高層建筑防雷接地系統的研究與應用

馬偉力

摘 要：高層建筑由于尖端放電的原因，很容易遭受雷擊，不僅可能引起建筑物的破壞以及建筑內部電力、通訊設備的損壞，還可能造成人員的傷亡。因此，做好高層建筑的防雷接地工作，預防雷電對于建筑的威脅，是十分重要的。本文針對高層建筑防雷接地系統的設計進行了分析，并對其應用過程中需要注意的問題進行了闡述。

關鍵詞：高層建筑；防雷接地系統；研究與應用

前 言

在經濟發展的帶動下，我國的城市化進程不斷加快，城市人口的數量不斷增加，在推動城市規模日益擴大的同時，也加劇了城市的人地矛盾。為了解決城市居民的住房問題，建筑開始向著高層和超高層的方向發展。但是高層建筑中，由于尖端放電現象的存在，很容易受到雷擊的影響，對建筑造成破壞，威脅建筑的使用安全。因此，做好高層建筑防雷接地系統的設計和施工，對于建筑功能的正常發揮是十分重要的。

1 高層建筑防雷接地系統的設計

對于建筑的防雷接地系統而言，主要包括內部防雷和外部防雷兩個部分，其中，外部防雷包括接閃器、引下線以及接地裝置三個部分；內部防雷則包括屏蔽隔離、合理布線、過電壓保護、等電位聯結等。通常情況下，高層建筑主要是利用地梁、承臺、樁基等，共同構成建筑的接地系統，通過建筑內部的鋼筋作為引下線，與防雷系統相互連接，構成相應的防雷接地系統。

首先，建筑外部防雷設計。外部防雷系統包括接閃器、引下線和接地裝置，其中，接閃器是指利用避雷針、避雷網以及建筑自身的金屬部分，作為防治雷電直擊的導體。因此，可以在屋脊、墻角、女兒墻等容易受到雷擊的部位，設置避雷網，同時確保避雷網敷設的穩定性和可靠性，并將屋頂上存在的外露金屬構件與避雷網相互連接。引下線主要是依靠建筑內部的鋼筋，將避雷網與接地裝置連接，將雷擊電流導入打底，從而減少雷擊的危害。對于引下線，應該保證建筑內部的鋼筋全線焊通，避免出現漏焊和錯焊的現象。接地裝置的設計是建筑接地系統進行設計的關鍵，接地電阻和接地方式直接影響著接地的質量。在對其進行設計時，為了保證接地效果，可以形成環式接地，方便于金屬入戶管道的連接。如果基礎外表面存在瀝青質防腐層，可以利用樁基內的鋼筋作為接地裝置，否則，必須架設人工接地裝置。

然后，建筑內部防雷設計。建筑內部的防雷設計主要包括：

（1）屏蔽布線

屏蔽主要是利用電子設備、信號線等屏蔽措施，通過對線路的合理布置，做好電磁干擾，從而對建筑內部的電子設備進行防護，避免雷擊對于電子設備的影響。在設計中，可以對建筑內部的頂板、墻面、底板等進行有效應用，形成一個屏蔽網，可以達到良好的屏蔽效果。針對雷電流的傳播方式，在建筑外墻電流密度較大，會在周圍形成磁場墻，因此，還需要盡量避免在外墻上設置電子設備的通訊線、數據傳輸線等。

（2）等電位聯結

等電位聯結的作用，主要是減少建筑各金屬物與各系統之間的點位差。在高層建筑防雷接地系統的設計中，等電位的設計是十分重要的，需要做好以下問題：

①做好總等電位聯結與局部等電位聯結的設計，充分了解施工中需要注意的問題，在設計圖樣中表明等電位聯結的數量以及材料的名稱和規格，在建筑平面圖中標明等電位箱的位置，以及建筑物鋼筋網等聯結線的聯結部位和敷設方式，確保防雷系統的設計質量。

②對于電力線、電話線等金屬線路，要連接合理的過電壓保護裝置，同時將其與建筑整體的防雷接地裝置進行電氣聯結，使之成為等電位，消除雷擊電流的危險。

③為了防止雷擊形成的雷電波從電源線、管道等部位侵入，在對防雷接地系統進行設計時，要嚴格按照《建筑物電子信息系統防雷技術規范》（GB50343-2004）的相關要求，將屋面設備從配電箱引出線所穿鋼管的一端與配電箱外殼連接，另一端與設備的外殼保護罩相連，同時與避雷帶、引下線等連接，避免雷電波的入侵。

2 防雷接地系統施工中需要注意的問題

以某高層建筑的防雷接地系統施工為例，對施工中的要點進行分析。

2.1 工程概況

該建筑位于某城市的商業區黃金地段，是一個集商業、辦公、餐飲、娛樂為一體的綜合性商業建筑。建筑地面部分高106m，地面37層，地下3層。建筑防雷接地系統的設計按照一類防雷標準進行，利用基礎底板內的主筋焊接連通，形成供配電系統、弱點系統以及防雷系統共用的接地裝置，同時與建筑主筋的引下線焊接在一起，要求其接地電阻不大于10Ω。

2.2 施工要點

在防雷接地系統的施工過程中，需要注意以下幾個方面的問題，確保施工質量。

（1）避雷帶必須采用鍍鋅圓鋼，不能為了美觀或者降低成本而降其改為不銹鋼管，要確保管壁的厚度在2.5mm以上，對接部位應該采用內套管跨接滿焊，切實保證避雷帶的解散雷電流能力，引下線同樣應該與不銹鋼管雙面滿焊，保證足夠的搭接長度。

（2）在利用建筑內部的鋼筋作為引下線時，需要注意幾個方面的內容：①引下線的主筋直徑必須在10mm以上，且每一個引下點必須采用兩根主筋同時作為引下線，在施工圖中標明，同時，要保證引下線鋼筋的搭接長度在100mm以上；②對于該建筑而言，在30m以上的部位，應該每隔三層，將圈梁鋼筋外側的主筋與引下線鋼筋實現跨接焊接，同時間隔適當的距離與樓板鋼筋連接，形成均壓環；③要明確區分PE線與N線，不能混接，避免PE線中流過工作電流，造成建筑內部用電設備金屬外殼出現危險電壓，引發事故；④高層建筑自身結構相對復雜，涉及專業眾多，包括電氣系統、電梯、消防預警系統等，這些系統都有著十分嚴格的接地要求。但是，在建筑施工中，這些不同的系統往往都會交給不同的施工隊伍進行施工，使得各專業在接地系統的施工中存在嚴重的脫節現象，從而給影響了建筑的防雷效果，留下巨大的安全隱患。因此，在防雷接地系統的施工中，要充分重視對于不同專業的協調管理，強化施工的質量控制工作，確保接地系統的安全性和可靠性。

3 結 語

總而言之，對于高層建筑而言，建筑的防雷接地系統不僅是建筑工程施工中的重要環節，更是確保建筑安全和穩定的有效措施，是規避雷擊危害的主要手段，應該受到充分重視，從多個方面進行分析和考慮，保證防雷接地系統的設計和施工質量，從而保證建筑以及建筑使用人員的安全。

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