建筑物的防雷安全

摘要：由于气象条件的变化，雷击损害事故增多。建筑物防雷安全被更多的人注意。但真正的防雷安全并不能单纯依靠工程师和新技术，它是一群有责任心的人团结协作的结果。

关键词：雷击损伤事故；高层建筑防雷；防雷设计；施工；维护

Abstract: due to the change of weather conditions, lightning damage accidents increase. Building lightningproof safety are more and more people pay attention to. But the real lightning protection safety and can't only depend upon the engineers and new technology, it is a group of responsible person the unity cooperation results.

Keywords: lightning damage accident; High-rise building lightning protection; Lightning protection design; The construction; maintenance

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

在人类生存的环境中有许多自然灾害，如地震、暴雨、冰雹、洪涝、早灾、雷击等。目前，在我国雷电灾害所造成的经济损失列为最严重的10种自然灾害的第三位。受全球气候变暖的影响，我国北方强对流天气频发，雷电最大正、负闪强度大幅度增强，雷击灾害严重，给人们生产生活带来了很大的影响。据山西省气象部门不完全统计，2007年1-7月，全省共发生雷击灾害44起，伤亡11人，其中死亡10人，直接经济损失706.9万元。在死亡的10人当中，工人1人，中小学生2人，农民工1人，农民6人。

2011年4月13日凌晨2点左右，上海东方明珠广播电视塔顶部发生火灾。据官方报道“东方明珠火灾并未造成人员伤亡，事故原因初步调查为东方明珠遭遇雷击。……火灾发生时正在打雷，此次东方之珠发生火灾很可能是因防雷设备缺失。”

对普通人来讲面对雷击频繁发生考虑的是如何避免个人受到伤害，但对一名建筑电气设计人员来说就更为严峻和复杂。建筑雷击伤害事件，尤其是建筑雷击失火的危害极大，同时由于雷击的不可预见性，造成建筑雷击防护只能从根源下手，几乎没有临战设防的机会。建筑设计、施工是一个较长时间的工作过程，其间很多环节都会对建筑最终的防雷安全造成影响。

现在的民用建筑尤其是住宅设计中高层建筑越建越多，屋顶的金属装饰物及用电设备越来越多，在这种情况下，住宅的防雷问题更应引起我们的注意。

以二级防雷项目（一、部级重点文物保护的建筑物。二、部级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站、国宾馆、部级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物。三、部级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电子没备的建筑物。四、制造、使用或贮存爆炸物质的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。五、具有1区爆炸危险环境的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。六、具有2区或11区爆炸危险环境的建筑物。七、工业企业内有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。八、预计雷击次数大于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物。 九、预计雷击次数大于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。）为例：根据《建筑物防雷设计规范》GB 50057-2010中的规定：“第3.3.1条 第二类防雷建筑物防直击雷的措施，宜采用装设在建筑物上的避雷网(带)或避雷针或由其混合组成的接闪器。避雷网(带)应按本规范附录二的规定沿屋角、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10m×10m或12m×8m的网格。当建筑物高度超过45m时，应首先沿屋顶周边敷设接闪带，接闪带应设置在外墙外表面或屋檐垂直面上，也可设在外墙外表面或屋檐垂直面外，接闪器之间应互相连接。

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二、排放无爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、烟囱，1区、11区和2区爆炸危险环境的自然通风管，装有阻火器的排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管，本规范第3.2.1条三款所规定的管、阀及煤气放散管等，其防雷保护应符合下列要求：

1.金属物体可不装接闪器，但应和屋面防雷装置相连；

2.在屋面接闪器保护范围之外的非金属物体应装接闪器，并和屋面防雷装置相连。

第4.3.3条 专设引下线不应少于两根，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应大于18m。当建筑物跨度较大，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，专设但引下线的平均间距不应大于18m。

对建筑内钢筋构建链接的要求是构建内有箍筋连接的钢筋或成网状的钢筋，其箍筋与钢筋、钢筋与钢筋应采用土建施工的绑扎法、螺丝、对焊或搭焊连接。单根钢筋、圆钢或外引预埋连接板、线与构建内钢筋应焊接或采用螺栓紧固的卡夹器连接。构件内必须连接成电气通路。

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以上所引述的内容从规范上讲述了建筑物防雷设计的要求。在实际设计工作中，我们又会遇到各种不同的实际情况。

由于现在各地开发商为了各自的产品形象和商业利益，在建筑物造型上大下功夫，力争创造出地标性的典范。所以，我们看到各地新建建筑物中高层超高层大量涌现，屋顶构建大量引入各种造型设计。同时，通讯等功能的要求，是高层公共建筑的顶部或多或少的被安装一些通讯设备天线。这些造型所使用的构筑物和通讯天线为了便于施工大量使用了金属构件。这些物体为雷击提供了大量的目标。

我们在建筑防雷设计时，确定年预计累计次数是最关键的因素之一就是建筑高度，当一个建筑物不但比周边建筑物高，而且其顶部充斥着大量金属体，它的雷击安全条件之低是可以想象的。这时，建筑防雷设计中的整体防雷体系设计就体现出了它的必要和有效。

投资方为降低造价在采购环节引入了使用效果不佳的防雷设备，会使看似完整有效的防雷整体系统漏洞百出，事故频发。

建筑工地有句老话：“话好说，活难干。”说的是在施工中，有些部位的施工在图纸上看着非常容易，但实际操作起来由于操作空间的限制会很麻烦。我们的防雷设备施工尤其是高层建筑防雷引下线和接地装置的施工就是一个很繁琐的活。可以想象，设计师在图上可能是随意的一笔，现场就会有一帮电焊工蹲在太阳底下把一堆横纵交错的钢筋有效的连接在一起，而且越是高层作业高度越高，对焊接的检验越严格，中间如果有了严重缺陷在将雷击电流传送至接地装置的过程中就会出现局部高温起火甚至炸裂的事故。

施工验收后，建筑物投入使用，这是很多人就认为没有问题了。可是随着使用，原有设备老化，为增加新功能而在屋顶增设的装备等等都会对建筑物的防雷造成新的影响。有些物业部门对防雷设备的重视程度认识不足，认为有了接闪器就不会被雷劈，可防雷系统中的损耗部件常年缺乏管理维护。面对雷击事故发生后由于防雷系统的失效而造成的损失追悔莫及。根据有关部门的统计，在受到过雷击伤害的建筑物中，有完善的防雷设计，施工合格且防雷设备日常养护到位的建筑，发生人员财产损失的几乎为零。损失较大的经常发生在一些有整体防雷系统设防，但年久失修关键设备得不到保养甚至丢失，是防雷系统无法发挥应有作用的地方。有一些八九十年代修建的民用住宅，住户电源由室外引入户内时未采用电涌保护器进行防护由于感应雷造成的瞬间过电压，在雷击发生时瞬间过电压导致居民家中用电设备烧毁的事件并不鲜见。

以上的讲述，我只是为了表达我的观点：建筑物防雷不是一人一家的事，从投资方，设计师，工程队到物业公司每一个环节都有他自己的责任和任务。各环节紧密配合缺一不可。其中对于一座设计使用年限数十年的建筑，使用中的维护和保养是最关键的，是重中之重。有些单位开始还很重视防雷工作，但时间久了没有发生过雷击伤害事故，或者周围又有了更高的新建筑了，就对防雷工作轻视下来，认为天下太平了。这是不对而且很危险的。防雷工作不可儿戏，必须与防火防震等同视之！同时与地震相比，雷击的频繁和伴生损伤更加危险。

最后我想强调一句：建筑防雷是技术，更是责任心。再完善的技术装备也需要有高度责任心的人员操作和养护。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。