淺析高層建筑防雷設(shè)計(jì)問(wèn)題及優(yōu)化

■　胡恒瑞

（河南省南陽(yáng)市氣象局河南南陽(yáng)473003）

淺析高層建筑防雷設(shè)計(jì)問(wèn)題及優(yōu)化

■胡恒瑞

（河南省南陽(yáng)市氣象局河南南陽(yáng)473003）

城市化進(jìn)程的不斷加快，使我市高層建筑物占據(jù)越來(lái)越大的比例。雷電是高層建筑物的危害來(lái)源之一，給人們的日常生產(chǎn)、生活帶來(lái)了直接、嚴(yán)重的影響。因此如何把雷電帶來(lái)的災(zāi)害事故降到最低，是當(dāng)前亟待需要解決的問(wèn)題。本文也針對(duì)于此，分析了高層建筑防雷問(wèn)題的相關(guān)施工設(shè)計(jì)需要注意的幾點(diǎn)問(wèn)題，以便為高層建筑防雷問(wèn)題提供下參考。

高層建筑防雷設(shè)計(jì)問(wèn)題優(yōu)化

0　引言

當(dāng)前社會(huì)環(huán)境中，城市化進(jìn)程的不斷深入，更多高層建筑涌現(xiàn)。在高層建筑的設(shè)計(jì)中，一項(xiàng)重要的內(nèi)容是防雷設(shè)計(jì)，由于其樓層多、高度高，容易遭受雷擊，給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成威脅，進(jìn)行科學(xué)合理并且深入的高層建筑電氣防雷設(shè)計(jì)十分必要，本文即是對(duì)此展開(kāi)的論述。

1　高層建筑的特點(diǎn)以及防雷級(jí)別劃分標(biāo)準(zhǔn)

一方面，高層建筑的樓層較多其高度也相對(duì)較高，當(dāng)雷雨天發(fā)生時(shí)，容易受到雷擊的侵害；另一方面高層建筑在建造時(shí)均使用了鋼筋混凝土或者是鋼的材料，因?yàn)槭墙饘傥锔菀资艿嚼讚?；而且高層建筑物一般都建有地下室或者有比較多的管道，這就增加了建筑物受到雷擊的機(jī)會(huì)。

目前對(duì)建筑防雷級(jí)別的劃分，除具有建筑物的功能性質(zhì)外，第二、三防雷建筑，還要取決于建筑物的年預(yù)計(jì)雷擊發(fā)生次數(shù)。高層建筑應(yīng)屬于第二類(lèi)防雷建筑。

2　高層建筑對(duì)防雷的要求

高層建筑作為一種特殊且重要的建筑物，具有以下四個(gè)特點(diǎn)：首先是功能多，大部分高層建筑集居住、娛樂(lè)、商業(yè)及辦公于一體；其次是配套設(shè)施較多，由于高層建筑的功能多，相應(yīng)的配套設(shè)置也多，為了保證高標(biāo)準(zhǔn)和舒適的生活空間，常常要配備空調(diào)機(jī)房、制冷機(jī)房、生活及消防水泵房等設(shè)施；再次是人員密度高，高層建筑中居住著大量人員，在文化娛樂(lè)場(chǎng)所更甚；最后是保安要求高，由于高層建筑居住著大量的人員，擁有較多的貴重設(shè)備，因此要保證高度安全。以上這些特點(diǎn)決定了高層建筑防雷需要滿(mǎn)足兩方面的要求：首先是建筑物自身的安全可靠。在進(jìn)行高層建筑防雷設(shè)計(jì)時(shí)，要做到安全可靠，保證防雷設(shè)備能夠充分發(fā)揮作用；其次是防雷裝置要盡可能的簡(jiǎn)單，以利于施工。通常情況下，高層建筑采用的是鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)，可以對(duì)這些結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分利用，將其作為防雷裝置的一部分，做到既安全又經(jīng)濟(jì)。

3　防雷設(shè)計(jì)中容易被忽視的問(wèn)題

一般來(lái)說(shuō)，在建筑設(shè)計(jì)部門(mén)提供的防雷設(shè)計(jì)方案中對(duì)防雷工程設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)問(wèn)題欠考慮，而防雷工程公司提供的“設(shè)計(jì)方案”又常被忽視；但由于這些問(wèn)題被忽視，在建筑物受雷擊時(shí)往往會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果,應(yīng)引起注意，主要有以下幾種。

3.1高層建筑防側(cè)擊雷

當(dāng)建筑物高度超過(guò)滾球半徑時(shí)，建筑物的側(cè)面易遭受雷電側(cè)擊。按GB50057-1994第3.2.4條、第3.3.10條、3.4.10條要求，二類(lèi)、三類(lèi)建筑物滾球半徑高度以上的室外較大金屬物應(yīng)實(shí)施等電位連接。如高層建筑的分體式空調(diào)機(jī)外掛機(jī)、 室外天線等；這些設(shè)備一般是在建筑物竣工后安裝的，其安裝位置和外形尺寸在建筑設(shè)計(jì)時(shí)難以確定，另外還有外墻上的較大的金屬欄桿、門(mén)窗以及廣告牌金屬支架等，為了防側(cè)擊雷必須和防雷引下線連接；為此，應(yīng)從結(jié)構(gòu)梁柱引出園鋼接頭到安裝處位置，供防側(cè)擊雷使用。但這些措施在“設(shè)計(jì)方案”中往往被忽視。

3.2室外照明設(shè)備和航空障礙燈的SPD安裝

室外照明設(shè)備和航空障礙燈配電箱的防雷保護(hù)經(jīng)常被忽視。從防雷區(qū)劃分的角度，這些配電箱屬于LPZOB區(qū)，完全暴露在沒(méi)有衰減的空間電磁場(chǎng)中，雷電感應(yīng)產(chǎn)生的過(guò)電壓、過(guò)電流會(huì)沿著線路侵入到建筑物的供電系統(tǒng)中。因此，室外照明設(shè)備和航空障礙燈配電箱應(yīng)選擇安裝通流量較大的SPD。

3.3屋頂金屬構(gòu)件和電氣設(shè)備的防雷措施

屋頂安裝的廣告牌、衛(wèi)星接收天線、太陽(yáng)能熱水器、小型水塔等金屬設(shè)施，由于初步設(shè)計(jì)時(shí)難以確定位置，經(jīng)常在安裝位置上沒(méi)有預(yù)留接地端子，有的防雷工程公司在“設(shè)計(jì)方案”中也沒(méi)有說(shuō)明。對(duì)此情況，在“專(zhuān)項(xiàng)審核”意見(jiàn)中必須明確要與屋面的避雷帶連通，實(shí)施等電位連接。

3.4屋面直擊雷防護(hù)裝置

設(shè)計(jì)方案中對(duì)屋面避雷帶設(shè)計(jì)不符合GB50057-1994有關(guān)規(guī)定。主要是兩種情況：一是當(dāng)屋面是斜屋面或?qū)痈卟坏鹊奈菝鏁r(shí)，沒(méi)有將避雷帶設(shè)計(jì)成閉合；二是避雷帶網(wǎng)格尺寸偏大，不符合規(guī)范規(guī)定的要求，即一類(lèi)建筑物≤5m×5m或6m×4m、二類(lèi)建筑物≤10m×10m或12m×8m、三類(lèi)建筑物≤20m×20m或24m×16m。

4　加強(qiáng)高層建筑防雷工程設(shè)計(jì)安全對(duì)策

4.1加強(qiáng)高層建筑物的防雷裝置

建筑物在安裝了避雷針后通常會(huì)有二次雷擊效應(yīng)的產(chǎn)生，為使這一問(wèn)題得到解決，可對(duì)建筑物提前安裝放電式避雷針或者阻抗型接閃器。通過(guò)安裝提前放電式的避雷針，可以增加整個(gè)高層建筑的防雷效果，同時(shí)還可以使高層建筑的引下線數(shù)量得到增加、可建立法拉第籠式避雷網(wǎng)，減小接地電位的數(shù)值，降低了接地電阻值，使高層建筑的屏蔽能力得到提高。

4.2做好接閃器的設(shè)計(jì)

接閃器所起的作用主要是避雷防護(hù)，避免雷擊的可能發(fā)生率，主要以避雷針、避雷帶以及避雷網(wǎng)、線所組成的截獲閃電裝置，其通過(guò)電流接受引導(dǎo)，同時(shí)以接地設(shè)置貫穿組合，把雷電均攤導(dǎo)向給大地；對(duì)于接閃器設(shè)計(jì)，一般設(shè)置方法有兩種，即滾球法與網(wǎng)絡(luò)法。在設(shè)計(jì)階段，主要用鍍鋅扁鋼或鍍鋅圓鋼裝置在建筑物結(jié)構(gòu)頂層，并以具體相應(yīng)規(guī)格尺寸進(jìn)行裝置，裝置敷路線按照女兒墻、樓梯間、以及電梯機(jī)房的四周結(jié)構(gòu)范圍展開(kāi)進(jìn)行。當(dāng)然，這一過(guò)程少不了避雷短針以及避雷連接線的裝置，所以設(shè)計(jì)時(shí)要充分以建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行具體配置。

5　結(jié)束語(yǔ)

隨著高層建筑的增加和人們對(duì)現(xiàn)代化電子設(shè)備的廣泛使用，對(duì)高層建筑物進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)也越來(lái)受到重視。要想抑制雷電所帶來(lái)的危害，把它降到最小，便需從防雷措施做好、做精。在按照規(guī)范要求來(lái)做好的前提下，還得根據(jù)實(shí)際情況，把工作做精、做準(zhǔn)。

[1]趙佳婷.關(guān)于民用高層建筑的防雷設(shè)計(jì)探討.建筑與發(fā)展.2013（05）.

[2]劉俊.高層建筑直擊雷防護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)用探討 [J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2011，（4）.

[3]張峰，劉春蘭.淺談建筑物防雷裝置檢測(cè)工作.中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)；2012,(01).

[4]劉新峰，劉凱等.高層建筑防雷設(shè)計(jì)審核應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題.科技風(fēng).2014（21）.

TU976+.55[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-3-419-1