作者：赵宇 蔡乐乐
来源：《科学与财富》2016年第10期
摘 要：随着高层建筑及智能化的发展，建筑防雷系统对高层建筑物内的电子系统与人身财产安全等方面的保护显得越来越重要，若设计或施工安装不当，反而可能更易导入雷电。因此，探索新的高层建筑防雷保护成为当前至关重要的课题。本文首先介绍了高层建筑物防雷装置的组成部分，接着分析了高层建筑防雷接地施工要点进行了探讨。
关键词：高层建筑，防雷接地，设计要点，施工要点
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。雷电的破坏作用归纳起来有两种：一是直接击在建筑物上产生热效作用和电动力作用；二是雷电流产生的静电感应作用和电磁感应作用以及雷电波侵入作用。高层建筑更易遭受雷击，加之高层建筑正在向智能化发展，大量电子设备和网络系统一旦遭受雷击，损失将很严重，所以防雷系统可靠与否是极为重要的。
高层建筑防雷是依据法拉第笼原理采用笼式防雷系统，就是将建筑物层面避雷网（带）、引下线和接地装置三部分联结成一个整体的钢铁大网笼。从防直击雷、防测击雷、防雷电感应和防雷电波侵入等方面，综合考虑接闪功能、分流影响、均衡电位、屏蔽作用、合理布线和接地等因素，做到从整体上兼顾建筑物外部防雷和内部防雷等功能，达到安全防雷的目的。
一、高层建筑物防雷装置的主要组成部分
防雷装置主要包括接闪器、引下线和接地装置三部分。其中接闪器，又被称之为接受雷装置，是接受雷电流的金属导体，安装于高层建筑物的顶端。引下线也叫引流器，主要是把雷电流从接闪器引入到接地装置的金属导体，一般是敷设在外墙面或暗敷在混凝土的柱子中。接地装置就是埋入地下的接地导体和垂直打入地下的接地体的总称，主要是将雷电流导入到地下。
二、高层建筑防雷接地施工要点
1. 基础接地体
基础接地的主要作用，是将击中建筑物的雷电流通过避雷网、引下线等泄放入大地，其施工质量直接影响到建筑物的防雷安全，是防雷接地系统中至关重要的部分。在防雷引下线所在的轴线上选择固定位置上的两根基础钢筋将封闭环和引下线焊接起来，焊接后的钢筋混凝土基础底板便是一个自然的基础接地体。为了使接地电阻值降低，高层建筑的接地体必须与基础混凝土桩相焊接，或者将接地体与围护桩相连接。接地装置、接闪器接地电阻测试不宜超过1Ω；金属门窗、电气设备、卫生间金属设备、金属管道等电位联接接地电阻测试不得超过1Ω。当基础混凝土浇注完7天后，应安排专业的施工技术人员、监理人员进行接地电阻测试，若电阻测试值小于1Ω，所形成的接地体方为合格。
2. 防雷引下线
防雷引下线宜选择以设计平面图中指定柱子固定方向和位置的两根螺纹钢筋为引下线，并确保不同柱子所选定的引下线在柱子截面中的位置相同，这样便于施工。同时要特别注意， 当利用混凝土柱内钢筋作引下线时应在室内外的适当地点设若干连接卡， 供测量、接人工接地体和做等电位连接用。
3. 防侧击雷避雷带
高层建筑超过30m以上的部分应每3层利用建筑物的外缘圈梁钢筋与引下线焊接形成一个闭合的均压环， 钢筋连接全部采用搭接焊， 搭接焊长度和焊缝要求同接地体的施工要求， 制作环行闭合的避雷带。超过30m以上的建筑物外檐金属门窗都应采取防侧击雷措施。可以使用直径10mm的圆钢和顶板圈梁的均压带焊接相连，向下引至建筑物外檐的金属门框或者金属窗框并进行焊接相连。对于建筑物屋面的避雷带的施工应采用热镀锌扁钢（- 40×4 mm）与防雷引下线进行焊接相连后暗敷设至屋面抹灰层内。网状接闪器则可以使用直径12mm的热镀锌圆钢制成，明装在建筑物顶部的女儿墙上。对于突出屋面的金属管道，金属门窗以及其他不带电的金属体都应和暗装避雷带焊接相连，保持与防雷接地体系通路状态。
4.各类弱电机房的防雷接地
弱电机房包括： 电话机房、电脑机房、消防总控制室和有线电视机房等。在基础接地体施工时用热镀锌扁钢与基础接地网焊接相连，接地点位置应与强电连接点保持在10m以上的距离， 禁止强弱电共用一根镀锌扁钢。接地扁钢引至弱电竖井， 在弱电竖井距地30cm处利用镀锌扁钢制作安装一个等电位接地网， 接地网向上沿墙明敷设到竖井顶部， 各个弱电机房单独敷设一路管线从机房等电位接地箱引到弱电竖井并与竖井内接地母排做可靠电气连接， 各种弱电设备利用双色软铜线与等电位箱内接地母排相连， 每台弱电设备的接地线都应保持， 禁止多台设备共用， 甚至串联接地线使用。同时禁止多个弱电机房共用一路分支接地线。
5. 等电位联结
等电位是用连接导线或过电压保护器将处在需要防雷空间内的防雷装置、建筑物的金属构架、金属装置、外来的导体物、电气和电讯装置等连接起来。为保证建筑物内部不产生反击和危险的接触电压、跨步电压，应当使建筑物地面、墙板和金属管、线路等都处于同一电位，为此钢筋混凝土建筑物应在各层的适当位置预埋与房屋结构内防雷导体相连的等电位连接板，以便与接地主干线相连。由于电力、电信线路不能直接接到地线上，电涌保护器实现了电气设备、电子设备的等电位联结。建筑物等电位联结干线应从与接地装置有不少于两处直线连接的接地干线或总等电位箱引出，等电位联结干线或局部等电位箱间的连接线形成环形网络，环形网络应就近与等电位联结干线或局部等电位箱连接，支线间不应串联连接。总等电位联结一般设在地下室或靠近地平面处，将进出建筑物的金属管道、建筑物钢筋接地网、所有强弱电电源线、信号线的接地线进行联结。高层建筑物内各种金属导体和管道如金属门窗、设备的金属外壳等作等电位连接；电源线、信号线通过电涌保护器实现等电位连接；建筑物各处的均压环、起到一定电磁屏蔽作用的钢筋网、各处的电气以及防雷等电位连接导体形成总等电位连接，最后与联合接地系统相连，形成一个理想的“法拉第笼”。
6. 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。屏蔽的有效性不仅与房间加装的屏蔽网和仪器金属外壳—屏蔽体本身有关，还与微电子设备的电源线和信号线接口的防过电压、等电位联结和接地等措施有关。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。电气线路的主干线一般集中于高层建筑物的中心部位（其雷电电磁场强度最弱），避免靠近做为引下线柱筋的位置，缩小干扰的范围。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结，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。当钢管因连接设备而中间断开时应设跨接线，在配电盘内，应在开关电源侧与外壳之间装过电压保护器。
三、结论
总之，防雷接地系统是在建筑设计和施工中不容忽视的重要节点，因此在设计系统时务必安全可靠，同时做到全面的技术交底，施工时保证施工质量，才能有力保障建筑物使用安全和人民生命财产安全。
参考文献
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