高层建筑防雷与接地
关键词：高层建筑,防雷,接地
雷的破坏有两种，一种是直接雷击，雷电直接击中建筑物，产生热效应和机械效应。在雷电流的机械效应下，击中的建筑物炸裂，劈开。二是感应雷击，由于雷电流的梯度变化大于某种程度时，因而形成强大的磁场，使周围的金属构件产生很高的感应电压，从而对建筑物构成火灾危险。
搞好高层建筑防雷工作是保护人民生命财产安全的重要措施，雷电会引起建筑物的损坏、人员伤亡、对电力电讯等设备造成损坏。
一、建筑物的防雷分类有三种
1、具有特别重要用途的建筑物。如国家级的会堂、办公楼、大型博物馆，重点文物保护的建筑物和构筑物，超高层建筑物(高度超过100米的建筑物)。
2、重要的或人员密集的大型建筑物。如部省级办公楼、体育、交通、通讯、广播、商业、影剧院等建筑物。
3、凡不属于一类和二类，但根据当地情况确定需要防雷的建筑物称为三类防雷建筑物。
二、建筑物的外部防雷
高层建筑的外部防雷主要是指防直击雷和防侧击雷，其作用是保护建筑物本身不遭受雷击，主要由接闪器，引下线和接地装置组成。
1、接闪器
高层建筑物最易受雷击的部位是天面及其凸出的部位，按规范要求，采用避雷网(带)或避雷针或其混合组成的接闪器保护，并在屋面组成一类不大于6m*4m网格，三类不大于20m*20m网格，天面上的金属物体均与防雷装置相连接，为防止侧击雷，按照滚球法计算，可在建筑30m起部位开始，每三层设外墙周边的窗，框上方水平敷设25*4mm镀锌扁钢作为均压坏，该层及上下层的金属结构、门窗、管道及引下线连接在均压环上。
2、引下线
利用柱内和剪力墙内的钢筋(一般采用每条柱筋的对角筋)作为引下线，其间距一类不大于12m，三类不大于25m。
3、接地系统
按照GB50343-2004强制性条文，防雷接地与交流工作接地、直流工作接地，安全保护接地共用一组接地装置时，接地电阻值要求≤1Ω，而大量的实例表明，利用高层建筑基础内钢筋网作为公共接地装置，并且处理好桩基与地网并接关系，均能满足规范对公共接地电阻力小于1Ω的要求。高层建设内的各类专用设备(变配电所、电梯机房、强、弱电井、)需敷设专用接地引下线与接地装置驳接。为了更好的处理好楼层各种功能接地的需要，可在强电井内和弱电井内的每一层均预留接地点直接与钢筋引下线驳接，在电气竖井内从上至下敷设一条铜排。这样，不仅可以提供一定的安全保护措施，还可以节省整个工程投资造价。
4、防侧击雷
侧面雷击的保护一般不需要专设接闪器，是将窗钢架、栏杆、表面装饰物等较大的金属物连到建筑物的钢构架或钢筋体上进行接地。其次，金属门窗、栏杆等金属物利用均压环就近与防雷装置相连接。通常根据建筑防雷类别，在30m，45m或60m以上将各层(或隔几层)圈梁被的周边主筋焊通成为均压环，并与防雷引下线相连，然后金属门窗的框架，金属栏杆、表面装饰物与均压环连接，达到防侧击雷的要求。
三、建筑物内部防雷
建筑物内部防雷包括防雷电感应、防反击及防雷电波侵入。良好的内部防雷能减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁效应，并能防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害和雷电磁脉冲所造成的危害。内部防雷主要采取等电位联结、屏蔽等措施。
1、等电位连接
等电位连接的目的在于减少防雷空间内各金属部件及各系统之间的电位差，不仅对LPZ内部的金属部件及系统，而且对穿越各界面的金属部件及系统均应在各LPZ区界面处作等电位连接。对穿越各界面的金属部件及系统的处理,各防护区尽可能形成环形接地体,外来导电
部件进入建筑物应以最短距离与这些接地体连接;而对需被保护空间内设备的等电位连接可分为:
1) 内部导电部件的等电位连接如电梯轨道、吊车、金属地板、金属门框、设备管线、电缆槽等所有大尺寸的内部导电部件都应以最短路经与最近等电位接地端作等电位连接。在高层建筑中,可在每层强电井内设置等电位箱连接。
2) 信息系统的等电位连接。信息系统的各个外露导电部件应建立等电位连接网络,具体做法可利用弱电井内各层设置接地端子或电井内的接地主干线,采用S型结构或M型结构两种等电位连接网络结构中的一种。
2、合理的屏蔽
建筑物中做屏蔽的主要目的是对微电子设备的防护。对有大量微电子设备房间要采取屏蔽措施,使仪器处于无干扰的环境中,为了保证非防雷系统的电气线路在防雷装置接闪时不受影响,应采用金属管布线,这样防止雷电反击的能力强,对防各种电磁脉冲也具有较好的屏蔽能力。穿线钢管和线槽等都应与各楼层的等电位连接板和接地母线相联接,达到良好的屏蔽效果。
用电设备、配电设备、配电线路应采用防雷电波侵入低压系统的措施,从配电盘引出的线路应穿钢管,钢管的一端应与配电盘外壳相连,另一端应与用电设备外壳、保护罩相连,并应就近与屋顶防雷装置相连,在配电盘内,应在开关电源侧与外壳之间装过电压保护器。
3、安装电涌保护器
在供电线路的各部分(防雷区交接处)逐步安装电涌保护器(SPD)以消除雷电过电压。进出高层建筑的各种线路应采用埋地敷设,有利于减少雷击可能性。设计和安装SPD数量和位置应首先对线路雷击可能性、防护等级作评估后进行。一般可在高压进线柜,信息机房配电箱及特殊需保护的设备设置浪涌保护器。
四、结语
总之，建筑防雷系统直接关系到建筑及建筑内设备、人员安全。所以我们在设计、施工时必须加强管理、加强监督，防止因为防雷系统的不合理导致意外事故的发生，特别对容易造成火灾事故损失重大或人员伤亡的建筑物及高层建筑物，防雷系统必须符合设计规范及各项施工要求。因为建筑防雷系统一旦出现火灾事故，往往损失重大。所以，建筑防雷系统也是我们消防监督中不可忽视的重点。
