智能建筑防雷保护设计浅析

智能建筑防雷保护设计浅析

摘要：随着建筑行业的不断发展，各种高楼大厦拔地而起，因此对高楼的雷电防护是当前建筑安全必须要解决的问题。随着居民生活水平的不断提高，家用电器层出不穷，各种信息化电器设备应用也越来越广泛，因此很容易在雷雨天受到雷电的破坏。我国因为建筑防雷措施不到位而引起的雷电灾害屡见不鲜，给居民造成了巨大的经济损失，甚至严重威胁到居民的生命财产安全。因此对建筑进行防雷设计，特别是对高层建筑进行防雷设计是非常有必要的。本文通过对雷电的危害进行了深入的分析，并提出了相应的防雷措施，希望能够达到抛砖引玉的效果，使同行互相探讨相互提高，并未我国以后的建筑防雷保护设计提供理论性的参考。

关键词：智能建筑防雷设计雷电危害弱电系统防雷措施接地措施等电位联结

引言

在科学技术日新月异发展的当代社会，随着科技信息日益发达，人类的生活交流更加快捷和方便。与此同时，建筑行业在这经济高速发展的新时代也得到了蓬勃发展，城市中各种高楼林立，随着楼层的不断增高，如果不对其实施相关的雷电防护工作，在雷雨天气很容易受到雷电的威胁。在信息技术高速发展的新时代，各种精密的电子电器设备逐渐的应用到建筑物中，但是这些精密的电子电器设备的存在着绝缘性低、电压承受力若的特点，因此很容易在雷雨天气遭受雷电的破坏，一旦受到雷击势必会导致这些导致这些电器

的瘫痪，甚至引起更严重的后果，不仅使人们的经济受到了巨大的损失，还可能威胁到人们的生命财产安全。从而在新时代的建筑中，对建筑进行防雷保护设计势在必行，良好的防雷设计是居民的生命财产安全的一道坚实屏障。

一、设计指导思想

智能建筑防雷的保护设计是一个涉及到很多方面的综合性学科，智能建筑防雷的核心就是计算机信息系统。在建筑进行防雷工作时，计算机系统防雷保护的应用涉及很多行业，系统防雷重点描述的是“计算机信息系统”的雷电防护设计原则。雷电防护设计是一项系统工程，那么从系统论的角度上讲，系统结构愈合理，系统的各个部分（要素）之间才可以有机结合，相互之间的作用就愈协调，从而使整个系统在总体上达到最佳的运行状态。在系统防雷保护设计工作中，我们认为防雷设计工作主要的目的是将防雷设计工作与计算机信息系统的客观实际条件进行有机的结合，通过合理配置，使之溶为一体，确保系统的稳定工作，从而发挥出系统防护工作的最佳效果。

二、系统防雷技术理念

智能建筑中弱电系统众多，信号线路复杂、纵横交错，其中采用了大量的联网型精密电子设备，这些电子设备抗电流、抗电压或抗电磁脉冲的能力十分有限，很容易遭受雷电的袭击，不能仅依靠传统的避雷针对这些电子设备进行防雷保护。

近年来，各种通信系统和网络的受到闪电伤害是很常见的。造

成的经济损失也在逐年上升。智能大厦弱电系统的防雷设计已成为安全运行的一个重要问题。因此，智能大厦弱电系统要做好一个完善的雷电综合防护措施是十分必要的。研究和设计智能大厦弱电系统的防雷与接地，具有深远的影响和意义。

三、雷电的危害及破坏分类

3.1 雷电的危害。

在地球表面，每时每刻同时发生 2000个左右的闪电，其中落地闪电（或称落地雷）每秒钟有 30～100个。雷暴被联合国列为十大自然灾害之一，国际电工委员会（ iec）也将雷电称为电子化时代的一大公害。我国每年的雷害损失达100亿元（其中80%以上为感应雷击造成。

3.2 雷电破坏的分类。

雷击破坏分为直接雷破坏与感应雷破坏。

3.2.1 直接雷破坏。

雷电（指雷电放电中心区域）直击在建筑物、树木、动物等物体上，因电效应、热效应和机械力效应等会造成建筑物损坏以及人员伤亡。雷电直击在露天的智能化系统设备（如摄像机）上可造成设备损坏；雷电直击在架空线缆上可造成线缆熔断。

3.2.2 感应雷破坏。

雷电感应（又称感应雷）又称二次雷，发生的可能性大。它指的是闪电放电附近的导体上产生的静电感应和电磁感应，可使金属部件之间的高电压火花。感应雷有以下3种：

（1）静电感应。当有带电的雷云出现时，在雷云下面的建筑物和传输线路上都会感应出与雷云极性相反的电荷，雷击发生后被束缚的电荷得到释放，将产生很高的脉冲电压。

（2）电磁感应。当雷击避雷针时，在引下线周围会产生很强的瞬变电磁场，处在电磁场中的智能化系统设备和信号、电源线路会感应出较大的感应脉冲电压。以上两种冲击过电压称为雷电感应过电压（浪涌过电压）。浪涌过电压系统设备的损害没有直击雷猛烈，但其具有放电时间长、发生隐秘、雷击破坏面积大的特点，比直击雷发生的机率大得多，占雷害事故的 80 %以上。

（3）雷电波侵入。智能化系统的电源线、信号传输或进入中心控制室的金属管线遭到雷击或被雷电感应时，雷电波沿这些金属导线侵入设备，造成电位差，使设备损坏。此外，高电位反击也可能导致电气线路和设备内部的绝缘击穿或电器损害。

四、智能建筑弱电系统的防雷、接地设计方案

在国际标准 iec 1024 《建筑物防雷》和 iec1312 《雷电电磁脉冲的防护通则》中，重点提出了防雷分区和等电位联结的概念。根据雷击在不同区域的电磁脉冲强度划分防雷区域，并在不同的防雷区域的界面上进行等电位联结。能直接连接的金属物就直接相连，不能直接连接的（如电力线路和通信线路等）则必须依据不同的防雷区域进行科学划分，采用不同防护等级的防雷设备器件，对后续被保护设备进行有效的保护，且必须实施等电位联结。

4.1 直击雷防护。

直击雷防护主要是指建筑物主体的防雷，一般是防止建筑物或设施避免直击雷危害而采取的防雷措施。它主要通过接闪器（包括避雷网、避雷带、避雷针等）利用引下线将雷电流引至接地体，将它泄放至大地。

4.2电源系统的雷电防护。

目前，通过实际操作经验验证，由电源供应系统耦合进入的感应雷击造成设备损坏的占60%以上的比例。因此，电力系统的防雷措施的是防雷工程中重要一环。防止从外部输电线路感应雷击和雷电电磁脉冲的侵袭，使其进入建筑供电系统之前就被排放入地下。

4.3为了尽量避免上述灾害情况的发生，需针对不同的设备选用相应的数据通信信号避雷器，以作为通信线路上防感应雷电波的保护措施。由于信号避雷器串接在通信线路中，所以信号避雷器除了满足防雷性能特征外，还必须满足信号传输带宽等网络性能指标的要求。

五、结束语

随着社会的不断发展，城市化进程脚步不断加快，人们的生活生产水平逐渐提高，在城市化建设过程中，各种各样的高楼不断涌现。雷电是一种破坏力巨大的自然放电现象，在国内外每年报道的雷击事件中，都伴随着巨大的经济财产损失甚至人员伤亡，因此对建筑的防雷设计是当前建筑设计中亟待解决的问题。本文通过对雷电的深入剖析，提出了一些科学合理的防雷措施，希望对我国的建筑防雷设计起到参考性的作用。