摘要：随着经济的高速发展，城市化建设逐渐加快，现代高层智能建筑开始广泛得到广泛建设，由于其高层智能建筑的性质，导致其极易受到雷电袭击，所以对于现代高层建筑物防雷工程的安全性以及有效性提出了更多新的要求。本文主要对现代高层智能建筑物防雷工程设计进行综合分析。
关键词：高层智能建筑物；防雷工程 ；设计；分析
引言
随着社会的不断发展进步，人们生活水平的不断提升，各类现代化高层的办公建筑以及住宅逐渐攀升。因为现代高层智能建筑物与以往的建筑物相比较而言，其不仅高度更高，而且更加智能化、信息化，现代智能建筑物内装设了许多的各类高精度的智能电子设备，导致智能建筑物更加容易被雷电袭击，假如雷电波入侵到高层智能建筑物内的自动化电子设备系统，轻者会导致电子信息设备受损，致使其无法正常运行，严重时还会对人身安全构成威胁。因此，加强现代智能建筑物的防雷工作就显得十分重要。本文主要根据雷电灾害对建筑物的危害实际情况，采取外部防雷以及内部防雷相结合的综合防雷措施对现代高层智能建筑物防雷工程进行设计。
1.现代高层智能建筑物防雷工程等级划分
在防雷工程项目设计时，应该本着安全可靠、科学规范、经济合理的原则，综合考虑各个方面的因素，统筹规划，全方位的布设外部防雷系统以及内部防雷装置，高层建筑物防雷是根据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》进行的，通过制定防雷等级，将建筑物的防雷等级划分成三级，其中超过100m以上的建筑物为一级，超过50m以上的为二级，其它为三级。在设计之前，需要对建筑物所在的地理位置、土壤、气候环境、雷电活动等情况进行详细调查。要对现场的电磁环境做好评估析。确定各个信息系统是否需要进行雷电防护以及防护的等级，才能获取一个最佳的防雷工程设计方案。
2.外部防雷系统设计
现代高层智能建筑物防雷工程的外部防雷系统包括接闪器的布设、引下线以及接地系统的设计，其主要针对直击雷的防护。
2.1接闪器
对于现代高层智能建筑物而言，接闪器体系属于直击雷防护的关键部分，接闪器属于主动引雷，拦截雷电，从而对建筑、设备以及人身安全进行保护。高层智能建筑物的金属屋面一般可当作接闪器,但是需要符合下述要求：一是金属板之间使用搭接的时候,一般搭接长度要求≥100mm；二是金属板下面没有易燃物品的时候,其厚度要求≥0.5mm。金属板下方有易燃物品的时候,其厚度大小有所不同，铁板要求≥4mm, 铜板要求≥5mm，铝板要求≥7mm。另外，避雷带、避雷网等接闪器的布局应严格依据《建筑物防雷设计规范》要求进行设计，根据类别不一样的建筑物，对屋顶防雷网格的尺寸的具体要求也存在差异：一类防雷建筑物要求不超过 5m×5m 或 6m×4m；二类防雷建筑物不超过 10m×10m 或 12m×8m；三类防雷建筑物不超过20m×20m 或 24m×16m。
2.2引下线
引下线指的是接闪器同接地装置相连接的金属导体。要想把雷电流引入大地需要凭借引下线的设计。在现代高层智能建筑物的引下线设计中，为了建筑物的美观以及实际防雷工程的需要，通常采用建筑物的主体支柱内的钢筋作为引下线。整个建筑物的垂直基础钢筋和水平方向的钢筋保持连接，共同形成良好的法拉第笼。引下线的布设应该均匀对称，引下线间距≤18m，并且数量要求≥2根。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为高层智能建筑物的垂直框架的主体钢筋很多，能够充分对雷电起到分流作用。另外，因为许多的防雷工程设计均是借助于建筑垂直结构的主钢筋当作引下线，强烈的雷电流在通过钢筋时通常会出现热效应，根据防雷设计规范要求，在采取混凝土中的主钢筋作为引下线时，应该对这部分钢筋开展热效应分析，从而保证在防雷工程实际运用的钢筋可以承受主雷电流所带来的温升。若温升太高，钢筋的机械强度和温度成反比，会对建筑物稳固性产生极大的影响，从而引发十分严重的后果。所以为了确保建筑物的安全性和可靠性，当雷电流通过柱子钢筋时出现的温升应保持在80-100℃之内。
2.3接地系统
接地系统是现代高层智能建筑防雷工程的重要环节，接地系统的主要目标是把直击雷的雷电流以及雷电感应的雷电流向大地泄放。接地系统与内外部的防雷系统保持相连，接地系统的安全性对各类防雷措施的效果产生直接影响。在接地装置进行设计时，可采用地基内的钢筋当作接地装置。结合相关规范要求，接地装置在设计时应该，满足相关条件，一是人工垂直接地体最好利用圆钢、角钢以及钢管，并将其埋于土壤中；人工水平接地体最好采取扁钢或者是圆钢。其中，圆钢直径应＞10mm；扁钢截面积＞100mm2，厚度≥４mm，钢管管壁厚度＞3.5mm。二是人工接地体需要埋设应该与地面保持0.5m左右的距离，并采取一定的防腐蚀措施；三是人工垂直接地体的长度应该保持在2.5ｍ，垂直接地体间距应保持在5m左右。
3.内部防雷系统设计
内部防雷系统设计对保护高层智能建筑的智能自动化信息系统特别关键。内部防雷系统主要包括屏蔽、等电位连接以及浪涌保护器SPD的设计。其主要针对雷电磁脉冲的防护而设计。
3.1屏蔽系统
屏蔽系统对现代高层智能建筑物的电子设备、智能自动化系统装置等方面保护极为重要，其是降低电磁脉冲的主要措施。可以借助于导电材料降低交变电磁场向指定区域穿透的屏蔽。根据智能建筑物自身的钢筋混凝土结构，将地板、墙面、梁、顶部以及柱内的钢筋构成一个六面体的网笼。使用法拉第笼避雷网不仅可以有效防御空间电磁波产生的辐射，并且还能维持智能建筑物内部的分流和均压效果。微电子设备性质不同对屏蔽的要求也不尽相同，应根据相关的技术标准来设计屏蔽。与此同时，合理的布线也是十分有效的手段，尤其是线路的屏蔽。布设良好的屏蔽系统能够较好的降低雷电磁干扰以及内部的感应浪涌电流的幅值。内部线路屏蔽局限于被保护系统的线路以及设备，可采取金属包络线屏蔽，或把线路埋设到金属管道，设备采取金属壳等屏蔽措施。电缆的放置需要和建筑物的自然接地部件相接近，为了防止出现干扰，电源线和非屏蔽线间应该适当留出一定的距离。合理的布线能够减少建筑內部浪涌的出现，减少感应回路。
3.2等电位连接
根据相关防雷规范，要求进入建筑物的全部金属导体、管道以及电缆的外屏蔽层都需要在防雷区交界位置做等电位连接。因此，在对现代高层智能建筑物进行防雷设计时，首先要把建筑物内的结构钢筋以及各类金属线缆、金属框架、金属装置以及防雷引下线等进行连接，构成统一的导电体，实现雷电流的有效泄放。
3.3浪涌保护器（SPD）
浪涌保护器（SPD）的主要作用保护高层智能建筑物内部设备以及智能系统不受雷击而损坏。雷电经常会导致电气回路或者通信线路被干扰，装设SPD可以在很短的时间内导通分流，把电力线路以及信号传输线的瞬时过电压控制在设备能够承受的范围内。因为雷电袭击的能量特别强烈，所以泄流应该分级进行，SPD的设置也应该分级开展。可以采取多级保护措施，第一级主要针对直击雷防护，第二级对前级的残留电压的吸收，依次类推，逐级使雷电流不断消减。通过对SPD的分级布设，可以取得最有效的防雷效果。
参考文献：
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[2]林金旭,倪凌霄.高层智能建筑防雷工程设计中存在的主要问题与对策[J].科技资讯,2012(28).
作者简介：黄双林（1974-），男，汉，湖南省澧县人，本科学历，助理工程师，从事防雷工作。
论文作者:黄双林
论文发表刊物:《防护工程》2017年第25期
论文发表时间:2018/1/2
标签：防雷论文; 建筑物论文; 雷电论文; 高层论文; 智能论文; 钢筋论文; 系统论文; 《防护工程》2017年第25期论文;