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【摘要】雷电灾害是世界公认的最严重十大自然灾害之一.现代建筑物越来越多采用各种信息化的电气设备.我国每年因雷击破坏建筑物内电气设备的事件时有发生,所造成的损失非常巨大,因此建筑物的防雷设计就显得尤为重要.本文针对高层建筑电气中防雷设计问题进行探讨.

【关键词】高层建筑；防雷；设计

随着城市化的不断推进,城市人口越来越多,面对日益紧张的城市土地资源,高层建筑越来越多.随着人们生活条件的不断的改善,越来越多的电气设备安装在高层建筑之中,极大的方便了人们的日常生活.这些电气设备,如照明灯具、电源插座、、消防控制系统装置、各种工业与民用的动力装置、控制设备、智能系统、娱乐电气设施等,其使用难免会给高层建筑带来一定的安全隐患.由于这些设备的耐过电压能力较低、雷电高电压和雷电产生的电磁脉冲引起的热效应和电磁效应都会给设施造成损坏.因此,加强对高层建筑电气设计中防雷技术的应用,已经成为高层建筑中的一个重要问题.

一、雷击对高层建筑的危害及防雷的必要性

雷电作为大自然中严重的自然灾害之一,是在特定的大气条件下形成的,是地面与云团之间的正负电荷发生强烈放电或爆震的一种天气现象.雷击通常表现为直击雷、球形雷及感应雷三种形式.任意一种表现形式都会产生巨大的雷电流,进而产生较强的破坏力.直接或间接的对建筑物、电气设备等造成一定程度的破坏.相关统计表明,我市每年受雷击的影响而造成的财产损失及人员伤亡众多,因此,高层建筑的防雷设计非常有必要,必须采取科学、合理的防雷措施使雷击对经济及人身安全造成的影响得到最大程度的降低.

二、高层建筑防雷的分类

为了减少或避免雷击对建筑物带来财产损失及人身伤害,在对高层建筑进行防雷设计的过程中,应该以建筑物的实际状况为依据,因地制宜的采取科学的防雷保护措施,以建筑物的使用性质、重要性及雷击事故发生的可能性及后果等为依据,并按照防雷要求对其进行分类.相关规范规定,应该将高层建筑物分为第二类或第三类防雷建筑物.对于强雷区或雷电活跃的区域而言,可以适当的使其防雷保护得到增强.通常情况下,以预计雷击的次数为依据对其进行分类.

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将预计雷击次数高于0.05次/a的公共建筑物及办公建筑物；年预计雷击次数高于0.25次/a的普通建筑物划分为第二类防雷建筑物.将预计雷击次数不小于0.01次/a,并且不大于0.05次/a的公共建筑；预计雷击次数不小于0.05次/a,且不大于0.25次/a的普通建筑物划分为第三类防雷建筑物.

三、高层建筑防雷设计时应注意的问题

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防雷设计是一个非常复杂的问题,雷击过电压和感应过电压的影响不可能只通过单纯的几种防雷设备和防雷方法就能完全解决,必须从雷击的入侵途径,结合实际情况,对可能产生雷击的因素进行考虑,把雷击危害降低到最低点.高层建筑电气防雷设计中应注意的防护措施包括接闪器、分流、均压、等电位连接、屏蔽、接地、合理布线.

1.接闪器

接闪器是直接截受雷击的避雷针、避雷带、避雷网以及用作接闪的金属屋面和金属构件等,其中不得利用安装在接

关于高层建筑论文范文检索收无线电视广播的共用天线的杆顶上的接闪器作于其建筑物的接闪器.它利用其高出被保护物的地位,把雷电引向自身,通过引下线和接地装置,把雷电流泻入大地,保护被保护物免受雷击.接闪器的保护范围按滚球法确定.一般在接闪器保护范围内的被保护物遭雷电击中的概率应小于0.1%.接闪器所用材料应能满足机械强度和耐腐蚀的要求,并具备足够的热稳定性,以能承受雷电流的热破坏作用.避雷针宜采用镀锌圆钢或焊接钢管制成,避雷网和避雷带宜采用镀锌圆钢或扁钢制成.

2.分流

分流技术是现代防雷技术重点发展的措施,是保护电子设备和电子系统的有效手段.分流指的在所有室外导体,如天线、线、电源线等,和防雷装置和基地线间并联一种避雷装置,当雷击产生的电压沿着这些导体进入室内时,避雷装置的电阻迅速降低,接近短路,雷电产生的电流就由此分流入地了.雷电波电流在分流后,仍会有少量电流进入电子设备中,这对于不耐高压的设备来说是非常危险的.

3.均压

均压指的是将建筑物内的各个部位都形成相等的电位.如果建筑物中的钢筋结构和各种金属线路形成一个整体,那么建筑物中自然不会出现电位差,这样就能保证建筑物内不会产生跨步电压,对防止雷电对电气设备及人体的危害很有好处.钢筋混凝土结构中钢筋相互焊接在一起,最容易实现等电位的条件.在建筑设计时,要把接闪装置和建筑物的梁、柱牢固的连接在一起,再把各种金属设备和金属管线和它连接在一起,这样就形成了很好的等电位结构,也是符合防雷装置的要求的.

4.等电位连接

所有与建筑物组合一起的大尺寸金属件都应等电位连接在一起,并应与防雷装置相边.等电位连接的目的就是消除电位差,因此,所有引入室内的金属管道、电缆屏蔽层在各个不同的防雷区间之间均应作等到电位处理,另外,室外凡互相跨越或平行敷设的金属管道,如果其间距少于100mm规定的间距,也应用金属线互相跨接起来,采取等电位的处理方法避免反击.室内电子设备的等到电位的连接方式应采用一点式方法接地,而不应互相串联连接接地,以免引起干扰现象.

5.屏蔽

屏蔽的主要目的是使高层建筑内部的通信设备、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等危害.可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；当钢筋密度不够时,可按各种设备的不同需要增加网格的密度,从而实现屏蔽.一般来说,屏蔽不仅能解决分流与等电位等问题,还能最大程度上防御雷电电磁脉冲危害.

6.接地

接地指的是将流入防雷系统的电流释放到大地,避免使电流能量集中在某一个部位,对被保护设施造成损害.良好的接地才能有效的释放能量,避免发生电压反击.过去的旧规范要求设备单独接地,但是这种做法现在已经不被提倡,而是改为和防雷接地系统共用接地设备.接地是防雷系统中最根本的要求,如果接地质量不合格,则防雷设施的防雷效果都不能表现出来.

7.合理布线

合理布线是为了使防雷技术获得更好的效果.现代建筑内拥有照明、动力、和电视及各种微机设备的网络线路,当防雷装置接闪时为保证这些非防雷系统的电气线路不受影响,首先应采用穿金属管布线,它对防止雷电反击的能力强,对防各种电磁脉冲也具有较好的屏蔽能力.对雷电流分布及其波形的初步认识,使我们知道在大楼中部雷电电磁场强度最弱,而其外部钢筋柱子附近却最大,所以电气线路的主干线的垂直部分要集中于高层建筑物的中心部位,避免靠近作为引下线柱筋的位置,缩小干扰的范围.穿线钢管和线槽要与各楼层的等电位连接板和接地母线相联接,达到良好的屏蔽效果.有时除了考虑布线的位置和屏蔽外,还需要在线路上加装过电压保护器.所以一定要注意电气设计和防雷设计的协调工作做到统一考虑.

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