摘要:在高层建筑电气设计中,科学、合理使用防雷技术,能降低建筑被雷击的概率,能提高建筑物的防雷性能,为建筑行业长远发展,提供强有力的保障。本文对雷击危害、防雷要求进行了概述,对防雷技术进行了分析,并对防雷技术的注意事项进行了探讨,希望能帮助到相关人士。
关键词:高层建筑;雷击危害;等电位联结;接地体
引言:最近几年以来,我国经济发展较快,进而带动建筑行业的发展。为确保高层建筑的安全性,应重视防雷技术在建筑物中的使用。提高建筑防雷性能,确保建筑功能得以实现,为用户提供安全性较高的居住环境,以促进建筑事业健康稳定发展。一般而言,雷击对建筑物的危害,主要包含感应过电压及雷电波的侵入等。
1.雷击的危害
针对于自然现象而言,雷电较为常见,雷电现象危害较大,且威力较猛。一般而言,雷电破坏高层建筑的方式繁多,其中最为主要的有感应过电压、雷电波的侵入、直击雷与侧击雷。感应过电压:当雷电现象发生时,处于裸漏状态的金属管道,能直接感应雷电,进而影响周边磁场,在此情况下,建筑内有关电子设备将受到损坏。雷电波的侵入:若雷电发生,通过建筑物中的线路,能导入较强的电流,电流所经过的地方,将受到一定程度的损坏,进而引发触电事故。直击雷与侧击雷:对于直击雷而言,雷电源于带电云层,直接作用于建筑物顶部,产生放电现象;对于侧击雷而言,主要从侧面击打建筑物,通常情况下,在较短时间内,侧击雷能形成强大电流,若未及时采取行之有效的防雷措施,雷电能直接损坏建筑,产生发热等不利现象,甚至引发火灾事故。
2.高层建筑关于防雷的实际要求
在目前,城市化发展步伐较快,在此基础上,建筑规模得以扩大,工程项目数量不断增加。高层建筑物功能日益复杂,绝大部分高层建筑物属于综合体,集商业及住宅为一体。高层建筑配套设施较为齐全,且居住人口密度较大,由此可以看出,确保建筑安全是非常必要的。在高层建筑电气设计中使用防雷技术,应结合实际有关情况,以充分发挥防雷技术的作用,进而提高高层建筑物的安全性。关于防雷的实际要求主要包括以下方面:为确保施工顺利完成,应选择易于操作、且效果较高的防雷装置;一般而言,建筑物绝大部分材料属于钢筋混凝土,因此,在电气设计施工中使用防雷技术,可将混凝土结构视为部分防雷装置,以提高建筑物的安全性及经济性;基于建筑电力供应,合理运用电源路径,合理进行电气设计施工,采用高级别供电方式,提升建筑物防雷效果,降低安全事故发生的概率。
3.防雷技术在高层建筑电气设计中的具体应用
在电气设计中,关于防雷技术的应用,本文主要从高层建筑外部的防雷设计及高层建筑的内部防雷设计等方面进行了分析,以供参考。接地装置主要由接地线及接地体组成,其能将电流分散并引入地下,以避免雷电损坏建筑物。接闪器主要应用于建筑突出部位,一般将其安置于防雷装置顶端,其通常由单个组件或者任意组件组合而成。
3.1高层建筑外部的防雷设计
通常情况下,高层建筑外部的防雷设计主要包括接地装置、接闪器及防侧击雷等,接下来主要从几点进行探讨。防侧击雷:若建筑物高度大于45m,应对超出部分进行防雷保护;若建筑物高度大于60m,应安装接闪器,来保护超出部分,如尖物及边缘等;为避免侧雷击打建筑物,应将防雷装置与金属器件连接起来,具体来说,将外墙金属材质(如金框架及空调外机等)与外圈梁连接起来,以形成均压环,并组合均压环以及引下线,在此基础上,促使网状结构的形成,再借助于防雷装置,最后将电流引入地下。
接地装置:接地装置主要由接地线及接地体组成,接地装置主要作用是分散雷电流,并将电流引入地下,以防止雷电损坏建筑物。
由于高层建筑基地埋地较深,其占地面积较大,因此,可将基地视为接地体,不仅能提高建筑物的安全性,而且具备一定的经济性。具体而言,将基础钢筋持续焊接,以形成网状结构。值得注意的是,电阻值与接地布置应满足相关标准。若将基础钢筋网作为接地体,为确保接地装置安全,应对钢筋的安全距离及具体使用情况进行全面检查。
接闪器:接闪器主要应用于建筑突出部位,将雷电引入自身,承受雷电直击,一般将其安置于防雷装置顶端。接闪器由单个组件或者任意组件组合而成,这样的组件一般包括接闪杆与金属屋面等。为降低建筑物被雷击的概率,接闪杆高度应处于合理范围。若高度过高,不易于安装接闪杆,也会提高建筑物被雷击的概率。采用接闪网及接闪带来进行防雷保护,能有效控制接闪杆的高度,及建筑物被雷击的概率。若仅使用接闪杆,为降低被雷击概率,则应使用短针或者多针的接闪杆。在铺设接闪网时,应着重铺设易被雷击的部位。另一方面,值得注意的是,高层建筑结构较为复杂,对于建筑物较为突出的部位,应增设接闪杆进行防雷保护。
3.2高层建筑的内部防雷设计
一般而言,高层建筑的内部防雷设计主要包括防止过电压及等电位的联结,接下来主要从这两方面进行分析。防止过电压:当形成雷电流感应,较为容易穿过线路及金属管道,进而损坏建筑物内部,在此情况下,建筑物出现的电压会超出额定范围。若电压值超过设备耐压数值,就能击穿设备,致使设备受到不同程度的损坏。因此,为避免设备被雷电击穿,应在线路适当位置安装避雷器或保护器,以阻止雷电流侵入设备,致使设备受损。
等电位的联结:基于防雷空间中的有关物体,如电信装置及金属物等,借助于导线将这些物体连接起来,通过这样的方式,能消除电位差,并确保电位处于平衡状态,以降低接触电压概率。现如今,绝大部分高层建筑的电源系统是TN-C-S系统,在联结等电位时,应预先埋设等电位连接版,采用科学合理的方式,将其与主干线连接,以提高防雷效果。
4.高层建筑电气设计中防雷技术的注意事项
对于高层建筑电气设计中防雷技术的注意事项,本文主要从接地体材料的防雷性与防腐蚀性、以不锈钢为接闪带的主要承受力等方面进行了探讨,以供参考。
4.1接地体材料的防雷性与防腐蚀性
通常情况下,钢材基本一定的导电性能。实际上,钢材防腐蚀性较低,处于土壤中的钢材,受到环境因素的作用,极容易发生被腐蚀现象。因此,在选择接地体材料时,应选择防雷效果较好的钢材。另一方面,也可以选择非金属材料(如石墨及铝等)作为接地体,以取代钢材,值得注意的是,非金属材料应具备较高的导电性能,以提升防雷效果。
4.2以不锈钢为接闪带的主要承受力
针对于接闪带而言,其主要应用于易被雷击的建筑部位,在该部位设置带形导体,以提高雷电流的承受力。通常情况下,都会使用镀锌圆钢。然有些高层建筑,为确保建筑物美观效果,在电气施工设计过程中,常使用不锈钢管来取代镀锌圆钢,以达到美观的目的。在此过程中,值得一提的是,应确保钢管横截面积大于55mm2,应确保钢管壁厚度大于0.6mm。为防止建筑物被雷电损坏,需对钢管对接处进行跨接处理。
结论:通过以上的分析可以得知,在使用防雷技术时,应结合实际有关情况,充分发挥防雷技术的作用,提高建筑物的安全性;为确保接地装置安全,应严格检查钢筋的安全距离及使用情况;为降低建筑物被雷击概率,应使用短针或者多针的接闪杆;在选择接地体材料时,应选择防雷效果较好、且不容易被腐蚀的钢材;通过等电位联结方式,能消除电位差,并确保电位处于平衡状态,接触电压概率得以降低;使用不锈钢管来取代镀锌圆钢,能达到美观效果。
参考文献:
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