高层智能建筑防雷工程设计中存在的主要问题与对策

高层智能建筑防雷工程设计中存在的主要问题与对策摘要：雷电灾害会严重损坏电讯、电力设备，造成巨大的人员伤亡和建筑物损坏。而在高层智能建筑中已经遍布了通讯设备和计算机网络设备。对高层智能建筑如何采取有效的防雷措施，正在被社会普遍关注。本文首先阐述了高层智能建筑防雷的特点，其次，分析了高层智能建筑防雷设计中存在的问题。同时，结合笔者的工作经验，就如何有效加强高层智能建筑防雷工程设计进行了深入的探讨，具有一定的参考价值。

关键词：高层智能建筑防雷工程设计

中图分类号：tu97 文献标识码：a 文章编号：1672-3791（2012）10（a）-0042-01

雷电是一种强大的电脉冲波，主要包括四种形式，分别是：直击雷、云闪、电磁脉冲、球形雷。云闪对于人类影响最小，电磁脉冲对电子设备影响较大，而直击雷和球形雷造成的危害最大。雷电灾害会严重损坏电讯、电力设备，造成巨大的人员伤亡和建筑物损坏。而在高层智能建筑中已经遍布了通讯设备和计算机网络设备。对高层智能建筑如何采取有效的防雷措施，正在被社会普遍关注。

1 高层智能建筑防雷的特点

高层智能建筑一般来说都是指地处建筑群边缘或者旷野、高度在20m以上的建筑工程或者城市中50m以上的建筑工程。随着我国科学技术和社会经济的迅猛发展，高层智能建筑越来越多，每天都有很多的高层智能建筑正在拔地而起。高层智能建筑具有人员密

集、信息设备多、建筑高度高、器件密集度高、很容易被雷击的特点。尤其是目前高层智能建筑大面积地采用、配备以信息系统为核心的电子设备，而这些设备耐电磁脉冲干扰和耐高电压能力较差，故更容易被雷击。特别是那些高度超过100m的高层智能建筑，它的高度与可能遭受的雷击次数成正比。一旦出现雷击损坏，会带来巨大的经济损失和严重的社会影响。对于高层智能建筑的防雷工作而言，要做到全方位雷电防护，包括地电位反击、雷电波侵入、直击雷防护等。有效地加强高层智能建筑防雷工程设计，避免或者减少雷电损失极为必要。

2 高层智能建筑防雷设计中存在的问题

2.1 对高层智能建筑的雷击风险评估不足

雷击风险评估包括设备情况、建筑物使用情况、建筑物所处的气象、土壤、地理等，不可以单纯地基于建筑物使用性质来确定高层智能建筑的防雷类别。例如重要的高层智能建筑，若按照使用性质和建筑高度来划分，属于一级防雷水平；而如果按照其内部电子设备来看，雷击风险评估属于ａ级。ａ级和一级的防雷水平和防雷措施都差异较大。安全可靠永远是防雷第一标准，基于“经济合理、技术先进、安全可靠”的防雷工程设计原则，对于这种高层智能建筑，按ａ级标准来考虑建筑内部防雷措施，按一级标准来考虑建筑外部防雷措施。

2.2 滚球法的参考平面选择有误

滚球法中，选择的滚球支撑点是避雷针尖，滚球支撑面是地面，

按照电场中距离越近、放电越容易的工作原理进行。高层智能建筑由于楼面的尺寸有限，楼面不能作为滚球的支撑点，故雷电流无法在地面上泄放，而通过避雷带（网）（与地连接）来进行泄放。这样一来，实际需要的高度和计算出来的高度存在着很大误差。

2.3 混淆建筑物防雷的类别、等级的区别

《建筑物电子信息系统防雷技术规范》、《民用建筑电气设计规范》、《建筑物防雷设计规范》这三个规范都明确规定了建筑工程防雷的等级和类别。但是在一些高层智能建筑防雷设计中，设计人员没有注意到级别和类别的区别，在实际时随便选择某一规范来进行，所以相应采取的防雷措施也各不相同，存在不少隐患。

3 如何有效加强高层智能建筑防雷工程设计

3.1 加强传统防雷装置

在引雷后，传统的避雷针通常会引发二次雷击效应和地电位反击现象。为了有效地减少电磁辐射场和雷电流精度，可以选用提前放电式避雷针或者阻抗型接闪器、避雷针，尤其推荐选用提前放电式避雷针。提前放电式避雷针相当于使得传统避雷针的高度得以增长，有效地克服了传统避雷针存在的弊端，主动地来吸引雷电流，而不再是过去的被动吸引雷电流。提前放电式避雷针使得保护范围更大、保护角进一步加大、防雷效果更加有效。

同时，还可以在高层智能建筑物中增加引下线数量、建立可靠经济的笼式避雷网，降低接地电位，减少接地电阻值和磁场集中程度，进一步加大雷电流的分流速度，提高高层智能建筑物自然屏蔽

能力。此外，针对高层智能建筑内的不同设备，来进行计算机系统接地、交流电源工作接地、电气安全接地、避雷接地、通信系统接地。

3.2 建立完善的地网与共同接地系统

高层智能建筑物中有设备保护接地、防雷接地、防静电接地、屏蔽接地、交流工作接地等多种接地线。而这些接地线对接地电阻的要求都是完全不同的。按照防雷原理，每个接地地网为了避免出现地电位反击的情况，都要留出足够的安全距离。但是对于高层智能建筑而言，却很难实现，往往采用共用一个地网来联合接地。按照地网中最小电阻值来确定地网的电阻值。

3.3 分级保护信息系统和电源系统

在高层智能建筑防雷工程设计中，如果防护不当，那么暂态过电压很容易损害设备。为了避免出现这种情况和保护设备，低压电气装置内部的绝缘配合标准iec664-1将电源系统的防护水平分为四级，分别是ⅳ级、ⅲ级、ⅱ级、ⅰ级。

雷电及其它瞬态浪涌冲击现象，对精密电子设备和计算机设备（包括ups电源），造成很大的危害。采用电源过电压保护器可以利用快速响应模块，通过其优良的非线性伏安特性，来实现抑制暂态过电压的。在正常工作时，模块呈高阻抗特性，泄漏电流很低，不影响正常工作。当出现暂态过电压时，模块呈低阻抗特性，使暂态过电流迅速泄放，抑制暂态过电压，维持电压稳定，从而保护通信设备免受暂态过电压侵害。

3.4 加强建筑物雷击风险评估

建筑物雷电防护等级应该按照建筑物雷击风险评估报告来确定，结合雷电防护等级来进一步确定电源线路的过电压保护。电涌保护器的安装和参数设置务必应该符合相关规范的要求，2～4级的spd（电压电涌保护器）应该安装在低压供电线路上，这样一来，就能够可靠保护高层智能建筑内部的通讯设备和计算机网络设备，不至于在电压袭击时出现“盲点”。同时，节日灯之类的室外用电设备也应该安装电源spd，避免电源系统中涌入雷电产生的过电压，而这些过电压很容易通过线路进入。

4 结语

总之，加强高层智能建筑的防雷工程设计极为重要，具有巨大的经济价值和社会效益，值得深入探讨。

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