1、1防雷保护技术在高层建筑中的应用【摘要】本文首先介绍了雷电的作用及其危害，其次探究了接地系统、防雷装置及等电位联结，最后探讨了综合布线系统的防雷。本文的研究具有重要的理论价值，推动了防雷技术在高层建筑的使用。 【关键词】防雷保护技术；高层建筑；应用 中图分类号：TU97 文献标识码： A 一、前言 随着土地资源的紧缺，我国的建筑行业越来越倾向于高层建筑，尤其以大城市为主。高层建筑虽然极大的利用了空间，但是也存在很多问题，高层建筑的防雷就是重要问题之一，我们必须加强对其的研究。 二、雷电的作用及其危害 雷电直击，在建筑物上发生热效应、机械效应，以及雷电引起的反击，跨步电压；还有感应雷。此外，雷电
2、还会通过架空电线、金属管道的侵入，产生高电压。 1、热效应：雷电放电通道温度极高，一般 6000-10000，甚至更高。温度持续时间虽短，但一遇可燃物和可燃建筑构件很快起火。雷电可以比较厚的钢板，常见遭受雷击的建筑物，其可燃物和可燃建筑构件很快起火，就是这个原因。 2、机械效应：因为雷电流温度很高，当流过含有水分的木质等物质，其内部水分急剧汽化或分解出气体急剧膨胀，产生强大的机械力，使建2筑物受到破坏，房屋被劈垮，树木被劈倒、劈裂，都是物质内部含水急剧汽化所致。 三、接地系统、防雷装置及等电位联结 1、接地系统 现代高层建筑大多为智能建筑， 设有通讯等电子和数据处理设备， 对供电系统要求较高：
3、建筑物中一般附有 10/0.4/0.23kV 的高低压变电室， 用户设备的接地及变压器中性点的接地都共用建筑物的基础接地装置。因此，其低压配电系统通常采用 TN- S 系统。当线路发生接地故障时，PE 线上带有高电压。由于 PE 线是连通的，在规定的时限内未能切除故障回路时存在故障电压蔓延的情况，给用户造成危险。施工中应特别重视 PE 线在安全中的作用。在接地系统施工中应注意四个问题。 （1）施工中应注意严格区别 PE 线与 N 线，不能混接。由于施工人员技术水平不高及责任心不强，将 PE 线和 N 线混接，PE 线流过工作电流，当负荷较大或接地电阻较大时，PE 线中产生的压降也较大， 整个建
4、筑物用电设备的金属外壳会同样带上危险电压，造成事故。特别在用户装修时，由于无完整施工图纸，导线的使用混乱，经常发生 PE 线与 N 线混接的情况。所以，首先，一定要保证 PE 线与接地极可靠连接；其次，PE 线应严格按规范采用黄绿相间的塑料铜芯线以防混接。 （2）应做好 PE 干线的等电位联结。建筑物每层强电竖井内预埋接地钢板与竖井内的 PE 干线相连，同时与柱内或剪力墙内作为引下线的两根主筋做电气连通，作为 PE 干线的等电位连接。电气竖井内 PE 干线采用镀锌扁钢时，可以刷黄绿相间的油漆加以标识，同时也提高观感3效果。 2、防雷装置 （1）现代智能建筑内有多个弱电系统，对接地电阻的要求较高
5、，要求接地电阻1。有的建筑所处的位置地质条件较为恶劣，达不到设计要求的接地电阻值时，则应围绕建筑物加设闭合环状的人工接地体， 同时在接地体的周围回填低电阻率的土壤或采取其它降阻措施。 （2）采用导电性高、耐腐蚀的新型材料作接地体。钢材埋入土壤中易受氧化腐蚀，使用年限短，因此接地体应采用经热镀锌等防腐蚀处理的钢材或其它防腐接地材料，如铜、铝等有色金属复合接地材料或导电性、稳定性较好的非金属接地材料。其中，石墨接地体耐高温、化学稳定性好、导电及导热性高。它的降阻效果和同一尺寸的钢材接地体相同，完全可以取代钢材接地体，从而可以节约大量钢材或有色金属。 （3）避雷带是沿建筑物易受雷击的突出部位(如屋檐
6、、女儿墙等处)装设的带形导体，其作用是接受雷电流，设计常采用镀锌圆钢。有的工程为美观把镀锌圆钢避雷带改为不锈钢管，应严格根据建筑防雷设计规范的要求采用管壁厚度2.5mm 的不锈钢管， 对接部位应跨接处理以保证不锈钢管作为避雷带的接闪雷电流的能力。 3、等电位联结 （1）住宅和商场屋顶的玻璃棚钢结构及所有突出屋面的金属构件、金属爬梯、金属屋面板、金属栏杆均与屋面避雷带焊接连通。 （2）突出屋面的冷却塔、风机、航空障碍灯等设备不带电的金属外壳及其支架、水管、风管、电线管等均与屋面避雷带作等电位联结。 4（3）空中茶吧的钢屋面、钢构架的上部及下部底端均多点分别与避雷带、均压环或防雷引下线焊接连通，并
7、按结构要求在焊接处作软弯 (余量大于 300mm)。 （4）每层外墙的金属栏杆、门窗等与均压环连通(每一构件不少于两处)。玻璃幕墙的支架、钢龙骨等(每层、多点)与均压环连通成等电位，以防侧击雷。 （5）架空或埋地进出建筑物的所有金属管道、金属构件、电缆金属外皮及其保护钢管等，在进出建筑物处(通过与由基础接地主钢筋网焊接引出的 2002006 预埋钢板相连通)与防雷接地装置作等电位联结。 （6）各管道井及各电梯井所在处，均由基础接地主钢筋网焊接引出- 404 镀锌扁钢与金属管道及电梯导轨作等电位联结。 （7）住宅卫生间作辅助等电位联结，并设置等电位联结端子箱。 （8）水泵房、冷冻机房均设有局部等
8、电位联结用端子板(用 404 镀锌扁钢由基础接地主钢筋网焊接引出)。 四、综合布线系统的防雷 1、建筑群子系统 由连接两个及以上建筑物之间的缆线和配线设备组成。若采用光缆作为建筑物间网络连接介质，不需要安装避雷器，甚至可以架空敷设。若采用双绞线，则必须穿管埋地敷设。进入建筑后，采用双绞线敷设时，导线必须单独敷设在弱电金属桥架或金属管道内。金属桥架和金属管道与综合接地系统良好连接，充当导线的屏蔽层， 不能与强电导线共用强电金属桥架或强电金属管道。 52、设备间子系统 由进线设备、程控交换机、计算机等各种主机设备及其配线设备组成。它是布线系统最主要的管理区域，通常分为语音管理和数字管理两部分。语音
9、设备管理区子系统连接大楼外的各种线路，经与垂直干线子系统跳接后，连通各语音管理子系统，为防雷电破坏，应安装通信避雷柜作为通信线路的第一级防雷措施。连接进出大楼的大对数通信电缆必须埋地敷设，以防进出大楼的通信线路引入的感应雷。数据设备管理子系统即是计算机网络核心设备，是采用大对数双绞电统作为传输主干缆。需要在机柜中安装计算机网络防雷器，作为计算机网络的第一级防雷措施。若采用光缆作为计算机网络主干线，则避免了雷电影响，是最好的防雷措施。 3、管理子系统 设置在各层配线间，由配线设备、输入/输出设备等组成。管理子系统也分为数据和语音两部分。语音部分采用 BIX 安装架固定在墙面上。由接线板，绕线环等
10、组成，需要安装信号避雷器作为通信线路的第二级防雷措施。数据部分采用双绞线作为垂直主干线， 也需要在机柜中安装信号避雷器作为计算机网络的第二级防雷措施， 防护由于引下线泄放雷电流而形成的电磁场突变所产生的雷电感应。 4、垂直干线子系统 由设备间的配线设备和跳线设备以及设备间至各楼层配线间的连接电缆组成。分为语音主干线和数据主干线两部分。语音主干线按照程控交换机和电信系统的标准和做法， 采用屏蔽大对数双绞电缆，因为已在6管理区子系统安装了信号避雷器，所以这部分一般不需要再装防雷设备。五、结束语 高层建筑的防雷是必不可少的，也是高层建筑必须做到的重要方面，防雷技术的好坏关系到高层建筑的安全，同时也关乎生命安全，是必须加强的方面之一。因此，掌握相应的高层防雷保护技术是至关重要的。 参考文献 1陈祖训.浅谈高层建筑的防雷措施J.广西城镇建设,2006. 2王科耀.高层建筑防雷接地系统及施工中应注意的问题J.陕西建筑,2009. 3朱琼玲,李明.高层建筑防雷设计与施工应注意的几个问题J.矿业安全与环保,2004. 4孙国雄，宋中华，夏亚军.法拉第笼效应在高层建(构)筑物防雷审查中的应用A.第三届湖北省科技论坛气象分论坛暨 2005 年湖北省气象学会学术年会学术论文详细文摘汇集C.2005. 5杨伟强.浅谈建筑防雷设计J .硅谷,2008.
