太阳能热水器的防雷隐患与安全防护

太阳能热水器的防雷隐患与安全防护

摘要：太阳能作为一种实现低碳生活的重要渠道，一种取之不尽的新型环保能源，已成为我国能源研究工作中的一个重要课题。其居有清洁、安全等显著优势，人们为了有效利用太阳热能，常将大量的太阳能热水器安装在无遮挡的屋顶高处。而在有雷电地方的雷雨季节，如果没有安装或者没有正确安装防雷装置，就留下了防雷安全隐患。日后极容易发生雷击灾害事故。笔者从太阳能热水器存在防雷隐患的角度，提出解决太阳能热水器防雷隐患的安全防护措施。正确地安装防雷装置，就能够避免或大大减少雷击灾害的发生。

关键词：太阳能防雷安全

1、概述

太阳能热水器把太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，目前真空管式太阳能热水器为主，占据国内95%的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及相关附件组成，把太阳能转化为热能主要依靠集热管。集热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。太阳能热水器一般都安装在人们居住的屋顶上。由于部分太阳能热水器销售公司和用户缺乏防雷安全意识，安装过程中并没考虑对太阳能热水器的雷击防护，使安装好的太阳能热水器留下许多雷击隐患，对使用者的生命和财产构成严重威胁，解决太阳能热水器防雷隐患是我们现在工作的一个重点部分。

2、太阳能热水器安装现状

虽然建筑物普遍都装有避雷设施，但大多数建筑物都是在竣工验收交付使用之后，用户再自行安装太阳能热水器。居民安装的太阳能热水器一般都位于屋顶的最高处，使其完全暴露在雷电袭击的范围内。由于热水器的一部分材料是金属构件，一旦雷电袭来，不在避雷针保护范围内的热水器将首当其冲地被雷电击中，引发安全事故。我们国家现在还没有颁布强制性规范要求安装太阳能热水器必须要有避雷装置，只是以建筑物防雷设计规范GB50057-94（2000年修订版）来参考，在太阳能热水器防雷安全方面存在遗漏。我们在防雷安全检查过程当中，虽然发现大部分太阳能热水器都没有采取必要的防雷安全保护措施，但也只能是劝导安装而已。根据多年的防雷安全检查，目前安装太阳能热水器主要有以下几种形式：

其一，建筑物无防雷装置，太阳能热水器安装在屋面上，此种情况比较少。

其二、建筑物有防雷装置，太阳能热水器安装在屋面上，高于建筑物的防雷装置，太阳能热水器处于无保护状态，此种情况比较多。

其三、建筑物有防雷装置，太阳能热水器安装在屋面上，建筑物防雷装置可以保护太阳能热水器的一部分，此种情况也比较多。

3、太阳能热水器被雷击时的危害路径

(1)当高于建筑物防雷装置的太阳能热水器被雷电直接击中时，强大的雷电流从太阳能热水器中的水流通道传导进入室内，危及人身和室内其它财产安全。

(2)当屋面上防雷装置发生雷击时，由于热水器与屋面防雷装置之间的安全距离不够，容易遭遇雷电反击，雷电流从太阳能热水器的金属构件进入室内，危及人身和室内其它财产安全。

(3)当屋面上防雷装置发生雷击时，有可能产生电磁感应（又称感应雷），经太阳能热水器温度数据线、电加热线路进入室内，危及人身和室内其它财产安全。

4、造成的危害

浴室是我们使用太阳能热水器的主要地方。国际电工委员会（IEC）将浴室列为电击危险大的特殊场所之一，其理论根是，人在沐浴时，遍体湿透，人体的阻抗会大大降低，而没有安装防雷装置的太阳能热水器则很有可能成为一个雷电接闪器，雷电经热水器接闪后随即顺着水管和信号线穿楼入室，大量高电压的雷电流沿金属水管及电加热线路进入浴室，此时如果刚好有人在沐浴，则必然会发生灾难性后果。

5、太阳能热水器的安全防护措施

目前，家庭安装的太阳能热水器基本上都位于屋顶的最高处，一旦遭雷击，不仅室外的热水器会遭损坏，电流更会通过水管、电线等引入室内，危及其它电器乃至使用者的人身安全。所以应采取以下措施。

(1)尽量使太阳能热水器处于防雷装置的保护范围之内。首先要确保原有防雷装置合格，在这一前提下，可以通过降低太阳能热水器的安装位置或在旁边加装避雷针加以预防。一般情况下，太阳能热水器至少应低于防雷装置60厘米，并与其保持1米左右的安全距离。

(2)尽量避免或减少通过热水器引入室内的雷电流。如果热水器已处于防雷装置的保护范围内，就不宜将热水器的金属外壳与屋顶上其它金属再连接；反之，就应该将热水器的金属外壳与屋顶防雷装置相连，借装置分流部分雷电流。

(3)即树立防雷意识。打雷时避免使用太阳能热水器，应拔掉电源插头，少接触龙头。

(4)提高对雷电危害的认识和自我保护能力，找相关部门对建筑物的防雷设施进行年检，在雷雨天气，最保险的方法是不要使用太阳能热水器，并且及时拔掉电源等插头。也不要接触水龙头和水管。

(6)降低太阳能热水器的安装位置，或者加高建筑物避雷针的高度，扩大避雷针的保护范围。使太阳能热水器处于屋面上避雷针的有效保护范围之内。并要注意应与避雷带（针）有一定的安全距离。

6、结语

使用太阳能热水器优点很多，但只有真正搞好太阳能热水器的防雷措施，在雷雨季节才可放心使用。防雷减灾管理部门、太阳能热水器生产研究部门、建设部门都应加强协作，共同研制开发既安全又适用的太阳能热水器产品，最好同水、电、煤气管道一样先期进入建筑设计领域，与建筑物同期实施，一步到位。通过整体设计、先期安装，使太阳能热水器既美观实用，又能保证安全。

参考文献

[1]建筑物防雷技术规范GB 50057-94（2010版）.

[2]肖稳安,张小青.雷电与防护技术基础.北京:气象出版社,2006.

[3]苏邦礼,崔秉球,吴望平等.雷电与避雷工程.广州:中山大学出版社,1999.29–33.