高層住宅建筑防雷接地設計探討

黃麗容 林艷

廣東普天防雷檢測有限責任公司 廣東 廣州 510000

現如今城市高層住宅建筑逐漸增多，并且建筑智能化程度不斷提高，內外部電子設備布設眾多，一旦遭受雷擊便可能出現建筑物受損、設備破壞以及人員傷亡的情況，所以需要高度重視高層住宅建筑的防雷接地設計工作。而雷電之所以會造成巨大破壞效應，主要是因為直擊雷會產生熱效應作用以及雷電流形成電磁感應、靜電感應、雷電波侵入。要想切實防護雷擊破壞，高層住宅建筑一定要做好建筑物外部與內部的防雷接地設計。

1 高層住宅建筑外部系統的防雷接地設計

對高層住宅建筑的外部系統進行防雷接地設計，重點在于保護建筑物本身不會受到直擊雷與側擊雷的侵襲，具體涉及接閃器、引下線、接地裝置等方面的設計。

（1）接閃器。該部分重點由接閃桿、接閃帶、接閃網以及其他金屬構件構成，工作原理為由接閃桿將雷電導入自身，保證保護區域內的目標不會受到直接雷擊。當然，為了提高保護有效性，接閃桿必須高度足夠，但接閃桿的高度越高，受到雷擊的概率也會越大，所以為了實現均衡，則要用到接閃網或接閃帶等裝置，防護直擊雷。倘若選用接閃桿，要盡可能用短針多針防護，能明顯降低被雷擊概率。當前我國常用的接閃桿用到了氣隙放電、降低阻抗等技術，能夠保證雷電流波頭平緩、幅值下降，所以可明顯弱化電位反擊與二次雷擊感應帶來的危害[1]。對高層住宅建筑的接閃器進行設計時，需要做好如下工作：其一，需要綜合考慮高層住宅建筑屋頂可能存在的電視天線、衛星接收器、彩燈等裝置，需保證其完全處在接閃器的保護區域內，如果有個別裝置處在非保護區域，那么則需要為其增設接閃帶、接閃桿或接閃網；其二，在建筑物屋頂敷設的接閃帶及其支架應當朝外傾斜，保證接閃帶在建筑物本身的外表面，能避免屋檐外邊沿遭受雷擊，否則雷擊中混凝土碎塊會對地面的行人車輛造成影響；其三，風井與煙道會延伸至屋面且高度會略超過屋面，所以很容易遭受雷擊，在防雷接地設計時則要在蓋板處安設接閃器，并且與屋面防雷裝置相連，尤其是屋頂的部分構件，不能忽視接閃帶的敷設。

（2）引下線。安裝引下線能夠雷擊電流從接閃器傳送到接地裝置導體中。高層住宅建筑基本會用到鋼筋混凝土柱或是剪力墻內鋼筋作為引下線，在防雷接地設計中需要重視引下線的數量與走線，主要沿著建筑物四周進行對稱、均勻的布置，間距不得超過規范標準，盡量多的布設引下線，縮小其間距。此外，因為高層住宅建筑需要用到的引下線較長，雷電感應較大，所以要隔幾層布設均壓環，并且與墻體鋼筋、引下線相連，住宅屋內的金屬物件同樣須臾建筑物鋼筋形成電氣連通，防止雷電反擊出現，通常會對圈梁內部兩主筋進行焊接，以閉合回路形成均壓環[2]。

（3）接地裝置。該部分裝置包含接地體、接地線，作用在于將雷電流傳導流入大地。高層住宅建筑的接地裝置首選建筑物結構基礎或是地梁鋼筋，如果均無法滿足要求，則要用到鋼管、圓鋼、扁鋼等材料進行人工接地。

2 高層住宅建筑內部系統的防雷接地設計

對高層住宅建筑內部系統進行防雷接地設計，目的在于防止雷電感應與雷電波侵入，既能減少電磁感應，也能避免跨步電壓、接觸電壓等帶來的傷害。一般內部防雷接地設計需要做好等電位聯結、電涌保護器安裝等工作。

2.1 等電位聯結

該部分設計主要是采用導線將處在防雷范圍內的防雷物體、金屬物體、電氣設備、電信裝置等進行連接，防護目的為減少或消除電位差，確保電位始終保持平衡狀態，進而實現降低接觸電壓的效果。高層住宅建筑電源基本為TN-C-S系統，設計為等電位聯結，能夠保證發生故障時接觸電壓大幅降低[3]。由此可見，在對高層住宅建筑展開電氣設計工作時，等電位聯結是避免低壓配電系統運行時發生故障的關鍵舉措之一。一般在住宅建筑中，衛生間與浴室基本在同一空間內，這一環節非常潮濕，所以發生觸電事故的概率更高，那么在對浴室電氣設備進行設計與安裝時，一定要選用防潮設備且做好等電位聯結，一般為局部等電位聯結，也就是將局部等電位連接端子與浴室內的金屬管道、構件相互連接。

2.2 電涌保護器安裝

在《建筑物防雷設計規范》中重點強調了LEMP防護，依據雷電防護分區原則對電涌保護器進行選擇，確保電涌電流迅速釋放以及電涌電壓得到有效限制，從而保證危害降至可接受程度，這也是高層住宅建筑防雷接地設計的重點舉措。在住宅建筑低壓配電系統中，對電涌保護器的安裝，一般會選擇以下位置：①在LPZO（A）區與LPZ1區的交界處穿過的供配電線路上安裝，選擇符合I級分類試驗的電涌保護器；②在LPZO（B）區與LPZ1區的交界處穿過的電源線路上安裝，則符合Ⅱ級分類試驗的電涌保護器；③如果電源進線安裝的電涌保護器以及兩端引線的感應電壓無法保護配電箱供電設備時，需要在級配電箱安裝符合Ⅱ級分類試驗的電涌保護器。

3 結束語

綜上所述，高層住宅建筑在設計與建設之初便需要重點考慮防雷接地設計問題，而且隨著住宅建筑智能化程度日漸提高，涉及的電氣設備眾多，更需保證充分的防雷效果。本文從高層住宅建筑外部與內部的防雷接地設計進行討論，不難看出這是一項復雜且系統的工程，身為從業者一定要充分結合高層住宅建筑實際情況，對設計中的重難點細致分析，設想一切可能出現的問題提前預防，提高住宅建筑安全性，為人們打造安全舒適的生活環境。