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智能建筑物的防雷设计与施工要点研究

发表时间：2021/6/16 来源：《建筑科技》2021年5月下作者：单康兵

[导读] 雷电是中国各个地区发生几率特别大的一类自然灾害，其经常对智能建筑物会带来特别严重的危害，不仅会导致智能建筑物主体或者内部电子信息系统受到损坏，甚至可能会带来严重的火灾，严重威胁到群众的生命财产安全。为了能够尽可能减轻雷电天气对智能建筑物所带来的危害，必须要注重智能建筑物的防雷设计与施工。

连云港市长虹防雷有限责任公司单康兵 222200

摘要：雷电是中国各个地区发生几率特别大的一类自然灾害，其经常对智能建筑物会带来特别严重的危害，不仅会导致智能建筑物主体或者内部电子信息系统受到损坏，甚至可能会带来严重的火灾，严重威胁到群众的生命财产安全。为了能够尽可能减轻雷电天气对智能建筑物所带来的危害，必须要注重智能建筑物的防雷设计与施工。本文根据防雷经验，重点探究了智能建筑物的防雷设计与施工要点，以供同行参考。
关键词：智能建筑物；危害；防雷设计与施工；要点
        引言
        随着我国经济的不断发展，城市化进程越来越快，再加上科技的进步与人们生活水平的提升，我国各大城市智能建筑物数量越来越多，为社会大众的生活、工作带来诸多便利。但是与普通建筑相比较而言，智能建筑物被雷击的几率显然更大。一旦智能建筑物被雷电袭击，所造成的经济损失往往是极其严重的，甚至还可能会导致人员伤亡事故，进而对社会的和谐稳定带来负面影响。为了更好地保护智能建筑物免遭雷击，就需要加强智能建筑物的防雷工作。本文根据防雷经验，重点探究了智能建筑物的防雷设计与施工要点，为同行今后更好地开展智能建筑物防雷工作提供指导。
        1雷电对智能建筑物带来的危害
        雷电对智能建筑物的危害具体来说涵盖下述几个方面：第一，智能建筑物在被雷击后导致特别强的电流得到有效释放，同时会发生高温高热的状况，在严重状况下会损害到智能建筑物及它的周围的附属物。假如智能建筑物内部亦或者附近有人，往往还会使得人员受伤亦或者死亡。第二，在发生雷电天气的时候，雷击放电通道的温度会急剧上升，并且促使附近气流在短时间内出现膨胀现象，之后形成特别强的冲击波，从而危害到智能建筑物及其内部的电子仪器以及人员[1]；第三，在出现雷电的时候还会产生强烈的高压、电流，从而损害智能建筑物的电子信息系统。
        2智能建筑物的防雷设计与施工要点
        2.1接闪器
        接闪器是一种金属导体，主要用于防止建筑物被雷电直接击中，并使部分雷电能量从设计的排放通道排放到地面。对于智能建筑，接闪器是直击雷电保护的重要组成部分。接闪器主要包含避雷针、避雷带、防雷网等，它们会主动触发雷电并且对雷电流进行拦截。接闪器的布置应严格按照《建筑物防雷设计规范》的要求进行设计与施工。根据建筑物的不同类型，对屋顶防雷网尺寸的实际要求也有所不同：1类防雷建筑物防雷网规格要求不能超过5m×5m或6m×4m； 2类防雷建筑物避雷网规格不能超过10m×10m或12m×8m； 3类防雷建筑物避雷网规格不能超过20m×20m或24m×16m[2]。此外，一些智能建筑的金属屋顶可以直接用作接闪器，但应满足相关要求：首先，当金属板重叠时，重叠长度不得小于100mm；第二，当金属板下面没有易燃材料时，其厚度不得小于0.5毫米。当金属板下面有易燃材料时，所需的厚度会有所不同。铜板不能小于5 mm，铁板不能小于4 mm，铝板不能小于7 mm。
        2.2引下线
        设计与安装引下线的主要作用是连接智能建筑的接地设备和防雷带，然后产生雷电流的泄流路径。一般而言，可以选用智能建筑的柱或墙的主筋作为引下线，并与主体结构逐层结合，同时必须与屋顶避雷线进行焊接。为了提高防雷性能，每个引下线应不少于2条主钢筋，其截面积应大于Φ16mm。这种设计方法具有很高的可操作性以及实用性。此外，需要将建筑物的防雷功能与防雷类型相结合，并适当减小引下线之间的距离，以进一步提高分流效果并避免出现反击电压。根据防雷相关标准的要求了解到，不同类别的建筑物。其引下线之间的距离也不一样。

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1类建筑物防雷引下线的距离不超过12m,2类建筑物防雷引下线之间的距离不超过18m,3类建筑物防雷引下线之间的距离不超过25m。在相关的标准规范中显示，在引下线之间不需要单独布设环形导体。为了尽量降低室内反击电压，应连接每层的等电位连接母线。若使用钢筋作为引下线，在测量接地电阻的时候，仅仅需连接嵌入式嵌板中的电线就可以，而不用单独设计与安装。
        2.3接地装置
        接地装置是指布设于在建筑物附近土壤中或混凝土内部的金属导体，它的主要功能是分散雷电流。智能建筑的大多数接地体都是钢筋结构，例如建筑物的梁或者基础桩，这些可以有效分散雷电流。焊接的建筑桩钢筋，地梁主钢筋和立柱内部主钢筋可以形成一个全面的可靠的接地系统，然后将地梁外环中的钢筋焊接到1个闭环回路内部。该接地系统的优点是与地面的接触面积比较大，接地电阻较小，混凝土可以有效保护钢筋不受腐蚀。如果接地电阻与智能建筑的防雷系统设计不匹配，那么在防雷施工中可以添加辅助接地网，确保防雷装置的可靠性。
        2.4屏蔽措施
        屏蔽主要是指通过导电材料减少交变电磁场对指定区域的穿透的屏蔽。法拉第笼防雷网可以更好地防止雷电电磁脉冲干扰影响智能建筑。根据法拉第笼的原理，它可以与智能建筑本身的钢筋混凝土结构有机结合，使梁、顶、墙面、地板还有柱内的钢筋共同形成一个六面体网笼[3]。通过布设法拉第笼防雷网，不但可以有效地防止空间电磁波产生辐射，而且还能够确保智能建筑内部的分流以及均压效果。智能建筑物的内部屏蔽应结合建筑物中电子信息设备系统的要求进行判断。屏蔽层应根据有关防雷技术标准进行设计，以取得良好的防雷效果。
        2.5等电位连接
        雷电可能会通过地电势侵入智能建筑，从而威胁到建筑物中电气电子设备和相关人员的安全。等电位连接措施可以很好地避免雷电反击。在等电位连接设计与施工中，应连接智能建筑内的各种金属设备、金属管线以及结构钢条，以构成良好的电导体。在释放雷电流的过程中，所有点的电位将同时上升，以确保各点之间的电位相等。智能建筑的钢筋混凝土结构具有进行等电位连接的有利条件。在智能建筑的等电位连接的时候，有必要对智能建筑的梁柱钢筋、地基钢筋、金属框架和引下线进行有效焊接和绑扎，以实现等电位连接的目标。
        2.6SPD的安装
        避雷器（SPD）主要为智能建筑的内部电子设备和智能系统提供安全保护措施。当由于外部干扰而在电路或通信电路中突然形成尖峰电流或电压时，SPD可以在很短的时间内打开并使其分流，以防止电涌损坏电路中的设备。因为雷电袭击的能量通常十分强烈，因此应分阶段对SPD进行设计与施工。第一级通常用于直接雷电保护，第二级吸收前一级的残余电压，依此类推，逐步布设可促进持续减小雷电流[4]。通过SPD的分级设置，能够获得最可靠的雷电防护效果。
        3结语
        综上所述，智能建筑因为其内部涉及到许多电子仪器设备，所以特别容易遭受雷击。假如被雷击，可能会损坏建筑物以及设备，亦或者导致人员伤亡。因此，有必要加强智能建筑的防雷设计与施工。要熟悉建筑物防雷的相关技术规范，严格按照规范要求从智能建筑物内部、外部多方面着手采取有效的防雷措施，确保智能建筑的安全性。
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）：177.
[2]GB50057－2010,建筑物防雷设计规范
[3]樊裕伟．高层建筑防雷设计及施工[J].江苏建筑，2011，28（1）：110－113．
[4]林冠文，王涪德，梁建文.高层智能建筑物综合雷电防护措施[J].现代建筑电气，2012（06）：5-8.
作者简介：单康兵（1977.04），男，汉族，江苏省连云港灌云县人，大专，助理工程师，从事防雷工作。