高层建筑防雷工程常见问题及应对措施探究

作者：王晋 杨晓峰

来源：《科学与技术》 2019年第4期

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摘要：随着经济的迅速发展，人们生活水平的提高，当代人对居住环境的安全性的要求逐渐提高，我国地域辽阔，自然灾害也十分常见，其中雷电灾害也是威胁我国居民居住安全的原因之一。现如今的楼层建筑越来越高，高层建筑的数量也逐年增多，我国又是雷电灾害比较频繁的国家，相对于普通建筑，高层建筑遭受雷击的概率更大，因此加强对高层建筑的防雷工程十分重要，防雷措施需要具备覆盖率高、安全性好的功能，这就要求了施工企业加强技术投入，在实施防雷工程时认真仔细。本文主要高层建筑防雷工程过程中常见的问题，针对这些问题提出相应的措施，希望对施工企业实施防雷工程有一定帮助，制造出质量合格、安全性高的建筑物，减少我国在遭受自然灾害后的损失。

关键词：高层建筑；防雷工程；常见问题；应对措施

一、防雷工程在高层建筑应用的简述

雷电的出现属于自然现象，它是由于云层与云层之间、云层与云地之间的电位差达到一定程度，就会产生放电现象，这种现象包括强电流、强冲击波、强电磁辐射、高压等特点。所以防雷工程在高层建筑中应用时，要根据雷电现象的特点，将避雷措施纳入考察的范围，尽量避免建筑遭受雷击后的严重损失，将事故发生的可能性降到最小值，这也是建筑设计人员和居民最关心的问题。

传统的防雷工程主要是在建筑顶部安装避雷针等设备，主要有引下线和接闪器构成，其工作的原理是将雷击时的电流转移向大地，以此来避免雷电损坏建筑，保护居民的人身安全，但是此类设备还是会在一定程度上损坏用电器、电子设备等，面对这种情况，就产生了内外结合的防雷系统，这种系统不仅仅是在外部加入防雷针，在建筑的内部也要进行相应的避雷措施，以此来达到保护建筑内外部的目的。

二、防雷工程在高层建筑应用中的常见问题

在防雷工程的应用中，会遇到各种各样的问题，常见的问题有接闪问题、引下线问题、接地装置问题、屏蔽隔离问题、等电位连接问题以及电泳保护问题。

接闪问题是在雷电常见击中的部位设有接闪带，但是如果没有铺设，尤其是在房顶和屋脊部位，就很容易出现接闪问题，在接闪带沿着墙进行操作时，带搭接的焊接长度和施工工艺不符合防雷规范，同时接闪带没有添加补偿器。引下线问题是由于引下线铺设不匀称和不对称，焊接处也没有最好相应的工作，引下线之间的距离也没有按相应的标准铺设以及引下线近地面没有做好防护措施。接地装置问题是由于施工过程中，工程造价十分高，导致不能充分利用现有的条件，防雷效果不明显。屏蔽隔离问题是由于施工中防护问题没有做好。等电位连接问题是由于总等电位连接的端子板、接地干线的位置局部等电位端子板、以及联结方法没有按照防雷标准进行实施。浪涌保护问题是由于浪涌保护器的能量不符合标准，安装的浪涌保护器的参数没有按照相应的标准进行设置。

三、高层建筑防雷工程中常见问题的应对措施

（一）接闪器和引下线问题的处理

防雷工程中的接闪器的工作原理是在雷电发生时，接收电流，在通过引下线和接地装置向大地释放电流，最终达到保护建筑物的目的，由于目前的防雷技术具有唯一性，接闪器的位置和数量有一定影响，接闪器组成包括避雷针、避雷带和避雷网，其的保护范围可以用滚球法进行计算，通过计算出的接闪器的保护范围来达到经济高效的目的。目前的标准主要是高层建筑超过45 m以及防雷等级为二类的、高层建筑超过60 m以及防雷等级为三类的时，其超高部分应当采取防侧击雷措施。

引下线是连接闪器和接地装置之间可靠性较高的导体，为了防止引下线出现问题，可以将接闪器和接地装置变成等势体来避免两者之间的电位差，来对建筑物其保护作用，目前的高层建筑都能达到引下线的标准，同时高层建筑的梁、柱等连接都可应用引下线。

（二）接地装置问题的处理

影响接地装置的有效性因素主要有接地电阻和接地方法，要想减少建筑物受到电流冲击的电动势，就需要尽可能的降低接地电阻，这样使避雷效果随着放雷的电流速度逐渐提高，因此，在高层建筑的防雷工程实施的过程中，要尽可能降低接地电阻，使放雷效果达到最高。在进行接地装置的设计时，尽可能应用自身构造和设备作为接地材料，如果高层建筑的电阻大于接地标准，就要考虑在建筑周围设立人工接地体。

（三）等电位连接问题的处理以及浪泳保护

等电位连接将建筑结构、金属管与设备之间的电势差转变为零的技术，该项技术的应用主要是为了防止设备内出现雷电反击、跨步电压等现象，应用此项技术主要有两种方法，一种为总等电位练接，应用这种方法时要确保基础与上层结构之间的连接，可预防放电火花现象的产生，另一种方法为局部等电位连接，是将局部结构的电势差转变为零，可以应用在屋脊、房梁比较容易遭受电击的部位。

只有当浪涌保护器的参数符合要求是，浪涌保护器才能使能量之间相互配合，同时各级浪涌保护器的导线面积也应符合标准，尽量使导线短、直、长，以此来提高建筑物的安全性。

（四）屏蔽技术的应用

在防雷工程中应用屏蔽这一功能，可以有效的减小雷电电磁脉冲在电子系统中产生的浪涌，高层建筑中防雷等级为二级的建筑物弱电设备使用较多，对其采用屏蔽技术进行避雷，是保护电子设备的重要方法。一般情况下，设备的表面要搭建屏蔽网架以及增设金属外壳，同时还要考虑设备的电源线、信号线接口的接地线问题。为了最大程度的发挥屏蔽作用，可以在布线时可以使用金属桥架或者屏蔽电缆，分开架设强、弱电线，并将屏蔽层与各层次的接地装置相互联结，该方法可以降低雷电的反冲击概率，但是对于电子设备而言，还是要提高其屏蔽性。

（五）防雷工程与土建工程相结合

在高层建筑的施工过程中需要和防雷措施紧密结合，想要是完工后的建筑物达到防雷工程的标准，就必须提高施工质量和工艺，例如在进行防雷设计时，要合理的设计防雷路线，尽可能使防雷网与钢筋结合，减少经济支出；在施工过程中要加强技术人员与施工人员的联系，双方之间相互配合提高建筑物的安全性；根据防雷的设计需要，建造建筑物时要加入一定数量的钢筋土柱，利用搭接焊接等方式进行连接，将这些钢筋作为避雷的引下线，也是提高建筑物安全性的一种方法。

参考文献

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[2]李春林.高层建筑防雷工程常见问题及应对措施[J].科技与创新，2015（14）：158-159.

[3]张平.高层建筑防雷工程常见问题及应对措施[J].甘肃科技，2012，28（20）：119-120+150.

（作者单位：江苏省连云港市长虹防雷工程中心）