線、豎直敷設的金屬管道和金屬物的頂端和底端與結構鋼筋可靠連接，建筑物對角（兩點）的外墻引下線在距室外地面上0.5m處設測試板。

光伏系統及電氣電子系統應采取雷擊電磁脈沖防護措施，綜合運用防雷等電位連結、磁屏蔽和安裝浪涌保護器等方式實現防護措施。太陽能光伏組件金屬固定結構之間應可靠連接，將光伏及電子系統及電氣電子系統的設備金屬外殼、支架、機架、屏蔽線纜金屬層等均應作等電位連接，在光伏匯流箱、逆變器交直流側、并網柜及并網變壓器低壓側、光伏及自控監控和數據采集傳輸設備處均應設置浪涌保護裝置。整個接地系統共用接地網，綜合接地電阻實測不大于1歐，不足時增加人工接地極。

2建筑防雷設計有效性的保障措施

2.1確保防雷設計相關資料完整性

防雷是一個關乎生命健康、財產服務安全重要設計內容，設計及設計管理人員必須提高站位，從設計到設計管理，從施工到驗收，從檢測到維護管理，從設計圖紙資料到施工過程資料和防雷產品資料及檢測運維全過程資料必須嚴加保管，及時存檔，保證所有資料在需要的時候可以進行查閱，從各個方面降低防雷風險，保障防雷設計的有效性。

2.2做好防雷驗收工作

設計防雷系統需要多部門的協同配合，并且防雷系統的設計是復雜而又完整的，需要有專業的設計人員參與工作，對在驗收隱蔽工程時需要做到每一項都進行嚴格的驗收，較為重要的地方要做好實錄和拍照，這樣可以為后續工作有效開展提供可靠的資料和證據，一旦出現問題便可以找到源頭。

2.3防雷的維護和管理

為保證人員和設備安全，在每年雷雨季節到來之前和之后對雷電防護裝置檢測一次，做好雷電防護裝置的防腐、防潮、防變形和防斷裂等日常維護工作和管理工作，確保防雷的有效性。

3結束語

建筑防雷設計需要設計人員和設計管理人員有效分析防雷保護對象以及結合具體的環境，對防雷分類和雷電的防護級別做出判斷，選擇與之相適應的防雷措施。從建筑設計到維護管理全周期的多維度重視，多環節相互配合，真正較好地滿足防雷系統的安全性和有效性。