淺談高層住宅的防雷設計

韓志勁

摘 要：結合近期完成的工程實例，從直擊雷的防護、感應雷的防護兩方面，給出了個人觀點和理解，為高層住宅防雷的設計提供借鑒、學術參考。

關鍵詞：高層住宅；防雷設計；直擊雷防護設計；電涌保護裝置

中圖分類號：TU97 文獻標志碼：A

0 引言

雷電災害已被聯合國列為“最嚴重的10種自然災害之一”。 據不完全統計，去年江門市共發生雷電事故107宗，造成3人死亡、兩人受傷，直接經濟損失達476.6萬元，間接經濟損失達4027萬元，防雷減災工作已刻不容緩。我們所居住的城市，包含了大型高層建筑商業、高層住宅小區群等大中型高層建筑群，然而這些高層建筑群由于自身建筑高度高，建筑面積大，遭到雷擊的概率也高。因此，做好高層住直擊雷的防護工作不能疏忽大意，且小區內用電設施的電源防雷保護也不能忽視。我通過對文華豪庭小區內高層的防雷設計，有針對性地對設計過程中的直擊雷防護、感應雷防護等等防雷問題加以概括，借此探討高層建筑的防雷設計。

1 工程概況及防雷類別

文華豪庭小區位于江門市江海區，規劃總用地34197.3m2，總建筑面積98718.8m2。本次以小區內的3#、4#、5#樓為實例，3#、4#、5#樓為一類居住建筑，主體地上32層，地下一層，總建筑面積為50839.67m2，建筑物最高點為104.95m，通過表1數據計算可得，預計年雷擊次數均為0.4215次/a。因此，本工程按第二類防雷建筑物進行防雷設計，建筑物的防雷裝置滿足防直擊雷、防雷電感應及雷電波的侵入，并設置總等電位聯結。

2 直擊雷的防護設計

2.1 接閃器

2.2 引下線

引下線要注意材料的選擇，通常可以選擇建筑鋼混柱、剪力墻內部主筋，二者焊接起來。而且焊接點最好形成穩定的電氣通路，引下線之間要保持18m的距離。而且充當防雷引下線的柱筋各個層次則需要設置一個箍筋，要同主筋以焊接的形式連接。引下線的上部也要同接閃帶之間連起來，下部則要同接地極連接。建筑物周圍的墻體引下線則要在地面之上0.3m的位置進行埋藏，用來監督、檢查接地電阻。

2.3 金屬接地極

接地極主要是基礎接地網，通常是建筑物地基底梁上部鋼筋的兩個主體鋼筋，其直徑在16mm以上，經過焊接凝練而成。而且在引下線、地板基礎梁、鋼筋之間通過焊接的方式來形成一個電氣通路。在沒有基礎梁的情況下，則可以選擇鍍鋅圓鋼來鏈接各個基礎內主鋼筋，當采用了樁基，則需要注意把樁體中的鋼筋和基礎梁的鋼筋通過焊接的方式來聯系起來。

2.4 防側擊雷

根據規范JGJ16—2008第11.3.3條，當建筑物高度超過45m時，應采取防側擊雷措施，為防止側向雷擊，3#、4#、5#樓從16層起，每隔3層繞建筑物外廓的墻內做均壓成環，并將其與所有的引下線焊接，并將外墻上所有金屬外窗及玻璃幕墻構件等與均壓環焊接。

3 感應雷的防護設計

感應雷主要是通過進入建筑物的電源線、網絡線、電話線和數據線等一些物理線路，也可以通過其他金屬管道如上下水管、煤氣管等侵入建筑物。感應雷由于其發生的范圍廣，其造成的損失也越來越大，因此，必須對感應雷入侵的每個通道進行防護，為了達到防護的目標，可以將防雷擊的保護型設備安裝在一些容易被雷電侵襲的通道處，而且還要進行等電位連接。

本次3#、4#、5#樓高層住宅配電系統可以選擇TN-S系統，而且要在進戶位置，對電源實施重復接地，可以嘗試同防雷系統使用相同的接地極。建筑物內部設置了三級配電箱，室內有低壓配電柜，各個樓層的電表間內部也配設了計量型表箱與用戶配電箱。此次配線設計，可以將防雷保護設備安裝在PE線與N線二者中間，也就是將防雷電涌保護設備裝于配電柜中，這樣當電源流向其中，則能讓PE線直接接地，同時，也要將防雷設備配設于N線與PE線二者中間。

即在用戶電表箱進線處內選用額定放電電流大于12.5kA（8/20us）的防雷電涌保護器；最后，在戶內安裝三級防雷擊保護器，額定放電電流大于10kA。此外，網絡、電話、視頻信號線入口處安裝信號防雷器，信號防雷器可以保護網絡信息設備免遭雷擊和其他電涌從信號線侵入造成的損壞，以保證網絡及其設備的正常運行。

4 接地及安全措施

本工程防雷接地、防雷設備的保護接地、電梯機房、弱電設備等的接地共用統一的接地極，要求接地電阻不大于1Ω，實測不滿足要求時，增設人工接地極。凡正常不帶電，而當絕緣破壞有可能呈現電壓的一切防雷設備金屬外殼均應可靠接地。總等電位聯結板（MEB），把下列導電體互相聯通：（a）PE、PEN；（b）電氣設備的接地干線，（c）各種金屬管道，例如：給排水管道、煤氣管道等，（d）建筑物金屬構件。電位總板一般可以由紫銅板來制造，而且要把整個建筑物空間中的一些管線，例如：保護干線、管道等通過某種方式連接起來，而且要選擇合適的型號作為連接線，要注意金屬管道要避開焊接。一些特殊的空間部位，例如：潮濕的廚房、浴室等可以選擇局部等電位連接模式，應該嘗試在一個適合性部位來引出鋼筋，其直徑要大于φ16，抵達等電位箱。

結語

防雷設計是建筑安全設計內容之一，能夠確保建筑物的高效、安全、合理使用，也能確保電氣設備、系統等的常規化運轉，保護建筑物內部居民的安全。實際的建筑住宅防雷設計要從細節入手，既要從建筑整體出發，也要照顧到其內部電氣設備，必須積極參照相關的安全防雷規范，積極糾正與完成不合理的防雷設計，讓防雷設計更加安全、穩定、高效，發揮對整個建筑物的保護作用。

參考文獻

[1] JGJ16—2008.民用建筑電氣設計規范[S].

[2] GB50057—2010，建筑物防雷設計規范[S].

[3] GB50343—2012，建筑物電子信息系統防雷技術規范[S].