谭绍禄 梁桂莲 曾庆权
(肇庆市气象局 526040)
摘要:如今,电子信息设备在建筑物中广泛应用,建筑物的智能化特征也逐渐凸显,其遭受雷击的概率也越来越大,对于智能建筑雷电防护技术的要求也越来越高。本文根据肇庆市防雷经验,重点围绕智能建筑综合雷电防护技术要点展开探索,以供同行参考。
关键词:智能建筑;雷电防护技术;要点
引言
随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的不断提升,我国各个地区城市化进程越来越快,智能建筑也逐渐增多。智能建筑是现代建筑技术与电子信息技术结合的产物。智能建筑内布设了许多电子信息系统,例如通讯系统、电梯、计算机和监视系统等类型。因为这些电子设备的高度集成,它们抵抗电磁脉冲干扰和高压电阻的能力非常弱,被雷击的可能性要远远大于一般建筑[1]。假如智能建筑被雷电击中,将对电子信息设备、系统造成不同程度的损害,并带来巨大的经济损失;在严重的情况下,还会引发火灾或者人员伤亡,对社会造成负面影响。所以,加强智能建筑物的防雷工作特别重要。本文重点探究了智能建筑综合雷电防护技术要点,为保护智能建筑的安全性提供指导。
1智能建筑遭受雷击的危害
智能建筑遭受雷击的危害主要包括以下几点:(1)由于雷电的影响,使得建筑的物理结构受到破坏,从而使得建筑的使用稳定性和安全性造成不利影响;(2)建筑物内智能系统被雷击严重,不能及时响应相关设备的运行要求,增加了安全事故发生的可能性;(3)雷击严重时,局部电流亦或者电压会瞬间增加,有可能造成大面积起火;(4)智能建筑物被雷击时,当有人进入建筑物且触摸有关电子设备,可能会出现严重的人员伤亡事故[2]。
2.智能建筑综合雷电防护技术要点
对于智能建筑而言,在采取防雷技术措施时应遵循 “综合治理、层层设防、多重防护、整体防御”的综合雷电防护原则,制定综合性雷电防护体系,具体防雷技术措施涉及到:接闪器、引下线、接地装置、屏蔽、等电位连接、浪涌保护器(SPD)[3]。
2.1接闪器
接闪器的主要作用是在短时间引入雷电流,然后凭借良好的接地装置将其释放到大地中。接闪器设备包括避雷带(网)、避雷针等,它们一般需要安置在智能建筑的顶部。在雷电防护过程中,有必要沿着容易产生雷击的智能建筑屋顶脊、拐角、女儿墙、屋檐等位置布设防雷带或防雷网,并且注意需要严格防雷规范要求进行安装。根据智能建筑的实际雷击情况,在智能建筑上安装避雷针和避雷带(网),可以对雷电流进行有效吸收。对于铺设在屋面上的防雷网(带),一般选择热浸镀锌扁钢或圆钢,以确保其平直放置并且搭接焊接长度符合有关防雷规范。对于途径沉降缝或伸缩缝的防雷带(网)应当煨弯补偿处理。防雷带的高度往往会受智能建筑中女儿墙的影响,若女儿墙过宽会增添一些雷击安全风险。因此,可选择应用加长避雷带的方法来避免这种问题,并且能够在直角转弯位置合理地布置若干避雷针。目前,在智能建筑中,有人会选择屋顶上用不锈钢管或者钢管制成的金属栏杆当做防雷网(带),必须确保钢管的厚度不超过2.5mm,钢管的拐角应选择角钢亦或圆钢。焊接钢材时,焊接长度应与相关规范要求保持一致,必须在栏杆与引下线之间进行可靠连接。
2.2引下线
引下线是接闪器与接地设备之间的重要“枢纽”。对于隐蔽的引下线来说,通常可以将智能建筑主体结构的钢筋或剪力墙中的钢筋用于引下线。在雷电防护工作中,需要科学分析引下线的数量和布局对雷电流分流效应的影响。如果引下线的数量大,同时它们的间隔相对较小,则此时局部区域中的雷电流往往非常均匀,并且引下线之间的感应范围也相对较小。
为了最大程度地减少雷电灾害对智能建筑的危害,引下线需要沿着智能建筑的外围均匀或对称安装。间距必须符合有关防雷规定的要求。需要注意的是,对于30m以上的智能建筑部分,有必要在智能建筑的外围每3层铺设1条防雷带,且与每根引下线进行有效焊接。因为智能建筑特别高,因此应使用更长的引下线。有必要在智能建筑的中间添加一个均压环,以促使引下线上的电感电压大幅下降。
2.3接地装置
在布设智能建筑接地装置的时候,假如智能建筑为钢筋混凝土结构,在和满足有关防雷的前提下,接地装置通常可采用基础内钢筋;如果智能建筑属于砖混或木结构,则需要采取独立接地的方式[4];假如与有关规定要求不符又或者防水卷材层内有基础包出现,则可选择周圈式的样式进行接地;假如接地极很多,同时土壤电阻率很大,则既可采用独立接地方式,也可以使用周圈式接地方式,确保接地极的高度与管道位的高度相接近;周圈式接地方式可以促使跨步电压大幅下降。
2.4屏蔽
通常在智能建筑中部署了很多电子信息设备,因此屏蔽措施也非常关键。 智能建筑的大部分中央部分是主电线最为集中的区域。由于雷电电磁场较弱,因此需要远离引下线柱,以避免被外界因素所干扰。 针对电气设备、配电设备与配电线,通常配电箱线应通过钢管引入,钢管的2端应和配电箱的壳体、设备的壳体以及防护罩保持连接。线槽和钢管都需要通过电线引入,需要与各层的接地母线和等电位连接板相连接,以进一步强化屏蔽效果。
2.5等电位连接
等电位连接的功能主要是消除或减小电位差,确保平衡电位并且防止造成接触电压。 针对这部分工作,有必要实施过程中确保门窗、外墙金属栏杆等与均衡环进行连接。为了避免智能建筑受到侧向雷击,应该在智能建筑的均衡环与玻璃幕墙的钢龙骨、支架进行等电位连接;对于进出智能建筑的金属管道、组件和电缆金属护套,应当在智能建筑进出场所实施防雷接地装置之间的等电位连接。
2.6浪涌保护器(SPD)
对于智能建筑而言,必须根据相关防雷规定在建筑物的防雷区内选择合适型号的浪涌保护器(SPD),以实现限制电涌电压的目标。针对智能建筑的电子信息系统,安装浪涌保护器(SPD)最好选三级保护:将SPD安装在通过LPZ0(A)与LPZ1接口的供电和配电线上, 作为一级保护;将SPD安装在通过LPZ0(B)和LPZ1接点的电力线上,当做二级保护;如果电源入口处的SPD电压保护级别与2端的感应电压不能保护配电箱的电源设备时,应在配电箱的区域布设合适的SPD作为三级保护[5]。在具体雷电防护过程中,需要科学、分层设置SPD,以更好地保护智能建筑物。
3结语
综上所述,智能建筑配备了大量高度集成的电子信息设备,因此智能建筑遭受雷击的风险也大大增加,对群众的生命财产安全也增添了极大严重威胁。因此,有必要高度重视智能建筑的雷电防护工作,防雷工作人员要掌握智能建筑综合雷电防护技术要点,这样才能大大提高智能建筑的防雷效果,最大限度地减少雷电对智能建筑所产生的危害,为社会的大众的生命财产安全提供强有力的保障。
参考文献:
[1]岳振铎,张东,亮于奇. 浅谈智能建筑物的雷电防护[J].中国新技术新产品,2015(12):35-36.
[2]梁永全.智能建筑综合雷电防护技术探索[J]. 建筑工程技术与设计.2016,(18):343
[3]王锐,张宪柱,朱峰.高层智能建筑防雷系统工程设计与施工技术研究[J].安装,2016(04):48-51.
[4]唐斌.如何做好建筑智能化系统的防雷接地[J].智能建筑,2013,03:28-30.
[5]何春永.现代智能建筑的雷电防护技术及发展前景研究[J].科技信息,2011,19:60+85.
作者简介:谭绍禄(1984.10)男,汉族,广东省肇庆市广宁县人,本科学历,助理工程师,从事研究方向或职业:防雷检测。