浅论建筑物防雷工程探讨

浅论建筑物防雷工程探讨

【摘要】本文对建筑物的如何科学防雷,如何综合设计和防护,以及防雷系统和装置的安装及不同类型的防雷设施的工程要点进行了一一介绍。

【关键词】综合防雷科学防雷防雷装置防雷工程

雷电是自然界中最常见的气象现象之一,地球上每天发生约800万次闪电。由于雷电释放的能量巨大,常常造成触目惊心的危害。全世界每年因雷击造成的损失在数十亿美元以上,并呈逐年上升之势。我国就因雷击每年伤亡万余多人,因建筑物防雷不完善造成办公、通信设备、计算机系统遭雷击损失数以亿计。所以联合国将雷电列为十种最严重的自然灾害之一。

现代建筑物的综合防雷包括了直击雷、侧击雷、感应雷防护三大部分。建筑物防雷设施三大部分是从其对雷电的不同危害形式的防护功能上来区分的。一套完善的防雷设施,为了实现其对不同雷害的防护目的,必须采取接闪、分流、屏蔽、均压、接地等技术措施。因此,建筑物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、避雷器等八个技术环节。

1 建筑物的科学防雷

首先就是按国家标准规范设计、安装防雷装置;并且防雷装置必须是由具有相应资质的单位设计、施工,防雷装置设计也须经审核核准方可交付施工;另外,防雷工程须跟踪检测和竣工验收合格才能交付使用。就算是已建防雷装置,也必须定期检测合格才能确保长期有效。对于大型建设工程、重点工程、爆炸危险环境等建设项目,还须通过雷击风险评估以确保公共安全。

2 现代建筑物的综合防雷

现代建筑物的综合防雷从设计到施工应分为两个阶段进行,第一阶段是随建筑物一体化施工的直(侧)击雷防护设施,其设计的目的是保护建筑物本身不受雷电损害以及尽最大可能去减弱雷击时对建筑物内的电磁效应,同时为建筑物内部设备的感应雷防护提供必要的基础条件。第二阶段设计的目的是保护建筑物内的弱电设备安全,如通信系统、计算机系统、家用电气等,即建筑物防雷设施的感应雷防护部分,它的特点是与建筑工程设备安装同步进行。

在第二阶段的设计中应特别强调,在安装计算机、通信设备等抗干扰(或过电压)能力比较低的电子设备前,首先必须弄清设备安装所在建筑物的直击雷防护设施的基本情况,包括接闪器、网格、防雷接地体的形式及工频电阻值、等电位连接、引下线分布、动力进线形式、高低压避雷器安装等情况;高层建筑还要了解均压环和玻璃幕墙接地的形式及过渡电阻值等基本设计参数,才能确定机房的位置,缆线的分布,接地系统的形式和限压分流等技术方案。否则,脱离实际的设计将带有很大的盲目性。

3 建筑物防雷系统

建筑物防雷设施包括对直击雷、侧击雷和感应雷的防护三大部分,直击雷是雷电击中建筑物的天面部分;侧击雷是指雷电击中建筑物的天面以下部分,地面以上的部分;直击雷、侧击雷防护设施主要是保护建筑物本身不受损害,以及减弱雷击时巨大的雷电流沿建筑物泄入大地时,对建筑物内部空间产生的各种影响;感应雷则是当雷云发生自闪,云际闪,云地闪时,在进入建筑物的各类金属管,线上产生的雷电脉冲,感应雷的防护设施是对这种雷电脉冲起限制作用,从而保护建筑物内各类电器设备的安全。

建筑物防雷系统是由避雷针、避雷网(带)或混合组成的接闪器,主体结构的柱、梁、板钢筋或外接引下线组成的引下装置,及利用基础自然接地体或人工接地体组成的接地装置合成,整个建筑形成一个法拉第笼,将雷电流引入大地。

4 安装防雷装置

防雷装置是指接闪器、引下线、接地装置、电涌保护器及其他连接导体的总和。首先,建筑物应按防雷设计规范装设直击雷防护设施。不少农居屋顶架设了铁塔,如果确保良好的接地,可以起到避雷作用;如果没有良好的接地,反而成为了引雷的隐患,不如拆除。其次,引入住宅的电源线、电话线、电视信号线均应屏蔽接地后引入。同时在相应的线路上安装避雷器。防雷装置的检测是各级防雷检测机构的主要工作,也是整个防雷装置安全性能检测工作中的一个重点,任何一个部门的检测疏忽都有可能引起雷击事故和灾难。因此,雷电防护设施的检测越来越显得重要。

5 直击雷防护工程要点

要使建筑物内部设备不受雷电损害的根本办法,就是使建筑物具有一套完善的防雷设施,为了实现其对不同雷害的防护目的,必须采用接闪、分流、屏蔽、均压、接地等技术措施。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。现代雷电的综合防护,不但要解决建筑物的直击雷防护,还有对进入建筑物内的各种金属管道、电源线、信口线的LEMP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,以及梁钢筋相互焊接,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“法拉第笼”屏蔽网。然后,利用地下建筑物作为基础接地体,柱筋作为引下线。这样,整座建筑物形成统一的等电位系统,保持均压作用。

6 侧击雷和感应雷防护工程要点

在高层的建筑物防雷中,考虑到雷电流的散流途径长。从接闪器到引下线到接地装置的电位梯度大,为了均衡电位,降低电位梯度,对高层外圈梁的钢筋焊接

成闭合回路,构成水平避雷带,可有效地防范侧击雷。感应雷的防护措施是对雷云发生自闪、云际闪、云地闪时,在进入建筑物的各类金属管、线上所产生雷电脉冲起限制作用,从而保护建筑物内人员及各种电气设备的安全。采取的措施应根据各种设备的具体情况,除要有良好的接地和布线系统,安全距离外,还要按供电线路,电源线、信号线、通信线、馈线的情况安装相应避雷器以及采取屏蔽措施。

7 结语

建筑物防雷要有整体观念。所谓整体观念是指设计和安装防雷装置时,对建筑物的内外都要有整体观念。这里的建筑内外不单是指内部防雷装置和外部防雷装置。建筑物的防雷要科学。防雷装置设计、防雷装置、防雷工程都必须是由具有相关单位设计、施工、验收;已建防雷装置须定期检测合格才能确保长期有效。对于大型建设工程、重点工程、爆炸危险环境等建设项目,还须通过雷击风险评估以确保公共安全。