建筑物防雷工程设计与施工技术分析

建筑物防雷工程设计与施工技术分析

王志新

（湖北省浠水县气象局，湖北浠水438200）

摘要：随着电子设备的逐渐普及，计算机等电子电器设备在社会各个行业中得到了广泛应用，建筑物内设置了不同的微电子设备和计算机系统，民用建筑物也不例外。因感应雷电波和雷电电磁脉冲侵入干扰损坏造成的雷击事故频繁出现，严重威胁着建筑物和人们生命财产安全。基于此，本文重点分析建筑物防雷工程设计与施工技术。

关键词：建筑物防雷工程防雷施工分析

引言

雷电是自然界中伴随闪电和雷电的放电现象，往往出现在对流发展旺盛的积雨云中，会云层上下部产生电位差，当电位差达到一定的数值后，就会出现放电现象，往往伴随有暴雨、大风、冰雹和龙卷风等天气。雷电中的巨大的雷电流是主要的破坏源，会通过直接雷击、感应雷击或架空线路的方式危害建筑物、电气设备以及人们生命财产安全，还对社会中的各个行业产生影响，因破坏性较强会造成建筑物损毁、巨大经济损失和人员伤亡等。雷电灾害是最严重的自然灾害之一，全世界每年因雷电灾害造成的人员伤亡、财产损失不计其数。随着电子、微电子集成化设备的大量应用，雷电过电压和雷击电磁脉冲所造成的系统和设备的损坏越来越多。因此，尽快解决建筑物和电子信息系统防雷设计和施工就显得十分重要。

1、建筑物防雷的重要性

雷击对建筑和室内设备的危害主要表现在四个方面：

①直击雷危害

建筑物遭受直接雷击后，若短时间雷电流不能泄放进入大地，很容易使放电通道内的建筑物遭受损坏，严重的情况下还会引发火灾。

②雷电波侵入

建筑物外部线缆被雷电击中后会有巨大的雷电波或过电压出现，随后沿着金属线路扩散入侵到建筑物内的电子设备和自动化控制系统中，引发雷电灾害事故。

③感应过电压

室外线路、管道等被雷电击中后，会有巨大的过电压出现在电源、线路、金属管道或金属支架上；或者是雷电击中建筑物后，强大的雷电流会通过建筑物顶部的接闪器、引下线等泄放进入大地，并在引下线四周产生较强的磁场，轻则会干扰电子设备，引发误动作或短暂性瘫痪，重则会击穿电子元器件、烧毁电路板，使得整个系统瘫痪。

④地电位反击

一旦防雷设施的建筑物被雷电击中，接地网地电位会瞬时抬高，破坏性较强的雷电流会借助于防雷设施的接地部分流经供电系统或信号系统，或者直接击中大地绝缘，损坏电子设备；若导线回路未进行等电位连接，很容易因高电位反击而出现火花放电，甚至是引起爆炸。

2、建筑物防雷工程设计

2.1防雷设计

2.1.1防直击雷设计

主要是选用避雷针、引下线、接地网以及主体钢筋，共同组成笼式框架，以达到防直击雷的目的。若没有安装避雷针，应在最高位置处布设不高于分类要求的金属网络，并连接建筑物的金属体和笼式框架，进一步增强防直击雷效果。

2.1.2防感应雷设计

感应雷主要是以电源线、信号线和数据线为媒介，进而破坏电子设备的安全。在对建筑物防感应雷进行设计的过程中是在各个线路进出口位置安装合适的防雷器。应确保防雷器具有动作时间快、相容性高、承受高电流、反复使用且安装简单的特点。

2.2电源系统分级设计

对于低压供电系统来说，因浪涌引起的瞬态过电压保护，应优先选用分级保护。

2.2.1一级保护

在建筑物供电系统入口进线处和大地间的大容量电源之间安装浪涌保护器，作为一级防护。该浪涌保护器的最大冲击容量应高于25KA，限制电压低于2400V。其设计的主要目的是承受雷击中强大的电流和能量，并将其释放到大地中。

2.2.2二级保护

在重要或敏感用电设备供配电处安装浪涌保护器作为二级防护。通过浪涌保护器可以将建筑物供电入口处的剩余浪涌能量吸收进去，以达到抑制瞬态过电压的目的。此时浪涌保护器的最大冲击容量应在45KA以上，限制电压应低于1200W。

2.2.3三级保护

主要是在用电设备内部的电源部分安装内置式浪涌保护器作为三级防护，以起到消除微小瞬态过电压的目的。此时浪涌保护器的最大冲击容量应低于20KA，限制电压应低于1000V。对于重要或较为敏感的电子设备做好三级防护十分重要，可以有效降低瞬态过电压对用电设备的危害。

2.3等电位联结设计

建筑物内的主要金属构件、金属管道、防雷装置、信息系统、供电系统都需要进行等电位联结设计。实行等电位联结的连接体不能直接相连时，瞬态等电位联结的浪涌保护器应选用金属连接导体。应将金属屏蔽网辐射在设备机房外，并与房内环形接地母线进行连接。将设备直流接地与最近的等电位联结带进行连接。设备机房内的电力电缆、通信电缆等都应选用屏蔽电缆。

2.4信号系统的防雷设计

若建筑物内的数据信号传输线路选择的是有线传输方式，应对线缆选用屏蔽或穿管埋地引入方式。并将电源浪涌保护器安装在线缆和信号接收器中间。对于传输设备的天线应在交界处穿金属管屏蔽并接地引入，分别将保护器安装在天线发射/接收设备端，进入到机房的电话线应穿金属管屏蔽接地引入，并将保护器安装在接线盒前端。若网线选用的是同轴电缆或双绞线，应安装保护器。

3、建筑物防雷施工

3.1装设接闪器

不断增强建筑物接闪杆和各层接闪带的协调性水平，选用建筑物顶部的金属宝顶作为接闪杆。将Ф12热镀锌圆钢和3根引下线柱结构钢筋同金属宝顶底座进行焊接，将其看做是接闪器的泄放通道。沿着玻璃幕墙将热镀锌扁钢弯曲敷设就能形成接闪带，应做好支架的防水。

3.2装设引下线

选择引下线作为雷电流通路，结合分流原理，通过引下线的雷电流不断减少，有效降低了雷电反击和二次雷电造成的危害。可以适当增加引下线数量，确保引下线布设均匀。

3.3布置接地体

接地装置的接地电阻数值受接地体尺寸、土壤电阻率的共同影响，为了降低接地电阻值，应加强对建筑物内自然接地体的利用率，做好深井接地，并使用接地降阻剂，以达到降低接地电阻、适应接地装置。

3.4等电位联结

针对建筑物等电位联结施工，应将连通外墙的金属栏杆、门窗、玻璃幕墙支架、钢龙骨等与均压环进行连接，以形成等电位，降低侧击雷对其的危害。对于埋地进出建筑物的金属管道、钢管，应在进入建筑物之前同接地装置进行等电位联结。

3.5屏蔽

若建筑物钢筋和金属框架同屏蔽系统要求不相符时，应增设金属网，以达到屏蔽标准要求，确保路径敷设线路的准确性，提升线路屏蔽效果。在屏蔽施工中，应确保设备电缆同引下线敷设之间有一定的距离或选用合适的屏蔽方法。

3.6合理布线

在防雷装置接闪过程中，应将电线穿入金属管道，以避免雷电流危害信息系统等管线的安全，增强屏蔽效果。在建筑物中心位置，对线路主干线垂直部分进行合理设置，同时确保其与引下线之间保持安全距离。对于较长的管线，应做好两端接地，并将避雷器、压敏电阻等浪涌保护器安装在电源线、天线等线缆上。

3.7检测

为了增强建筑物防雷安全效果，应定期进行防雷检测，并采取正确的方法解决防雷设计和施工中存在的问题。同时，还要做好建筑物防雷跟踪检测，对检修制度进行完善，降低雷电对建筑物的危害。

4结论

建筑物防雷是一项复杂的系统工程，对建筑物的安全使用、电气设备的正常运行以及人身安全，有着至关重要的保护作用。在对建筑物防雷进行设计和施工的过程中应结合国家规定的相关标准要求，综合考虑建筑物及其相关设备，确保建筑物和人们生命财产的安全。

参考文献

[1]张怡,龚春勇.对建筑物防雷设计及工程施工要点的思考[J].科技展望,2016(01).

[2]韩娇,田伟忠,张丽娟,等.建筑物防雷设计存在的问题及防雷工程施工要点[J].现代农业科技,2015(13).

作者简介：王志新（1984-），男，汉族，湖北省黄冈市浠水县人，大专学历，助理工程师，从事防雷工作。