摘要：本文主要讨论了钢管柱框架钢筋混凝土核心筒结构的超高层建筑的防雷和接地的主要施工要点，针对该类的超高层建筑的防雷特点，提出了适用的防雷策略，为类似超高层工程项目的接地和防雷提供一定的参考和借鉴。
关键字：超高层建筑；防雷；钢混结构防雷接地
1 引言
对于超高层建筑而言，遭受雷击的概率要远远大于普通建筑物。随着建筑工程行业的发展，超高层建筑以其智能化和网络化的优势，在众多的建筑型式中脱颖而出。超高层的集中、高效的特点为其发展带来了广阔的前景，但同时由于高度集中化的特点，超高层建筑的电器、信息设备一旦发生故障，会导致比较严重的经济损失，尤其是超高层建筑遭受雷击等无法人为控制的因素时。因此，对超高层建筑的防雷进行必要的研究，也是超高层建筑施工的一部分。
2 工程概况
盛达金城广场项目为一类超高层建筑，本工程位于甘肃省兰州市城关区，该超高层建筑采用钢管柱框架钢筋混凝土核心筒结构，总建筑面积为217877.29 m2，两栋主楼分别高为176.10 m和212.40 m，裙楼高度45.6m，主要功能为商业、银行以及金库等设施。根据设计指标该建筑为二类防雷建筑，建筑物电子信息系统防护等级为A级。
3 超高层建筑防雷施工要点
对于超高层建筑而言，防雷电的主要类型包括了防直击雷、防感应雷以及防雷电波入侵几个要点。在施工过工程中为了更好的达到上述的防雷效果，需要注意的施工要点包括下面内容。
（1）防直击雷施工要点
对于直击雷的防护一般采用各类接闪设施将雷电引入，包括避雷网、避雷针、屋面的金属构件等。本项目要求的二级雷电设防标准而言，避雷网的规格应该是不大于10 m×10 m或12 m×8 m。
上述避雷网的安装可以设置在建筑屋面保温层内。当雷电通过避雷网进行接入后，通过引下线进一步的传导雷电。一般而言，引下线要求为2根直径为12的镀锌钢筋，与钢管柱及楼层的主筋进行焊接。引下线的数量不少于2根，并且按照建筑物外形对称布置，间距不应大于18 m。
本工程为钢管柱框架钢筋混凝土核心筒结构，楼层板采用拼装式钢筋桁架楼承板；建筑物内部的钢筋桁架楼承板在混凝土浇筑前敷设一圈-40*4的热镀锌扁钢应沿建筑物外侧与引下的钢管柱焊接成环形闭路，底板与底板之间通过竖向的引下钢管柱连接，这样每层会形成均压环并通过引下线连接。扁钢与钢管柱之间的焊接方式为搭接，搭接的长度要求不小于扁钢宽度的两倍，采用三面满焊焊接方式。
上述施工过程中重点处理转换层、避难层接地系统的焊接，伸缩缝的跨接连通。避雷带主要采用热镀锌圆钢，沿着建筑物的女儿墙进行敷设，并采用支架支撑，支架应该在土建施工中提前埋入，要求支架偏差不大于10 mm。
（2）防感应雷施工要点
雷电还会对建筑物内的设备产生电磁感应等效果，导致电子设备因感应而出现偏差甚至是损坏。
对于超高层建筑而言，要求建筑超过30 m以上部位，3层之间需要设置均压带，可以由建筑外轮廓的型钢柱钢梁连接形成，并与引下线相连接。
需要注意的是建筑物的金属门窗、外围金属装饰、金属构件和幕墙构架等均需要与均压环相连接以防止被雷电击坏。玻璃幕墙的下部需要与接地钢板进行连接。
（3）防雷电波入侵施工要点
当引入的雷电进入建筑物的接地保护装置时，需要设置电涌保护器。电涌保护器的设置要分级对待，对于首级进入的雷电，电涌保护器电压保护水平不应超过2.5kV，不能确定冲击电流时，要求取值不小于12.5kA。电源和信息线路建议采用接地方式，电缆的埋地长度应该大于等于2m，且不应该小于15m[2]。信息线路电缆应该采用有屏蔽层的电缆线，接入位置要设置合理的电涌保护器。
4超高层建筑接地施工要点
对于超高层建筑而言，采用综合接地的方式，进行接地保护。要求接地电阻不得大于1欧姆。当接地的电阻大于1欧姆时，需要在建筑物的外围3 m外做人工接地，与大楼的整体接地系统相连接，保证接地系统的总电阻小于1欧姆。
接地是防雷系统相对独立的一个部分，也是防雷系统中最重要的部分，主要由接地极、接地引线和接地母排三个部分构成。人工接地极要求埋深大于0.6 m，入土深度大于2.5 m，间距大于5 m的镀锌构件组成。
电气竖井内垂直敷设接地扁钢每层与楼承板内敷设的接地扁钢连接一次，最终焊接引至引下线钢柱，各种竖向金属管道及金属构件每三层与垂直敷设的接地扁钢连接一次，并将金属管道及金属构件的顶端和底端与防雷装置连接。
接地设施在安装完成后需要进行一系列的测试，在建筑物的周边四个角的外侧柱上，需预留出大小为100 mm×100 mm×10 mm尺寸的钢板作为接地系统电阻测试点和上部结构与大地接地的预留焊接点。在上述测试过程中，建议采用的仪器是ZC29B-2或者ZC-8型电阻测试仪。
目前超高层建筑的接地系统通常采用TN-S系统。TN-S系统的接地过程有统一的要求，包括：
（1）高低压配电间需要设置接地系统采用25×4的镀锌扁钢环形带，间距为300 mm。
（2）变压设备需要单独使用接地，变电间的接地系统可与主网连接，重复接地。
（3）高压进线处的避雷器接地应与主网连接，重复接地。
（4）建筑物内的设备金属外壳，金属支架、传动结构、插座等均应该与接地线进行可靠的连接。
接地系统相对比较简单的，但需要注意的是，对整个超高层建筑而言，所有的用电设备需要连接相应的接地主干线。像电梯井处于潮湿环境中，一旦发生漏电将会产生严重后果。因此电梯上的主要构件，如导轨、索道、轿厢等均需要和电梯机房的等电位端子连接，最终和基础接地网可靠连接。配电房、发电房、水泵房、弱电机房等要将设备的外壳接入接地母线。
5 施工质量及验收
超高层建筑的防雷基地施工质量的要求，除了要满足基本的施工质量要求外，还需要控制关键的施工环节，保证防雷基地的施工质量。关键工序包含以下部分：
（1）防雷设备和引下线等部位应当保持一定的干燥程度，消除电化学腐蚀等影响；螺栓、螺母、焊接处等暴露的位置应该进行防腐处理；
（2）焊接处的搭接长度应该满足规范要求，例如引下线、均压带、避雷区域搭接的长度应该不小于宽度的2倍。焊接处要保证焊接饱满，无焊渣、咬肉、气孔等焊接质量问题；
（3）检查所有的接闪网、均压带、接地网形成闭合网络并与接地干线可靠连接；
（4）接地设备的安装埋深需要符合规范要求，一般埋深不小于0.6m；
（5）安装设备保证不受损，不发生变形。对于支架的位置，引下线的连接点等严格按照设计图纸进行，同时注意预留外接线；
（6）安装时各类引线、等电位线、配电线等需要严格控制材料质量，保证上述用线的线径和设计一致。
上述的问题是建筑防雷接地施工过程中的一般性的质量通病。除此之外，安装过程中需要对进场材料进行材料验收，必须有合格证书以及相关的技术资料说明。对于工程质量的验收，严格遵循“三检”制度，即自检、工序交接检查和专职质量人员检查。施工单位完成施工任务后，交由监理单位专业工程师进行验收，合格后方可进行隐蔽。检验批的验收工作按照主控项目和一般项目进行，每一个步骤必须保证验收合格。
6 结论
本文主要讨论了超高层建筑中涉及到的建筑物防雷方法、防雷措施以及各项防雷施工的要点。文章分析指出，防雷施工过程中，除了满足建筑物本身设计标准外，还需要配合接闪带、避雷针和建筑屋面金属结构等措施组成立体多维度的防雷系统；在超高层的防雷接地系统中，应该包括防雷、接地、电源保护、弱电接地、保护接地等一系列的措施组成；需要特别注意的是在高低压的一级配电箱中接线进入时要设置浪涌保护器，网络和监控系统同样需要采用浪涌保护器。
参考文献
[1] GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》[J]. 现代建筑电气, 2012(5):I0021-I0021.
[2]胡中影. 建筑物防闪电电涌浸入措施的几点新要求[J]. 经营管理者, 2013(09):400.
[3] 殷春生, 罗国华, 陈莹. 屋面接闪带高度设置有关问题探讨[C]，第33届中国气象学会年会.