高层建筑防雷安装技术要点

摘 要：城市人口的急剧增长给土地的使用带来了压力,高层建筑也随之发展起来.高层建筑可以最大程度地利用有限的土地资源,缓解城市住房压力,但也正是因为高层建筑的楼层数量较多,在雷雨天气容易遭受雷击,一旦高层建筑被雷击中,不仅会带来经济损失,还会造成人员伤亡.显而易见地,加强高层建筑的防雷系统最有重要的意义.本文根据防雷理念,并结合雷电的不同类型,详细地讲述了高层建筑防雷系统的施工事项.

关 键 词：高层建筑；防雷系统；施工事项

前言：

目前的高层建筑防雷系统是属于笼式的,其理念来源于法拉第笼原理.具体地说就是,综合考虑雷电的不同类型比如从直击雷和侧击雷,以及雷电感应和雷电波侵入的可能性,将避雷网、引下线和接地装置三部分形成网状格局,这样一来,既可以具备接闪功能、均衡电位和屏蔽电流,又可以将雷电所释放的能量转移到地下,从内外两个部分全面防雷.

1.高层建筑的外部防雷

高层建筑外部防雷系统的主要作用是将雷电引导到地下,在这个过程中,引下线和接地装置变得尤为重要,其次就是接闪器,接闪器分为两种：接闪杆、接闪网（带）,有时候两者会同时使用；引下线一般会利用高层建筑主体结构的柱、梁、板钢筋以及其他后期新添的外接引下线；接地装置通常有两种,一种是自然接地体,二种是人造接地体.总的来说就是,如果有雷电出现,外部防雷系统就会在第一时间将雷电引到地下,避免建筑遭到破坏.

1.1接闪器

由于高层建筑的高度很容易被雷电击中,所以通常高层建筑的接闪器主要采用接闪杆、明装接闪带和暗装接闪网相结合的方式,除此之外还有一些金属构件也作为接闪器的一部分.对于暗装接闪网的铺设,其标准是从建筑30m以上的楼层,每两层就要在用扁钢做暗敷水平接闪带,并且要沿着易遭受雷击的部位,比如屋檐、屋脊、屋角、以及女儿墙等,平直可靠铺设,焊接的长度也要严格按照标准施工,而对于接闪网的网格格局,要求是根据建筑物的防雷等级做不同的铺设方案.屋面接闪网（带）的材料一般是热镀锌的圆钢或扁钢及热镀锌件,在施工过程中,要特别注意煨弯补偿处理.由于女儿墙的外延易遭受雷击,所以在铺设女儿墙部位的接闪带时,最好将接闪带移向女儿墙的外侧处.在高层建筑中利用屋面上的金属栏杆做接闪带也是很普遍的现象,金属栏杆的材质通常是壁厚应大于2mm的钢管或不锈钢管,为了达到焊接要求,在焊接部位,要采用圆钢或角钢搭接焊,并且搭焊长度也有一定的要求.对于高层建筑屋面的露天设备和非金属物,也要安装接闪器,并与防雷装置连接.

1.2引下线

引下线的作用是将雷电引导到接地装置,所以说其实质是导体.因为高层建筑主体结构的柱、梁、板钢筋都可以作为引下线,所以一般高层建筑会在此基础上再稍加一些引下线的安置就可以了.在引下线的施工过程,最重要的是引下线的数量和布局,这两个因素会直接影响引流的效果.为了达到最好的引流效果,引下线的铺设要密集一些,也就是数量多,相邻引下线的距离短,同时也要布局均匀对称,这样才会使降低电压,避免雷电反击.引下线过长会导致雷电流的感应压降很大,所以需要每隔一定的高度就要对引下线安装均压环,从而减少同高度的引下线之间的电位差.关于引下线的焊接问题不容小视,因为一旦焊接出错,引下线的作用就不复存在.同一柱内引下线最少要有两根半径大于5mm主筋,搭接长度要大于圆钢直径的6倍,并且要求双面焊接,焊接处尽量不会形成电阻,而接闪器与引下线之间的焊接要使用放热焊接法.

1.3接地装置

接地装置主要包括接地体和接地线两大部分,其作用是分散到大地.在这个过程中,接地方式是最重要的因素.接地方式最好选用周圈式,自然接地体最适宜,其标准是含水量不低于4%,且基础外表面无防腐层.人造接地体一般是以桩基主筋与地梁主筋焊接成一个闭合的水平接地网的形式存在的.至于生活用品的电器设备要和防雷接地共同连接形成一个接地系统,而电阻值以最小值为准.

1.4防侧击雷

避免高层建筑遭到侧雷击的方法通常是将各层或隔几层圈梁内的周边主筋焊通,并且和像金属门窗之类的较大金属物同时与均压环连接.

在高层建筑施工中,通常电气预埋、金属门窗和幕墙施工不是同一个施工单位,这就要求施工单位在做好自己负责的施工任务后,要做好交接工作.一般情况下,电气预埋件和门窗的接地连接由圈梁主筋引出圆钢（或扁钢）与接地端子板搭焊连接,再用螺栓将接地端子板和固定金属窗框的铁板架固定.幕墙的防雷装置是将主金属框架与接地带或均压环的连接,并要确保立柱之间、立柱和横梁之间可靠跨接以及立柱、角码、主体结构预埋件和均压环之间的不可靠连接.对于与屋面女儿墙平齐的幕墙,幕墙上的所有金属主构架要与接闪带（网）进行可靠连接,也要与高层建筑的均压环进行可靠连接,幕墙底部则要与防雷装置连接.

2.高层建筑的内部防雷

高层建筑内部防雷系统的作用是防止雷电流的反击和屏蔽第二次雷害,其装置主要有电位连接和与外部防雷装置的连接.

2.1防雷等电位连接

防雷等电位连接,就是利用保护装置将各种金属物连接到防雷系统.为了降低电位差,要将建筑内各种金属物和电力路线进行电位连接,并用均压环降低电位差.在进行等电位连接之前要先安置电位连接板,目的是方便与接地主干线相连.需要通过电涌保护器进行等电位连接的搭配有：电力和电信线路、建筑内各种金属导体和管道,而均压环、用于电磁屏蔽的钢筋网和其他等电位连接导体形成总等电位连接,并与接地系统连接形成高层建筑内部防雷系统.

2.2合理的屏蔽

外部防雷系统的笼式防雷网是一个很好的屏蔽系统,其作用是保护微电子设备不受雷电干扰.对于存在大量微电子设备的房间要在此基础上加大屏蔽力度,而电源和信号接口要做好防过电压、等电位连接和接地,以保障屏蔽的效果.

（1）为了提高防雷电反击以及防电磁脉冲的能力和保证电气线路不受防雷装置接闪的影响.

（2）电气线路主干线附近的雷电电磁场强度最弱,所以引下线柱筋的布局要尽量避开这个位置.

（3）为了提高屏蔽效果,穿线钢管和线槽等要与各楼层的等电位连接板和接地母线相连接.

（4）为了避免雷电波侵入低压系统,要对用电设备、配电设备和配电线路采取保护措施,一般情况下会将配电盘柜引出的线路放置在与配电盘柜外壳连接的钢管中,而钢管没有与配电盘柜外壳连接的一端,则要与用电设备保护罩相连,同时也要接入屋顶防雷装置.若钢管出现断裂的情况时,要在配电盘柜内设置跨接线,并在电源侧与外壳之间安装过电压保护器.

3.结束语

现代高层建筑防雷系统运用了法拉第笼原理,从建筑内部和外部共同入手,全面考虑各种雷电类型以及雷电反击的可能,科学设计接闪、分流、均压、屏蔽、布线和接地各个环节,严格规范高层建筑防雷系统的施工过程,真正做到高层建筑的安全高效防雷措施.