高層建筑電氣施工中防雷及接地技術

甄俊清

（山西四建集團有限公司，山西 太原 030012）

現代社會中，電是生產、生活中不可或缺的重要資源，這樣的背景下，電氣系統在建筑工程中的重要性也越來越突出。防雷接地是高層建筑電氣施工中的重要內容，其施工質量直接影響建筑物的安全性。因此，必須高度重視防雷、接地施工，采取科學的施工技術，切實確保施工質量。

1 高層建筑電氣施工中防雷及接地施工前的準備

高層建筑指的是高度在27m 以上的住宅建筑以及高度在24m 以上的非單層廠房、倉庫與其他民用建筑。由于建筑高度高，因此高層建筑發生雷擊事故的概率也比較高，雷擊具有電流大、電壓高以及瞬時可產生大量熱能的特點，可造成嚴重的危害。基于此，高層建筑電氣施工中，應高度重視防雷接地。

為確保防雷及接地施工的順利開展，施工前應做好充足的準備，具體包括：

（1）高層建筑的高度較高、體量較大，因此地基通常較深、較大，因此多數采用樁基。樁基內部的鋼筋，為防雷接地帶來了較大的散流面，若想將樁基的接地作用充分發揮出來，應在底板中將固定樁中的二項垂直鋼筋連接成一個整體。這樣的情況下，一根樁便是一個接地散流點，樁的數量越多，散流點也就越多，則高層建筑的安全系數越高。

（2）高層建筑施工中，底板的大量水泥、鋼筋等需要靠底板吊運，所以，施工前應將塔吊準備好。塔吊設置完成后，由于其高度較高，因此變成一個招雷物。施工中，應高度重視這一問題，以預防雷擊事故的發生。考慮到此時基礎底板鋼筋尚未完成安裝，因此可采取將一部分接地鋼筋連接后再與塔吊基座地腳螺栓連接起來的方法來預防雷擊事故。這個過程中，需注意一點，即連接鋼圈直徑需要在12mm 以上。在連接完成后，還要對塔吊進行電阻試驗，確保其大于建筑所要求的電阻值，才能使用塔吊。

2 防雷及接地技術的應用措施

某高層建筑項目，為天然氣調度中心和辦公生產綜合用房，建筑高度58.6m，地下1 層，地上15 層，屬于二類防雷工程。所采取的防雷、接地技術措施如下：

2.1 防雷引下線

本項目電氣施工中，將結構柱內直徑φ 大于等于16mm 的兩對角主筋當作防雷引下線。主筋連接時，直徑φ 大于等于22mm 采取直螺紋套筒，直徑φ 為16~22mm 采取電渣壓力焊。針對采取直螺紋套筒進行連接的主筋，應進行跨接焊，跨接焊時采用φ12mm 的熱鍍鋅圓鋼，焊點雙面焊，焊接長度為熱鍍鋅圓鋼直徑的6 倍，重點關注結構柱截面轉變層的主筋跨接焊；針對采取電渣壓力焊進行連接的主筋，需檢查焊包是否飽滿、均勻，若存在偏包問題，則需及時整改。防雷引下線的最頂端構架位置，應對防雷引下線、水平梁主筋進行并接，引出一根φ12mm 的熱鍍鋅圓鋼，并與接閃器連接起來。

2.2 基礎接地網

就現階段來說，高層建筑通常是用樁基中的主筋當作接地極，對樁基主筋與基礎梁水平兩主筋、承臺底筋進行焊接，從而形成閉合環路，最終變成接地體。

接地體與總等位接地、設備保護接地、各防雷引下線進行可靠焊接。跨接焊時所用的熱鍍鋅圓鋼直徑、搭接焊倍數、焊接質量均要切實符合相關規范標準的要求，同時，還要從基礎接地網焊接出直徑φ12mm 的熱鍍鋅圓鋼，并要沿結構柱引上，預留電纜橋架接地用，頭尾不少于兩處，每超出30m 便要增加一處。基礎接地網焊接完成后，對各引下點的接地電阻值進行測量，確保其不超過1Ω，否則應加人工接地體。

2.3 均壓網

本項目為二類防雷，根據設計要求，在建筑高度30m 及以上的位置，每3 層設置一個均壓環，即沿外墻周邊窗框上方水平敷設一周25mm×4mm 的鍍鋅扁鋼，該層及上、下2 層的門窗、引下線、金屬結構以及空調板格柵與空調外機、管道均與均壓環進行連接。在空調板處預留一根直徑Φ10mm 的熱鍍鋅螺栓或25mm×4mm 的熱鍍鋅扁鋼，并露出地面5mm，以供空調外機接地用。

2.4 防側擊雷

目前，高層建筑中普遍使用鋁合金窗，其防雷接地是防側擊雷的一種有效措施。鋁合金窗的接地方式主要包括兩種，第一種接地方式是在對鋁合金窗進行定制的時候，甩出一根10mm2的銅編織帶，銅編織帶的兩端中，一端與均壓網引來的直徑φ10mm熱鍍鋅圓鋼的尾部焊接的10mm 牙條焊接起來，另一端用螺栓固定在鋁合金窗上；第二種接地方式是在對鋁合金窗進行定制的時候，甩出一根25mm×4mm 熱鍍鋅扁鋼，熱鍍鋅扁鋼的兩端中，一端與均壓網引來的直徑φ10mm 熱鍍鋅圓鋼焊接起來，另一端鉆二個孔用螺栓固定在鋁合金窗上。本項目中采取的是第一種接地方式。這種方法具有電阻值、導通率均可達標以及牢固可靠的優勢，同時在安裝鋁合金窗之前便可以實現接地預留到位，等到鋁合金窗安裝后，再用平墊、彈簧墊、螺栓等鎖緊銅編織帶，檢測電阻，確保其符合要求后再做好隱蔽工作。

2.5 避雷帶

避雷帶的主要作用是預防屋面外部構筑物遭受直擊雷的破壞。本項目中，在屋面構架外圈梁上對避雷帶進行明敷，同時借助結構梁內主筋，來設置避雷網，避雷網不超過10m×10m 或12m×8m，避雷網通過連接各防雷引下線，便能將雷電流有效地散流到地面。由于屋面構架外角位置的雷擊發生率較高，因此在安裝避雷帶的時候，在屋面構架外角位置焊接引出一根高度為50cm 直徑φ12mm 的熱鍍鋅圓鋼當作避雷針。

2.6 局部等電位接地

建筑物遭受雷擊的情況下，電流較大，若防雷不全面，則電流便有可能通過引下線引入到潮濕空間中去，如衛生間等，其路徑上會出現電位差，如果電流導入時遇到金屬管道，便會發生感應現象，導致感應電位的發生，此時電力遠超雷擊電流，通過水管傳到潮濕空氣中，人體接觸后，便會引發觸電事故，這一現象被稱為“末端隱患”。因此，電氣施工中，需要在衛生間等潮濕的部位進行局部等電位接地，使其處于同一電位，以消除“末端隱患”。

3 防雷接地施工中的相關注意事項

3.1 關注電阻值的調節

隨著生活質量的改善，當前人們對建筑物提出了更高的要求，不僅要求建筑物有著豐富的使用功能，還要求建筑物擁有舒適性、安全性。這就使電氣設備的數量、種類不斷增多，不同類型的電氣設備，所需電壓、電流值存在一定的差異，對電阻的要求也各不相同。但在實際施工中，受到諸多因素的制約，可能當地電阻無法達到使用需求，這就需要在電氣施工中采取有效措施，對電阻值進行調節。

3.2 合理選擇接地體

電氣施工中，接地體發揮著重要的作用。對于處于高負荷運行狀態下的接地體，在進行選擇的時候，應確保其質量，尤其是其主體材料，應選擇具有耐腐蝕、高導電性、防銹蝕、經久耐用的材料，確保接地通電基本要求得到滿足的基礎上，保證主體材料的耐腐蝕，方可使接地體可以應對復雜的運行環境，保持長期、穩定運行。

3.3 籠形避雷網

建筑物的防雷接地系統主要包括利用剪力墻與柱內的豎向鋼筋作防雷引下線、屋面避雷帶、接地裝置三部分，三者共同構成一個鋼筋大網籠，變成了具備均壓、屏蔽功能的籠形避雷網。高層建筑通常是采用鋁合金幕墻當作外墻，其自身便可以形成連貫的電氣通路，再與主體結構的防雷裝置連接起來，便可以組成一個防雷整體，避免建筑物遭受雷擊。

3.4 避雷帶

具有接受雷電流作用的避雷帶，是一個帶形導體，是沿著建筑物外面容易受雷擊的突出部位進行裝設的。鍍鋅圓鋼是常用的設備，考慮到美觀性，一些工程使用不銹鋼管，但應確保其管壁厚度大于等于2.5mm。

3.5 等電位聯結

就目前來說，局部等電位聯結、等電位聯結的設計深度不夠，通常是在設計說明中標注“參考標準圖集02D501-2”或“進行等電位聯結”，這就導致施工、驗收時缺乏有效的依據。為避免這樣的問題，在設計階段，必須制作等電位聯結系統圖，同時在要對等電位箱引出等電位聯結線的根數、規格、使用材料名稱等做好標注。此外，對于等電位箱的位置以及等電位箱至建筑物鋼筋網、各金屬管道、配電箱PE 端子等聯結線的聯結部位與敷設方式等內容，均要在平面圖中做好標注，為施工、驗收等提供有效的依據。

4 結語

綜上，高層建筑電氣施工中，應根據工程實際情況，對防雷引下線、基礎接地網、均壓網、防側擊雷、避雷帶以及局部等電位接地等防雷、接地技術進行有效應用，確保防雷及接地的有效性，以保障高層建筑的安全性。