建筑物防雷規范應用實例

摘 要：國家標準《建筑物防雷設計規范》（GB50057-2010）發布于2010年11月3日，2011年10月1日正式實施，旨在為使建筑物防雷設計因地制宜地采取防雷指施，防止或減少雷擊建筑物所發生的人身傷亡和文物、財產損失，做到安全可靠、技術先進、經濟合理。本文基于該規范對淄博市某商務大廈現場實地詳細勘察，對大樓的防雷類別和電子信息系統防雷等級進行計算確定，對屏蔽、等電位連接和過電壓保護等防雷系統進行了設計探討，確保整個大廈更安全，設計更科學合理，經濟更實用。

關鍵詞：防雷;規范;應用實例

一、概況

通過現場勘察測量得知：該新建商務大廈大樓長60m、寬30m、高40m，位于市區東南方位，該區域年多西南風，雷暴季節主要集中在五至八月份，年平均雷暴日27.7天。該處周圍地勢平坦，土壤是砂質粘土，四周附近沒有大型湖泊、河流和水庫。該建筑物西側230m處有一高48米高的酒店，東側是一幢8層高的銀行大樓。該商務大樓是框架結構，地上十一層、地下一層，其中地下一層主要為停車場和總配電室之用;第一層是營業大廳，二層至五層是辦公室，六層新增通信機房，其余各層留作它用。總配電室引出干線至每層配電箱，每層的照明、空調和其它用電從該層配電箱引出。因為該大廈本身是商務綜合大樓，所以寬帶、電話和各類監控等信號系統都依托自己的通信網絡，從通信機房引出上下輻射分布。

該大樓利用建筑物鋼筋混凝土結構中的鋼筋構成暗裝避雷網，并且在樓頂安裝有避雷針，經測量計算該大樓外部防雷設施符合防直擊雷、側擊雷標準。但發現該大樓沒有安裝電涌保護器、新增的通信機房沒有任何內部防雷設施。新增通信機房內主要布設有傳輸設備、交換設備、低壓配電柜、光轉接架、電轉接架等。大多為-48V或者+24V直流供電設備，其光接口板、支路板、以太網板等都是以集成電路為核心的電子設備。該機房主要承載干線傳輸交換功能。

二、應用《建筑物防雷設計規范》（GB50057-2010）確定防雷類別

根據《建筑物防雷設計規范》（GB50057-2010）附錄A提供的該建筑物年預計雷擊次數計算公式：

L、W、H分別為建筑物的長、寬、高，L=60m，W=30m，H=40m，將上述各數據代入上述公式可以計算出：

同時考慮到該建筑物內有大量電子通信設備并且屬于人員密集的公共建筑物，根據《建筑物防雷設計規范》（GB50057-2010）第二章綜合各方面因素后判定該大樓屬于第二類防雷建筑物。

三、應用《建筑物電子信息系統防雷技術規范》（GB50343-2012）確定電子信息系統的防雷等級

以下為按照《建筑物電子信息系統防雷技術規范》（GB50343-2012）所進行的建筑物內電子信息系統的防雷等級計算：

（一）線纜入戶設施情況

電源線纜入戶方式為低壓埋地電源線纜，線長為200m，查得土壤電阻率為200Ω·m，等效ds取值為當地土壤電阻率200m，采用公式2×10-6ds×L得出電源線纜入戶設施截收面積Ae1為0.8km2。信息線纜入戶方式為埋地信號線纜，線長150m，等效ds=200m，采用公式22×10-6ds×L得出信號線纜入戶設施截收面積Ae2為0.06km2。

（二）建筑物及入戶線路年擊次數N

（三）電子信息系統雷擊電磁脈沖防護等級E

雷擊電磁脈沖防護分級可由下式求取：E=1-Nc/N

式中：E為防雷裝置攔截效率;N為建筑物及入戶線路年預計雷擊次數;Nc為因直擊雷和雷擊電磁脈沖引起信息系統設備損壞的可接受的最大年平均雷擊次數，該值可由下式取求：

（四）電子信息系統防雷等級結論

建筑物及入戶設施年預計雷擊次數N=0.33，可接受的最大年平均雷擊次數Nc=0.0229，防雷裝置攔截效率E=0.93，防雷等級為B級。

四、根據《建筑物防雷設計規范》（GB50057-2010）、《建筑物電子信息系統防雷技術規范》（GB50343-2012）制定雷電防護方案

（一）屏蔽

（1）在機房各類門窗加裝外表鍍鋅的金屬網，并將墻壁內的結構鋼筋在相交處和金屬門框焊接。

（2）所有信號線纜和低壓電源線纜都采用有金屬屏蔽層的電纜，電源線和信號線避免平行走線，[1]并將其屏蔽層在出入機房時做良好接地。

（3）所有進出該機房的金屬導體及金屬線槽（架）等都在出入機房時做良好接地。

（二）等電位連接

（1）從地下一層配電室引出的兩排接地母排，并由電氣豎井引至各個樓層配電箱處做好等電位接地端子板，將電涌保護器、電纜金屬外皮等在此做可靠連接。

（2）在通信機房內沿墻壁敷設120mm×35mm扁銅制作的水平環型體接地排，并與電氣豎井中接地母排可靠連接。將金屬門窗、防靜電地板金屬骨架、各種線路的屏蔽金屬管、各種電子設備的金屬外殼、機柜、機架等均與該水平環型接地排做可靠連接。

（3）機房內敷設的活動防靜電地板的下方用扁鋼設2m×2m左右的金屬網格，形成均衡接地網，[2]并將該地網以不大于6m的間隔和水平環型接地排可靠連接。將將保護地、信號地、工作地、防靜電地統一接地。

（4）進入大樓時做好等電位處理的各種信號線的屏蔽管在進入主機房后，再次將屏蔽層與水平環型接地排做可靠連接。

（三）過電壓保護

（1）大樓的總配電柜處安裝第一級電源避雷器，參數：110/350μs，≥15KA;8/20μs，≥60KA。

（2）各層的配電箱處安裝第二級電源避雷器，參數：8/20μs，≥40KA。

（3）通信機房內電源處安裝第三級電源避雷器，參數：8/20μs，≥20KA。

（4）在通信機房內傳輸設備、交換設備等直流電源進線端，利用設備配電柜自帶防雷模塊作為設備的電源末級防護，但要求自帶防雷模塊標稱放電電源8μs，≥10KA。

（5）在通信機房內的交換機前端、傳輸設備ET1板、服務器以及路由器五類線接出端安裝網絡防雷器，參數要求：標稱導通電壓≥1.2Un，8/20μs混合波，標稱放電電流≥0.5KA，插入損耗≤0.50dB，響應時間≤10ns。

（6）大樓電話系統、煙塵報警、防盜報警、監控、閉路接入端安裝線路防雷器，參數要求：標稱導通電壓≥1.2Un，8/20μs混合波，標稱放電電流≥1KA，插入損耗≤0.50dB，響應時間≤10ns。

五、結語

通過利用《建筑物防雷設計規范》（GB50057-2010）、《建筑物電子信息系統防雷技術規范》（GB50343-2012）防雷類別的劃分、防雷等級的確定以及設計標準，對該商務大廈及新增通信機房的雷電防護設計，使該高層建筑對于防直擊雷、側擊雷、雷擊電磁脈沖方面得到有效的綜合防護，最大程度上減少了雷電損壞幾率，進一步保障了人身安全和通信電子信息設備的穩定可靠運行。

參考文獻：

[1]歐冠華，歐平.電子信息機房的防雷初探[J].城市建設理論研究：電子版，2012（3）.

[2]章文釗.通信局（站）的防雷技術[J].沿海企業與科技，2008（9）：59-60.

作者簡介：李云龍（1991-），男，山東東營人，本科，助理工程師，畢業于南京信息工程大學大氣探測專業，于2013年7月起在淄博市博山區氣象局參加工作。主要工作或研究領域：氣象服務、氣象研究與應用氣象。