建筑物防雷規(guī)范應(yīng)用實(shí)例

摘 要：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057-2010）發(fā)布于2010年11月3日，2011年10月1日正式實(shí)施，旨在為使建筑物防雷設(shè)計(jì)因地制宜地采取防雷指施，防止或減少雷擊建筑物所發(fā)生的人身傷亡和文物、財(cái)產(chǎn)損失，做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。本文基于該規(guī)范對(duì)淄博市某商務(wù)大廈現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地詳細(xì)勘察，對(duì)大樓的防雷類別和電子信息系統(tǒng)防雷等級(jí)進(jìn)行計(jì)算確定，對(duì)屏蔽、等電位連接和過(guò)電壓保護(hù)等防雷系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)探討，確保整個(gè)大廈更安全，設(shè)計(jì)更科學(xué)合理，經(jīng)濟(jì)更實(shí)用。

關(guān)鍵詞：防雷;規(guī)范;應(yīng)用實(shí)例

一、概況

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察測(cè)量得知：該新建商務(wù)大廈大樓長(zhǎng)60m、寬30m、高40m，位于市區(qū)東南方位，該區(qū)域年多西南風(fēng)，雷暴季節(jié)主要集中在五至八月份，年平均雷暴日27.7天。該處周圍地勢(shì)平坦，土壤是砂質(zhì)粘土，四周附近沒(méi)有大型湖泊、河流和水庫(kù)。該建筑物西側(cè)230m處有一高48米高的酒店，東側(cè)是一幢8層高的銀行大樓。該商務(wù)大樓是框架結(jié)構(gòu)，地上十一層、地下一層，其中地下一層主要為停車場(chǎng)和總配電室之用;第一層是營(yíng)業(yè)大廳，二層至五層是辦公室，六層新增通信機(jī)房，其余各層留作它用?？偱潆娛乙龈删€至每層配電箱，每層的照明、空調(diào)和其它用電從該層配電箱引出。因?yàn)樵摯髲B本身是商務(wù)綜合大樓，所以寬帶、電話和各類監(jiān)控等信號(hào)系統(tǒng)都依托自己的通信網(wǎng)絡(luò)，從通信機(jī)房引出上下輻射分布。

該大樓利用建筑物鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋構(gòu)成暗裝避雷網(wǎng)，并且在樓頂安裝有避雷針，經(jīng)測(cè)量計(jì)算該大樓外部防雷設(shè)施符合防直擊雷、側(cè)擊雷標(biāo)準(zhǔn)。但發(fā)現(xiàn)該大樓沒(méi)有安裝電涌保護(hù)器、新增的通信機(jī)房沒(méi)有任何內(nèi)部防雷設(shè)施。新增通信機(jī)房?jī)?nèi)主要布設(shè)有傳輸設(shè)備、交換設(shè)備、低壓配電柜、光轉(zhuǎn)接架、電轉(zhuǎn)接架等。大多為-48V或者+24V直流供電設(shè)備，其光接口板、支路板、以太網(wǎng)板等都是以集成電路為核心的電子設(shè)備。該機(jī)房主要承載干線傳輸交換功能。

二、應(yīng)用《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057-2010）確定防雷類別

根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057-2010）附錄A提供的該建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)計(jì)算公式：

L、W、H分別為建筑物的長(zhǎng)、寬、高，L=60m，W=30m，H=40m，將上述各數(shù)據(jù)代入上述公式可以計(jì)算出：

同時(shí)考慮到該建筑物內(nèi)有大量電子通信設(shè)備并且屬于人員密集的公共建筑物，根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057-2010）第二章綜合各方面因素后判定該大樓屬于第二類防雷建筑物。

三、應(yīng)用《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》（GB50343-2012）確定電子信息系統(tǒng)的防雷等級(jí)

以下為按照《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》（GB50343-2012）所進(jìn)行的建筑物內(nèi)電子信息系統(tǒng)的防雷等級(jí)計(jì)算：

（一）線纜入戶設(shè)施情況

電源線纜入戶方式為低壓埋地電源線纜，線長(zhǎng)為200m，查得土壤電阻率為200Ω·m，等效ds取值為當(dāng)?shù)赝寥离娮杪?00m，采用公式2×10-6ds×L得出電源線纜入戶設(shè)施截收面積Ae1為0.8km2。信息線纜入戶方式為埋地信號(hào)線纜，線長(zhǎng)150m，等效ds=200m，采用公式22×10-6ds×L得出信號(hào)線纜入戶設(shè)施截收面積Ae2為0.06km2。

（二）建筑物及入戶線路年擊次數(shù)N

（三）電子信息系統(tǒng)雷擊電磁脈沖防護(hù)等級(jí)E

雷擊電磁脈沖防護(hù)分級(jí)可由下式求取：E=1-Nc/N

式中：E為防雷裝置攔截效率;N為建筑物及入戶線路年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù);Nc為因直擊雷和雷擊電磁脈沖引起信息系統(tǒng)設(shè)備損壞的可接受的最大年平均雷擊次數(shù)，該值可由下式取求：

（四）電子信息系統(tǒng)防雷等級(jí)結(jié)論

建筑物及入戶設(shè)施年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N=0.33，可接受的最大年平均雷擊次數(shù)Nc=0.0229，防雷裝置攔截效率E=0.93，防雷等級(jí)為B級(jí)。

四、根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057-2010）、《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》（GB50343-2012）制定雷電防護(hù)方案

（一）屏蔽

（1）在機(jī)房各類門窗加裝外表鍍鋅的金屬網(wǎng)，并將墻壁內(nèi)的結(jié)構(gòu)鋼筋在相交處和金屬門框焊接。

（2）所有信號(hào)線纜和低壓電源線纜都采用有金屬屏蔽層的電纜，電源線和信號(hào)線避免平行走線，[1]并將其屏蔽層在出入機(jī)房時(shí)做良好接地。

（3）所有進(jìn)出該機(jī)房的金屬導(dǎo)體及金屬線槽（架）等都在出入機(jī)房時(shí)做良好接地。

（二）等電位連接

（1）從地下一層配電室引出的兩排接地母排，并由電氣豎井引至各個(gè)樓層配電箱處做好等電位接地端子板，將電涌保護(hù)器、電纜金屬外皮等在此做可靠連接。

（2）在通信機(jī)房?jī)?nèi)沿墻壁敷設(shè)120mm×35mm扁銅制作的水平環(huán)型體接地排，并與電氣豎井中接地母排可靠連接。將金屬門窗、防靜電地板金屬骨架、各種線路的屏蔽金屬管、各種電子設(shè)備的金屬外殼、機(jī)柜、機(jī)架等均與該水平環(huán)型接地排做可靠連接。

（3）機(jī)房?jī)?nèi)敷設(shè)的活動(dòng)防靜電地板的下方用扁鋼設(shè)2m×2m左右的金屬網(wǎng)格，形成均衡接地網(wǎng)，[2]并將該地網(wǎng)以不大于6m的間隔和水平環(huán)型接地排可靠連接。將將保護(hù)地、信號(hào)地、工作地、防靜電地統(tǒng)一接地。

（4）進(jìn)入大樓時(shí)做好等電位處理的各種信號(hào)線的屏蔽管在進(jìn)入主機(jī)房后，再次將屏蔽層與水平環(huán)型接地排做可靠連接。

（三）過(guò)電壓保護(hù)

（1）大樓的總配電柜處安裝第一級(jí)電源避雷器，參數(shù)：110/350μs，≥15KA;8/20μs，≥60KA。

（2）各層的配電箱處安裝第二級(jí)電源避雷器，參數(shù)：8/20μs，≥40KA。

（3）通信機(jī)房?jī)?nèi)電源處安裝第三級(jí)電源避雷器，參數(shù)：8/20μs，≥20KA。

（4）在通信機(jī)房?jī)?nèi)傳輸設(shè)備、交換設(shè)備等直流電源進(jìn)線端，利用設(shè)備配電柜自帶防雷模塊作為設(shè)備的電源末級(jí)防護(hù)，但要求自帶防雷模塊標(biāo)稱放電電源8μs，≥10KA。

（5）在通信機(jī)房?jī)?nèi)的交換機(jī)前端、傳輸設(shè)備ET1板、服務(wù)器以及路由器五類線接出端安裝網(wǎng)絡(luò)防雷器，參數(shù)要求：標(biāo)稱導(dǎo)通電壓≥1.2Un，8/20μs混合波，標(biāo)稱放電電流≥0.5KA，插入損耗≤0.50dB，響應(yīng)時(shí)間≤10ns。

（6）大樓電話系統(tǒng)、煙塵報(bào)警、防盜報(bào)警、監(jiān)控、閉路接入端安裝線路防雷器，參數(shù)要求：標(biāo)稱導(dǎo)通電壓≥1.2Un，8/20μs混合波，標(biāo)稱放電電流≥1KA，插入損耗≤0.50dB，響應(yīng)時(shí)間≤10ns。

五、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)利用《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057-2010）、《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》（GB50343-2012）防雷類別的劃分、防雷等級(jí)的確定以及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)該商務(wù)大廈及新增通信機(jī)房的雷電防護(hù)設(shè)計(jì)，使該高層建筑對(duì)于防直擊雷、側(cè)擊雷、雷擊電磁脈沖方面得到有效的綜合防護(hù)，最大程度上減少了雷電損壞幾率，進(jìn)一步保障了人身安全和通信電子信息設(shè)備的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]歐冠華，歐平.電子信息機(jī)房的防雷初探[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2012（3）.

[2]章文釗.通信局（站）的防雷技術(shù)[J].沿海企業(yè)與科技，2008（9）：59-60.

作者簡(jiǎn)介：李云龍（1991-），男，山東東營(yíng)人，本科，助理工程師，畢業(yè)于南京信息工程大學(xué)大氣探測(cè)專業(yè)，于2013年7月起在淄博市博山區(qū)氣象局參加工作。主要工作或研究領(lǐng)域：氣象服務(wù)、氣象研究與應(yīng)用氣象。