浅谈雷电对的危害及防护措施建筑物

摘要：伴随着经济的高速发展，建筑物规模的不断扩大，雷电对建筑物造成的损失显得更为重要。本文主要分析了雷电的成因，及对建筑物的危害以及采取的一些防雷措施进行论述。对今后建筑物防雷设计具有一定的现实意义。

关键字：建筑物；雷电；防雷技术 及措施

中图分类号：TS958 文献标识码： A

一、雷电形成的原因及危害

雷电是大气中自然放电现象，雷电活动的强度通常是由年平均雷暴日来表示。就是当天空中带有大量电磁的雷云层之间，或云层向大地迅速放电，而产生强烈的闪光，并伴有巨大的雷击声音。云层之间的放电，主要对飞行器发生危害，云层对大地的放电，则对建筑物和人畜危害极大。雷电的形成有多种原因，一般来说雷电的破坏形式有三类：直击雷，即雷直接击在建筑物和设备上而发生的机械效应和热效应，一般建筑物易受直击雷的部位多为屋檐、屋脊、屋角、檐角、女儿墙，还有雷电侧击高层建筑的问题；感应雷，即雷电流产生的电磁效应和静电效应；感应雷也称为雷电感应或感应过电压。它分为静电感应雷和电磁感应雷。一种是指当雷云来临时地面上的一切物体，尤其是导体，由于静电感应，都聚集起大量的雷电极性相反的束缚电荷，在雷云对地或对另一雷云闪击放电后，云中的电荷就变成了自由电荷，从而产生出很高的静电电压（感应电压）其过电压幅值可达到几万到几十万伏，这种过电压往往会造成建筑物内的导线，接地不良的金属物导体和大型的金属设备放电而引起电火花，从而引起火灾、爆炸、危及人身安全或对供电系统造成的危害。另一种情况是，在雷电闪击时，由于雷电流的变化率大而在雷电流的通道附近就形成了一个很强的感应电磁场，对建筑物内的电子设备造成干扰、破坏，又或者使周围的金属构件产生感应电流，从而产生大量的热而引起火灾。雷电波侵入，雷电流沿电气线路和管道引入建筑物内部，危及人身和设备安全。

二，充分认识防雷工作的重要性

自然灾害的重要因素之一就有雷电灾害。现代人民群众的防雷意识淡薄，缺乏防雷常识知识。尤其对学校，易燃易爆场所，高层建筑物等人员密集的场所，特别是广泛采用集成电路为核心电子计算机之类的电子设备，这些设备的元器件集成度高，耐冲击电压，电磁脉冲干扰能力差，一旦遭受破坏，不仅造成的直接经济损失大，而且由此产生的社会影响也大。随着国民经济的不断发展，城市建筑拔地而起，搞好建筑的防雷，把雷电造成的损失减少到最低限度是人民群众的首要常识。

三、建筑物的防雷装置及措施

1.防雷装置由外部防雷装置和内部防雷装置组成。是用于减少闪击击于建筑物上或建筑物附近造成的物质性损害和人身伤亡，外部防雷装置主要有以下几部分组成：接地装置、引下线及接闪器。 1.1）接地装置。接地装置是指埋设在地下的接地电极与由该接地电极到设备之间的连接导线的总称，接地装置主要包括接地体和接地引线。高层建筑接地多利用基础自然接地，采取基础筏板钢筋与人工接地体等接地装置组合方式。考虑到大部分高层建筑的基础均做了防水处理，致使接地电阻增大，应尽量在建筑物周边做圈式接地，周圈式接地可避开防水处理层，同时由于接地体埋在基础的外边，也具有均衡电位的效果，提高了安全性。当大地土壤电阻率偏高，一般做法的联合接地体的接地电阻值无法满足设计要求时，可以采用向外延伸接地体、改良土壤、深埋电极以及外引等方式，以满足设计要求。 1.2）引下线。引下线是将接闪杆接受的雷电流引向地下装置的导线体。高层建筑柱主筋和梁板钢筋可直接利用作为引下线，但应注意意引下线、接地装置和接闪器间必须牢固可靠地连接。引下线间距为当建筑物高度超过30m时，每三层沿建筑物四周设置均压环，30m以上外墙栏杆、金属门窗等较大金属物通过预埋件引下线相连；高层建筑室外玻璃幕墙、大型复合金属板及不锈钢金属面材的应用增强了建筑的艺术效果，但同时也对防雷提出了要求。 1，3）接闪器。接闪器位于防雷装置的顶部，其作用是利用其高出被保护物的突出地位把雷电引向自身，承接直击雷放电。由拦截闪击的接闪杆、接闪带、接闪线、接闪网以及金属屋面、金属构件等组成。采用何种方式应根据建筑物的造型及避雷效果而定。

2，防雷措施

2.1，加大防雷宣传。地方配合气象部门利用电视，广播，板报，宣传画，发放资料等。让防雷知识进入到各家各户。不断提高人民对防雷知识的认识。充分认识到防雷工作的重要性。切实增强责任感和使命感，加强协调，密切配合。共同做好安全防雷工作。

2.2 雷电综合防护措施。结合高建筑人口密度大、智能化水平高、空间布局复杂性等特点，考虑其对居民安全的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，故要依据具体计算的高层建筑物防雷类别标准，合理科学布置，城市高层建筑物的雷电综合防护措施。结合所处地形、地貌、地理等特点加以科学合理组合接闪器进行天面、侧面、雷电电磁脉冲波等措施综合防护。 必须采用接闪、分流、屏蔽、均压、接地等技术措施，因此建筑物的防雷设施应包括接地体、引下线、避雷网格、避雷带、避雷针、均压环、等电位、避雷器共八个技术环节。有效利用建筑物架构相互焊接成网，做好笼式屏蔽和等电位处理。这种设计不仅经济实惠而且符合现代防雷的思路，为电气和电子设备防止雷电电磁脉冲破坏提供了基础条件，利用建筑物的基础桩、梁柱等结构钢筋，作为引下线和接地装置，具有经济、美观和利于雷电流散流以及不必维护和寿命长的优点。将建筑物的桩筋、地梁内的主筋和柱内的主筋焊接起来，并把地梁外圈梁中间（网格）钢筋焊接成一个闭合环路，组成一个完整的接地系统。这种接地系统与大地接触面广，接地电阻低，而且钢筋得到混凝土的保护，受侵蚀作用减少，接地电阻比较稳定。

雷电的防护措施不仅要户外装置，还要对进入建筑物内的各种金属管道、电源线、信口线进行防护，以确保建筑物内电器、电子设备等的安全。利用建筑物屋顶的避雷带、网和四周墙面内的柱钢筋作为引下线，把进入建筑物的水管、金属管道等金属构件作良好电气连接。这样，整座建筑物就形成了一个理想的屏蔽网。不但能使雷电流有良好的散流途径，均压分流、接地电阻小、而且整座建筑物形成统一的等电位系统，保持均压作用。利用地下建筑物基础接地体，由于接地体面积大，大大降低了接地电阻。利用柱筋作为引下线，由于引下线多，分流效果好，可大大减少了各引下线的电流值。因此，雷击时可以避免闪击放电或反击伤害。随着信息技术的迅速发展，现代高科技电子设备广泛使用，由于其灵敏度高、耐压低，很容易受到雷电电磁脉冲感应。因此，建筑物尚应在低压侧装设低压避雷器及各种楼层设置相应的避雷器以及电器汇流排，以最短路径与电子设备的损坏，实践证明其安全效果相当显著。

五、结束语

城市建筑物的防雷工作是一个复杂及重要的系统工程，对建筑物的防雷安全使用，电气设备的正常运行有着至关重要的作用，在设计施工及防雷措施中除了严格遵守规范外，还应积极采用可靠的新技术以更有效地消除雷害，以防患于未然。