淺談智能建筑物防雷設(shè)計與施工

秦冬旭 劉建國 宋 威 王友利 張艷龍/鐵嶺縣氣象局

淺談智能建筑物防雷設(shè)計與施工

秦冬旭 劉建國 宋 威 王友利 張艷龍/鐵嶺縣氣象局

伴隨著建筑物水平的不斷提升，以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，雷電破壞事件發(fā)生的幾率越來越大。所以，加強(qiáng)智能建筑防雷設(shè)計與施工有著非常重要的作用。因此本文對智能建筑物防雷設(shè)計與施工進(jìn)行了具體分析。

智能建筑；防雷設(shè)計；施工

一、雷電對智能建筑的危害

（一）直擊雷擊

直擊雷擊是指雷云之間或雷云與地之間在建筑物的某一點放電。強(qiáng)大的雷電流通過被擊物體時產(chǎn)生熱效應(yīng)，其所產(chǎn)生巨大的熱量會使被擊物體溫度突升，甚至引起火災(zāi)。達(dá)數(shù)十甚至數(shù)百千安雷電流通道，會使空氣急劇膨脹，并以超生速向四周擴(kuò)散，外圍附近的冷空氣被強(qiáng)烈壓縮，形成激波，會嚴(yán)重破壞附近的建筑物、樹木及人員傷害等。

（二）感應(yīng)雷擊

感應(yīng)雷擊是指雷電通過靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)對被擊物體的損壞。雷電產(chǎn)生電磁感應(yīng)的破壞，由于雷電有極大的峰值和徒度，在其周圍形成強(qiáng)大的變化的電磁場，處在變化電磁場中的導(dǎo)體會感應(yīng)出10000V的過電壓，該電壓由導(dǎo)線可傳至較遠(yuǎn)電氣設(shè)備，對微電子設(shè)備及系統(tǒng)造成廢滅性襲擊。雷電產(chǎn)生地電位反擊的破壞，智能建筑內(nèi)計算機(jī)及微電子設(shè)備，均要求有干凈的地，如果在建筑不同接地系統(tǒng)被泄入雷電流時，引起電位不均，高電位的地會反擊地電位的地，導(dǎo)致電氣設(shè)備損壞。

二、智能建筑物的防雷設(shè)計

（一）防雷設(shè)計方案

1.直擊雷。

直擊雷防護(hù)主要是使用避雷針、引下線和接地網(wǎng)，再加上主體鋼筋，形成籠式框架。如果想要達(dá)到理想效果，在沒有避雷針的情況下，必須在最高位布有不大于分類要求的金屬網(wǎng)絡(luò)，整座建筑物的金屬體都要與籠式框架相連接，以達(dá)到理想的防雷保護(hù)作用。

2.感應(yīng)雷。

感應(yīng)雷主要通過電源線、信號線或數(shù)據(jù)線入侵，而破壞電子設(shè)備，因此，感應(yīng)雷的防護(hù)是在各種線路的進(jìn)出口安裝適當(dāng)?shù)姆览灼?。防雷器?yīng)具備一些必要特征，即動作時間快，具有相容性，能承受高電流，全面保護(hù)，反復(fù)使用，安裝簡易。

（二）電源系統(tǒng)的分級設(shè)計

對于低壓供電系統(tǒng)，浪涌引起的瞬態(tài)過壓保護(hù)，最好采用分級保護(hù)的方式完成。

1.一級保護(hù)。

一級保護(hù)是連接在智能建筑供電系統(tǒng)入口進(jìn)線各相和大地之間的大容量電源防浪涌保護(hù)器。該級電源浪涌保護(hù)器具備每相25 kA以上的最大沖擊容量，要求的限制電壓應(yīng)小于2400V，稱為Ⅰ級電源防浪涌保護(hù)器。其是專門為承受雷擊的大電流和高能量浪涌吸收而設(shè)計的，可以將大量的浪涌電流分流到大地。

2.二級保護(hù)。

二級保護(hù)是安裝在重要或敏感用電設(shè)備供電的分路配電設(shè)備處的電源防浪涌保護(hù)器。這些防護(hù)器能夠通過建筑供電入口浪涌防護(hù)器的剩余浪涌能量，進(jìn)行更加完善的吸收，能夠很好的抑制瞬態(tài)過電壓。因此，使用的電源浪涌保護(hù)器的最大沖擊容量應(yīng)該每相45kA以上，要求的限制電壓應(yīng)小于1200V，稱為Ⅱ級電源防浪涌保護(hù)器。

3.三級保護(hù)。

三級保護(hù)是用電設(shè)備內(nèi)部電源部分使用一個內(nèi)置式的電源浪涌保護(hù)器，以完全消除微小瞬態(tài)過電壓。因此，使用的電源防浪涌保護(hù)器要求的最大沖擊容量為每相20kA或更低，要求的限制電壓應(yīng)小于1000 V。對特別重要或敏感的電子設(shè)備，具備三級保護(hù)是非常有必要的，也可以保護(hù)用電設(shè)備免受系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓影響。

（三）信號系統(tǒng)的防雷設(shè)計

數(shù)據(jù)信號傳輸線路采用有線傳輸方式時，線纜應(yīng)該采用屏蔽電纜或穿管埋地引入。在線纜與信號接收器間安裝電源浪涌保護(hù)器。傳輸設(shè)備的天線在交界處穿金屬管屏蔽接地引入，在天線的發(fā)射設(shè)備端和接收設(shè)備端應(yīng)安裝保護(hù)器，進(jìn)入主機(jī)房的電話線穿金屬管屏蔽接地引入，并在接線盒前端的電話組線箱內(nèi)安裝保護(hù)器。用同軸電纜或雙絞線上網(wǎng)時，在同軸電纜或雙絞線上安裝保護(hù)器。

（四）等電位聯(lián)結(jié)設(shè)計

實施等電位聯(lián)結(jié)的主體為設(shè)備所在建筑物的主要金屬構(gòu)件和進(jìn)入建筑物的金屬管道，供電線路、防雷裝置、信息系統(tǒng)。實行等電位聯(lián)結(jié)的連接體和無法直接連接時，而做瞬態(tài)等電位聯(lián)結(jié)的電涌保護(hù)器為金屬連接導(dǎo)體。設(shè)備房外面應(yīng)該敷設(shè)金屬屏蔽網(wǎng)，屏蔽網(wǎng)應(yīng)與房內(nèi)環(huán)形接地母線均勻多點相連。通過星型結(jié)構(gòu)把設(shè)備直流地以最短的距離連到鄰近的等電位聯(lián)結(jié)帶上。設(shè)備房內(nèi)的電力電纜、通信電纜，應(yīng)該盡量采用屏蔽電纜。

三、智能建筑防雷施工

（一）裝設(shè)接閃桿和接閃帶

智能建筑物的接閃桿和各層的接閃帶都要保證相互協(xié)調(diào)，利用塔頂?shù)慕饘賹氻斪鹘娱W桿，安裝在建筑物的樓頂。將Ф12熱鍍鋅圓鋼和3根引下線柱結(jié)構(gòu)鋼筋焊接在建筑物的寶頂?shù)鬃?，這屬于接閃器的泄流通道。接閃帶則是由熱鍍鋅圓鋼沿著琉璃瓦輪廓彎曲敷設(shè)形成的，并在各支架做好防水措施。

（二）裝設(shè)引下線

將引下線作為雷電流通路，按照分流原理，引下線通過的雷電流會隨之增多而減小，利于大大降低雷電反擊和二次雷電的危害。所以，應(yīng)該盡量增加引下線的設(shè)置量，確保引下線沿塔布置始終保持均勻。

（三）布置接地體

智能建筑施工場地主要包括素填土、砂質(zhì)粘性和強(qiáng)風(fēng)化花崗巖等。接地體的幾何尺寸、土壤電阻率確定了接地裝置的接地電阻，為了有效降低接地電阻，需要提高建筑物自然接地體的利用率，并正確實施深井接地技術(shù)，同時還要進(jìn)行施放接地降阻劑處理。

（四）等電位聯(lián)結(jié)

等電位聯(lián)結(jié)過程中，連通外墻的金屬欄桿、門窗與均壓環(huán)，玻璃幕墻支架、鋼龍骨與均壓環(huán)連通成等電位，以此有效避免側(cè)擊雷。埋地進(jìn)出建筑物金屬管道和構(gòu)建，電纜金屬外皮和保護(hù)鋼管，在進(jìn)出建筑物部位和防雷接地裝置進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)。

（五）屏蔽

建筑物的鋼筋和金屬框架等在不能滿足屏蔽系統(tǒng)要求時，應(yīng)該設(shè)置金屬網(wǎng)和其他，以此符合屏蔽措施標(biāo)準(zhǔn)，保證路徑敷設(shè)線路的準(zhǔn)確性，有效增加線路屏蔽。因為雷電流具有一定的陡度，所以在施工過程中，要保持設(shè)備電纜和引下線敷設(shè)位于一定的距離，或者采取適當(dāng)?shù)钠帘畏椒ā?/p>

（六）合理布線

在防雷裝置接閃過程中，為了有效避免信息系統(tǒng)等管線受影響，需要在金屬管內(nèi)穿入電線，以此保證屏蔽的可能性。在智能建筑物的中心位置，合理設(shè)置線路主干線的垂直部分，并和引下線的住進(jìn)保持安全距離。在管線較長時，必須兩端接地，合理處理電源線、天線等線路的引入操作，把避雷器和壓敏電阻等浪涌保護(hù)器，安裝在相應(yīng)的線路上。

（七）檢測

為了落實防雷安全保護(hù)工作，可以建立健全的定期技術(shù)檢測制度，并及時解決設(shè)計與施工過程存在的問題。與此同時，還應(yīng)該實施避雷設(shè)施跟蹤技術(shù)檢測，完善定期檢修制度，避免對其造成破壞。

四、結(jié)語

總之，智能建筑防雷工作是一項系統(tǒng)的工程，現(xiàn)代化防雷技術(shù)充分強(qiáng)調(diào)了全方位防護(hù)。其中等電位聯(lián)結(jié)、合理布線和加裝電涌保護(hù)器是智能建筑進(jìn)行防雷的關(guān)鍵。在智能建筑防雷設(shè)計中，應(yīng)該嚴(yán)格遵守技術(shù)規(guī)范要求，并在實踐中，切實落實防雷保護(hù)措施，以此大大降低智能建筑的雷擊風(fēng)險。

[1]王琳,鄭怡,張佳.智能建筑中的防雷技術(shù)研究[J].智能建筑與城市信息,2014,4(12):78-81.

[2]沈鳳琴.高層建筑防雷設(shè)計與施工技術(shù)[J].科技創(chuàng)業(yè)家,2014,3(10):44-45.

[3]康強(qiáng),鄧寧文,葉木林.文昌塔仿古建筑防雷設(shè)計與施工[J].科技傳播,2011,7(14):173-174.