雷電的危害及建筑防雷工程設計分析

李清++李俊山

摘 要：雷電一般會在雷雨天氣發生，如果沒有將雷電的危害和防雷工作做好，就會影響著建筑防雷系統作用的正常發揮。如果建筑物受到了雷擊，那么建筑物中的人們就會出現安全性問題，針對雷電產生的危害，對建筑防雷工程進行科學的設計，最大限度的保證建筑物不會出現雷擊現象。

關鍵詞：雷電的危害；建筑防雷工程

住宅建筑在使用的過程中，在雷雨天氣是極容易被雷電襲擊的，尤其是現代的住宅多為高層住宅，這樣就會更加的容易受到雷電的襲擊。現在有很多的學者對雷電的危害極其建筑防雷工程進行具體的研究，不斷地完善防雷工程，減少雷電帶給人們的危害。本文就是對雷電的危害及建筑防雷工程的設計進行分析，為相關的研究提供借鑒。

1 雷電的形成和危害

雷電就是指帶點的云層之間放電的一個過程，也就是說是帶有正電荷的云層和帶有負電荷的云層產生的一種放電現象，雷電在發生的時候，會給人們強烈的視覺沖擊，還會伴隨著極大的聲響和閃電，雷電在放電的位置上也會出現差異，如果高處的云層發生放電現象，那么就會對高空正在飛行的一些飛行器造成嚴重的危害，但是對低空的建筑物、動植物和人類沒有較大的危害。但是如果是低空的云層出現了雷電，那么就會導致人們的生命和財產受到威脅，我們需要對雷電的形成和危害進行充分的了解。

1.1 雷電的產生

地球自身就是一個導體，這一導體攜帶的是負電荷，負電荷會持續的保持穩定性。當地面的水蒸發成為水蒸氣的時候，水蒸氣就處于地球這個大的導體中，帶電的粒子會在電場中運動。水粒就會在地球自身重力的作用下，超出云粒下降的速度。雷云在產生之后，就會在云間進行運動，當兩片云層之間的距離逐漸的增加的時候，就會導致上云層和下云層的距離加大，攜帶的電荷量就會迅速的增加，根據物理公式可以知道，當云層的電壓開始升高的時候，就意味著放電現象的開始。這時云層中帶有正電荷的粒子就會與帶有負電荷的粒子的建筑物上的電壓就會不斷的升高，當電壓升高到一定的程度的時候，就會擊穿它們之間的空氣，會形成云對大地上的建筑物放電的現象。

1.2 雷電的危害

1.2.1 雷電直接擊中物體產生的危害

在雷電直接擊中物體的時候，散發的熱量會在較短的時間內聚集到某一個點上，這樣就會形成較高的溫度，甚至會導致金屬發生熔化。因此在雷電的沖擊下，就會導致云層間攜帶的帶電電荷導入到整個建筑物中，發生高溫使建筑物內的線路發生熔斷，也就會使建筑物內的日常活動受到一定的限制，無法正常的進行。雷電產生的電流不僅僅會產生熱效應危害建筑物和建筑內的設備，也會攜帶沖擊波，使建筑物發生損壞。

1.2.2 雷電通過感應擊中物體出現的危害

雷電通過感應擊中物體產生的危害主要有兩種，一種是電磁感應，另外一種是靜電感應。雷電通過電磁對建筑物造成的損壞是由于發生的電磁感應引起的，電磁感應會導致樹木和建筑物發生極強的電流或者是電壓，樹木本體和建筑物就是形成一個完全的導體，對樹木和建筑物有著極大的危害，也會對人體產生一系列的影響。雷電是通過雷電感應對地面上的一切導電物體帶來危害的，能夠損壞電氣設備和信息系統，這種雷擊會造成大面積的危害，雷擊的面積比較大，嚴重的情況下也會導致人員的傷亡。

2 住宅建筑防雷設計的必要性

現在我國有很多的雷擊事件引起的信息系統癱瘓、爆炸和火災現象，這些現象的出現已經不計其數，因此造成了大量的財產損失和人員傷亡，在建筑物內，尤其是高層的建筑物里面的電子器件、電子信息系統和生活電器都會受到雷擊的影響，這樣就導致了雷擊危害的不斷發生。我國經濟在不斷的發展，人們的生活水平在不斷的提高，現在的小區住宅都是高層建筑，就連新農村建設住宅小區也是大片建設，隨著生活水平的提高，建筑內部電子信息系統逐漸增多，遭受雷擊的可能性在不斷增加，因此對雷電防護的要求就越來越高。建筑物的防雷設計不合理將會為建筑物內的各項設備造成損壞，嚴重者還會造成人員傷亡。因此重視建筑物的雷害分析以及采取合理的防雷裝置是非常必要的。

3 建筑防雷設計措施

建筑物的防雷系統分外部防雷和內部防雷兩部分。建筑物外部防雷裝置一般是由三大部分所組成，包括接地裝置、接閃器與引下線。建筑物外部防雷裝置主要是用來保護建筑物自身不受損害，減弱雷擊對建筑物內部空間產生的各種影響。建筑物防雷系統中的接閃器一般采用接閃桿、接閃帶、接閃網以及金屬屋面、金屬構件等組成。接地裝置是接地體和接地線的總稱，其目的是將雷擊電流流散至大地，一般可以采用自然接地體作為接地裝置，也可以采用人工接地裝置，在實際設計施工中應使用一些導電性高、耐腐蝕的新型材料。

為了限制雷電電磁脈沖的作用，保護建筑物內各類電器設備的安全，免受雷電的危害，建筑物的內部防雷一般采用屏蔽、等電位聯結、合理布線及過電壓保護等措施來防護感應雷。根據雷電流的“集膚效應”，室內的電磁場在柱子即引下線附近達到最大，因此室內電子設備與機房的電子設備系統等的位置應選擇在建筑物的中部，使其與下引線保持所要求的距離。在實際施工中金屬材質的構架、門窗和管線等均焊接在一起，使其與地網保持良好的電氣連接以達到阻擋電磁波的侵入與防雷的效果。

在建筑物上采用接閃桿進行建筑防雷，接閃桿能夠保護地面上的物體免遭雷電的直接沖擊，在地面上建筑物的防雷保護中常常被使用。接閃桿是由全金屬制成的，通常會安裝在建筑物的最高處。在雷電發生時，處在建筑物最高處（頂端）的接閃桿會將雷電放出的電流通過自己的金屬質地這一導體，讓強大的電流流入建筑物地下的引下線中，最后泄入大地，以這種電荷傳導的方式讓被雷電直接擊中的建筑物不受到傷害。

一般情況下，接地的種類分為：①工作接地：在建筑的防雷系統當中，正常情況下流過工作接地電極的電流是數值不大的不平衡電流，只有在防雷裝置的系統發生問題時，才會流通極強的短路電流，但是在這個傳導的過程中，持續的時間并不長。②保護接地：要想保護好使用工作設備的工作人員的人身安全，就要在設備上采取這種保護接地的方式。讓設備或者建筑物的外殼與地面相通。當工作設備的絕緣外殼發生損壞時，就會使得絕緣外殼帶電，流過保護接地體的故障電流應使相應的保護裝置動作，切除已損壞的設備，或使外殼的電位在安全值以下，從而避免因電氣設備外殼帶電而造成的觸電事故。③防雷接地：在建筑物上，都要采取一定的措施能夠將雷電傳導在建筑物上的電荷（電流）通過地下的下路導入大地之中，接閃桿就是采用的這種方法。

結束語

每年我國所遭受的雷擊次數較多，所造成雷擊災害與次生災害均很嚴重，因此在建筑物的設計中必須仔細考慮建筑的防雷等級及相應的防雷措施，以免造成經濟與生命財產安全的損失。建筑物防雷是一個全方位防護，綜合治理的系統工程，防雷設計應立足于傳統的防雷措施積極創新，在安全的前提下大膽運用新型防雷技術，充分考慮經濟效益等多項因素。

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