高層建筑物需要什么防雷措施？

　　摘　要：本文根據(jù)高層建筑特點，探討了在安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的防雷設(shè)計基礎(chǔ)上，針對高層建筑物直擊雷、側(cè)擊雷、雷電波入侵等方面采取的各種防雷措施，多層、多類防護措施相結(jié)合的防護技術(shù)可達(dá)到高層建筑物的綜合防雷目的?！　?/span>

　　一般情況下，10層及10層以上的住宅建筑物或高度超過24m的其他用途建筑物均稱為高層建筑，總高度大于100m時為超高層建筑。高層建筑物由磚石結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)及筒體結(jié)構(gòu)等組成，內(nèi)部設(shè)施包括高層建筑中的給排水設(shè)備、電力系統(tǒng)、弱電線路、電子信息設(shè)備和電梯等。這些建筑物具有高度高、易受雷擊等特點，當(dāng)建筑物高度超過100m時，其遭受雷擊的頻率可與高度成正比；同時，高層建筑人員密集，室內(nèi)配置設(shè)備多而復(fù)雜，其中弱電設(shè)備元器件集成度高，耐沖擊電壓，電磁脈沖干擾能力差，一旦遭受雷電災(zāi)害，不僅造成建筑及設(shè)備損壞、人員傷亡等直接經(jīng)濟損失，而且由此產(chǎn)生的社會影響也較大，因此必須增強防雷意識，加強防雷設(shè)計，科學(xué)防御雷擊災(zāi)害，確保建筑物、設(shè)備及人員生命財產(chǎn)安全。做好高層建筑物防雷，應(yīng)從直擊雷、側(cè)擊雷、感應(yīng)雷和雷電波入侵等方面進行防雷設(shè)計探討，采取多層防護與多類防護措施相結(jié)合，達(dá)到高層建筑物綜合防雷目的。

1.高層建筑物防雷措施    

　　現(xiàn)代高層建筑物防雷工程為綜合性的系統(tǒng)工程，應(yīng)在安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的防雷設(shè)計基礎(chǔ)上，進行直擊雷防護、側(cè)擊雷防護、等電位連接、屏蔽、綜合布線、電涌保護及有效接地等方面的防雷工程建設(shè)，保證做到高效防護、層層防護，避免和降低高層建筑物及其室內(nèi)設(shè)備遭受雷擊破壞。

1.1 直擊雷防護　

①接閃器：根據(jù)高層建筑物造型及避雷效果可選用避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)（帶）等，其中避雷針結(jié)合明裝避雷帶和暗裝避雷網(wǎng)是一般高層建筑物常用的接閃器。針對建筑物的形狀、高度、長寬度及用途進行接閃器布置，形狀較為復(fù)雜的建筑群采用滾球法，平面建筑適用于網(wǎng)格法。建筑物頂面上的旗桿、廣告牌、鋼梯、燈具外殼、護欄、透氣管、風(fēng)冒等所有金屬構(gòu)件應(yīng)與就近的避雷帶（網(wǎng)）焊接；屋頂裝設(shè)的電梯機房、通風(fēng)機、擦窗機導(dǎo)軌、天線桿等服務(wù)型設(shè)備應(yīng)裝設(shè)單獨的避雷針，所有避雷針最終要連接在柱子或墻體鋼筋上；屋頂混凝土內(nèi)置鋼筋應(yīng)相互連接形成屋頂屏蔽層，可防止較小雷電流穿越接閃器繞擊屋頂。　　

②引下線：直擊雷防護措施中引下線的設(shè)計應(yīng)盡可能的短，將建筑物內(nèi)四角的主筋作為引下線與垂直接地體相連是一種較為理想的方法，如利用建筑物結(jié)構(gòu)柱內(nèi)對角鋼筋為引下線，將每一柱子的縱向主筋由下而上焊接，每一層再與梁板鋼筋焊接，其中向上伸出的與避雷帶焊接，向下的則與接地體鋼筋焊接?！　?/span>

③接地：通常將高層建筑的鋼筋混凝土作為防雷接地裝置中的接地體，建筑物內(nèi)防雷接地、保護接地、工作接地與鋼筋連接在一起形成可共用接地體。由于大部分高層建筑物均做了防水處理，導(dǎo)致接地電阻增大，可采取建筑物周邊圈式接地法以避開防水處理層的影響，以起到了均衡電位、提高安全性的效果。如果建筑物所處區(qū)域大地土壤電阻率偏高，致使聯(lián)合接地體接地電阻值難以達(dá)到要求時，可通過改良土壤（換土、施用降阻劑等）、深埋電極、向外延伸接地體、外引等方式使電阻值滿足要求。接地體接地線應(yīng)具備防止化學(xué)腐蝕或機械損傷的保護措施，其中接地干線敷設(shè)至電氣設(shè)備之間的支線應(yīng)縮短在最小距離為好；接地線要有一定的伸縮性，使其在穿過建筑伸縮縫時可彎曲且不易斷裂；接地線要安裝在易于檢查維護的地方。

1.2 側(cè)擊雷防護　

受其高度影響，高層建筑物還要防御側(cè)擊雷的危害，以高層建筑物30m以上部位為保護對象，每隔2層（或1層）沿其四周敷設(shè)一道避雷帶，并與各根引下線焊連，其中作為均壓環(huán)的避雷帶宜安裝于外墻抹灰層內(nèi)；外墻的附屬欄桿、門窗等金屬構(gòu)件設(shè)置接地預(yù)埋鐵，將避雷帶周圍上下層門窗、欄桿的接地預(yù)埋鐵引出端和避雷帶通過扁（圓）鋼進行三面焊接連通，以扁鋼之間的搭接長度是寬度2倍為基準(zhǔn)，扁鋼與圓鋼之間的搭接長度為圓鋼直徑的6倍為準(zhǔn)，進行三面施焊。當(dāng)以建筑物筑柱主筋和梁板鋼筋為引下線和避雷帶時，必須將引下線、避雷帶、接地裝置和接閃器進行可靠連接；每隔三層將豎向金屬管道與鋼筋作一次等電位連接；建筑鋼構(gòu)架、外墻門窗及欄桿等金屬構(gòu)件與鋼筋作等電位連接；使雷電活動時產(chǎn)生的巨大的雷電能量能通過建筑物接地系統(tǒng)迅速泄流入地下，避免建筑物遭雷電破壞。

1.3 雷電波入侵防護　　為防范雷擊災(zāi)害產(chǎn)生的雷電電磁波沿金屬管道或線路侵入建筑物室內(nèi)損壞信息系統(tǒng)設(shè)備等，進入高層建筑物的金屬管道應(yīng)在進出建筑物處與防雷接地裝置連接，金屬線路應(yīng)利用屏蔽電纜或經(jīng)金屬管道埋地再進入室內(nèi)，并作接地處理和過電壓保護器安裝，其中大型的金屬構(gòu)件如電梯軌道也要與接地裝置做好等電位連接，信號線路端口要安裝電涌保護器?！　?/span>

①信號線路電涌保護器：信號線路分為通信和信號網(wǎng)絡(luò)線路，通信和信號網(wǎng)絡(luò)線路保護器（SPD）要求具有電涌保護性能的一般參數(shù)和插入損耗Ae、數(shù)據(jù)傳輸速率Vs等特定參數(shù)，根據(jù)其傳送信號的不同，信號傳輸介質(zhì)及接口也有所不同，分為同軸線SPD、雙絞線SPD、電話線SPD、有線電視線SPD等。根據(jù)系統(tǒng)過電壓、過電流威脅水平及SPD特性分析，信號網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最多可安裝兩級防雷保護，一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通常安裝一級SPD即可；利用單個SPD組合防護電路實現(xiàn)對多個防雷區(qū)的保護；系統(tǒng)傳輸線路過長必須安裝第二級SPD時要做好兩級SPD的配合?！　?/span>

②電源系統(tǒng)電涌保護器：對于低壓供電系統(tǒng)的電涌保護需采用分級保護原則，根據(jù)防雷器參數(shù)和安裝規(guī)范要求，高層建筑物電源系統(tǒng)總配電處應(yīng)安裝通流量較大的電源電涌保護器進行一級防護；設(shè)備集中樓層的分電源處或用戶進電處安裝用戶分電源電涌保護器進行二級防護；各個設(shè)備電源處安裝的串聯(lián)式的電源電涌保護器是電源系統(tǒng)的三級防護；防雷器間要做到能量配合，避免遭電壓襲擊時出現(xiàn)“盲點”，確保對設(shè)備的可靠防護。如果電源總進線端安裝了一級SPD即可滿足被保護設(shè)備過電壓保護水平要求，就不需要再安裝第二級；當(dāng)一級SPD與被保護對象距離＞30m或被保護對象反應(yīng)較為敏感時，可裝設(shè)第二級SPD進行防護。

2.防雷裝置運行維護措施    

①高層建筑物進行防雷工程建設(shè)時，應(yīng)綜合考慮所在地區(qū)的氣候、環(huán)境、地質(zhì)及被保護建筑物的特點，由當(dāng)?shù)胤览讬z測站設(shè)計審核出安全可靠、科學(xué)合理的防雷設(shè)計、施工方案，方可進行施工?！　?/span>

②防雷施工單位應(yīng)按照設(shè)計要求精心施工，并由工程建設(shè)部門負(fù)責(zé)監(jiān)督管理；工程完工后，須經(jīng)防雷檢測站嚴(yán)格驗收合格后才能投入使用?！　?/span>

③物業(yè)管理部門應(yīng)配合防雷中心做好防雷安全工作，建立各項防雷安全工作機制和雷雨前后檢查及日常維護等制度。雷雨過后，如發(fā)生雷災(zāi)應(yīng)及時上報災(zāi)情，配合有關(guān)部門做好勘察處理，對損壞的防雷裝置及時更換，避免再次發(fā)生雷擊災(zāi)害?！　、茏龊枚ㄆ跈z測是防雷裝置維護工作的重要措施，每年雷雨季到來前由法定檢測站對防雷裝置進行全面檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，并對其安全性能作出評估，協(xié)助建筑物管理部門制定相應(yīng)雷電災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案。　　

⑤高層建筑物進行改、擴建或增加設(shè)備投入時，應(yīng)對原有防雷裝置重新設(shè)計并增建，確保防雷裝置安全有效。參考文獻:[1] 殷春生. 高層建筑的防雷設(shè)計方法是什么. 防雷工程網(wǎng).[2] 陳卓禮. 對高層建筑物的防雷保護措施分析[J]. 廣東科技，2008（22）.