试谈高层智能建筑防雷工程设计中的问题及应对措施

摘要：高层建筑防雷设计已远远超出传统的概念和范畴，是一项系统工程，如果忽视了任何一个细小的环节，都会为以后建筑物的安全使用造成隐患。因此，在设计之初，就要做到有调查，有计算，有讨论，有针对性。本文，将就目前高城建筑雷电防护设计存在的问题，提出有效合理的解决措施。

关键词：高层建筑、防雷设计、问题、措施；

中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：

高度在几十米以上的高层建筑物，闪击距离除了和雷电流的幅值有关，还和建筑物的高度有关。闪击距离增大时，高层建筑物产生的正空间电荷能够引导下行先导，从而增强了闪击的定位性。另外，受雷击的高层建筑物及其临近的高层建筑物都有可能产生向上的先导而引发雷击，因此，高层建筑物遭受上行雷击的次数大大增加，这就要求在设计该高层建筑时，不单单是根据国家规定的规范进行设计，还要结合该建筑内外结构用途的特点以及周边环境的特殊情况进行设计，同时适当引进国外先进的防雷理论和设备，保证每个设计产品都是精品。

1.目前高层建筑防雷设计经常出现的问题

1.1设计的系统性：防雷设计，要做到因地制宜，应在认真调查拟建建筑物所在地的周边环境、地理地貌、地质情况、气候和灾害性天气特点、土壤、雷电活动规律以及被保护物特点的基础上，详细研究防雷装置的形式及其布置等因素。而不是单纯的对建筑本身共用做设计。

1.2一些设计方案里主要考虑的是防直击雷措施，而对内部防雷设计则往往是浅尝辄止。另外主体建筑有防雷设计，但裙房等附属在不能受到主体建筑保护情况下，未设计防雷装置；

1.3弱电系统的防雷设计不到位：传输、通信等弱电设备抗冲击、抗干扰能力薄弱，是防雷设计中需要强化的地方。但现实中弱电设备的防雷设计恰好是大部分设计方案中较欠缺的环节，故近年来弱电设备频遭雷击损坏的现象也愈演愈烈。

1.4引下线位置设计不合理,未考虑到引下线与建筑物的柱之间的规范要求。

1.5忽视了设备等电位连接装置设计：存在着只设计总等电位与卫生间局部等电位装置，而忽略了设备等电位装置的设计。由于感应或引入建筑物的雷电流将建筑物内设备之间、设备与人员之间产生很大的电位差。极易造成设备损坏或人员受伤。

1.6 设计非备案SPD产品，或是参数不对，：没有遵循梯级配置原理。常把第一级SPD和第二级SPD设计为相同的产品：有的虽然按梯级配置了SPD，但SPD的参数选择过大或过小。或是经常忽视了屋顶上电气线路的防雷问题，如屋顶风机、装饰灯等用电设备的供电线路的配电箱内不设计SPD．雷电流有可能通过屋顶电气线路进入配电系统，损害与之相连的设备。

1.7接地问题，由于高层建筑电气竖井内的接地干线，其长度很长，这时，接地干线的电感效应不能忽视，SPD的接地线接到这样的干线上，其泄放效果将大打折扣，在设计时，若是忽略了该问题，将使放电效果大打折扣。

2.高层建筑防雷设计规范要求

针对出现的诸多设计上的问题，首先要明确的是在设计上，不能随意发挥，必须坚持国家的行业技术规程，做到有据可依，只有在这个基础上，才能做到在大的方向上不会出错：

2.1第一类防雷建筑物防直击雷的措施应符合下列规定：应装设独立接闪杆或架空接闪线或网。架空接闪网的网格尺寸不应大于 5 m×5 m或 6 m×4 m。 （应注意独立避雷针或架空避雷线（网）的独立性，即接闪器与被保护建筑物脱离）。独立接闪杆的杆塔、架空接闪线的端部和架空接闪网的每根支柱处应至少设一根引下线。对用金属制成或有焊接、绑扎连接钢筋网的杆塔、支柱，宜利用金属杆塔或钢筋网作为引下线。

2.2第二类防雷建筑物外部防雷的措施，宜采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆，也可采用由接闪网、接闪带或接闪杆混合组成的接闪器。接闪网、接闪带应按本规范附录 B的规定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，并应在整个屋面组成不大于 10 m×10 m或 12 m ×8 m的网格；当建筑物高度超过 45 m时，首先应沿屋顶周边敷设接闪带，接闪带应设在外墙外表面或屋檐边垂直面上，也可设在外墙外表面或屋檐边垂直面外。接闪器之间应互相连接。 专设引下线不应少于2根，并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀对称布置，其间距沿周长计算不宜大于 18 m。当建筑物的跨度较大，无法在跨距中间设引下线，应在跨距两端设引下线并减小其他引下线的间距，专设引下线的平均间距不应大于 18 m。

高度超过 45 m的建筑物，除屋顶的外部防雷装置应符合本规范第 4.3.1条的规定外，尚应符合下列规定： 当建筑物高度超过 45 m时，首先应沿屋顶周边敷设接闪带，接闪带应设在外墙外表面或屋檐边垂直面上，也可设在外墙外表面或屋檐边垂直面外。接闪器之间应互相连接。 对水平突出外墙的物体，当滚球半径 45 m球体从屋顶周边接闪带外向地面垂直下降接触到突出外墙的物体时，应采取相应的防雷措施。

2.3第三类防雷建筑物外部防雷的措施宜采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆，也可采用由接闪网、接闪带或接闪杆混合组成的接闪器。接闪网、接闪带应按本规范附录 B的规定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，并应在整个屋面组成不大于 20 m×20 m或 24 m ×16 m的网格；当建筑物高度超过 60 m时，首先应沿屋顶周边敷设接闪带，接闪带应设在外墙外表面或屋檐边垂直面上，也可设在外墙外表面或屋檐边垂直面外。接闪器之间应互相连接。 专设引下线不应少于2根，并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀对称布置，其间距沿周长计算不宜大于 25 m。当建筑物的跨度较大，无法在跨距中间设引下线时，应在跨距两端设引下线并减小，其他引下线的间距，专设引下线的平均间距不应大于 25 m。

3.特殊环节的应对措施

3.1引下线的均压环设计：均压环的设计应注意以下几个环节，均压环可利用建筑物的外圈梁钢筋通长焊通形成环形回路而成．也可用另外敷设扁钢或圆钢于建筑物并焊接成电气回路而成；均压环必须与所有的引下线就近连接成电路通路；建筑物的外部的所有金属物(如金属门窗、金属栏杆、玻璃幕墙架、广告牌等)都应就近与均压环连接。

3.2接地线过长，那么就要将接地干线的接地设计为每隔3~ 4层与建筑物内部的柱子钢筋或剪力墙钢筋连接一次，通过多条钢筋迅速地泄放电流。另外利用大楼基础地梁内主筋，防雷接地、保护接地及各弱电设备接地利用同一接地体，其接地电阻应小于1Ω。基础地梁内主筋可以和桩基钢筋连接在一起，也是非常有效的做法。

3.3雷电脉冲是对建筑内部设备影响最大的一个因素，雷击电磁脉冲的入侵途径主要通过

避雷针及其引下线或电子设备的供电线路，此外还可通过天线及其馈线、计算机或电话网络线路。因此，应该注意采取全面而有效的措施，防雷击电磁脉冲可以采取屏蔽、接地和电涌保护器。

3.4对于SPD产品的配置，应根据(建筑物电子信息系统防雷技术规范)GB50057—2010的建议要求，配置合适的SPD产品。在总配电开关处应设计SPD，各层配电箱及重要设备配电箱进线或跨越防雷区的线路安装电涌保护器并在防雷区分界处作等电位连接。安装的SPD间距应符合规范的要求，电压开关型SPD与限压型SPD之间的线路长度不宜小于10m，限压型SPD之间的线路长度不宜小于5m，否则应采取相应措施。

3.5在设计总等电位与卫生间局部等电位装置时，也要设计设备等电位装置，同时为便于施工，还应有明确的设备等电位连接装置施工图。

3.6对高层智能建筑的雷击风险进行评估。雷击风险评估综合了建筑物所处的地理、土壤、气象以及建筑物使用、设备等情况，进行高层建筑防雷设计时，不能单纯地从建筑物使用性质出发来确定防雷类别，还要考虑内部的使用功能等，不能一概而论。

结语

设计雷电防护工程，不一定要最先进的，但一定要用最成熟、可靠的产品和技术。有些新技术确实在某些方面具有优势，但还需用更多的时间去考验。在网络系统的雷电防护中应当选择被广泛应用和证实的可靠产品和技术。防雷产品的选着上必须符合国际标准及流行的工业标准，结构应当是先进的、开放的、可扩充的，能够满足日益扩充的需要。设计上不能马虎大意，或者是糊弄客户，要做到设计一个作品，就要出一个精品。服务社会，造福于民。

参考文献

[1]苏邦礼．雷电与避雷工程[M]．广州：中山大学出版社

[2]防雷规范标准汇编．2005年版

[3]杨少杰，等．雷电损害风险评估的方法与实践[J]．中国电子商情，2003，(385)：8-17

[4]GB50343—2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》．

[5]GB50057—2010《建筑物防雷设计规范》