高層建筑電氣施工中的防雷技術探析

陳鋒

摘 要：目前，高層建筑已經(jīng)成為了社會發(fā)展的趨勢。高層建筑由于高度較高和建筑以混凝土鋼筋為主要建材，發(fā)生雷擊的概率也在不斷提高，雷電對高層建筑具有非常明顯的破壞性，需要建筑工作者在實踐過程中不斷結(jié)合實際工作經(jīng)驗，探索符合國情的高層建筑防雷技術?；诖?，本文將對高層建筑電氣施工中的防雷技術進行探析。

關鍵詞：高層建筑;防雷技術;電氣施工

1 高層建筑的雷擊危害

雷電是伴有閃電和雷鳴的一種自然放電現(xiàn)象，具有時間短、電流大、電壓高的特點，雷電產(chǎn)生的熱效應、電效應和機械力常常造成人畜傷亡、建筑物損毀、引發(fā)火災，以及造成電力、通信和計算機系統(tǒng)的癱瘓事故，給國民經(jīng)濟發(fā)展和人類生命財產(chǎn)帶來巨大的損失。因此，為了保護建筑物不受雷擊的危害，首先要了解雷擊的種類及產(chǎn)生的后果，進而有的放矢加以防護。

1.1 直擊雷及側(cè)擊雷

直擊雷是雷電直接擊中地面上的某一物體，側(cè)擊雷是雷電打到高聳物體的側(cè)面。直擊雷和側(cè)擊雷的破壞力都特別大，一旦雷電直接擊中建筑物，如果不能及時將雷電流泄放，則高層建筑及建筑物內(nèi)的電氣設施就會受到損壞，甚至會造成建筑物爆炸，引發(fā)火災等事故。

1.2 閃電感應

閃電發(fā)生時，在附件導體上產(chǎn)生的雷電靜電感應和雷電電磁感應，可能使金屬部件之間產(chǎn)生電火花。若建筑物的金屬設備或金屬管線等沒有進行有效接地或等電位連接，閃電感應會使這些設備或金屬管線產(chǎn)生高電壓，導致設備停止工作或損壞，甚至造成人身安全事故。

1.3 閃電電涌侵入

雷電作用于架空線路、電纜線路或金屬管道，使雷電波通過管線侵入建筑內(nèi)，損壞電子設備及控制系統(tǒng)。目前，高層建筑的防雷是一個比較復雜的系統(tǒng)工程，各式各樣的雷擊類型對于建筑的影響，僅憑簡單的防雷設施是不可能完全解決的。所以，解決雷擊的危害，需充分了解雷擊的入侵途徑，并且結(jié)合建筑的實際情況，考慮建筑物遭受雷擊狀況以及雷擊后產(chǎn)生的影響，通過應用綜合防雷技術，將雷擊危害降到最低。綜合防雷系統(tǒng)主要由外部防雷和內(nèi)部防雷2個系統(tǒng)組成。外部防雷由接閃器、引下線、接地裝置等組成;內(nèi)部防雷由屏蔽、等電位連接、合理布線及安裝浪涌保護器等組成。

2 高層建筑電氣施工中的防雷技術存在的問題

2.1 設計中易出現(xiàn)的問題

在一些高層建筑防雷接地系統(tǒng)的設計過程中，往往會出現(xiàn)設計人員缺少考慮到一些高層建筑自身的特點，而進行一些盲目的設計選取工作：這樣不能很好的把防雷分流技術應用到設計中去，就會出現(xiàn)把高層建筑的防雷能力在一定程度上降低下去：另外，在購買防雷設備方面，如果沒有對其相關的設備進行質(zhì)量的二次檢測，就可能出現(xiàn)一些設備的質(zhì)量問題，從而對高層建筑電氣設備正常運行造成一定的威脅。

2.2 等電位系統(tǒng)中存在的問題

在我國的高層建筑等電位系統(tǒng)中，通常會因為一些設計過程中出現(xiàn)的問題，造成兩者之間電位連接深淺不均的問題、在施工過程中出現(xiàn)的不規(guī)范行為、干擾的信號也比較多等：具體體現(xiàn)為衛(wèi)生間的給水排水系統(tǒng)和電線的預埋：大部分的情況是施工把工程轉(zhuǎn)包給承包的單位進行建設施工，因為一些承包施工方?jīng)]有具備專業(yè)的高層建筑電氣設備設計知識，這樣就可能在施工的過程中對建筑電氣設備系統(tǒng)進行一定的損壞，給高層建筑的電氣安全造成嚴重的危害，對人們的自身和財產(chǎn)都有著很大的威脅。

3 高層建筑電氣施工中的防雷技術要點

3.1 接閃防雷技術

接閃防雷技術在高層建筑電氣施工中較為常見，其基本原理是通過技術手段，將雷電的不可控因素變?yōu)榭煽?，做到整個雷電導流的可控性。接閃防雷技術應用過程中，雷電在被接引時，其傳輸路徑已經(jīng)被設計好，雷電是不能自主選擇傳播路徑，這種背景下就大大降低了雷電的破壞性，按照規(guī)劃的路徑進行雷電接地，又實現(xiàn)了雷電傳輸過程中通道的可控性，避免雷電傳輸過程中對電氣系統(tǒng)造成的二次傷害，具有非常重要的防雷技術理論和應用意義。

3.2 分流防雷技術

分流防雷技術是當期高層建筑電氣施工中的重點工作。高層建筑電氣化設備具有高度復雜性，雷電的不可控導致雷電在接閃過程中必然會有一部分雷電通過接觸建筑外部電源和外部金屬進行內(nèi)部導電。如果沒有良好的分流防雷技術，則對于復雜的高層建筑電氣化設備而言會是一個災難性打擊。高層建筑內(nèi)部的電氣化設備在導線上安裝電阻設備，一旦發(fā)生雷電通過導線進入建筑電氣設備當中，其相應的電阻設備會迅速發(fā)生反應，增強電阻阻止雷電的破化性，降低雷電壓力，同時利用報警系統(tǒng)系統(tǒng)設備進行雷電電擊報警。分流防雷技術是當期高層建筑防雷技術中的重中之重，是阻止雷電對內(nèi)部電氣設備破壞的關鍵。

3.3 等電位連接

將高層建筑的金屬管線、電氣設備、等電位端子板、結(jié)構(gòu)鋼筋等組合連接形成一個整體，這樣高層建筑內(nèi)的所有設備都會形成一個相同的電位，建筑物內(nèi)就不會出現(xiàn)電位差現(xiàn)象，跨步電壓也就不會產(chǎn)生，因此，能有效防止雷擊對于建筑物內(nèi)電氣設備以及人體的危害。在高層建筑電氣施工過程中，首先將建筑物樓層鋼筋混凝土中鋼筋通過焊接、套絲、綁扎等手段連接在一起，是實現(xiàn)等電位的基本條件;然后將建筑物的柱筋、圈梁鋼筋和防雷裝置進行連接;再利用金屬管線和等電位裝置與其進行連接，就形成了高層建筑的等電位連接網(wǎng)絡。

3.4 屏蔽防雷技術

屏蔽防雷技術主要是防止高層建筑中雷電產(chǎn)生的電磁波對建筑內(nèi)部關鍵電氣設備產(chǎn)生破壞。高層建筑中電氣設備較多，其中關鍵的電氣設備安全性是重中之重。對高層建筑中電氣關鍵設備除了接閃、分流等技術手段還需要在屏蔽防雷技術上做好文章。首先，屏蔽防雷技術是指在高層建筑設計之初，對關鍵電氣化設備的節(jié)點要注重結(jié)構(gòu)的均壓防雷技術，就是需要對關鍵電氣設備區(qū)域采用鋼筋結(jié)構(gòu)，努力做到鋼筋結(jié)構(gòu)的均壓性，從而實現(xiàn)屏蔽效果;其次根據(jù)電氣裝備的構(gòu)造和區(qū)域不同，設計更好的分流技術，做好屏蔽效果?？傊?，屏蔽防雷技術是應用于高層建筑電氣裝置的關鍵節(jié)點，必須應用多種防雷手段，起到屏蔽防雷效果。

3.5 防雷系統(tǒng)設計優(yōu)化措施

建筑防雷設計實際上是一項比較復雜的設計工作，不是只通過部分簡單的設備和方法就能解決掉的，還需要在設計過程中把建筑具體的實際情況考慮進去，并且結(jié)合到施工人員的現(xiàn)實設計：雷電進入建筑的途徑有很多方面，因此必須考慮到多種因素，然后做出最合理的設計方案，這樣就能在最基礎的點上面保證建筑的防雷功能，保證建筑中的人們能夠正常的生活和工作：①在接閃方面，主要是施工人員對建筑防雷設計合理設計，然后將雷電釋放通道將雷電引入大地中，這樣就能防止雷電過大對建筑物中電氣設備造成一定的影響;②分流方面，分流是指對外部的帶電設備進行一定的并聯(lián)處理，然后形成一定的避雷能力，這就可以提高建筑的防雷性能有一個很好的提升：這種避雷方法主要是對電氣設備的絕緣性和耐壓性有著很高的要求，因為在分流的時候，往往不能把全部的電流轉(zhuǎn)到大地中去，會有一部分電流流向電氣設備中，這些電流會對一些不合格的電氣設備由于耐壓性造成一定破壞，從而影響整個設備的安全運行。

4 結(jié)束語

隨著高層建筑的建設規(guī)模不斷增大，電氣設備的應用越發(fā)普及，高層建筑遭受雷擊的概率也隨之增加。因此，加強高層建筑電氣施工中的防雷技術顯得尤為重要，不僅要應用先進的防雷技術，還要不斷學習國內(nèi)外高層建筑的防雷經(jīng)驗，推動我國高層建筑發(fā)展，保障人民群眾生命財產(chǎn)安全。

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