浅谈格尔木地区高层建筑的防雷技术措施

摘 要：随着现代社会的快速发展，建筑物的规模在不断扩大，所使用的各种电气设备日趋增多，尤其是计算机网络信息技术的普及，城市建筑物越来越多的采用各种信息化的电气设备。我国每年因为雷击破坏建筑物内电气设备的事件时有发生，所造成的损失非常巨大。因此高层建筑物的防雷就显得尤为重要。

关键词：格尔木；高层建筑；防雷措施

格尔木位于柴达木盆地南缘，平均海拔2800多米，随着经济社会的发展和城市建设步伐的加快，格尔木作为一个西部新型的盐化、石化、太阳能等资源性工业城市，在西部大开发，格尔木大发展的战略实施下，如今的格尔木经济突飞猛进，城市基础设施建设得到空前的发展。人们的生活水平和居住条件大为改善，随着城市的发展和城市人口的增长，高层建筑越来越多，而且建筑的高层化和智能化已成为城市发展的一种趋势。高层建筑物由砖石结构、钢筋混凝土结构、剪力墙结构及筒体结构等组成，内部设施包括高层建筑中的给排水设备、电力系统、弱电线路、电子信息设备和电梯等。这些建筑物具有高度高、易受雷击等特点，由建筑物年预计雷击次数公式N=KNgAe（详见GB50057-2010）可知，高层建筑比一般建筑遭雷击的概率要大得多，当建筑物高度超过100m时，其遭受雷击的频率可与高度成正比。

1 雷电对高层建筑的危害

雷电流在瞬间释放出的巨大能量，会把被击中金属熔化，使物体水份受热膨胀，产生强大的机械力，或者分解成氢气和氧气，产生爆炸，使建筑物遭到破坏，甚至雷电的高温引起建筑物燃烧构成火灾和引起触电。

2 高层建筑物防雷措施

现代高层建筑物防雷工程为综合性的系统工程，应在安全可靠、技术先进、经济合理的防雷设计基础上，进行直击雷防护、侧击雷防护、等电位连接、屏蔽、综合布线、电涌保护及有效接地等方面的防雷工程建设，保证做到高效防护、层层防护，避免和降低高层建筑物及其室内设备遭受雷击破坏。

2.1 直击雷防护

2.1.1 接闪器

根据高层建筑物造型及避雷效果可选用接闪杆、接闪线、接闪网（带）等。采用何种方式应根据建筑物的造型及避雷效果而定。其中接闪杆结合明装接闪带和暗装接闪网是一般高层建筑物常用的接闪器。针对建筑物的形状、高度、长宽度及用途进行接闪器布置，形状较为复杂的建筑群采用滚球法，平面建筑适用于网格法。建筑物顶面上的旗杆、广告牌、钢梯、灯具外壳、护栏、透气管、风冒等所有金属构件应与就近的接闪带（网）焊接。

2.1.2 引下线

直击雷防护措施中引下线的设计应尽可能的短，将建筑物内四角的主筋作为引下线与垂直接地体相连是一种较为理想的方法，如利用建筑物结构柱内对角钢筋为引下线，将每一柱子的纵向主筋由下而上焊接，每一层再与梁板钢筋焊接，其中向上伸出的与接闪带焊接，向下的则与接地体钢筋焊接。

2.1.3 接地

现代高层建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地都是合在一起的，组成综合接地系统，接地电阻通常要求小于4Ω。由于大部分高层建筑物均做了防水处理，导致接地电阻增大，可采取建筑物周边圈式接地法以避开防水处理层的影响，以起到了均衡电位、提高安全性的效果。

2.2 侧击雷防护

受其高度影响，高层建筑物还要防御侧击雷的危害，以高层建筑物30m以上部位为保护对象，每隔2层或垂直间距不大于6m沿建筑物四周敷设一道均压环作为接闪带，并与各根引下线焊连。其中作为均压环的接闪带宜安装于外墙抹灰层内；外墙的附属栏杆、门窗等金属构件设置接地预埋铁，将接闪带周围上下层门窗、栏杆的接地预埋铁引出端和接闪带通过扁（圆）钢进行三面焊接连通。

2.3 雷电波入侵防护

为防范雷击灾害产生的雷电电磁波沿金属管道或线路侵入建筑物室内损坏信息系统设备等，进入高层建筑物的金属管道应在进出建筑物处与防雷接地装置连接，金属线路应利用屏蔽电缆或经金属管道埋地再进入室内，并作接地处理和过电压保护器安装。

2.3.1 信号线路电涌保护器

信号线路分为通信和信号网络线路，通信和信号网络线路保护器（SPD）要求具有电涌保护性能的一般参数和插入损耗Ae、数据传输速率Vs等特定参数，根据其传送信号的不同，信号传输介质及接口也有所不同，分为同轴线SPD、双绞线SPD、电话线SPD、有线电视线SPD等。根据系统过电压、过电流威胁水平及SPD特性分析，信号网络系统最多可安装两级防雷保护，一个网络系统通常安装一级SPD即可；利用单个SPD组合防护电路实现对多个防雷区的保护；系统传输线路过长必须安装第二级SPD时要做好两级SPD的配合。

2.3.2 电源系统电涌保护器

对于低压供电系统的电涌保护需采用分级保护原则，根据防雷器参数和安装规范要求，高层建筑物电源系统总配电处应安装通流量较大的电源电涌保护器进行一级防护；设备集中楼层的分电源处或用户进电处安装用户分电源电涌保护器进行二级防护；各个设备电源处安装的串联式的电源电涌保护器是电源系统的三级防护；防雷器间要做到能量配合，避免遭电压袭击时出现“盲点”，确保对设备的可靠防护。如果电源总进线端安装了一级SPD即可满足被保护设备过电压保护水平要求，就不需要再安装第二级；当一级SPD与被保护对象距离>30m或被保护对象反应较为敏感时，可装设第二级SPD进行防护。

3 结束语

高层建筑的防雷是一个复杂的系统工程，对建筑物的安全使用，电气设备的正常运行有着至关重要的作用，在设计施工中除了严格遵守规范外，还应积极采用可靠的新技术，进行外部防雷和内部防雷的有机统一，才能使建筑物防雷安全可靠，才能更有效地消除雷击灾害。

参考文献

[1]GB50057-2010.建筑物防雷设计规范[S].

[2]梅卫群，江燕如.建筑物防雷工程与设计[M].北京：气象出版社，2004，3.

[3]QX/T106-2009.防雷装置设计技术评价规范[S].气象出版社，

2009，8.

作者简介：李广文（1966，11-），男，汉族，工程师，研究方向是高层建筑的防雷措施。