有关建筑物防雷相关探讨

有关建筑物防雷相关探讨
摘要：随着城市的现代化发展，建筑物的规模也不断扩大。

特别是高层建筑物因为高度高，容易落雷，如果没有可靠的防雷系统，极易对建筑及建筑内的设备造成损坏或火灾，对人员造成伤害。

因此本文对雷电现象进行分析，提出了建筑物防雷的几点探讨。

关键词：建筑物；防雷；措施
abstract: with the modern development of the city, the size of the building is also expanding. especially high-rise buildings because of high altitude, easy to lightning, if there is no reliable lightning protection system, can easily cause damage or fire within the building and construction equipment, injury to personnel. therefore this paper is to analyze the phenomenon of lightning, some discussions of the lightning protection of buildings.key words: buildings; lightning; measures
中图分类号：tu856文献标识码：a
一、雷电现象
大气流动形成雷云，随着下部负电荷的积累，其电场强度增加到极限值，于是开始电离并向下方梯级式放电，成为下行放电。

当这种雷击距地面一定距离时，地面物体在强电场作用下产生尖端放电形成向上的先导，并朝下行先导发展，两者汇合形成雷电回路，开始主放电，发出闪电和雷声，此为负极性下行先导雷击。

此雷击占
全部雷击的大约90%。

此外还有正极性下行先导雷击、负极性上行先导雷击和正极性先导雷击。

下行先导的最后一次跳越距离称为闪击距离。

安装避雷装置的目的就是对雷电流形成最强的先导回路。

直击雷和感应雷是雷电入侵建筑物内电气设备的两种形式。

直击雷是雷电直接击中线路并经过电气设备入地的雷击过电流；感应雷是由雷闪电流产生的强大电磁场变化与导体感应出的过电压，过电流形成的雷击。

根据国家标准《建筑物防雷设计规范》gb50057-94（2000年版）规定，建筑物的防雷区划分为lpzoa，lpzob，lpz1，lpzn+1等区（各区的具体含义本文不再赘述）。

将需要保护的空间划分为不同的防雷分区，是为了规定各部分空间不同的雷击电磁脉冲的严重程度和等电位联结点的位置，从而决定位于该区域的电子设备采用何种电涌保护器在何处以何种方式实现与共同接地体等
电位联结。

二、建筑物防雷设计整体观念
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。

建筑物内的整体观念是指设计和安装时，要对内部防雷装置和外部防雷装置做整体的统一的考虑；建筑物外的整体观念是指对一个院落、一个小区以及附近的环境要做全面的防雷规划，同时还不能违反小区规划的要求例如：所安装的避雷针杆塔是否影响小区的美观，所用的避雷针、避雷带或避雷网是否与建筑物的立面相配以及低矮建筑物能否由高大建筑物或高大烟囱上的避雷装置所保护
等等。

对接地装置也要综合统一考虑，例如，相距较近的建筑物能否共用接地体，地下管网能否用接地体的一部分，以及能否在一个大院或小区内为将来综合共用接地创造等电位连接的条件。

三、建筑物防雷设计的几大要素
1、接闪功能：指实现接闪功能所应具备的条件，包括接闪器的形式（避雷针、避雷带和避雷网）、耐流耐压能力、连续接闪效果、造价以及接闪器与建筑物的美学统一性等。

2、分流影响：指引下线对分流效果的影响。

引下线的粗细和数量直接影响分流效果，引下线多，每根引下线通过的雷电流就小，其感应范围就小。

引下线相互之间的距离不应小于规范中的规定。

当建筑物很高，引下线很长时，应在建筑物的中间部位增加均压环，以减小引下线的电感电压降。

这不仅可以分流，而且还可以降低反击电压。

3、均衡电位：指使建筑物内的各个部位都形成一个相等的电位，即等电位。

若建筑物内的结构钢筋与各种金属设置及金属管线都能连接成统一的导电体，建筑物内当然就不会产生不同的电位，这样就可保证建筑物内不会产生反击和危及人身安全的接触电压或跨
步电压，对防止雷电电磁脉冲干扰微电子设备也有很大的好处。

钢筋混凝土结构的建筑物最具备实现等电位的条件，因为其内部结构钢筋的大部分都是自然而然地焊接或绑扎在一起的。

为满足防雷装置的要求，应有目的地把接闪装置与梁、板、柱和基础可靠地焊接、绑扎或搭接在一起，同时再把各种金属设备和金属管线与之焊接或
卡接在一起，这就使整个建筑物成为良好的等电位体。

4、接地效果：指接地效果的好坏。

良好的接地效果也是防雷成功的重要保证之一。

每个建筑物都要考虑哪种接地方式的效果最好和最经济。

笔者认为，当钢筋混凝土结构的建筑物符合规范条件时，应利用基础内的钢筋作为接地装置。

当达不到规范中规定的条件或基础包在防水卷材层内时，可做周圈式接地装置，但应将周圈式接地装置预先埋在基础槽的最外边（不必离开建筑物3m以外）。

接地体靠近基础内的钢筋有利于均衡电位，同时还可节省为挖深沟所花费的人力和物力。

在基础完工后再挖深沟则易影响基础的稳定性。

5、屏蔽作用：屏蔽的主要目的是使建筑物内的通信设备、电子计算机、精密仪器以及自动控制系统免遭雷电电磁脉冲的危害。

建筑物内的这些设施，不仅在防雷装置接闪时会受到电磁干扰，而且由于它们本身灵敏性高且耐压水平低，有时附近打雷或接闪时，也会受到雷电波的电磁辐射的影响，甚至在其他建筑物接闪时，还会受到从该处传来的电磁波的影响。

因此，我们应尽量利用钢筋混凝土结构内的钢筋，即建筑物内地板、顶板、墙面、及梁、柱内的钢筋，使其构成一个六面体的网笼，即笼式避雷网，从而实现屏蔽。

由于结构构造的不同，墙内和楼板内的钢筋有疏有密，钢筋密度不够时，设计人应按各种设备的不同需要增加网格的密度。

良好的屏蔽不仅使等电位和分流这两个问题迎刃而解，而且对防御雷电电磁脉冲也是最有效的措施。

此外，建筑物的整体屏蔽还能防球雷、侧击和绕击雷的袭击。

四、建筑防雷安装的几点措施
引下线应与各楼层的等电位连接母线相连，可以使室内反击电压显著降低。

所以，钢筋混凝土建筑物应当在各层的适当位置预埋与房屋结构内防雷导体相连的等电位连接板，以便于和接地主干线相连。

此外，用柱内钢筋作暗装引下线时，由于结构柱内的钢筋不能断开，故不需要作断接卡子，测量接地电阻时，只需要从预埋连接板处接线就可以了。

对于高层建筑（24m~100m称为高层建筑，100m 以上称为超高层建筑），30m以下每三层沿把建筑物四周圈梁内的主筋焊接起来，并与引下线焊接，来实现均压环焊接。

30m以上，每隔不大于6m或者三层沿建筑物四周外墙的圈梁内用扁钢（25x4mm）作均压带，并与引下线焊接。

此外，将高层建筑外墙所有金属门窗及阳台等与引下线焊接起来，使整个建筑的金属部分焊接成为一个整体，即法拉第笼，将有效防止直接雷击。

接地装置：接地装置中接地极一般采用φ19或φ25的圆钢或者l40x4或l50x5的角钢。

钢管时为g50。

接地极埋深不小于0.6m；垂直接地体长度不小于2.5m,其间距不小于5m，两接地极间采用接地母线即扁钢焊接。

为防止跨步电压对人体的伤害，接地体距外墙不小于3m,避开人行道不小于1.5m。

接地极也可以沿建筑物四周砸一圈垂直接地体，即周围式接地方式。

这时，不需要离开外墙3m，而以靠近建筑物基础沟槽的外沿敷设为合理。

因为它与基础钢筋距离较近，能起到均衡电位的效果。

但如果能够采用建筑物的基础主筋作接地体效果更好，不仅节省钢
材，而且接地电阻较小。

五、结束语
建筑物的防雷是一项既简单又繁琐的内容，但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，本着防患于未然,应采取综合防御雷击的措施得当，内外结合，在智能建筑中构成一套完整的防御雷击体系，尽量降低雷电对建筑物和人类的财产生命安全。

参考文献：
【1】中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑物防雷设计规范gb 50057-94[s].北京:中国计划出版社,2010.
【2】中南建筑设计院主编建筑物防雷设计安装99d562 北京中国建筑标准设计研究所出版1999.12
【3】王时煦等.建筑物防雷设计.中国建筑工业出版社1980年9月第一版，1985年11月第二版。