高层建筑防雷检测的优化措施研究

发表时间:2020/7/1   来源:《工程管理前沿》2020年第26卷8期   作者:彭秋平
[导读] 伴随城市化进程的不断推进,高层建筑也随之增加,遭受雷击灾害的几率也逐渐加大,因此,高层建筑有关防雷系统方面的建设以及日常检测工作必须予以足够的重视。
        摘要:伴随城市化进程的不断推进,高层建筑也随之增加,遭受雷击灾害的几率也逐渐加大,因此,高层建筑有关防雷系统方面的建设以及日常检测工作必须予以足够的重视。对于防雷系统而言,由于许多防雷措施都属于隐蔽施工,所以检测手段也应该不断进行优化,以此提高防雷检测的整体水平。
        关键词:高层建筑;防雷检测;优化措施
        1高层建筑防雷检测的意义
        城市化进程加快,城市土地资源减少,如何满足不断增长的人口居住需求,加强高层建筑建设和发展十分重要。为了保护人们生命财产安全,应做好高层建筑防雷检测工作,提升建筑的防雷性能,积累丰富的实践经验来解决其中的问题,进一步优化高层建筑中的问题,提升检测效果,对于构建科学合理的高层建筑防雷体系具有积极作用。由此可以看出,加强高层建筑防雷检测十分重要,可以及时发现和改进防雷装置的故障问题,为后续的建设提供支持;防雷检测为后续的防雷工作展开提供支持,将误差控制在可控范围内,提升工作质量;及时调整高层建筑防雷系统中的缺陷和不足,最大程度降低雷电灾害带来的不良影响,维护人们生命财产安全。
        2建筑物防雷检测工作中的常见技术问题
        2.1接地装置
        接地装置是将雷电流传导入地并扩散入大地,降低雷电对建筑物损伤的装置。接地装置要进行严格的检测,先测量土壤电阻率,然后多次多方位测量电阻值,计算后符合标准要求才能进行安装。如果电阻值较高或者较低都需要进行整改,较高可增加人工接地体。接地装置进行施工时需注重钢筋的焊接工艺及方式因为接地焊接是施工的基础,应该严格按照基础图纸逐一检查基础圈梁的焊接、桩基钢筋和基础钢筋的焊接以及基础钢筋与柱筋的焊接,尤其重要的是要对于伸缩缝处的基础钢筋是否跨越连接通路进行确认。保证电流释放通道最短最直,防止出现过程出现电流阻滞。
        2.2引下线
        引下线,起着连接的作用,主要是将强大的雷电流从接闪器传导至接地装置。根据敷设方式不同将其分为明装和暗装。明装的装设方式,可在建筑物外墙用金属线明敷;也可以利用建筑物内的金属烟囱、烟囱的金属爬梯及其他的金属构件等;或者利用建筑物中混凝土内的钢筋。但是不管引下线的装设方式为何种,但均应满足机械强度的要求和其热稳定性,保证强大雷电流通过时引下线不熔化。通常情况下采用明装引下线时,如果引下线通过屋面等处不能直线引下必须要拐弯时,需要做成曲率半径较大的慢弯,而不能构成锐角弯折。需注意的是如若利用建筑物内的金属构件作为引下线时,应将金属部件之间连成电气通路,防止产生反击现象引起火灾。
        2.3群众防雷意识较为淡薄
        雷电灾害对于人们的生活也有着重要的影响。然而,我国群众的防雷意识普遍较为淡薄,对于防雷工作没有形成充分的重视,防范雷电灾害的意识不足,影响了防雷工作的有效开展。在防雷工作中,接闪器和接地装置属于最为基础和常用的设备,但也只是防雷装置中的一个小部分,群众对于许多防雷设备并不了解。防雷检测工作涉及到专业的检测设备与技术,群众防雷意识的缺乏,可能会妨碍到防雷工作的正常开展,在发生收费问题的时候,还容易引起一些争端。
        2.4防雷方面的专业人才不足
        随着我国城市化进程的加快,对于防雷技术人才的需求也在快速提升,但相应的教育工作却没有跟上,高素质的防雷技术人才较少,以至于在一些部门中人员缺乏,防雷技术人员需要担负起多种职责,以至于防雷工作的过程较为混乱,工作人员的责任与权限划分不清。部分工作人员的专业素质不足,没有熟练地掌握防雷技术,也影响了防雷工作的有效开展。
        3高层建筑物采取的防雷技术
        3.1防雷设施
        对高层建筑而言,其防雷设施的工作原理主要是通过安置接闪带或接闪针,再利用导线将装置上的电流引入地上,进而防止雷电事故。其中,导线是将整个建筑物作为接地体,并将建筑物柱子内部及墙内的主钢筋用作防雷导线,因此,主钢筋需一层一层的焊接串联直至最顶层,并和防雷装置进行连接。采取这样的设计将整个建筑物都归入防雷设施中,进而更加高效的防止雷电灾害。
        3.2防雷系统
        对于高层建筑物而言,在设计其防雷系统以及进行布防的时候,其主要依据便是建筑物具备的防雷等级,其中,等级需求的确定主要是依据建筑物周边环境特征、室内布局特征以及该区域内有关雷电方面的活动频率特征等因素进行综合确定,有时甚至需要有关部门评估该建筑的雷击风险,结合以上自理设计高层建筑的防雷体系,其防雷体系主要包括内部和外部两个防雷系统,其中,外部防雷系统的结构主要包括基础接地体部分、人工接地体部分、引下线部分,均压环部分,接闪器部分,接地系统部分等构成,主要作用在于将雷电流引入地下;而内部防雷系统的结构主要包括基础等位电连接部分、人工接地体部分,电涌保护器部分,综合布线部分等系统和相应的屏蔽系统等构成,其主要作用在于拦截雷电感应和雷击电磁脉冲,对室内设备及相关人员安全进行保护。这两部分系统相互连接、缺一不可,构成一个完整的综合防雷体系。
        3.3接闪器检测要点
        当前,城市高层、超高层建筑的数量越来越多,在进行高层智能建筑的防雷工作时,应根据建筑的实际需要安装相应数量的接闪器,并借助避雷针、混合接闪器等避雷设备,使之在屋面形成一个防雷网络,进而改善智能建筑的整体防雷效果。一般来说,智能建筑在其屋面经常设置一些金属物,通过将这些金属物与避雷网进行电气联结,可以提高建筑的防雷效果。当前,主要采用钢筋绑扎的方式进行联结。需要注意的是,施工期间要严格按照施工规范的要求执行。在一些工程中,使用100mm×100mm的钢筋绑扎网格现浇板进行处理,但是这一处理方式已经明显超过了规范标准的范围。因而,施工期间要对屋面结构的特点与形式做出分析,并沿着建筑的四周区域进行避雷带的敷设。对于建筑的重要部位,应按要求做好避雷短针的安装。在这样的条件下,即便没有避雷网格的设置,也不会影响到建筑的防雷效果。另外,有的建筑屋面存在着突出暖气管道,此类管道属于金属材质,为提高避雷效果,应将管道与防雷装置进行有效的连接,确保防雷功能得以实现。
        3.4引下线检测要点
        建筑整体防雷效果,与引下线的合理设置有着重要的关系。因而,在开展防雷体系检测与分析工作时,要加强对引下线的检测。一方面,大部分智能建筑主要借助内柱筋开展引下线的设计,连接方式主要采用的是焊接处理。需要注意的是,为确保焊接质量,要聘请专业焊接人员进行焊接操作,并且要做好焊接质量的检测。另一方面,还要在气压焊部位使用10mm以上的镀锌圆钢进行跨接焊处理。同时,建筑中每层都要使用绑扎圈焊接,使之成为一个闭合环。此外,要做好智能建筑的电气联结。通过将引下线和均压环、楼层金属等进行联结,以此提高建筑的整体防雷效果。
        3.5综合布线系统检测
        与一般的建筑工程相比,智能建筑的布线系统有着较强的复杂性。因而,在开展综合布线系统检测工作时,要保证全部的导线都应敷设于屏蔽金属桥架的内部,也可以将其敷设在屏蔽金属管内。此外,还要做好配电柜与金属桥架之间的电气联结工作。在穿线部位,需要对屏蔽金属管进行就近接地。另外,在开展各类信号线的敷设时,应根据信号线的种类选用合理的桥架。这样一来,才能有效降低不同信号线路之间存在的电磁干扰问题。
        3.6等电位联结检测要点
        首先,借助于等电位联结的方式,能够减少同一区域内存在的电压降问题,进而保证这一范围内的电位保持相等,防止该区域内的相关电子装置与设备受到损坏。在进行智能建筑设计时,宜采用40×4mm的镀锌扁钢作为等电位联结工作的材料。等电位联结期间,不仅需要在建筑项目的电缆、金属管道位置进行电位联结点的设置,同时还要在引入线等相关进出位置进行合理的设置。

其次,对于建筑内部不带电的金属构件,可以采取就近与防雷系统联结的方式进行防雷处理。比如建筑内部的一些金属管道、构件以及电源、金属外壳等等,均可采用这一方式进行处理。此外,在开展等电位联结检测过程中,要对电位联结预留端子的合理设置问题引起足够的重视,并对其长度、厚度以及位置、搭接长度等指标进行严格的检测,发现问题要及时做好处置工作。
        4防雷检测工作的注意要点
        4.1做好前期准备工作
        对于高层建筑而言,在其防雷检测过程中,需注重前期准备工作,对现场进行勘察,充分了解实际情况,再由相关检测人员编制书面报告,其中书面报告要求内容详尽,需对检测内容、检测标准、检测数据以及采取的具体措施做出明确阐述。并加强各部门的相关职能,将报告真正落到实处,对施工过程实行全国此、全方位的监控,实时掌控施工进度及施工质量,以此有效避免安全事故的发生。
        4.2加强施工现场的检测
        在开展防雷检测工作时,必须加强有关单位的职能,根据相应流程采取规范化作业。认真分析施工图纸及相关设计文件,在检测时需向业主出示检测证件,对建筑物受到雷电灾害的几率和类型进行综合评估。对高层建筑周边环境应加强勘察力度,掌握该区域在水温方面和气候方面的情况,根据周边环境特征和监测设备相关要求设计监测仪器的安装位置,敷设线路并做好相关记录。确定检测的内容和方式,全面检测防雷装置,分析其质量是不是符合相关标准,假如高层建筑缺乏足够的防雷能力,则需对相关参数进行整改。在实际检测的时候,其流程主要有以下几点:
        (1)选取接地电阻进行测试的样本。
        (2)选取测试地点,并绘制平面图,选取不同测试点的测试样本,将其编号后再实地测试。根据测量结果作出处理,并由技术人员对其进行复核检测,以此保证测量结果的质量。复核检测后续对其测试结果进行记录。并以此为基础,检查高层建筑的防雷装置,看其能不能正常使用,并由专业人员提出改进意见,待其符合检测合格后,由技术人员进行签字确认,并形成书面报告。
        5防雷检测优化方法
        5.1对基础接地体检测进行优化
        将建筑物自身作为主体,其内部的主要钢筋结构为接地体,以此达到分散电流的作用,形成建筑物的基础接地体。其中,需先测试主体内部钢筋结构在规格方面和焊接长度方面是否符合要求;其次建筑中整体电位平衡主要是由地梁内部主要钢筋形成的接地短环路所决定的。所以也需着重对地梁内部的主要钢筋具有的规格方面,质量方面和焊接时候的搭接长度方面等进行监测,看其是否符合相关标准。其中,回路电阻测试仪选择接地短路环阻比0.05Ω小的,而接地电阻测试仪选择基础接地电阻比2Ω小的进行检测。在进行检测的时候,对龙门架部分和塔吊部分等和建筑物接地进行接触的部分进行测定;并分别从东西南北方向检测土壤的电阻。假如当其土质差异比较明显,那么应转换方位,并对测试结果的数值进行分析、比较,以其中最小的数据为标准。
        5.2对人工接地体检测进行优化
        在工程项目中,有些部分基础接地体无法达到其设计标准,此时便需要人工接地体进行补充,一般情况下,人工接地体会和基础接地体共同构成接地网络,在防雷检测中非常重要。人工接地体作为基础接地体的一种人为的补充装置,在接地网络中占据十分重要的地位,在防雷检测过程中需对其材料质量方面、垂直方向和水平方向的长度设置方面、铺设距离方面、焊接要求和焊接标准方面等进行严格量化。此外,由于很可能发生点位反击,所以在检测的时候需将附近的接地设施和联合接地网络保持3m以外的距离,不然就必须使用联接设备或隔离设备。
        5.3对均压环检测进行优化
        对高层建筑而言,其中高于45m的部位需用到均压环。在对均压环进行检测的时候,需重点对其材质方面和设计结构方面进行检测,看其是否可以达到预期效果。此外,在检测过程中还应注意检查均压环的铺设是不是沿着该建筑物的外圈。
        5.4对避雷针检测进行优化
        对于高层建筑而言,避雷针是其防雷系统中的重要装置,一般安装在建筑物的最顶端位置或边缘部分的尖锐处等地方。在检测避雷针的时候,应重点检测其位置方面、弯曲角度方面、直径和半径方面等要素,看其是否符合相关规定,确保避雷针可以充分发挥其作用,保护建筑物不受雷击伤害。
        5.5发展防雷检测技术
        防雷检测技术的水平直接关系到防雷工作的开展效果。有关单位可组织工作人员利用网络平台开展学习活动,为工作人员参加活动提供便利条件,一方面可以让他们通过网络接触到防雷检测技术的最新发展动态,学习专业领域中的前沿知识,另一方面可在网上与其他专业人士进行交流,分享自己的学习体会与实践经验,了解防雷工作过程中可能出现的问题以及解决的方法等。随着社会的发展,防雷检测工作也将会想着专业化、规范化的方向发展,因此,工作人员应当不断提高自身的专业技术水平,在工作过程中积累实践经验,优化专业技能。此外,升级SPD智能防雷系统,也能够有效地提升防雷检测工作的水平。
        5.6完善防雷工作法规制度
        相关法规制度的缺失对防雷工作的顺利开展形成了较大的影响。因此,有必要完善防雷工作方面的法律法规和管理制度。政府应当提高对于防雷工作的重视,根据安全管理需求不断完善相关的法律法规,加强对于防雷工作的投入力度,倡导社会资本的投入,为防雷工作的开展提供有力的支持。同时,还要构建起防雷工作管理机构,并配置相应的工作人员与设备,明确相关人员的权利与职责,确保工作人员行为规范,加强对防雷工作的监督,为防雷工作的科学化发展提供保障。此外,相关单位也应当制定和完善防雷工作制度,对于可能出现的问题作出明确的防范措施,对工作人员形成指导与管理的作用,以此来提高防雷工作的质量。通过相关法律法规和管理制度的完善,有利于使防雷工作更加标准规范地开展。
        5.7导线检测
        在高层建筑导线检测中,导线性能良好与否,直接影响到避雷针的正常使用。避雷针是通过导线与接地装置连接,可靠连接可以将雷击产生的电流泄入地下。高层建筑施工中,主要是以柱内主筋为导线,横截面直径不小于16mm,较之其他形式导线工艺操作简单,成本更低,使用性能和使用寿命较长,便于后期维护,可提升高层建筑整体的防雷性能。
        结论
        综上所述,当前城市化进程不断加快下,高层建筑的建设规模不断扩大,易受到雷击破坏,威胁到建筑整体安全。故此,应该正确看待高层建筑防雷重要性,选择合适的防雷检测手段,不断优化和完善防雷系统,消除潜在的隐患,切实提升高层建筑防雷检测水平。
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