高層建筑電氣設計中的防雷研究

【摘要】為了滿足人們的住房需求，高層建筑逐漸增多，對于高層建筑來說，防雷設計非常重要，因此本文主要探討高層建筑電氣設計中的防雷設計，以更加有效的防止雷擊建筑物所發生的人身和財產損失，保證高層建筑使用功能。

【關鍵詞】高層建筑；電氣設計；防雷研究；防雷接地

電氣設備是高層建筑的重要組成部分，包括消防設備以及通信設備等，在雷雨天氣中，這些設備容易受到雷擊，破壞設備的功能，而且還極易引發火災事故，因此必須做好電氣設計過程中的防雷設計，以此避免高層建筑受到雷擊，保證設備能夠正常運轉，保護人民財產和生命安全，充分發揮建筑整體功能。

1、高層建筑電氣防雷設計的準備工作

在高層建筑防雷設計之前，應做好準備工作，首先應對高層建筑物進行勘測，了解建筑物各項情況，包括所處的地理位置、外部環境、地質結構，同時還有當地的氣象條件等等。其次應根據建筑物的實際情況以及相關規劃，分析和預測建筑物可能出現的雷擊次數。一般情況下，可以從兩方面充分的進行考慮：（1）高層建筑物是大型商場、醫學以及學校，應按照二類建筑物進行防雷設計。（2）建筑物中既沒有信息系統的建筑物需防雷擊電磁脈沖，同時也沒有防直擊雷裝置，應按照三類防雷建筑物進行防雷設計。再次應對設計圖紙以及設計方案進行審核，并及時提出防雷圖紙中以及設計中存在的問題，加以改正，保證防雷圖紙的正確性，具有較強的可操作性。

2、雷擊的危害

雷擊主要包括兩種，一種是帶異種電荷的云層相遇產生放電過程，另一種為帶電云層對大地產生的放電過程，其中第二種主要對地面上的建筑物、人以及設備會產生一定的危害。所以必須要加強建筑物的防雷設置，以此避免建筑物受到破壞。雷擊的種類及危害，主要有以下各方面：（1）直擊雷。直擊雷的破壞能力較差，對地面建筑物的相關設施以及人的安全都產生了嚴重的威脅，嚴重的還會引發火災事故。（2）雷電波侵入。雷電產生的雷電波會侵入到建筑物外部的線纜，之后線纜上的電波，會快速分散各到設備中，進而損害設備。（3）感應過電壓。雷電發生過程中，會釋放一定的負荷，這些負荷傳入到電源電纜中，會形成一定的電壓。雷擊通過放電，使得帶有避雷設施并引下線周圍形成強大磁場，對電子設備產生了嚴重的干擾。（4）地電位反擊。對于帶有避雷設施的建筑物，若被雷電擊中，會瞬間提高接地網低電壓，一般地電位會提高到十萬伏，會造成較大的破壞。

3、高層建筑對防雷的要求

想要做好高層建筑物防雷工作，還應了解高層建筑物的特點，主要包括以下四點：（1）高層建筑物的功能較多，包括商業、娛樂以及辦公等等。（2）高層建筑物的配套設施較多，包括制冷機房、消防水泵房以及空調機房等等。（3）高層建筑物的人口較為密集，同時還有許多的貴重物品。因此上述特點決定了高層建筑物的防雷要求，主要應滿足以下要求：首先保證建筑物的質量，避免雷雨天氣的破壞，同時還應保證防雷設施安全、可靠，防止建筑物受到雷擊。

4、防雷接地合理設計

4.1接閃帶及接閃網

在進行接閃帶及接閃網過程中，應選擇合理的位置，一般情況下敷設在易遭受雷擊的部分，如屋脊、屋角等。在設計屋頂直擊雷防護設計過程中，對于接閃帶的敷設，可以選擇沿著屋頂周邊外墻的外表面，或者也可以選擇屋檐邊垂直面上，在敷設接閃網時，可以選擇屋頂中間進行敷設。在設計接閃器的網格尺寸時，應充分考慮建筑物的防雷等級，使其滿足防雷要求。在敷設時，還應選擇合理的敷設方式，在敷設時，應嚴格控制埋設的深度，不能埋設的過深，否則會對接閃效果產生不利影響。需要注意的對于斜屋面的屋檐以及屋角等部位，接閃器不能采用暗敷的方式。另外對于高層建筑物屋頂周邊混凝土內的鋼筋，不能將其作為接閃器。

4.2接閃桿

對于接閃桿的安裝，應在高層建筑物屋頂，接閃桿的材質應為熱鍍鋅圓鋼，或者也可以采用鋼管，在制作接閃端時，應制做成彎曲半徑在4.8-12.7mm之間的半球狀。在設計接閃桿時，還應充分考慮外界環境的因素，包括雨雪、空氣以及太陽輻射等等，避免對接閃桿產生影響，降低接閃桿的防雷效果。完成接閃桿的安裝后，還應定期對接閃桿的檢查，保證其安全性以及可靠性。

4.3金屬屋面

一些高層建筑物為了美觀性，通常采用玻璃幕墻或者金屬屋面，對于幕墻的封口非常容易遭受雷擊。但是如果高層建筑物采用的金屬板，可以將其作為建筑物的接閃器，此時應保證金屬板無絕緣被覆層，金屬板厚度滿足國家相關規范要求，同時還應保證電氣的貫通。

4.4等電位聯結

在防雷設計過程中，應注重等電位聯結，這主要是因為等電位聯結可以保持各技術電位相對平衡，避免人受到電擊，因此應合理設置等電位聯結，可以進行建筑物中的消防監控、變配電房以及弱電機房等電位聯結，以此做好高層建筑物的防雷措施。

4.5防過電壓

雷擊會產生一定感應電流，若對引入線路以及金屬管道進行電流入侵，設備就會出現短暫的過壓狀態，超過了設備的承受范圍，這樣就會直接損壞設備，所以為了避免這一現象的發生，應采用避雷器，并將其設置在線路進線位置，阻斷高電壓的進入，保證設備的正常運行。

4.6綜合防雷系統

綜合防雷系統是一項有效的防雷措施，主要包括防雷與接地系統、設備過電壓保護以及等電位聯結。在綜合防雷系統設計過程中，首先應進行防雷及接地系統的設計，合理設置接地電阻，一般應在1歐姆以下，其次應進行等電位的聯結，在應進行過電壓設備的保護。

4.7屏蔽

在了防止電子設備受到干擾，應采取屏蔽的措施，以此保證各設備能夠正常的運行，因此選擇建筑物的主材時，應盡量選擇鋼筋，這樣可以使建筑物形成等電位的網狀結構，這樣實現雷擊電流的分流。在進行施工時，還應嚴格控制鋼筋的密度，以達到良好的屏蔽效果。

總結：

總之，雷電是一種重要的自然災害，帶來的后果較為嚴重，因此必須加強防雷設計，避免建筑物收受到雷擊。防雷設計是高層建筑物電氣設計中重要組成部分，能夠有效發揮建筑物的功能，保證人民的生命財產安全。所以在高層建筑電氣設計過程中，應加強對防雷技術的不斷深入探討，做好高層建筑物防雷設計，提高防雷設施的安全性和可靠性，保證高層建筑物電氣設備的正常運行及人身、財產安全，以此促進人們的生活和工作正常進行。

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