建筑物避雷接地相关问题的研究与探讨

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【摘要】建筑物的避雷接地主要包括两个方面，一为防雷，即防止因雷击而造成损害；二为静电接地，即防止静电产生危害。随着我国社会经济的不断发展，人们生活水平的不断提高，无论是民用住宅，还是大型公共建筑物，其数量、规模都迅速增加、越来越大，尤其是建筑物内部各种电气设备的使用日趋增多，这给建筑工程的避雷接地设计、施工提出了更高的要求。

【关键词】建筑物；避雷接地；损失；电气设备；避雷器

具有危害性大、破坏力强的一种频发自然灾害―雷击，随着我国建筑物建设的迅猛发展以及各种电气设备、电子器件、网络系统的日益增多，其发生频率亦在不断增加，一旦发生雷击灾害，其带来的破坏与损失是巨大的，甚至会造成人员的伤亡，因此，建筑物的避雷接地设计就显得尤为重要，无论是构筑物、民用建筑、高层建筑物，还是大型公共建筑物，都应做好其内外部的避雷接地，进而有效地提高建筑物防雷的可靠性，从而减少不必要的财产损失和人身威胁。

1 雷电的破坏作用

雷电，大家对此都不陌生，但要给出具体的概念，很多人却无法做出精确的论述。具有短时间、高强度的雷电，其实是一种高空云流层中的自然放电现象。

雷电一旦击中建筑物，所产生的破坏作用是巨大的，尤其是一些含有大量电子设备和网络系统的智能化建筑，若发生雷击现象，损失将很严重。雷电的破坏作用主要可分为两种：一为直接击在建筑物上产生热效作用和电动力作用；二为雷电流产生的静电感应、电磁感应以及雷电波侵入作用。通过对比、分析、研究我国近年来所发生的大量雷击案例，我们可以看出，最为频发的雷击现象还是高压雷电流对建筑物内部电气设备和电力系统的瞬间损坏所引起的输电故障和电火灾等，因此，建筑物在竣工验收时，进行避雷接地是一项重要的、必须的项目环节。

2 避雷接地的概述

避雷接地是为了使建筑物在发生雷电时避免被雷电打击造成损失。然而，在现实生活中，人们往往将避雷和接地混为一谈，其实二者是不尽相同的，避雷一定要接地，但接地却并不一定是为了避雷。简单地说，避雷就是通过在建筑物中预先设置一些如避雷针、避雷带等突出屋面的金属物，将雷电引入大地的一个过程，这样可以有效地保护建筑物内外部不会受到雷电击打。而接地则是为了防止一些用电器的金属外壳由于带电而伤害到人，它们最终是需要用导体连接到接地装置以排除安全隐患。

可见，避雷和接地是两个完全不同的概念，其侧重点各不相同，因此，我们在对建筑物进行设计时，要充分认识到这一点，通过因地制宜地采取经济合理、安全可靠、技术先进的避雷措施，以防止或减少雷击建筑物所发生的财产损失和人身伤亡。

3 建筑物防雷级别的确定

建筑物需根据其重要性、使用性质、结构形式、建筑高度、发生雷击事故的可能性及后果，按避雷的要求分为一、二、三类防雷建筑，为此，我国相关的《建筑物防雷规范》中对其有明确的规定。

3.1 一类防雷建筑物

凡制造、使用或贮存火药、炸药、火工品、起爆药等大量爆炸物质且电火花易引起爆炸或易造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物，以及具有爆炸危险环境的建筑物，等；

3.2 二类防雷建筑物

国家级重点文物保护的建筑物；会堂、影剧院、展览馆、体育馆等大型公共建筑物；15米以上烟囱、水塔等建（构）筑物，中型以上的厂房、高层建筑；计算机网络系统、卫星接收系统、远程控制系统；重要的航海、航空地面导航设施；电力、通讯、广播电视设施；制造、使用或贮存爆炸物质的建筑物且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物；油库、加油站、煤气站、液化气站、露天化工设施及重要物资仓库等易燃易爆设施；预计雷击次数大于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集公共建筑物和大于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。

3.3 三类防雷建筑物

省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆；预计雷击次数大于或等于0.06次/a的一般性工业建筑物；预计雷击次数大于或等于0.012次/a，且小于或等于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物；预计雷击次数大于或等于0.06次/a，且小于或等于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。

此级别分类的确定需注意的一点就是预计雷击次数，其计算主要是根据建筑物的地理位置、地质环境及其周边情况、当地的气候变化，以及建筑物的长宽高等。

4 建筑物避雷接地的设计与施工

4.1 设计

4.1.1 外部防雷

对建筑物的外部进行防雷设计，主要是通过建筑物本身的基础接地体、引下线、避雷带、避雷网、避雷针、避雷器、等电位、均压环等的保护作用，来最大限度地减弱雷击时对建筑物的电磁效应，进而避免了直击雷或侧击雷对建筑物的伤害。

4.1.2 内部防雷

内部防雷设计主要是在认真调查、详细了解建筑物的供电形式、地极的设置、管线的敷设等情况的基础上，通过对建筑物内部的设备进行接地、屏蔽、等电位处理、安装分流限压装置等技术措施来防止或削减雷电感应及雷电波的入侵。

4.2 施工

对建筑物的避雷接地进行施工时，施工单位应当取得防雷工程施工资质，施工过程中一定要采用《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》标准，并根据审核同意的防雷工程专业设计方案、规范的设计图纸进行施工，同时接受当地气象主管机构授权的单位监督管理。另外，若出现施工变更和修改防雷工程专业设计方案，则应当按照原审批程序重新报批，获得批准后方可进行。

一般的施工流程为：施工准备接地装置安装引下线安装避雷带支架制作安装避雷网安装接地电阻测试。具体地讲，施工前，要对施工班组进行施工图纸的技术交底工作，施工材料要齐全且符合设计要求，施工机具及其配套设备要充足；施工中，针对建筑物的避雷接地施工主要包括接地装置、防雷引下线及避雷带的安装等工程，因此，要保证避雷带的连接处必须达到设计的长度，接地桩的长度、埋下的深度、连接的方式都必须按规范施工；施工后，应用有效的测量仪器进行数据测量。

4.3 检测

检测工作是确保建筑物避雷接地具有可靠性的重要保证。

首先，外部检测。检查避雷装置的数量、规格、材质、数据、安装和连接方式是否符合规范要求；检测进出建筑物的金属管道是否就近与防雷接地装置良好连接；检测高层建筑设置的金属门窗框、幕墙防侧击雷的做法和节点，是否按设计要求施工接地；测试接地装置冲击接地电阻值；等等。

其次，内部检测。检查建筑物内部防雷装置的安装，与建筑物柱、框架和外墙的安全距离是否符合规范、设计要求；检测建筑物的等电位连接是否符合设计规范要求；还应按相应的设计规范中有关防感应雷、直击雷、侧击雷和防静电、防雷击电磁脉冲等要求检查和测试。

另外，在建筑物投入使用后，要定期对防雷装置进行检测，时间可为每年一次，而对于爆炸危险环境的防雷装置则需每半年检测一次。

5 结束语

总之，在对建筑物进行避雷接地设计和施工过程中，要通过良好的设计方案和优质的施工工艺将内、外部避雷接地装置有机地结合起来，并综合接闪、均压、分流、布线、屏蔽等要素，以期真正提高建筑物避雷的安全性、可靠性。

参考文献：

[1]国家标准.建筑物防雷设计规范 GB50057-94（2000年版）[S].北京：中国计划出版社.2001.

[2]刘汉景.浅析高层建筑防雷接地的相关问题.中国高新技术企业.2009年第6期.

[3]邓雪峰.浅谈民用建筑防雷设计方法.科海故事博览•科教创新.2008年12期.