智能建筑弱電系統(tǒng)的防雷工程設(shè)計(jì)研究

高余珍

摘 要：針對(duì)我國(guó)智能建筑中電子產(chǎn)品數(shù)量多，容易遭受雷擊這一現(xiàn)象進(jìn)行分析。首先，闡述了弱電系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)的必要性；其次，總結(jié)了弱電系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)的基本原則；最后，對(duì)弱電系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)具體方案進(jìn)行了詳細(xì)闡述，希望對(duì)相關(guān)工作人員能夠有所幫助。

關(guān)鍵詞：智能建筑；弱電系統(tǒng)；防雷工程

1 前言

智能建筑中涉及到大量的通信控制系統(tǒng)，如果不做好相應(yīng)的防雷設(shè)計(jì)和工作，將會(huì)導(dǎo)致建筑造成雷擊，從而會(huì)對(duì)建筑中的如電系統(tǒng)造成破壞，影響智能建筑的穩(wěn)定運(yùn)行。由此可見(jiàn)，在智能建筑建設(shè)過(guò)程中，針對(duì)智能建筑弱電系統(tǒng)，做好相應(yīng)的防雷設(shè)計(jì)是必要的。

2 弱電系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)的必要性

傳統(tǒng)建筑防雷系統(tǒng)主要采取屋頂接閃器、避雷針等措施完成防雷，從而確保建筑不會(huì)遭受雷擊破壞。但是，從我國(guó)建筑的行業(yè)的發(fā)展情況來(lái)看，建筑中電子產(chǎn)品數(shù)量不斷增多，這將會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的防雷方式造成一定程度影響。雖然，電子產(chǎn)品在子實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中具有高靈敏、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，但是其容易受到閃電危害，很小的磁場(chǎng)脈沖或很小電場(chǎng)都會(huì)對(duì)其正常應(yīng)用造成不良影響，幾十伏壓電壓就可能完全摧毀整個(gè)器件[1]。弱電造成雷電的侵害主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）供電線(xiàn)路、數(shù)據(jù)通信線(xiàn)延伸到供電線(xiàn)路外，容易遭雷擊，并且產(chǎn)生的感應(yīng)電流會(huì)快速的進(jìn)入到建筑內(nèi)部，而遭受雷擊產(chǎn)生的電流較大，將會(huì)對(duì)設(shè)備造成破壞。（2）建筑地面遭受雷擊，將會(huì)形成浪涌電流及電脈沖。（3）靜電從數(shù)據(jù)線(xiàn)路中通過(guò)，將會(huì)對(duì)電流元件的性能造成破壞，導(dǎo)致其作用無(wú)法得到充分發(fā)揮。由此可見(jiàn)，做好弱電防雷設(shè)計(jì)，對(duì)于確保智能建筑穩(wěn)定運(yùn)行來(lái)說(shuō)有著重要意義。

3 弱電系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)的基本原則

3.1 可靠性

從弱電系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)的具體設(shè)計(jì)情況來(lái)看，防雷系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)是否可靠會(huì)直接影響防雷系統(tǒng)在具體應(yīng)用過(guò)程中效果。需要設(shè)計(jì)人員注意的是，在進(jìn)行智能建筑弱電系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)期間，并且不是要以為的追求高端化，從實(shí)際情況來(lái)看，許多高端的防雷設(shè)備在具體應(yīng)用過(guò)程中，并不一定會(huì)起到良好的防雷效果，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)消耗的成本較高，但是最終取得的防雷效果并不理想[2]。由此可見(jiàn)，在具體設(shè)防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要對(duì)智能建筑弱電系統(tǒng)的具體情況進(jìn)行充分考慮，從實(shí)際情況出發(fā)，在設(shè)計(jì)中，全面掌握建筑物的具體特點(diǎn)，然后依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法，完成對(duì)各項(xiàng)設(shè)備的安裝，確保各項(xiàng)內(nèi)容對(duì)與國(guó)家的相關(guān)規(guī)定相符，最大程度避免建筑弱電系統(tǒng)遭受雷擊侵害。

3.2 實(shí)用性

發(fā)防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，防雷效果并非隨著成本的上升而變好，一些高成本的防雷設(shè)計(jì)方案起到的效果往往并不理想[3]。因此，在設(shè)計(jì)期間，應(yīng)當(dāng)制定科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，并且在基礎(chǔ)上，投入合理的成本，這不僅可以確保防雷系統(tǒng)能夠起到良好的防雷效果，而且可以提高方案的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 開(kāi)放性和可維護(hù)性

防雷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)是開(kāi)放的，并且應(yīng)當(dāng)為可擴(kuò)充的，采用的各項(xiàng)設(shè)備都要與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相符，從而滿(mǎn)足日后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)充的需求，使防雷設(shè)計(jì)方案的作用能夠得到充分發(fā)揮。

4 弱電系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)具體方案

4.1 防護(hù)直擊雷

建筑物主體防雷，通常來(lái)說(shuō)是避免建筑物或設(shè)施造成直接雷擊，該項(xiàng)內(nèi)容具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，主要是通過(guò)接閃器利用引線(xiàn)對(duì)雷電進(jìn)行引流，使電流進(jìn)入到大地，從而避免建筑遭受雷擊。

4.2 電源系統(tǒng)的防護(hù)

因?yàn)殡娫聪到y(tǒng)耦合而導(dǎo)致感應(yīng)雷進(jìn)入，將會(huì)導(dǎo)致設(shè)備遭受破壞，并且因?yàn)樵撛蛟馐芷茐牡脑O(shè)備的數(shù)量很多。由此可見(jiàn)，在防雷工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)電源系統(tǒng)進(jìn)行避雷防護(hù)是一項(xiàng)重要內(nèi)容[4]。在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，要避免外輸電線(xiàn)路的雷電電磁脈沖和感應(yīng)雷電波的侵入，從而在雷電進(jìn)入到智能建筑中的供電系統(tǒng)前，將雷電泄放到大地中。

弱電機(jī)房的電源浪涌的保護(hù)通常分為以下三級(jí)：（1）將浪涌保護(hù)器安裝在電源引入的總配電柜上，這就是第一級(jí)浪涌保護(hù)。（2）從現(xiàn)代智能建筑的實(shí)際發(fā)展情況來(lái)看，弱電機(jī)房通產(chǎn)會(huì)由總配電柜引入一個(gè)回路，通過(guò)對(duì)該回路進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房的供電，此時(shí)，應(yīng)當(dāng)將浪涌保護(hù)器安裝在機(jī)房配電箱處，這就是二級(jí)保護(hù)。（3）浪涌保護(hù)器應(yīng)當(dāng)安裝在所有緊密、重要的設(shè)備以及UPS前端，這就是三級(jí)保護(hù)。通過(guò)以上三級(jí)保護(hù)，能夠達(dá)到保護(hù)設(shè)備的最終目的，需要注意的是，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用的浪涌保護(hù)器技術(shù)可以依據(jù)工程的具體情況而定，在確保保護(hù)效果理想的基礎(chǔ)上，采用一個(gè)相對(duì)經(jīng)濟(jì)的方案，完成對(duì)弱電設(shè)備的合理保護(hù)。

4.3 防護(hù)信號(hào)系統(tǒng)

信號(hào)系統(tǒng)防雷組要包括的線(xiàn)路有專(zhuān)線(xiàn)、電話(huà)線(xiàn)等。通常來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備接口芯片的抗沖擊和抗壓能力都較差，一般CMOS電路中受出現(xiàn)了幾十伏的電壓， 就極其容易遭受雷擊。為了避免線(xiàn)路遭受雷擊，應(yīng)當(dāng)針對(duì)不同類(lèi)型的設(shè)備選用相應(yīng)的通信信號(hào)避雷器，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用，完成相應(yīng)保護(hù)工作[5]。需要研究人員的注意的是，因?yàn)楸芾灼鞔?lián)在通信線(xiàn)路中，因此信號(hào)避雷器不僅要滿(mǎn)足防雷性能特征，而且還要滿(mǎn)足信號(hào)在具體傳輸過(guò)程中對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能達(dá)到具體要求。在選擇相應(yīng)的避雷設(shè)備時(shí)，需要充分考慮防雷性能指標(biāo)、網(wǎng)絡(luò)帶寬、網(wǎng)路性能指標(biāo)等各項(xiàng)內(nèi)容，避免避雷設(shè)備無(wú)法應(yīng)用。

4.4 等電位聯(lián)結(jié)

進(jìn)行等電位連接設(shè)置，能夠消除不同接電點(diǎn)可能存在的電位差，從而在發(fā)生雷擊時(shí)，有效避免由于感應(yīng)原因?qū)е虏煌拥攸c(diǎn)的電壓不同，引起嚴(yán)重的發(fā)電現(xiàn)象。在建筑設(shè)計(jì)與施工期間，一般需要依據(jù)機(jī)房、設(shè)備的具體位置情況，設(shè)置由共享接地系統(tǒng)引來(lái)的總等電位聯(lián)結(jié)端子板和局部等電位聯(lián)結(jié)端子板，對(duì)引入建筑的技術(shù)保護(hù)導(dǎo)管、金屬構(gòu)件與等電位聯(lián)結(jié)端子進(jìn)行可靠連接。

4.5 適當(dāng)屏蔽

在建筑物中進(jìn)行適當(dāng)屏蔽的目的是完成對(duì)電子設(shè)備的合理防護(hù)。在智能建筑中一些房間內(nèi)會(huì)存在大量的電設(shè)備，這些房間極易遭受雷擊，從而將會(huì)導(dǎo)致房建中的線(xiàn)路以及電子設(shè)備遭受破壞。針對(duì)該情況，應(yīng)當(dāng)對(duì)含有大量電子設(shè)備的房建進(jìn)行適當(dāng)屏蔽處理，這樣可以使房間內(nèi)的儀器處于無(wú)干擾環(huán)境中。從實(shí)際情況來(lái)看，屏蔽的有效性受多方面因素的影響，不僅與房間加裝的屏蔽網(wǎng)和儀器金屬外殼的屏蔽體有著直接關(guān)系，而且還與電子設(shè)備的電源線(xiàn)，以及信號(hào)接口防過(guò)壓、接地措施有著密切聯(lián)系。因此，為了確保非防雷系統(tǒng)的電氣線(xiàn)路在防雷裝置接閃期間不會(huì)受到影響，應(yīng)當(dāng)采取金屬管完成相應(yīng)的布線(xiàn)，通過(guò)該方式避免雷電反擊過(guò)強(qiáng)，同時(shí)對(duì)各種電磁脈沖也能夠起到一定的屏蔽作用。

此外，對(duì)智能家建筑中的電線(xiàn)線(xiàn)路情況進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)，電氣線(xiàn)路主干線(xiàn)通常都集中在高層建筑中心區(qū)域，該區(qū)的雷電電磁場(chǎng)最弱，應(yīng)當(dāng)盡量加大中心區(qū)域與引下線(xiàn)主筋位置的距離，通過(guò)該方式最大程度縮小干擾范圍。穿線(xiàn)鋼管和線(xiàn)槽等都應(yīng)與各樓層的等電位聯(lián)結(jié)板和接地母線(xiàn)相連接，通過(guò)該方式，使屏蔽效果達(dá)到最佳，降低智能建筑遭受雷擊的幾率。

5 結(jié)束語(yǔ)

近幾年，智能建筑弱電系統(tǒng)得到了快速發(fā)展，為了確保智能建筑運(yùn)行的安全性，人們對(duì)防雷工程也提出了更高的要求。因此，相關(guān)研究人員要對(duì)以往的防雷工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)分析，并且依據(jù)智能建筑的實(shí)際情況，制定一個(gè)合理的防雷方案，從而提高智能建筑弱電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳斌.“互聯(lián)網(wǎng)+”在智能建筑弱電系統(tǒng)及綜合布線(xiàn)中的應(yīng)用[J].江蘇科技信息，2016（32）：60～62+71.

[2] 邵曉輝.智能建筑弱電系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展探析[J].中國(guó)新通信，2016（7）：57.

[3] 孫鵬.智能建筑中的弱電系統(tǒng)的應(yīng)用分析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（23）：248.

[4] 葉偉.智能建筑弱電系統(tǒng)的雷電防護(hù)設(shè)計(jì)[J].門(mén)窗，2013（12）：98.

[5] 張虎，李超.智能建筑弱電系統(tǒng)的雷電防護(hù)設(shè)計(jì)[J].智能建筑電氣技術(shù)，2011（1）：54～57.