高層建筑配電方案設(shè)計(jì)優(yōu)化探討
——高層建筑的防雷接地分析

張鵬

（蘇州金賓士房地產(chǎn)開發(fā)有限公司 江蘇蘇州 215000）

本文從高層建筑物內(nèi)外部的防雷接地工作進(jìn)行簡單的介紹和說明。

1 高層建筑物外部防雷工作

一般來說，雷電對(duì)高層建筑物的破壞主要通過兩種方式：①雷電所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)和雷電波作用等；②雷電接觸到建筑物后所產(chǎn)生的電動(dòng)力和熱效等。在高層建筑的防雷工作中，外部的防雷工作主要是為了保護(hù)高層建筑物本身不受到雷電的襲擊，主要防止的對(duì)象是直擊雷和側(cè)擊雷。具體來講，對(duì)于高層建筑外部防雷可以從接閃器和引下線以及接地裝置這些方面著手。下面我們就對(duì)這三個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)的介紹：

1.1 建筑物防雷中接閃器的問題

所謂接閃器就是一種防止直擊雷接受電流的金屬導(dǎo)體，它的具體形式主要包括避雷針、避雷網(wǎng)以及金屬屋面等。在具體的設(shè)計(jì)和施工過程中，要根據(jù)雷擊建筑物部位的規(guī)律，在高層建筑物相應(yīng)的部位裝設(shè)避雷針和避雷網(wǎng)等，這樣就可以有效地吸引弱雷或者強(qiáng)雷等，從而保護(hù)建筑物的安全[1]。目前，我國很多高層建筑是借助于建筑物上的金屬欄桿等進(jìn)行防雷的，這些防雷的金屬欄桿主要是由鋼管或者不銹鋼管構(gòu)成的。鋼管通過直線段對(duì)接，在轉(zhuǎn)角等地方則采用角鋼或者圓鋼搭接焊，然后欄桿和引下線連通，從而起到避雷的作用。

1.2 建筑物防雷中引下線的問題

在高層建筑外部防雷中，引下線主要是作為一個(gè)橋梁把防雷裝置接閃器和接地線連接在一起，從而保障雷電流的線路的通暢。在很多情況下，高層建筑物中的引下線是通過建筑主體結(jié)構(gòu)的柱主筋或者是剪力墻來安裝設(shè)置的。在引下線的設(shè)置中，它的數(shù)量以及它的布置情況會(huì)直接影響到雷電流的分流狀況和效果。如果安裝的引下線的數(shù)量比較多，并且這些引下線之間的距離很小，那么，雷電流的分布也會(huì)相對(duì)均勻，這時(shí)，引下線上的電壓降就減少了很多，從而反擊危險(xiǎn)也就減少了不少。所以，我們?cè)谠O(shè)計(jì)和布置引下線的時(shí)候，引下線要沿著高層建筑物的四周均勻或者對(duì)稱設(shè)置，引下線之間的間距不能大于規(guī)范的要求，可適當(dāng)?shù)販p少間距，并且盡量多增加一些引下線的數(shù)量。在具體設(shè)計(jì)和施工的時(shí)候，要確保引下線全長都焊通。為了避免會(huì)出現(xiàn)接錯(cuò)鋼筋的情況發(fā)生，同一個(gè)柱內(nèi)引下線最好不要小于兩根主筋。

1.3 建筑物防雷中接地裝置的問題

高層建筑的防雷接地工作中，接地裝置也是一個(gè)非常重要的方面。在防雷接地裝置中，主要處理好接地線和接地體兩個(gè)問題：①接地線的問題。防雷接地裝置的好壞與接地裝置中的接地方式和接地電阻密切相關(guān)。對(duì)于防雷接地裝置中的接地方式，為了使用方便和安全起見，很多高層建筑都是使用周圈式的接地方式進(jìn)行接地。而對(duì)于防雷接地裝置中的接地電阻，由于防雷裝置是直接裝設(shè)在高層建筑物上的，高層建筑中的電氣設(shè)備接地要與防雷接地相連接而構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的接地系統(tǒng)，他們是共用一個(gè)接地電阻，在這個(gè)接地電阻的選擇上，要根據(jù)他們電阻中的最小值來選定。②接地體的問題。一般情況下，為了收到更好的防雷效果，防雷接地裝置中大多采用的都是自然接地體。比如，高層建筑中的箱形基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)等作為防雷接地裝置的接地體，這些接地體所連接成的接地網(wǎng)擁有比較大的電容，所以沖擊阻抗也就較小，有利于建筑物的防雷效果[2]。

1.4 建筑物防側(cè)擊雷的問題

一般來講，對(duì)于高層建筑物側(cè)擊雷的防護(hù)，可以不進(jìn)行接閃器等專門防雷設(shè)置。高層建筑可以通過建筑物中的金屬欄桿或者金屬的門窗框架等來進(jìn)行側(cè)擊雷的防護(hù)工作。具體做法，一方面可以把這些建筑物中的金屬欄桿或者金屬門窗框架等通過均壓環(huán)與附近的防雷裝置連接起來進(jìn)行防雷。這種做法需要把一些樓層圈梁內(nèi)周邊的主筋焊通，變成均壓環(huán)，從而通過均壓環(huán)與防雷引下線向連接，接著再把建筑物中的金屬欄桿或者金屬門窗框等這些金屬物與均壓環(huán)接通，從而起到防側(cè)擊雷的作用。另一方面，也可以把建筑物中的這些金屬物體直接連接到鋼筋架或者鋼筋體上面從而起到防雷的作用。

2 高層建筑物內(nèi)部防雷工作

高層建筑物內(nèi)部防雷主要是為了防雷電波侵入，防雷電感應(yīng)和防反擊等。在高層建筑物中，建筑物內(nèi)部防雷體系的構(gòu)建，不僅可以有效地減少雷電流和雷電流所引起的電磁效應(yīng)，而且能過方劑接觸電壓、防止反擊以及跨步電壓等所造成的危害。具體來講，高層建筑物內(nèi)部防雷主要有等電位聯(lián)結(jié)和屏蔽等。下面我們就從這兩個(gè)方面來說明高層建筑內(nèi)部防雷系統(tǒng)的構(gòu)建措施：

2.1 建筑物內(nèi)部防雷中等電位聯(lián)結(jié)問題

在建筑物的內(nèi)部防雷體系中，等電位就是通過電壓保器和連接導(dǎo)線等把建筑物中的防雷裝置、那些金屬構(gòu)架以及電訊、電氣裝置等連接起來。為了使建筑中的地板和墻板等與建筑中的線路、金屬管等處在同一個(gè)電位中，在建筑物各層中需要預(yù)埋一些等位連接板，從而方便與接地主干線相連接。另外還有使建筑物中的金屬門窗框、金屬欄桿等管道與各種金屬導(dǎo)體作等位連接，使信號(hào)線與電源線等通過電涌保護(hù)器進(jìn)行等位連接，接著還有讓高層建筑物中的均壓環(huán)、電氣以及防雷等各種電位連接導(dǎo)體相連接，從而構(gòu)成一個(gè)總電位連接系統(tǒng)，最后再使他們與聯(lián)合接地系統(tǒng)連接起來，從而在高層建筑物內(nèi)部形成一個(gè)完備的等電位連接。

2.2 建筑物內(nèi)部防雷中的屏蔽問題

在高層建筑物中，設(shè)置屏蔽主要是為了加強(qiáng)對(duì)微電子設(shè)備的保護(hù)。目前，高層建筑已經(jīng)向智能化的方向發(fā)展，在建筑物內(nèi)存在著大量的電子設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。屏蔽就是保證那些有微電子設(shè)備的房間中的儀器不受到干擾。具體屏蔽的效果不僅與屏蔽網(wǎng)、屏蔽體有關(guān)，而且與微電子設(shè)備的信號(hào)接口和電源接口的等位連接、防過電壓等也有著密切關(guān)系。在大多數(shù)情況下，電氣線路的主干線主要集中在建筑物的中心位置，這樣就很好地避免了接近主筋的部位，從而避免接近引下線，這樣就可以減少干擾的范圍。另外，保證線槽和穿線鋼管都與樓層中的接地母線和等電位連接板相連接，從而可以收到良好的屏蔽效果。

3 結(jié)束語

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的推進(jìn)，促使高層建筑的產(chǎn)生。一般來說，現(xiàn)在的高層建筑都是集多種功能為一體的，人員集中、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及電子設(shè)備等大量存在。而高層建筑遭受雷擊的可能性很大。一旦高層建筑遭到雷擊，其損失是非常嚴(yán)重的，所以，重視高層建筑防雷接地工作勢(shì)在必行，是十分必要的。在高層建筑防雷工作中，主要做好建筑物內(nèi)部風(fēng)雷和外部防雷兩個(gè)方面，這樣就可以有效地避免雷電對(duì)建筑物的影響。