现代土木建筑防雷施工设计

摘要:现代高层建筑也正向智能化方向发展,楼宇自动化系统以至智能大厦也在一些大城市出现,这些建筑一般都拥有大量的电子设备和网络系统,很容易受到雷电波的冲击而损坏"传统防雷设计只重视外部防雷,而忽视内部防雷,造成一些高层建筑遭受雷击的事故时有发生"所以建立外部防雷和内部防雷的综合防雷系统日益紧迫。

关键字:土木建筑;施工;防雷;设计

前言:

高层建筑的特点是高耸空中,雷雨季节,雷击危害首当其冲。且年预计雷击次数随着建筑高度的增加而增加,同时现代高层建筑正在向智能化方向发展,一般都拥有大量的电子设备和网络系统, 由于微电子设备元器件的工作电压仅有几伏,电流仅有微安级,它们对闪电电磁脉冲的承受能力很低,而这些设备大多数属于耐压等级和绝缘强度低,过电压能力差,线路上只要有几百伏乃至几十伏的浪涌电压,就会击穿破坏这些设备,且最怕受雷击(无论直击、侧击雷还是感应雷);再者高层建筑人员密集又大多为不熟悉电气的人员,电气设备很多,且很多电器常为人们所接触,跟工业建筑相比,空间比较小,电气线路纵横。因此为了大厦、人员、设备等的安全,在高层建筑防雷设计中,必须将外部防雷和内部防雷统一考虑,只有这样才能真正控制雷击事故。

一、现代土木建筑的防雷设计整体观念

所谓整体观念是指设计和安装防雷装置时,对建筑物的内外都要有整体观念。这里的建筑内外不单是指内部防雷装置和外部防雷装置。建筑物内的整体观念是指设计和安装时,要对内部防雷装置和外部防雷装置做整体的统一的考虑;建筑物外的整体观念是指对一个院落、一个小区以及附近的环境要做全面的防雷规划,同时还不能违反小区规划的要求例如:所安装的避雷针杆塔是否影响小区的美观,所用的避雷针、避雷带或避雷网是否与建筑物的立面相配以及低矮建筑物能否由高大建筑物或高大烟囱上的避雷装置所保护等等。对接地装置也要综合统一考虑,例如,相距较近的建筑物能否共用接地体,地下管网能否用接地体的一部分,以及能否在一个大院或小区内为将来综合共用接地创造等电位连接的条件等等。

二、现代土木建筑的防雷施工错误

①设计依据不准确.目前聊城地区建筑设计部门对建筑物的电气(包括防雷)设计依据主要是民用建筑电气设计规范和建设单位的意见,而气象防雷部门要求对建筑物及设备的防雷设计除依据JGJ/T16-92[1]以外,还有建筑物防雷设计规范.

②施工错误.由于设计依据不够准确和不统一,施工单位未能按照国家规范和国家建筑标准设计图纸施工,或因未正确理解设计意图,使得在施工过程中造成一些错误施工

③防雷设计考虑不周全,部分建筑物无防雷设置.有的设计者仅从建筑物的高度考虑,认为较低的建筑物不需要防雷设计,而没有根据气象、地理、环境等自然条件,雷击规律,建筑物的用途

④只注重建筑物自身防雷设计,对建筑物内部设备的防雷尤其是对信息系统的LEMP防护考虑不够全面。

三、现代建筑物防雷设计思路

①设计的全面性.建筑物防雷系统由接闪、分流、均压、屏蔽、布线和接地6项要素组成,这些要素自身结构与建筑物的结构有机地组成一个整体,这个整体与外部环境有着多方面的联系。雷电对建筑物及其内部设备的作用是多途径的,有直击雷击,有沿金属管路!各种线路引入的瞬间太过电压,还有空中传播的LEMP,因此对建筑物的防雷设计不能片面,应全面系统地对不同形式的雷电采用不同防护措施

②设计的合理性.主要思路为:在建筑物屋面采用避雷网,在屋面突出部分或通讯设施上安装避雷针或带“利用建筑物的结构钢筋作引下线,并适当增加引下线的数量,对减少各层的反击电压和减少各分支电流的电磁感应都有良好的作用。利用各层楼板钢筋或高(多)层建筑物均压环与作引下线的主筋连接,有利于均压的形成,有效降低室内反击电压和有利于对空中电磁场的屏蔽。电缆屏蔽层连接”为避免流经建筑物外墙柱内钢筋的雷电流产生的电磁感应,设计时应将信息系统及各种电气线路应放置或敷设在建筑物内的中心部位,把防雷系统诸多要素与建筑物结构有机结合,不但可以降低建设投资,还能获得最佳的防雷效果。

③ 设计的层次性.可以根据不同防雷保护区雷电磁场衰减的分布情况,确定不同性质设备的布设位置;对所有穿过不同保护区界面的金属物进行等电位连接,并在每个界面处加设屏蔽措施;合理布线并对进入不同保护区的电缆!线路在不同界面处选择不同特性的过压保护器,进行分流和限压。通过层层防设使侵入到信息系统防雷保护区的雷电干扰信号降到最低程度。

④ 设计的目的性。在了解建筑物的结构和功能之后,按照需要保护的程度确定防雷设计。雷电参数和年预计雷击次数、内部防雷设计时要参考设备允许电压脉冲的参数"在建筑物防雷设计时要参考建筑物受雷击能力和雷击事故损失的性质和大小,还应对建筑物与建筑物,同一个建筑物中的房间与房间、设备与设备,所采取的防雷措施都应区别对待,以达到整体优化设计。

总结:

综上所述,现在各个城市的绿化越搞越好,高大的树木也越来越多。有的建筑物虽然安装了避雷针,但大树距建筑物很近并且比建筑物还高,在这种情况下,建筑物上的避雷装置实际上等于虚设。因为大树接闪的机会多,易引来直击雷和球雷,对邻近的建筑物威胁更大。所以说建筑物的防雷设计和安装应将外部防雷装置、内部防雷装置、建筑物外的环境及至全小区的防雷装置进行整体统一的考虑。不仅电气专业的设计者要有整体观念,建筑专业的设计者对防雷也要有整体观念。这是现代防雷设计观念转变的重要问题之一。

参考文献:

[1] 闺景东,现代建筑物的防雷设计思路与施工建议

[2] 芮静康.建筑防雷与电气安全技术.中国建筑工业出版社

[3] 戴青,浅谈高层建筑的防雷设计