房建機電工程的防雷設(shè)計及施工問題研究

謝曉冬

摘 要：雷電是大自然釋放能量的正?，F(xiàn)象，然而雷擊給工程界及人民日常生活帶來的破壞性與安全隱患是巨大的。伴隨我國房建工程的不斷發(fā)展，房建機電工程市場也日益擴大，成套完善的機電工程系統(tǒng)已經(jīng)成為工民建中不可獲取的重要部分。但需要注意的是，房建機電工程給人們帶來日常居住及生活便利的同時，又面臨著諸多防雷避雷的問題和難點。如何開展好房建機電工程中的防雷設(shè)計與施工技術(shù)問題一直都是機電工程領(lǐng)域?qū)＜已芯康慕裹c，本文以“蕪湖曼哈頓建設(shè)項目”為依托，著重介紹了雷擊給房建機電設(shè)備帶來的危害，然后對房建機電工程防雷設(shè)計和施工技術(shù)進行了詳細(xì)的分析，以期為后續(xù)的房建機電設(shè)備及避雷設(shè)備安裝提供參考。

關(guān)鍵詞：房建機電工程;防雷設(shè)計;施工問題

1.項目背景

為了進一步提升房建工程的機電設(shè)備防雷避雷設(shè)計水平和質(zhì)量，確保后續(xù)房建項目機電設(shè)備能夠正常運行，本文以“蕪湖曼哈頓項目”為依托，重點介紹了房建項目中機電設(shè)備及防雷設(shè)施的設(shè)計及安裝。該項目地處蕪湖市東方路以北，總建筑面積約4.8萬平米，住宅面積占到了總面積的60%以上，分地上地下建筑，人防建筑約0.8萬平米。考慮到該房建項目屬于“商住混用型”因此，對于機電設(shè)備的要求較高，以該項目的E1、E2為例，針對房建項目機電設(shè)備防雷設(shè)計進行了分析，具體如下。

2.房建項目機電工程特點分析

房建機電工程系統(tǒng)具備設(shè)備復(fù)雜繁多的特點，其由通電、通信以及監(jiān)控等多方位系統(tǒng)搭建而成。系統(tǒng)是否能夠按照預(yù)期要求順利運行將直接關(guān)系到機電工程的使用價值。同時，房建機電工程沿線穿越的地帶分布較為密集的強弱電設(shè)備，這就提高了設(shè)備遭受雷擊的可能性。然而一旦設(shè)備受到雷擊出現(xiàn)故障后，將直接帶來巨大的經(jīng)濟損失。因此，房間機電工程防雷設(shè)計與施工問題必須給予高度的重視，本文也是針對此問題開展論述。

3.雷擊的危害

房建機電工程設(shè)備在遭受雷擊后主要的危害發(fā)生類型有以下幾個方面：第一，雷擊直接造成外場設(shè)備的損壞，在高電壓的強大作用下產(chǎn)生各種效應(yīng)繼而使得設(shè)備運轉(zhuǎn)失常。第二，雷擊作用在房建機電工程附近的防雷設(shè)備上時，因為受到各種電磁感應(yīng)的干擾而出現(xiàn)過電壓現(xiàn)象。

4.防雷設(shè)計要點

房建機電工程的防雷設(shè)計關(guān)鍵是要充分考慮到機電設(shè)備的正常運行和保證人身安全方面的目的。在防雷設(shè)計過程中，要切實遵循以下幾個方面的設(shè)計原則：第一，將機電工程防雷設(shè)計作為一套完備的整體系統(tǒng)去考慮，同時要顧全所有子系統(tǒng)的設(shè)備運行完好，起到防雷避雷的良好效果，還要兼顧供電子系統(tǒng)與弱電系統(tǒng)間的合理高效銜接，突出體現(xiàn)安全可靠的設(shè)計原則。第二，要考慮雷電作用于房建機電設(shè)備上的不同部位，采取有針對性的防雷措施。第三，設(shè)計者還要根據(jù)機電工程所處外界環(huán)境和雷電保護范圍，選擇適當(dāng)?shù)姆览自O(shè)備參數(shù)。綜合以上的考慮，防雷過程中要積極采取以下的幾種有效措施：

4.1房建配電室中心的防雷設(shè)計

配電室的防雷設(shè)計過程前期，要充分考慮接地線的銜接方式以及防雷設(shè)備的配置特點，保證接地電阻不大于1歐姆。與此同時，對于房建機電設(shè)備而言，在個組成組件中，電源設(shè)備的質(zhì)量和防雷擊性能直接決定了整個機電系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定，因此，為了從根源上解決雷擊問題，必須先解決機電設(shè)備的電源防雷擊問題，必須進一步強化電源系統(tǒng)?？紤]到該房建項目E1、E2樓盤屬于“商住混用型”的高層建筑，每天的用電負(fù)荷量較大，對于機電設(shè)備的依賴性更大，其機電設(shè)備保護等級應(yīng)相應(yīng)提高;且配電間基本位于事先預(yù)留好的配電室內(nèi)，地下室配有機房，相較于配電機房外置的情況，在防雷擊方面具有一定的優(yōu)勢。

在高層住宅及住宅物業(yè)中心的變電中心低壓輸出端口接到住宅用戶端的配電柜之前，為了保證用電安全，確保在遭受雷擊前能夠自動斷電，保護業(yè)主及居民的用電安全及家用電器的安全，必須在配電柜中安裝三相過載斷電保護系統(tǒng)，具體設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)參照工民建供配電設(shè)計規(guī)范，一般是在每條單獨線路中加設(shè)60k A～100k A標(biāo)準(zhǔn)，從而起到良好的首端保護作用。與此同時，在工民建周邊及沿線位置及地下停車場，自行車棚等安全等級相對較低的區(qū)域，應(yīng)該加設(shè)的三相過載保護器，具體設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該至少達到40k A～65k A設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)地起到二級保護作用。在配電柜及高層建筑的機電主機房位置，必須做好安全等級更高的設(shè)計，在機電設(shè)備的下加設(shè)防靜電地板革，并設(shè)置對應(yīng)的匯流排裝置，匯流排由4×40.0mm扁鋼帶沿墻體圍繞一周形成，將機房內(nèi)部的配電機柜外殼、配電箱外殼、電源接地、金屬防護設(shè)施、以及電纜屏蔽層等均與匯流排連接，形成聯(lián)合接地。為了進一步加強防雷等級，在上述安排的基礎(chǔ)上，選取銅質(zhì)纜線作為下引線接到地網(wǎng)，接地線的截面積應(yīng)該不低于40mm2，以加強防雷避雷的效果。

4.2 高層建筑小區(qū)相應(yīng)機電設(shè)備的防雷避雷設(shè)計分析

作為封閉式小區(qū)而言，除了高層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的防雷避雷外，為了保證業(yè)主在戶外的行動安全，必須建立相應(yīng)的機電防雷、避雷設(shè)備，就小區(qū)廣場及戶外設(shè)施而言，主要的機電防雷避雷區(qū)域就是中心廣場、門禁系統(tǒng)及地上車庫及自行車棚。針對于該區(qū)域的防雷避雷設(shè)計而言，為了保證效果，必須采用聯(lián)合接地的處理方式，為了保證在雷擊強度較高的時候依然能夠起到良好的絕緣保護效果，通過連接接閃器能夠直接使用戶外設(shè)施的一些金屬制頂棚及屋架聯(lián)合防雷地網(wǎng)以加強和完善防雷避雷效果。一般意義上講，對于高層建筑小區(qū)的戶外基礎(chǔ)設(shè)施而言，具體的接地防雷設(shè)施網(wǎng)格可以依照5×5.0m的標(biāo)準(zhǔn)進行布置，具體的地網(wǎng)防雷設(shè)施及材料可以選擇型鋼，型鋼標(biāo)準(zhǔn)為5×5×50.0mm設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，為了保證銜接的流暢性和防雷設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性，可以配合使用扁鋼，具體設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為4×40.0mm設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，為了建立全面覆蓋的戶外設(shè)施防雷、避雷網(wǎng)絡(luò)，必須將地面防雷網(wǎng)的端口與小區(qū)內(nèi)相關(guān)設(shè)施的環(huán)形網(wǎng)相銜接。與此同時，為了提高二者間的協(xié)調(diào)性，可以將廣場內(nèi)相關(guān)設(shè)施的立柱內(nèi)的構(gòu)造鋼筋直接連接到地面防雷網(wǎng)絡(luò)，將其作為防雷引線。通過該方式，可以實現(xiàn)連接網(wǎng)內(nèi)的電壓等勢，對于預(yù)防和提前預(yù)警地面點位反擊作用具有較為精確的能力和作用。除此以外，在小區(qū)生活廣場的電源防雷擊方面，根據(jù)既有設(shè)計方案，在E1位置的電源接線出口位置可以按照標(biāo)準(zhǔn)為40kA/路設(shè)計加裝過電壓保護器設(shè)備，與此相匹配的是，相關(guān)電源線接入小區(qū)內(nèi)廣場接線端同樣可以選用40kA/路的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計加裝過電壓保護器裝置。通過該設(shè)計策略，避免高速公路收費站與收費廣場間因落雷所產(chǎn)生過電壓對機電設(shè)備正常運轉(zhuǎn)造成不良影響。除此以外，還需要注意的是，在小區(qū)內(nèi)廣場的內(nèi)部防雷、避雷設(shè)計方面，其設(shè)計的關(guān)鍵在于將小區(qū)廣場內(nèi)的所有基礎(chǔ)設(shè)施集中接到提前設(shè)置好的匯流排，匯流排可以通過截面積為40 mm2的銅制電纜線與廣場內(nèi)的全部金屬屋架外殼連接，與此同時，可以在匯流排設(shè)施上單獨使用連接線與地網(wǎng)設(shè)施就地連接。

5.總結(jié)

機電設(shè)備防雷、避雷施工一直是房建施工領(lǐng)域最為關(guān)注的問題之一，必要且合理的防雷設(shè)施是構(gòu)成房建施工的重要模塊和系統(tǒng)。為了保證“蕪湖曼哈頓”項目的順利開工及施工質(zhì)量，必須落實好必要的防雷設(shè)計及施工流程，以期能夠做大程度提升和保證機電設(shè)備的防雷、避雷可靠性，減輕防雷擊避雷對房建項目的影響。

參考文獻：

[1] 馮旭宇，劉曉東，盧士慶等.高速公路機電系統(tǒng)過電壓保護與防雷接地設(shè)計 [J].工業(yè)安全與環(huán)保，2011，37（2）：40-41，54.

[2] 劉鳳英. 高速公路房建機電工程的防雷設(shè)計及施工問題研究[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2017，（01）：86-87