淺談智能建筑物的雷電防護

岳振鐸張東亮于奇

（1.吉林省雙遼市氣象局，吉林 雙遼 136400；2.吉林省四平市氣象局，吉林 四平 136000）

隨著社會經濟和技術的飛速發展，智能建筑勢不可擋地沖擊著現代高層建筑領域。建筑智能化工程又稱弱電系統工程，具有高功能、高效率、高舒適性的特點，它集成了建筑通訊自動化Communication Automation （CA），樓宇自動化Building Automation（BA），辦公自動化Office Automation（OA），消防自動化Fire-fighting Automation（FA）和保安自動化Security Automation（SA）于一身，輔以實施的結構化綜合布線系統，簡稱5A。

《2013-2017年中國智能建筑行業發展前景與投資戰略規劃分析報告》顯示，2012年~2020年8年內的市場規模將達1萬億元。智能建筑物內的微電子設備繁多而且復雜，且耐過電壓等級低，因此，雷電防護也成為人們十分關注的課題。

1 雷擊的危害

智能建筑是建筑技術和信息技術的完美融合，它不僅僅是科學技術和經濟水平的綜合體現，也是每個國家、地區、城市現代化的重要標志。每逢雷電高發的夏季，都會出現電子信息系統因雷擊，遭到破壞、通訊中斷、建筑物被毀、乃至人員傷亡。

探討智能建筑物的雷電保護，首先要了解雷電是通過哪些方式、途徑、渠道危害智能建筑物的，然后運用科學知識防御雷擊災害，力求把自然中雷擊災害的損失降到最低限度。

信息技術的發展推進了建筑物向自動化、信息化和節能化的方向發展，同時，以微電子應用技術為代表的新技術，也已經滲透到了智能建筑相關的應用領域。

事實上，雷電災害已經變成了人們日常生活中的主要危害之一。建筑物遭受雷擊時，一部分能量（50%左右）將從建筑物的外部防雷裝置泄入大地，而剩余的能量將先通過雷電流感應或耦合在金屬管線上，再流入建筑物內破壞設備，這將會帶來不可估量的經濟損失。智能建筑的防雷保護已經成為了一個非常嚴峻的問題凸顯在我們面前。

2 智能建筑雷電防護

帶電云層對大地上的某一點發生猛烈的放電現象，稱為直擊雷。直擊雷造成的電效應、熱效應和機械效應的破壞作用較大，這是由于雷電流通過具有電阻或電感的物體時，可以瞬間產生高達數萬伏甚至數十萬伏的沖擊電壓，完全可以造成建筑的電力系統的被燒毀、可燃易爆物品的爆炸和火災，進而導致嚴重的觸電事故。

當雷電流通過導體時，雷擊點的發熱能量巨大，由此產生的電熱效應有數萬度，完全可以熔化任何金屬；當雷電流作用于非導體上時，可以給被擊物體帶來巨大的機械壓力，機械效應對非金屬油罐存在極大的爆炸威脅，雷電在接閃器、引下線及接地體上都可能產生很高的電壓，而且會對避雷裝置產生“反擊”。如果未能將其迅速瀉放入大地，巨大的破壞力將導致放電通道內的物體、架空線路、室內電子設備和自動化控制等遭受嚴重的破壞或損害，造成火災、建筑物損壞、電子系統摧毀等嚴重后果。

雷電靜電感應、雷電電磁脈沖和電磁感應對設備的危害是巨大的。

首先，靜電感應（Electrostatic Induction）是在外電場的作用下導體中電荷在導體中重新分布的現象。雷云的靜電對導體感應出與雷云符號大量相反的電荷，可以擊穿數十厘米的空氣間隙，摩擦后發生火花放電。

其次，雷電會產生強大的雷擊電流，瞬間產生交變電磁場，即電磁感應。它會在波及到附近的傳輸信號線路、埋地電力線、設備間連接線等位置，然后產生感應電流，并侵入設備，輕則造成電子設備受到干擾，設備內部的數據丟失；嚴重時可引起元器件擊穿及電路板燒毀，使連接在線路中間或終端的設備、乃至整個系統陷于癱瘓。

3 智能建筑物的防雷措施

智能建筑的綜合防雷設計及施工是一個非常重要而又涉及面廣，復雜的系統，因此，對雷電電磁脈沖的防護必須要加以重視。防雷技術須強調科學性、經濟實用和耐久可靠性原則。

雷電防護設計的一般步驟：

①調查分析建筑物所處地方的地理、地質、氣象、雷暴活動規律等條件。

②確定建筑物的防雷類別。

③外部防雷措施。

④內部防雷措施。

結語

雷電防護工程是一項多學科、跨部門的復雜系統工程，科學技術飛速發展的同時，要求智能建筑物內的雷電防護水平也更高，信息系統的雷電保護已經成為考慮的關鍵，綜合運用信息工程技術和電磁兼容技術，綜合設計、治理、系統防護。雷電防護設計務必將科學性、實用性和經濟性相結合，嚴格遵循雷電防護的規范和標準。

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