高層建筑電氣施工中的防雷技術(shù)探析

陳鋒

摘 要：目前，高層建筑已經(jīng)成為了社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)。高層建筑由于高度較高和建筑以混凝土鋼筋為主要建材，發(fā)生雷擊的概率也在不斷提高，雷電對(duì)高層建筑具有非常明顯的破壞性，需要建筑工作者在實(shí)踐過(guò)程中不斷結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，探索符合國(guó)情的高層建筑防雷技術(shù)。基于此，本文將對(duì)高層建筑電氣施工中的防雷技術(shù)進(jìn)行探析。

關(guān)鍵詞：高層建筑;防雷技術(shù);電氣施工

1 高層建筑的雷擊危害

雷電是伴有閃電和雷鳴的一種自然放電現(xiàn)象，具有時(shí)間短、電流大、電壓高的特點(diǎn)，雷電產(chǎn)生的熱效應(yīng)、電效應(yīng)和機(jī)械力常常造成人畜傷亡、建筑物損毀、引發(fā)火災(zāi)，以及造成電力、通信和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的癱瘓事故，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)巨大的損失。因此，為了保護(hù)建筑物不受雷擊的危害，首先要了解雷擊的種類及產(chǎn)生的后果，進(jìn)而有的放矢加以防護(hù)。

1.1 直擊雷及側(cè)擊雷

直擊雷是雷電直接擊中地面上的某一物體，側(cè)擊雷是雷電打到高聳物體的側(cè)面。直擊雷和側(cè)擊雷的破壞力都特別大，一旦雷電直接擊中建筑物，如果不能及時(shí)將雷電流泄放，則高層建筑及建筑物內(nèi)的電氣設(shè)施就會(huì)受到損壞，甚至?xí)斐山ㄖ锉ǎl(fā)火災(zāi)等事故。

1.2 閃電感應(yīng)

閃電發(fā)生時(shí)，在附件導(dǎo)體上產(chǎn)生的雷電靜電感應(yīng)和雷電電磁感應(yīng)，可能使金屬部件之間產(chǎn)生電火花。若建筑物的金屬設(shè)備或金屬管線等沒(méi)有進(jìn)行有效接地或等電位連接，閃電感應(yīng)會(huì)使這些設(shè)備或金屬管線產(chǎn)生高電壓，導(dǎo)致設(shè)備停止工作或損壞，甚至造成人身安全事故。

1.3 閃電電涌侵入

雷電作用于架空線路、電纜線路或金屬管道，使雷電波通過(guò)管線侵入建筑內(nèi)，損壞電子設(shè)備及控制系統(tǒng)。目前，高層建筑的防雷是一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)工程，各式各樣的雷擊類型對(duì)于建筑的影響，僅憑簡(jiǎn)單的防雷設(shè)施是不可能完全解決的。所以，解決雷擊的危害，需充分了解雷擊的入侵途徑，并且結(jié)合建筑的實(shí)際情況，考慮建筑物遭受雷擊狀況以及雷擊后產(chǎn)生的影響，通過(guò)應(yīng)用綜合防雷技術(shù)，將雷擊危害降到最低。綜合防雷系統(tǒng)主要由外部防雷和內(nèi)部防雷2個(gè)系統(tǒng)組成。外部防雷由接閃器、引下線、接地裝置等組成;內(nèi)部防雷由屏蔽、等電位連接、合理布線及安裝浪涌保護(hù)器等組成。

2 高層建筑電氣施工中的防雷技術(shù)存在的問(wèn)題

2.1 設(shè)計(jì)中易出現(xiàn)的問(wèn)題

在一些高層建筑防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)人員缺少考慮到一些高層建筑自身的特點(diǎn)，而進(jìn)行一些盲目的設(shè)計(jì)選取工作：這樣不能很好的把防雷分流技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計(jì)中去，就會(huì)出現(xiàn)把高層建筑的防雷能力在一定程度上降低下去：另外，在購(gòu)買(mǎi)防雷設(shè)備方面，如果沒(méi)有對(duì)其相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量的二次檢測(cè)，就可能出現(xiàn)一些設(shè)備的質(zhì)量問(wèn)題，從而對(duì)高層建筑電氣設(shè)備正常運(yùn)行造成一定的威脅。

2.2 等電位系統(tǒng)中存在的問(wèn)題

在我國(guó)的高層建筑等電位系統(tǒng)中，通常會(huì)因?yàn)橐恍┰O(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，造成兩者之間電位連接深淺不均的問(wèn)題、在施工過(guò)程中出現(xiàn)的不規(guī)范行為、干擾的信號(hào)也比較多等：具體體現(xiàn)為衛(wèi)生間的給水排水系統(tǒng)和電線的預(yù)埋：大部分的情況是施工把工程轉(zhuǎn)包給承包的單位進(jìn)行建設(shè)施工，因?yàn)橐恍┏邪┕し經(jīng)]有具備專業(yè)的高層建筑電氣設(shè)備設(shè)計(jì)知識(shí)，這樣就可能在施工的過(guò)程中對(duì)建筑電氣設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行一定的損壞，給高層建筑的電氣安全造成嚴(yán)重的危害，對(duì)人們的自身和財(cái)產(chǎn)都有著很大的威脅。

3 高層建筑電氣施工中的防雷技術(shù)要點(diǎn)

3.1 接閃防雷技術(shù)

接閃防雷技術(shù)在高層建筑電氣施工中較為常見(jiàn)，其基本原理是通過(guò)技術(shù)手段，將雷電的不可控因素變?yōu)榭煽兀龅秸麄€(gè)雷電導(dǎo)流的可控性。接閃防雷技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，雷電在被接引時(shí)，其傳輸路徑已經(jīng)被設(shè)計(jì)好，雷電是不能自主選擇傳播路徑，這種背景下就大大降低了雷電的破壞性，按照規(guī)劃的路徑進(jìn)行雷電接地，又實(shí)現(xiàn)了雷電傳輸過(guò)程中通道的可控性，避免雷電傳輸過(guò)程中對(duì)電氣系統(tǒng)造成的二次傷害，具有非常重要的防雷技術(shù)理論和應(yīng)用意義。

3.2 分流防雷技術(shù)

分流防雷技術(shù)是當(dāng)期高層建筑電氣施工中的重點(diǎn)工作。高層建筑電氣化設(shè)備具有高度復(fù)雜性，雷電的不可控導(dǎo)致雷電在接閃過(guò)程中必然會(huì)有一部分雷電通過(guò)接觸建筑外部電源和外部金屬進(jìn)行內(nèi)部導(dǎo)電。如果沒(méi)有良好的分流防雷技術(shù)，則對(duì)于復(fù)雜的高層建筑電氣化設(shè)備而言會(huì)是一個(gè)災(zāi)難性打擊。高層建筑內(nèi)部的電氣化設(shè)備在導(dǎo)線上安裝電阻設(shè)備，一旦發(fā)生雷電通過(guò)導(dǎo)線進(jìn)入建筑電氣設(shè)備當(dāng)中，其相應(yīng)的電阻設(shè)備會(huì)迅速發(fā)生反應(yīng)，增強(qiáng)電阻阻止雷電的破化性，降低雷電壓力，同時(shí)利用報(bào)警系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行雷電電擊報(bào)警。分流防雷技術(shù)是當(dāng)期高層建筑防雷技術(shù)中的重中之重，是阻止雷電對(duì)內(nèi)部電氣設(shè)備破壞的關(guān)鍵。

3.3 等電位連接

將高層建筑的金屬管線、電氣設(shè)備、等電位端子板、結(jié)構(gòu)鋼筋等組合連接形成一個(gè)整體，這樣高層建筑內(nèi)的所有設(shè)備都會(huì)形成一個(gè)相同的電位，建筑物內(nèi)就不會(huì)出現(xiàn)電位差現(xiàn)象，跨步電壓也就不會(huì)產(chǎn)生，因此，能有效防止雷擊對(duì)于建筑物內(nèi)電氣設(shè)備以及人體的危害。在高層建筑電氣施工過(guò)程中，首先將建筑物樓層鋼筋混凝土中鋼筋通過(guò)焊接、套絲、綁扎等手段連接在一起，是實(shí)現(xiàn)等電位的基本條件;然后將建筑物的柱筋、圈梁鋼筋和防雷裝置進(jìn)行連接;再利用金屬管線和等電位裝置與其進(jìn)行連接，就形成了高層建筑的等電位連接網(wǎng)絡(luò)。

3.4 屏蔽防雷技術(shù)

屏蔽防雷技術(shù)主要是防止高層建筑中雷電產(chǎn)生的電磁波對(duì)建筑內(nèi)部關(guān)鍵電氣設(shè)備產(chǎn)生破壞。高層建筑中電氣設(shè)備較多，其中關(guān)鍵的電氣設(shè)備安全性是重中之重。對(duì)高層建筑中電氣關(guān)鍵設(shè)備除了接閃、分流等技術(shù)手段還需要在屏蔽防雷技術(shù)上做好文章。首先，屏蔽防雷技術(shù)是指在高層建筑設(shè)計(jì)之初，對(duì)關(guān)鍵電氣化設(shè)備的節(jié)點(diǎn)要注重結(jié)構(gòu)的均壓防雷技術(shù)，就是需要對(duì)關(guān)鍵電氣設(shè)備區(qū)域采用鋼筋結(jié)構(gòu)，努力做到鋼筋結(jié)構(gòu)的均壓性，從而實(shí)現(xiàn)屏蔽效果;其次根據(jù)電氣裝備的構(gòu)造和區(qū)域不同，設(shè)計(jì)更好的分流技術(shù)，做好屏蔽效果。總之，屏蔽防雷技術(shù)是應(yīng)用于高層建筑電氣裝置的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，必須應(yīng)用多種防雷手段，起到屏蔽防雷效果。

3.5 防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

建筑防雷設(shè)計(jì)實(shí)際上是一項(xiàng)比較復(fù)雜的設(shè)計(jì)工作，不是只通過(guò)部分簡(jiǎn)單的設(shè)備和方法就能解決掉的，還需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中把建筑具體的實(shí)際情況考慮進(jìn)去，并且結(jié)合到施工人員的現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)：雷電進(jìn)入建筑的途徑有很多方面，因此必須考慮到多種因素，然后做出最合理的設(shè)計(jì)方案，這樣就能在最基礎(chǔ)的點(diǎn)上面保證建筑的防雷功能，保證建筑中的人們能夠正常的生活和工作：①在接閃方面，主要是施工人員對(duì)建筑防雷設(shè)計(jì)合理設(shè)計(jì)，然后將雷電釋放通道將雷電引入大地中，這樣就能防止雷電過(guò)大對(duì)建筑物中電氣設(shè)備造成一定的影響;②分流方面，分流是指對(duì)外部的帶電設(shè)備進(jìn)行一定的并聯(lián)處理，然后形成一定的避雷能力，這就可以提高建筑的防雷性能有一個(gè)很好的提升：這種避雷方法主要是對(duì)電氣設(shè)備的絕緣性和耐壓性有著很高的要求，因?yàn)樵诜至鞯臅r(shí)候，往往不能把全部的電流轉(zhuǎn)到大地中去，會(huì)有一部分電流流向電氣設(shè)備中，這些電流會(huì)對(duì)一些不合格的電氣設(shè)備由于耐壓性造成一定破壞，從而影響整個(gè)設(shè)備的安全運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著高層建筑的建設(shè)規(guī)模不斷增大，電氣設(shè)備的應(yīng)用越發(fā)普及，高層建筑遭受雷擊的概率也隨之增加。因此，加強(qiáng)高層建筑電氣施工中的防雷技術(shù)顯得尤為重要，不僅要應(yīng)用先進(jìn)的防雷技術(shù)，還要不斷學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外高層建筑的防雷經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)我國(guó)高層建筑發(fā)展，保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]許棟偉.高層建筑電氣施工中的防雷技術(shù)探析[J].城市住宅，2020，27（11）：209-210.

[2]史偉國(guó).高層建筑電氣施工中的防雷技術(shù)[J].南方農(nóng)機(jī)，2018，49（02）：106.

[3]顧華偉.高層建筑電氣施工中防雷及接地技術(shù)探討[J].住宅與房地產(chǎn)，2016（36）：153.

（浙江中弘檢測(cè)技術(shù)有限公司，浙江 杭州 310000）