高层建筑防雷及接地技术
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【摘要】:随着现代社会物质生活需求的逐步提升，建筑项目产品规模的不断壮大，以及信息电子产业的飞跃发展，高层建筑防雷的问题的相关装置处理就越来越受到重视与关注，正逐年呈上升势头。因此，高层建筑防雷在建筑施工环节中也必不可少，并尤为重要。本文也针对于此，分析了高层建筑防雷问题的相关施工设计及施工中需要注意的几点问题，以便为高层建筑防雷问题提供下参考。
【关键词】高层建筑；防雷问题；接地设计
中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：
引言: 近些年以来，随着国家国民服务经济的实质性突破发展与其有利促进下，我国陆续兴建了不少高层建筑，这些建筑物大多也配置了相关的电子、电气设施。但由于这些设备的抗电压能力有限，极易受到雷电电磁波的干扰与影响，从而使设备造成永久性损坏，这同时也是引起火灾灾害的重要原因之一。据有关资料指出，高层建筑相对于普通民用建筑易受到的雷电袭击次数更为频繁，损失程度更严重。鉴于此，本文逐步对高层防雷问题展开论述，以期能为高层项目建筑提供更完备的参考信息。
1. 防雷问题应该考虑的设计因素
1.1 接闪器的设计
接闪器所起的作用主要是避雷防护，避免雷击的可能发生率，主要以避雷针、避雷带以及避雷网、线所组成的截获闪电装置，其通过电流接受引导，同时以接地设置贯穿组合，把雷电均摊导向给大地；对于接闪器设计，一般设置方法有两种，即滚球法与网络法。在设计阶段，主要用镀锌扁钢或镀锌圆钢装置在建筑物结构顶层，并以具体相应规格尺寸进行装置，装置敷路线按照女儿墙、楼梯间、以及电梯机房的四周结构范围展开进行。当然，这一过程少不了避雷短针以及避雷连接线的装置，所以设计时要充分以建筑结构的特点进行具体配置。
1.2 引下线的设计
防雷引下线和接闪器配置安装时，要考虑好接地装置处理，均压环的焊接联通等因素。另外，下引线设置时，应当尽可能的不要过于太长，这是因为短线处理方式可利于建筑物四角方位的下线垂体接地的实施；当在三十米以上时，应当每隔三层对其建筑物四周四角方向的建筑结构主筋进行下线焊接。如果引下线很长时，应采取在建筑物中心部位添增均压环，增加引线时电压的平稳性。另外，对于高层建筑三十米开外的部分金属结构部件，如金属门、金属栏杆、金属窗、金属装饰等的结构部件，均应设立防雷装置。因此，具体施工时，引下线的连接问题要设计与考虑得当，合理安排；尤其是楼层主梁间的钢筋引预埋件的处理。2. 施工过程中应注意的安装问题
2.1 接地装置安装
2.1.1 建筑物基础。防雷接地体按种类可分为自然接地与人工接地。自然接地方式主要是指建筑物以筏片基础钢筋或基础梁间钢筋通过焊接而成的基础接地组网；而对于人工接地这种方式，通常要考虑人工垂直的间距距离。在具体施工遇到的问题时，尤其是接地电阻值要求较小、技术含量要求较高的情形下，就应当严格按照采取的施工策略方案，进行规范施工，保求工程施工质量。
2.1.2 室外人工接地。通常的民用建筑项目工程，按照正常方式的基地装置设置就可以满足基本防雷施工的电阻值需求，而像生产类别的高层建筑的防雷接地装置不能满足基本电阻值的需求时，就可以另外加设室外接地装置。而室外接地装置主要由接地极与接地线合成。接地极通常有镀锌钢片、镀锌圆钢、以及镀锌角钢等；接地线有镀锌扁钢或圆钢等。
2.2 防雷引下线敷设
施工中引下线的安置要注意防雷接闪装置与接地装置的敷设导线的通路距离，应当不宜让其过长；敷设引下线时的操作方式可分为金属结构物件引下、以建筑物四周结构角引下、结构主筋引下等。当沿建筑物结构引下线时，采取所用的是圆钢、扁铁；而对镀锌焊接进行处理的就是建筑结构钢筋引下。当施工工艺所采用的是弧焊工艺节开展作业时，可以不对其进行处理，但要对其采用接地跨接，搭接选取的长度应当不能小于正常跨接直径的六倍。
2.3 均压环防侧击设置
如果建筑的结构高度超过了滚球半径的实际高度，就会使建筑物本身侧面容易遭受到雷电局部侧击，而均压环敷设就在此工序中的作用就是防止此现象发生。多出情况是沿着建筑物结构墙体展开敷设，或者动用圈梁钢筋对其进行敷设。
2.4 防侧击雷系统安装
对于规范防雷工作的逐步进行，需要按其防雷需求应当分为三类：就是建筑物实际高度为30米及其以上门窗金属结构建筑物防雷防护，而剩下的两种则是45米与60米的门窗金属结构等的防雷防护，也就是对这三类高度的应用类型结构进行防雷装置连接。在按施工图纸的设计要求进行施工时，要逐步查出各个金属门窗的预留洞口旁的金属引线位置并准备出相关施工材料。一般对于土建预留电位接体的引出方式可分为两种，即外露式与内嵌式。外露式就是通常运用圆钢和墙体所引出的主筋线进行焊接，但对于像铝合金门窗以及金属类的门窗需要用地脚螺栓进行固定完成接地设置；内嵌式就是主要指代门窗口附近的预留洞口的墙内预留钢件，此钢件与主体引下线主筋焊接，铝合金门窗防雷接地引下线与该预埋件焊接连接。工程施工时一般是金属管道连接并利用管道支架、固定支架作为连接件与近处引上线焊接。金属栏杆连接是利用预埋件与避雷引上线焊接。
3.超高层建筑防雷接地系统设计及施工管理
3.1按国家建筑物防雷设计规范要求，超高层属于一类防雷建筑物。其中工程设计屋顶常采用环形避雷带加避雷网设置。应满足25×4镀锌扁钢焊接成不大于10m×10m网格避雷带，且避雷带应沿屋角、脊、檐等易受雷击部位敷设，屋顶平面金属管道、构件应就近与避雷带相连通。
3.2引下线优先选择钢筋混您土柱内2根以上直径在12mm主筋作为引下线，同时与接闪器、接地体相连通，施工时应注意引下线间距不得大于12m且引下线焊接成通路，施工过程中严禁出现断开情况。
3.3接地体的设计、施工是接地系统中的重点，如使用桩基内的钢筋做自然接地体时埋地深度不应小于0.5m，且桩基内钢筋必须与周围基础地梁钢筋形成闭合环路，当与其他系统公用接地体时电阻不应大于1Ω，如条件允许可单独设立人工接地体。
3.4为防止超高层建筑遭受侧雷击，应在建筑物距地面30米以上（一类防雷建筑要求）每隔6m在建筑物周围设置均压环。设计上可利用圈梁内两条主钢筋焊接成闭合圈，所有引下线、金属结构和金属物体应连在环上，这样不仅可以分散电流，还可以降低反击电流。
4.超高层工作接地系统设计及施工要点
4.1 交流工作接地系统，建筑物由周边变电所供电时，工作接地已在区域变电所内完成，当引来配电线路时应在进入建筑物前，中性线（PEN线）做重复接地。当超高层建筑建有独立变电所时，该工作接地应在所内完成，即变压器中性点、中性线直接接地，接地电阻不应大于4Ω，笔者认为变压器、发电机的工作接地应在其设备上以最短的距离采用单独专用接地线直接与接地装置连接，严禁共用接地体。
4.2 直流工作接地系统的场所一般为各类智能化机房等大量集中使用电子设备场所，除特殊要求外接地电阻不应大于1Ω。
结束语:对于高层建筑物的防雷、避雷问题的施工问题，应当针对每一个不同的高层建筑的特点进行合理布局设计和敲定最后的具体施工方案。所以在对于高层的实际施工过程中，应针对于高层建筑物的实际情况进行探讨，在设计中不但要考虑外部防雷的问题处理，还要考虑施工过程中对于接地体、引下线、接闪器装置、引下线系统装置等的布置，从而确保整个高层防雷问题的施工过程的质量得以保证，谨防相应因安装质量引起的雷电事故发生。
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