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建筑防雷论文精选(九篇)

建筑防雷论文

第1篇:建筑防雷论文范文

建筑用电安全中,供配电系统线缆是影响用电安全与可靠性的重要因素。应当注意两个重点,一是高层建筑如果配备了备用发电机组,发电机组与市电之间应当建立备自投关系;二是消防负荷与非消防负荷,应当设置在不同的母线段以保证消防电源安全。尤其是消防与非消防负荷,在母线段上的接线必须彼此独立互不干扰,以保防消防系统在遇到安全事故时不会失电。在发生火灾时,消防控制室应当能切断非消防负荷电源,对火灾蔓延进行最大程度的限制,但安全照明、防恐慌照明、排水泵等非消防负荷电源不应切断。消防系统的备用照明应当采用氧化镁电缆,根据情况采用吊架安装或沿电缆架安装的方式,具备火灾时持续运行3h的能力。喷淋水泵应当在火灾时具备持续运行时间1h的能力,防排烟风机、加压风机、加压泵等应当具备火灾时1h持续运行能力,线缆可选择NH型耐火电缆或氧化镁电缆,用防火架敷设。非消防系统线路在火灾时将参与燃烧,因为普通聚氯乙烯绝缘电缆在燃烧时将产生滚滚浓烟和大量有毒气体,应采用元卤阻燃耐火材料电缆。

2构建用电安全防范系统

高层建筑应当设置用电安全防范系统,对建筑本体的用电安全进行监控,并防范安全事故的发生和扩大。目前通常采用构建电气火灾监控系统的方法,对配电线路剩余电流和电缆温升进行监控,从而迅速判断供配电系统是存在用电安全问题,是高层建筑防范用电安全事故的有效措施。监控系统的导线选择、线缆敷设、电源及接地等,都应与消防系统的配置要求相同。同时,还需要根据功能分区、风险系数来合理设置系统的监测点,并与火灾自动报警系统相协调,对建筑用电安全进行实时监控和防范。

3高层建筑防雷措施

3.1高层建筑的防雷接地策略

高层建筑的防雷系统包括内部防雷接地与外部防雷接地,外部防雷接地有接闪器、引下线、均压环、避雷带、接地网等,内部防雷接地有笼式避雷网、专用接地装置等。高层建筑的防雷接地网,是水平方向由钢筋绑扎或焊接形成的网格,如同一块独立的平板,在该平板上附加一定长度的竖向钢筋接地体用以改变接地网电容。接地网的埋设并不是越深越好,应当根据地质情况设计埋深。引下线起到将避雷带与自然接地体连接起来构成雷电流通路的作用,在高层建筑中通常利用柱或剪力强的主筋做为引下线,逐层串联至屋顶避雷线。避雷带由避雷线和支持卡子组成,设置于建筑物易受雷击的女儿墙等部位,起到引雷效应,通过引下线将雷电流引向接地网最终传输至大地,防止建筑体遭受雷击。除了外部防雷措施外,还需要构建内部防雷措施。

3.2侧击雷的防范措施和等电位联结

侧击雷危害主要来自于窗框架、栏杆、建筑表面装饰物等部位,侧击雷一般不需要专门设置接闪器来防范,可以将窗框架、栏杆、表面装饰物接到建筑钢构架或钢筋主体上接地,或利用均压环就近与防雷装置接地。由于高层建筑的施工往往电气预埋、门窗、幕墙等并非同一队伍施工,在交接和施工配合上需要注意,以免留下盲点,通常情况下是从圈梁主筋引出圆钢或扁钢,与接地端子搭焊连接。等电位连接,就是用连接导线或过电压保护器,将一定空间内的防雷装置、金属装置、导体物、电气电讯装置等连接起来,以使建筑物地面、墙板、金属管、线路等处于同一电位,避免在建筑物内部产生雷电反击及危险的接触电压。

3.3电子设备屏蔽措施

第2篇:建筑防雷论文范文

关键词 防雷装置;设计审核;常见问题

中图分类号TU895 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)64-0023-01

0 引言

雷电是对人类生产生活影响较大的一类气象灾害。雷电基础理论主要研究雷电天气的发生、发展、消亡全过程中其内在本质的规律。雷电防护技术主要研究找安全可靠、技术先进、经济合理的措施和手段。我国是一个社会经济的迅猛发展的发展中国家,当前各类建筑物和工业企业的建筑任务越来越多,雷电灾害导致的建筑物受损也较大,防雷装置的设计和审核在防灾减灾中的作用越来越重要。做好防雷图纸审核工作对于防范雷电灾害具有十分重要的现实意义。本文依据当前的国家标准及相关防雷的法律法规,主要讨论当前防雷图纸审核工作中存在的一些问题,这对理顺工作思路,更好的完成防雷装置设计审核工作具有一定的参考价值。

1 防雷装置设计审核工作中几个常见问题探讨

1.1 加强防雷装置审核中的知识学习

防雷装置设计审核的问题主要在防雷分类、接闪器保护范围的计算等几个方面。理解和掌握防雷装置审核中的知识架构对提高设计审核能力的重要基础。防雷装置设计审核需要多学科交叉运用的复杂知识系统,其由理论层、应用层、基础层三部分构成。在理论方面:需要掌握当前科技发展水平下,对雷电机理、活动规律、作用方式和防护方法的科学认识。在应用方面:掌握雷电防护技术服务过程中,所使用的现行有效的标准、规范,以及防护方法和采取的措施。如《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000版)、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004、雷击风险评估等。在应用方面:雷电防护技术服务过程中所涉及到的各类专业基础知识和相关知识。如电学、气象、地理、地质、建筑、电力、通信、计算机、石油化工、计量测量等。

1.2 防雷装置审核中的防雷分类界限不清晰

在防雷装置审核中,发现一些特殊的建筑物适用规范时分类不确定,这也是防雷分类界限不清晰所导致的一个问题。例如一些建筑物根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94应该划为第二类防雷建筑物。但从预计雷击次数等条件来判断,应划为第三类防雷建筑物。建筑物的防雷分类界限模糊时,若就高设计则会导致浪费过多,建筑费用消耗过大,在经济上不合理;但若是就低设计则雷击风险增大,防雷设计先天不足。

1.3 加强防雷装置设计中的裙房避雷带审核

有很多建筑物为了节省成本,在设计时不设置避雷带。尤其是一些在塔楼建筑物,其裙房设计往往忽略避雷带设计。事实上,忽视裙房避雷带往往给建筑物带来较大的雷击风险。有些例子中滚球半径能达到45m,但避雷针的保护范围不足30m,很多塔楼建筑物的裙房有近30m宽,不在避雷针的保护范围之类。因此在防雷装置审核中必须加强审核,确保裙房避雷带或避雷网能满足规范的要求。

1.4 建筑物防雷装置设计中的暗敷避雷带加短针保护问题

在某些建筑物的防雷设计中发现,若依据为双支等高避雷针的保护范围的计算,发现女儿墙顶面的保护半径远远大于0.4m,能够起到保护的到女儿墙的作用。但2GB50057-94附录四中有关滚球法的规定比较模糊。一般来说,接闪器保护范围的外侧滚球法不能同接闪器内侧同等适用,此时采用暗敷避雷带加短针的形式也没有做明敷的效果好,而且设置暗敷避雷带是有条件限制的。一些规定是最低要求,是不能向下突破的,但提高要求在防雷技术层面上是允许的,除避雷针存在有效高度外,防雷装置设计技术标准取值是开放域,一般只设定一基准值和取值方向,对某一防护对象而言,在具体取值时要具体问题具体分析,综合考虑安全可靠、技术先进和经济合理因素。

1.5 重视接地装置审核

接地是防雷装置审核中的重要问题之一。一般来说,接地装置的组成包括引下线、接地母线、汇流排、垂直接地体和水平接地体等。其中,垂直接地体和水平接地体 通常称地网,地网的接地电阻值达到设计要求是十分重要的。我国各规范中都指明,“设计除应执行本规范的规定外,尚应符合国家现行有关标准和规范的规定”,因此评价时就不能只着眼于设计说明上提到的规范,还应根据被保护物的特点,查看相关规范、标准(含标准图集)的规定,若相关规范、标准中有其它要求,或虽为同类要求但要求严格程度高时,应要求设计单位作相应变更。因此,在接地体型式的选择、接地体屏蔽作用分析、屏蔽效应分析以及土壤电阻率的确定都必须仔细审核,认真设计。

1.6 防雷装置设计审核的几个关键点

在防雷装置设计审核中,有几个关键点需要把握,掌握这几个审核要点,能提高审核效率。要点主要包括:合理确定待审建筑物的防雷属性分类;直击雷的保护措施审核;侧直击雷的保护措施审核;雷击电子脉冲保护措施审核;建筑物内的电源等设施的过电压保护措施审核;感应雷的保护措施审核等。

2 结论

总之,防雷装置设计审核的目的是确保建筑设计工程设计文件的质量符合国家的法律法规,符合国家强制性技术标准和规范,确保建设工程的质量安全,以保证国家和人民的生命财产安全不受损失。为提高审核能力,我们需要掌握一定的专业基础理论,熟悉了解相关的业务技术知识,建立科学的防雷理念,全面、准确地理解和运用标准、规范。

参考文献

[1]机械工业部.GB50057-94建筑物防雷设计规范[M].北京:中国计划出版社,2000.

第3篇:建筑防雷论文范文

关键词:防雷设计 技术评价 设计规范 防雷装置

引言

防雷设计技术评价成为防雷技术服务中的一项基本业务,在整个防雷工程建设中起到了举足轻重的把关作用。本文就结合平时工作实际,对防雷设计技术评价中几个容易忽视的问题给予提出,并加以讨论。

1、防雷类别确定的随意性

很多工程没有根据《建筑物防雷设计规范》(GB50057-942000版)第2.0.1-2.0.4条确定建筑物的防雷类别,类别的确定比较随意性。特别是对一座防雷建筑物中兼有多种防雷类别建筑时,应认真计算其“年预计雷击次数”,依据计算结果和《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94 2000版)第3.5.3条的要求确定工程防雷类别,不应凭感觉随意地按某类防雷建筑设计,这样就很可能违反规范。

2、直击雷设计图的标注简单化,信息量不足

各单位的防雷设计图纸往往很简化,标注太简单,信息量不够,施工时难以按图施工,难以保证施工质量。应该做到:

绘制建(构)筑物屋顶平面,有主要轴线号、尺寸、标高、标示避雷针、避雷带、引下线位置。注明材料型号规格、所涉及的标准图编号、页次。

绘制接地平面图,绘制引下线、接地线、接地极、测试点、断接卡等的平面位置,应标明材料型号、规格、相对尺寸等及涉及的标准图编号、页次,当利用自然接地装置时,宜按结构条件图绘制。

3、接地电阻要求不明确

防雷设计图上往往都是标注接地电阻要达到多少以下,没有明确是冲击电阻还是工频电阻,工频、冲击接地电阻两者的区别及关系是:工频电阻=A倍的冲击电阻即R~=ARi[详见《建筑物防雷设计规范》(GB 50057-94 2000版)。在城镇土壤电阻率低(100欧/米以下)的地方,工频电阻和冲击电阻是相等的,但在土壤电阻率高的郊区和山区,工频电阻比冲击电阻大几倍。在纯防雷接地设计中一定要清楚地注明“防雷冲击接地电阻”要达到多少,以利施工技术人员理解,避免误解引起防雷装置接地工程难度增加和资金浪费。

4.2直击雷防护措施

4.2.1避雷针保护范围问题

我国现行通用的计算方法是滚球法,其中一类防雷建筑物滚球半径为30米,二类为45米,三类60米。

现在不少智能建筑为了美观都设计带有装饰性能的优化避雷针,其保护范围的计算与普通避雷针不同,要根据其产品的具体设计安装参数来做工程设计。

4.2.2避雷带、避雷网等接闪器的布局要严格按照GB50057-94要求来设计

不同类别的建筑物,屋顶防雷网格的尺寸有不同的要求:一类防雷建筑物不大于5m×5m或6m×4m;二类防雷建筑物不大于10m×10m或12m×8m;三类防雷建筑物不大于20m×20m或24m×16m。

4.4对于防雷电波侵入,应采取如下措施

在低压220/380V供电系统中,应采用三相五线(TN-S)系统,以便于装置接地(PE)线和中性(N)线分开。对有特殊要求的可采用其他接线系统。

4.5过电压保护

智能建筑中各智能化设备普遍存在的绝缘强度低,过电压和过电流耐受能力差,对雷电引起的外部侵入造成的电磁干扰敏感等弱点。如不加以有效防范,无法保证智能化系统及设备的正常运行。

4.7接地装置

对于建筑的接地问题现在基本上达成了一个共识就是采用共用的接地方式,即建筑物的防雷接地、保护接地、工作接地、防静电接地、直流工作接地等共同接至一个接地体上,这样对于接地装置的泄流能力就提出了比较高的要求,利用建筑物的桩基础作接地装置,具有经济、美观和有利于雷电流场流散以及不必维护和寿命长等优点,混凝土内基础也能满足利用钢筋混凝土作为自然基础接地体的要求,因此建议推广使用。

6、结语

通过对防雷设计图纸技术评价中几个容易忽视问题的分析,我们得到结论,即:防雷类别的确定以及SPD的安装位置及参数选取必须按照防雷设计规范的要求,认真计算相关数据,确定防雷类别,正确安装SPD,只有正确安装,才能在雷击情况发生时,起到安全泄流的作用。此外,还要注意规范中关于接地电阻及各种防护措施如屏蔽、等电位、合理布线的问题,严格控制设计图纸的质量,提高工作质量及业务服务水平。

参考文献

[1]GB50057-94(2000年版),建筑物防雷设计规范[S]

[2]GB50343-2004,建筑物电子信息系统防雷技术规范[S]

[3]02D501-2,等电位联结安装[S]

[4]99(03)D501-1,建筑物防雷设施安装[S]

[5]GB50054-95,低压配电设计规范[S]

第4篇:建筑防雷论文范文

关键词: 建筑电气;防雷设计;接闪器;引下线

近年来,国家对防雷设计规范进行了重新修订,防雷设计随之得到了不断完善与更新。然而,在建筑电气防雷设计过程中,由于设计人员对防雷规范存在着一些分歧,因此导致同一类型的建筑防雷设计差异较大,引起设计上的一些错误。因此,下面结合GB50057―2010《建筑物防雷设计规范》提出了自己的一些看法与理解,以供同行参考。

1 建筑防雷类别的划分问题

1.1 防雷类别的确定

依据 GB 50057―2010《建筑物防雷设计规范》的规定,建筑物防雷类别应根据建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果,按防雷要求分为三类。其中确定其类别的一个重要指标是年预计雷击次数N。在许多工程设计中,设计者不计算年预计雷击次数,只凭经验或建筑物的高度确定其防雷类别。经多次验算证明,有许多设计按此方法确定的防雷类别是错误的,因此在设计中应计算出年预计雷击次数,并以此为依据确定该建筑物的防雷类别。

建筑物的年预计雷击次数可根据规范中给出的公式计算,也可利用设计软件进行计算。规范中规定建筑物年预计雷击次数应按下式计算:

N=kNgAe

式中: N为建筑物年预计雷击次数,次/a;Ng为建筑物所处地区雷击大地的年平均密度,次/( km2・a) ;Ae为与建筑物截收相同雷击次数的等效面积,km2;k为校正系数。 k一般情况下取 1;位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土 山顶部、山谷封口等处的建筑物,以及特别潮湿的建筑物取1.5;金属屋面没有接地的砖木结构建筑物取1.7;位于山顶上或旷野的孤立建筑物取2。

1.2 变电站建筑防雷分类的划分

GB50057―2010《建筑物防雷设计规范》的规定:“预计雷击次数大于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物,应划分为二类防雷”。该条为强制性条文,变电站一般应划分为二类防雷建筑。

2 防雷引下线布置不合理问题

在进行建筑物的防雷设计时,往往注重引下线的间距和数量,而忽视了其合理的布置,在许多屋角为直角的转弯处没有设置防雷引下线。当屋角受到雷击时,因屋角没有设置防雷引下线,致使巨大的雷电流得不到及时泄流,从而导致屋角破损。因此,在进行建筑物防雷引下线设计时,除应注意符合规范中规定的间距、数量外,还必须注意其引下线的布置合理性,从而达到防雷效果。

如GB50057―2010《建筑物防雷设计规范》中第4.3.3条对第二类防雷建筑物的引下线设置规定如下: 专设引下线应多于2 根,并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀对称布置,其间距沿周长计算不宜大于18m。当建筑物的跨度较大,无法在跨距中间设引下线,应在跨距两端设引下线并减小其他引下线的间距宜使专设引下线的平均间距不大于18m。

另外,此规范中第5.3.8条对防雷装置的引下线规定:第二类和第三类防雷建筑物为钢筋混凝土或者钢结构建筑物时,对建筑钢筋或者钢构件之间的连接需要满足规范规定,并利用其作为引下线的条件下,当其垂直支柱均起到引下线的作用时,可不要求满足专设引下线之间的间距。

从中可以看出,新规范中降低了接地引下线间的距,但考虑到建筑的安全性,利用建筑物的钢构件或钢筋作引下线,沿建筑物四周和内庭院四周均匀对称布置,二类防雷建筑物平均间距应不大于18m,三类防雷建筑物平均间距应不大于25m。而变电站的防雷建筑物设计时,要求每个柱子作引下线,并按照《建筑物防雷设计规范》GB50057―2010第5.3.8条进行设计。

3 防雷措施表达不准确

依据GB50057―2010《建筑物防雷设计规范》中第4.1.1条的规定,各类防雷建筑物应设防直击雷的外部防雷装置,并应采取防闪电电涌侵入的措施。许多设计者在设计说明中仍说明本设计采取防直击雷和防雷电波侵入的措施。防雷电波侵入的说法与规范中的术语不符,表达不准确,应以GB50057―2010《建筑物防雷设计规范》的术语为准,准确表达各种防雷措施。

4 防雷接闪器设置问题

根据《建筑物防雷设计规范》GB50057―2010第4.3.1条对第二类防雷建筑物外部防雷的措施规定,应采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆。整个屋面组成要确保≤10m×10m或12m×8m的网格。而规范第4.4.1 条第三类防雷建筑物外部防雷的措施规定,应采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆。整个屋面组成不大于 20m×20m或24m×16m的网格。

随着我国城市化进程的加快,汽车数量日益增多,一些大型商场屋顶做成露天停车场,由于这些商场面积一般比较大。商场屋顶若按照常规防雷设施进行设置,通常不能对屋顶停车场上的人员及汽车实施保护。例如,某高层大型商场,高为30米,商场屋顶为露天停车场。考虑到保护屋顶停车场的汽车和人,《建筑物防雷设计规范》GB50057―2010中没有相关的规定。而按照《民用建筑电气设计规范》JGJ16―2008第11.5.5条规定:屋面露天汽车停车场需要采用接闪杆、架空接闪线作接闪器,并使屋面车辆和人员处于接闪器保护的范围内。但该规范对人和汽车的保护高度没有明确的规定。

正因为如此,设计人员在进行建筑防雷设计时无法合理设计接闪杆、架空接闪线的高度。如果保护高度过高,就会造成浪费;而如果保护高度过低,则达不到保护车辆和人员的目的。为此,对于此类问题,在设计阶段设计人员需要与业主到当地的防雷中心进行咨询,由防雷专业公司设计预放电接闪杆,以解决了这些问题。但是国内设计规范不认可预放电接闪杆。如《民用建筑电气设计规范》JGJ16―2008第11.1.3条中规定:建筑物防雷不应采用装有放射性物质的接闪器。为此,对于设有屋顶露天停车场的项目,其防雷设计还没有明确的设计依据。

5 接地体形式选择

GB50057―2010《建筑物防雷设计规范》对利用建筑物的基础内钢筋做接地装置时已做明确的规定。许多设计者在做防雷接地设计时,不与结构专业沟通,不分建筑物的基础类型,均采用利用建筑物基础内钢筋做接地装置,忽略了规范中关于利用建筑物的基础内钢筋做接地装置时的规定,从而造成设计的接地装置不符合规范要求,达不到接地装置应起的分散雷电流的目的。因此,设计者应在设计时充分了解所设计的建筑物的基础形式,对不符合规范中所要求的基础形式应采用人工接地体形式,而不能一律采用利用建筑物基础内钢筋做接地体。

6 结论

总之,建筑物防雷是一个复杂性工程,其设计质量关系到建筑物的安全使用、电气设备的正常运行。因此,在进行建筑物防雷设计时,需要正确地理解已有规范中的相关规定,对规范中存在着一些不明之处,需要不断地改进与完善,以确保防雷设计的安全性和可靠性。

参考文献

第5篇:建筑防雷论文范文

【关键词】高层建筑,雷击风险评估方法,应用研究

【中图分类号】TU856 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158(2013)04-0096-01

随着我国现在的建筑物趋于高层化,雷击事故出现的概率成逐年上升的趋势,建筑物的高度越高,遭到电击的概率就越大,建筑物越高,雷电就会被建筑物的顶端场强所吸引,然后发生雷击事故,而且如果高层建筑物里建有大量的垫子设备也更容易遭到雷击,酿成不可挽回的事故,所以现在高层建筑的雷击风险评估方法显得尤为重要。雷电灾害的防御是政府所管理的一项重要的内容,防雷工作作为涉及社会公共安全和人民生命财产安全的一项基本保障工作,如何做好防雷减灾工作是对公共安全气象的理念的事件,是构件健康和谐社会的重要基础。

一:高层建筑物雷击风险评估的现状

由于我国对于高层建筑的雷电灾害风险的评估处于刚起步不成熟的阶段所以在这方面还存在着大量的问题。目前雷击事故的频发导致在建筑物的施工时仍把如何防雷当做重点,仍然停留在如火更好的设计防雷装置上,从而忽略了对雷击灾害的风险评估,对于由于雷击事故而引起的灾害损失没有安装良好的预警系统,是雷电灾害带来的损失逐年上升,造成损失越来越大。虽然雷电灾害不可预测以及避免,但是还是可以有效的科学降低风险。雷击风险评估是指如何衡量由于雷击损害建筑物而造成的建筑物本身可能出现的损失,首先是缺少对雷电灾害风险评估的全面的认识,而且大多数对高层建筑的雷电灾害风险评估都只停留在某一层面,评估的不够细致完整范围也不够全面。然后对雷电灾害风险评估的办法也是老套陈旧,相关的风险评估方法以及管理体制都尚在探索中还未完善,不够成熟。我国对于雷电灾害的风险评估的流程和技术标准仍不准确,有待完善,风险评估是一个集管理与高标准的技术含量为一体的,需要制定科学的有效的关于雷电风险评估的工作流程以及技术标准。现在中国对于高层建筑的雷电风险评估的技术远远落后于西方先进国家,由于我国对雷电的风险评估不重视导致使雷电灾害的风险评估技术滞后,还有进行高层建筑风险评估的方法不实用,如果想要进行全面的雷击风险评估还是有一定的困难,还有待于近一步的摸索与研讨。

二:高层建筑雷击风险评估方法与应用研究

建立完整的高层建筑雷击风险评估体系可以在最大程度上减少雷电灾害对人类的影响,更好的促进社会的安全安定的发展。

风险评估体系应该具备以下三点。首先应该建立完整的系统的关于高层建筑物雷击评估风险的模型,然后建立基本的雷击风险评估的方法,最后是实际处理雷击风险的方法。

1.建立完整正确的风险评估体系

高层建筑的雷击风险评估体系的建立是雷电灾害风险评估体系的核心问题。在设计建立有关高层建筑物的雷击风险评估体系时应该注重科学性原则,全民性原则,评价指标可量化原则和实用性原则,高层建筑物雷击风险评估体系是一个多因素的多层次的复杂体系,体系内各个组成部分纷繁复杂,彼此间又相互关联。通过对高层建筑雷击风险的各种来源的可能分析建立完整的系统的高层建筑雷击风险评估体系。

2.正确对待高层建筑物的雷击风险评估

因为高层建筑高度突出,内部的电子设备也很多人员也比较集中所以导致高层建筑物的遭受雷击后产生的损失要远远大于普通建筑物,所以对于高层建筑进行雷击风险评估要用正确的态度认识到雷电风险评估的重要性,还要使用正确的雷击风险评估方法计算雷电风险,重要的是相应的做好防范措施,安装有效的防雷装置,争取把雷电可能带来的灾害降到最低,降低雷电灾害对人类的生产以及生活还有经济等方面带来的损失以及影响。关于高层建筑如何进行雷击风险评估就是要正确认识风险,合理的预测风险,采取合理的雷电风险评估,从而有效的实施雷电预测防护措施。雷击风险的评估是为建筑设计防雷工作的工程师们提供的一个评估由于雷电引起的对人类生产生活产生影响损失的方法,为建筑物的防护做出了重要的意见。

3,正确建立雷电风险的评估体系

对于如何设计高层建筑的雷电风险评估来说主要面临的问题是,准确的预测雷电灾害发生的可能性,如果一旦不可避免发生了雷电灾害,对建筑物本身及建筑物内的电子设备可能造成的破坏和伤害有多大,对于即将面临的风险可以能够采取什么措施。在定性分析的基础上雷击风险量化处理工作是整个风险评估过程的重点,依据IEC 62305-2中所提出的雷击风险评估公式来进行计算,从雷击风险,年雷击风险次数,雷击风险损失,三方面来定量计算各种损失的风险值。雷电防护的目的就是要降低雷击风险,使其小于或等于雷击风险允许值。在对高层建筑进行雷电风险评估的时候要根据结果选择恰当的保护措施减低雷电对建筑物以及建筑物内电子设备的损害,在进行防雷风险评估工作的过程中应该做到有法可依,所以加快我国雷电风险评估的管理体系的建立,结合国际标准对我国现有的规范进行修正。雷击风险评估是防雷工作的最新领域,要求非常的高,要求的技术含量也很高,但是我国现在的雷电风险评估的技术尚处于起步的阶段,所以开展雷击风险评估的科普宣传是一项重要的举措。

结束语:对于高层建筑的雷击风险评估是防雷工程走向安全化现代化的必然趋势,高层建筑的雷击风险评估问题也变成了防雷工作的重要组成部分。开展对于高层建筑的风险评估是有效防止和减少雷电灾害带给人们生活的损害的有效手段。如何利用合理有效的评估体系是现在建筑公司急需解决的一大难点,所以现如今,高层建筑的雷电风险评估已经成了焦点并亟待解决的重要问题。如何做好雷电风险评估工作已经变成了涉及社会公共安全和人民生命财产安全的一项基本保障工作,如何做好这项工作是构件健康和谐社会的重要基础。

参考文献:

[1]:黄金铁。电子信息系统的雷击风险评估计算[J]工程设计与研究2004

[2]高文俊基于IEC 62305雷击风险评估计算方法[J]建筑电气,2008

[3]《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010

第6篇:建筑防雷论文范文

关键词 古(仿古)建筑;雷电防护;防雷设计

中图分类号TU2 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)47-0173-02

0 引言

为努力建设文化大县和在全国群众文化先进县中舞好传统文化的龙头,浦北县县委、县政府决定通过各种方式筹集资金建设浦北县城文昌塔。整个项目由某古建园林工程设计有限公司设计,然而他们并非专业防雷设计单位,对防雷接地设计较为随意,没有针对性、可操作性差,因此,我公司针对项目仿古建筑物的特点派专业技术人员进行实地勘察,有针对性地对浦北县城文昌塔仿古建筑物进行了雷电防护设计并对工程进行了实施。

浦北县文昌塔仿古建筑物为观光塔,是全国的第五座文昌塔,但其规格最高、规模最大、艺术水平最高的文昌塔。塔共9层,结构高度为48.88m,结构体系为混凝土框架结构。与现代建筑物相比,仿古建筑物外形结构复杂,防雷装置安装不容易。

1 文昌塔仿古建筑物防雷类别的确定

根据规范“古建筑的防雷,根据其文物价值与雷害后果分为三类:第一类:部级重点保护的古建筑。第二类:省、自治区、直辖市保护的古建筑;第三类:其它古建筑”及“古建筑防雷装置的选择与构造要求,对一类古建筑,应专门研究;对二类古建筑,应按第一类民用建筑考虑;对三类古建筑,应按第二类民用建筑考虑”, 浦北县文昌塔仿古建筑物为三类古建筑物,其防雷等级按二类防雷建筑物考虑。

2 文昌塔仿古建筑物防雷措施

目前古(仿古)建筑物设计主要采用的技术标准有《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994(2000)及《古建筑木结构维护与加固技术规范》GB50165。在进行防雷设计时应该根据建筑物所处环境,气象地理条件对多方面的因素进行综合考虑,防雷设计是一个整体的概念,既包括建筑物本身,又包括建筑物内部的设备及人员,以及建筑物周围的环境及树木。其防护效果直接关系到整个区域的安全,如处理不当,很可能造成火灾,甚至人生安全。针对文昌塔的防雷要求,我们分别从现代防雷技术的三个方面外部防雷保护、内部防雷保护和LEMP防护进行设计和施工。

2.1 外部防雷保护

外部防雷主要是指防护建筑物及室外设施免受直击雷的危害所采用的外部防雷装置,主要有接闪器,引下线和接地装置三部分,其主要作用是由接闪器接闪雷电通过引下线引流到接地装置,并能过接地装置将雷电流散流到大地中去。

2.1.1 避雷针、避雷带的装设

由于文昌塔有她独特的建筑风格及建筑美学,所以在屋顶的避雷针及各层的避雷带必须与文昌塔浑然一体。

避雷针:利用塔顶的金属宝顶(金属层厚度大于4mm)作为避雷针,安装在文昌塔的塔顶、金属宝顶底座采用Ф12热镀锌圆钢与3根引下线柱结构钢筋可靠焊接作为接闪器泄流通道。

避雷带:在文昌塔的塔顶,采取Ф12热镀锌圆钢沿琉璃瓦轮廓弯曲敷设,形成环形避雷带。避雷带,支撑卡明设(各支架采取防水措施,孔内空隙用高标水泥浆填实到孔口,在孔口封灌防水胶);避雷带必须与3根引下线柱结构钢筋焊接;

2.1.2 引下线的装设

引下线是雷电流的通路,根据分流原理,引下线数量越多,每根引下线所通过的雷电流就越小,这样一来就可以减少雷电反击及二次雷电的危害,因此应尽可能多的设置引下线。对于二类防雷建筑物引下线不大于18m的要求,塔半径为8m,应该设置3根避雷针引下线,引下线沿塔均匀布置;利用塔楼外侧3大结构柱内的2根Ф16mm以上规格主钢筋作为雷电泄流引下线,通长焊接,并在各层平台上用Ф12mm的热镀锌圆钢从2根Ф16mm柱主筋焊出预留点,供各层避雷带接地用,同时在一层外侧的引下线在距地500mm处预留测试板或盒。

2.1.3接地体的布置

根据浦北县文昌塔《岩土工程勘察报告》,文昌塔所建场地自上而下主要由平均厚度0.48m的素填土,主要成份粘性土和较多砾砂颗粒;平均厚度13.92m的砂质粘性土,主要成份粘性土和含较多石英粗砾砂颗粒;平均厚度7.12m强风化花岗岩组成;采用文纳四极法测出视土壤电阻率高达2 500Ω・m,土壤电阻率较高。而某古建园林工程设计有限公司设计“要求接地电阻不大于 1欧姆,实测不满足要求时,增设人工接地极”。这一设计对于技术经济来说十分不合理。众所周知,接地装置的接地电阻主要由接地体的几何尺寸和土壤电阻率确定,对降低文昌塔的接地电阻,我们采取了如下措施与方法:

1)充分利用建筑物自然接地体,将混泥土基础钢筋通长焊接并采用40×4热镀锌扁钢引出四个点与人工接地体连接,这在技术上是容易实现的,而且节约钢材;

2)深井接地措施,在水平接地体四周增设垂直接地极是降低接地电阻的有效方法之一,因此在水平地网四周增设4口30m的深井接地极,作为降低电阻值的主要措施;

3)施放接地降阻剂,根据计算垂直接地体接地电阻的公式 知道,当使用降阻剂后,相当于增加了导体的直径,从而使接地电阻减小,达到降低接地电阻的目的。R接地电阻,为土壤电阻率,L为接地体长度,r为接地体等效半径。

2.1.4 侧击雷与球雷的防护

古建筑物防侧击雷,要根据所在地地理位置来决定。对于周围空旷,或建在山区的古建筑物应根据实际情况确定,确实需要的可以每隔6m沿建筑物四周设置圈式防雷均压带,并使均压带和建筑物四周的所有金属物均与防雷接地可靠连接。防球雷的最好措施是安装金属屏蔽网并可靠接地,最低要求是把建筑物的所有门窗都装上玻璃,使其没有孔洞,以防球雷沿孔洞钻进室内。此外,还应注意附近高大树木引来的球雷,要考虑树木与建筑物的安全距离。

文昌塔建立在文昌公园的至高点,塔高9层,结构高度为48.88m,属于独立的仿古高塔,塔身的上部应有防侧击的措施。除顶层装避雷带外,为防侧击雷在各层檐安装避雷带。如图2所示,采取Ф12热镀锌圆钢沿各层琉璃瓦轮廓弯曲敷设,在塔楼各层屋面形成环形避雷带,避雷带,支卡明设(各支架采取防水措施,孔内空隙用高标水泥浆填实到孔口,在孔口封灌防水胶);在不同标高将防侧击雷的避雷带与从结构钢筋焊接引出的Ф12热镀锌圆钢焊接。文昌塔四周5m内无高大树木。不存在雷击树木对文昌塔的反击问题。

2.2 内部防雷措施

内部防雷装置的作用是减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁感应以及防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害。为达到此目的所采用的设施均为内部防雷装置,它包括等电位连接、屏蔽、加装避雷器以及合理布线和良好接地等措施。针对文昌塔主要如下措施:

1)等电位联结:在电源进线配电室处间设置总等电位联结端子板MEB。将设备机壳、电源PE线、电涌保护器的接地线、较大的金属物以及从LPZOA区进入LPZO1区的各类金属管就近连接到端子或等电位连接线上,楼梯金属扶手、等电位连接端子采用-40×4镀锌扁钢与防雷接地装置连接;

2)屏蔽:对进入文昌塔的电源线、信号线等穿钢管直接埋地引入,其埋地长度不应小于15m。在低压电源架空电缆埋地前,应安装符合Ⅰ级分类试验的电涌保护器。信号线在室内进入设备端安装适配的信号电涌保护器;

3)防接触电压危害:每条引下线,在地面以上1.8米加装绝缘套管,以防止接触电压对人员的伤害;

4)防跨步电压:在地面下,围绕建筑物四周做闭合环形接地体,在该接地体包围的地面上电位基本均衡,防止了雷电流入地后产生的跨步电压对人员的伤害。引下线与接地体间的接地引线、接地体的敷设,要符合GB50057-94第4.3.5条的规定。

3 检测

为更好的做好防雷安全保护工作,应建立定期技术检测制度,发现问题及时整改、解决;实施避雷设施跟踪技术检测,每年至少检修一次,以防人为和非人为因素破坏。

4 结论

现代防雷技术强调的是全方位防护,综合治理、层层设防,把防雷看作一个系统工程。文物古建筑是国家重要和珍贵的文化遗产,具有不可复原性,古建筑的防雷安全工作并非小事。因此,避雷设施建设应是文物保护基本建设的项目。全社会都应当增强古建筑雷电灾害忧患意识,切实做好古文物建筑的防雷安全保护工作。

参考文献

[1]纪天斌主编.故宫消防.紫禁城出版社,2005.

[2]古旧建筑防雷设计与施工技术方法.

[3]石拥军,等.古建筑物防雷略论,2004.

[4]建筑物防雷设计规范 GB50057-94(2000版).

第7篇:建筑防雷论文范文

[关键词]易燃易爆场所;防雷设计;研究分析

[中图分类号]TM862

[文献标识码]A

[文章编号]1672—5158(2013)05—0466—01

前言

雷电虽然说是一种自然现象,但与我们的日常生活还是息息相关的,它会在特殊的场合,在一定的条件下发生作用,对我们的安全问题构成相当大的危险。因此,我们更要关注雷电,在了解了它的危害后,或者它已经造成了伤亡事故的条件时,应该采用科学有效的手段去解决问题,预防伤害,比如对感应雷、直接雷、雷电侵入波等这些容易对建筑物造成损坏的现象进行预防,与此同时还要加强人身防雷,确保生命安全,通过有效的防护意识减少不必要的财产损失。

1.雷击防护的基本原理

雷击防护就是通过合理、有效的科技手段,将雷电流所散发出来的能量尽可能的引入到大地,是疏导,而不是堵雷。雷击防护又分为两个层次,即外部防雷和内部防雷。外部防护系统主要是由避雷针、或避雷网、引下线和接地系统而构成,它的功能主要是避免建筑物接受或是直接接触到雷击带来的巨大震撼力而造成损害,从而引起火灾事故威胁人们的身体安全和财产安全;而内部防雷系统主要是防止雷电或其他形式的过电压入侵防雷设备中造成破坏性的干扰。

2.针对不同的雷击形式给出不同的防雷击设计方案和措施

2.1直接雷击的防护

对于直接雷击的侵袭,我们一般会采用的防御措施是:用导体将雷云中的电荷导人大地,不让它跟它所能触及到的易爆易燃场所、建筑进行接触。简单说来就是,人为的给雷云创造一条放电的通路,引流。直接雷击的防护系统包括接闪器、地网和引下线三个部分。其中,接闪器主要会使用到避雷针、避雷网和避雷带等。避雷针的保护范围要按照滚球法进行计算,比较复杂,但精准度很高。

像雷电这种自然现象,它是一阵一阵的,很可能会出现二次放电。为了防止这种现象的发生,不论是空气中或地下,都必须保证接闪器、引下线和接地装置与邻近导体之间有足够的安全距离。无论何种情况,不同类型和级别的建筑物,他们同导体之间的距离也是不一样的,比如说,第一类防雷建筑物防止二次放电的最小距离也要超出3米,而第二类防雷建筑物防止二次放电的最小距离稍微小一些,不得少于2米。如果碰到不能满足间距要求的情况,一定要想办法进行跨接。

2.2关于感应雷击的防护

感应雷击就是雷电的第二次作用,为了防止感应雷击对易爆易燃场所或建筑造成伤害,通常采用的方法是用导体将设备或电力设施中的雷电感应电流通过接地级导入大地。静电感应带来的危害是十分严重的,为了防止这种危害,应将建筑物内不带电的金属装备、金属结构连成整体并予以接地。另外需要注意的是,将平行管道、相邻间的距离小于100毫米的管道用金属线跨接起来,从而达到防止电磁感应雷造成威胁的效果。

2.3雷电冲击波的防护方案和措施

雷电冲击波是这样一种现象,当发生雷电时,直击雷或感应雷在架空线路或电缆上可能产生迅速传播的高压冲击机波,它经由室内对变配电装置造成雷电冲击,造成损害。雷电冲击波的速度非常之快,损害力极强强大。为了预防雷电冲击波侵入变配电装置,可在线路引入端安装阀型避雷针。它具体的操作就是,将阀型避雷器上端接在架空线路上,下端与地相接。当没有任何雷电现象发生的时候,即一切正常时,避雷器对地保持绝缘的状态;而当雷电冲击波到来时,避雷器被击穿,从而将雷电引入大地,冲击波过去后,避雷器将自动恢复绝缘状态。

3.不同种类级别的建筑

因为雷电对建筑物造成的危害主要表现在直击雷引起的火灾及感应雷击和雷电冲击波非配电系统和设备造成的破坏,所以,为了保证生产、储存、试验易燃易爆物品的危险场所的安全系数,首先要对这些所在的场所所处的位置依附的建筑物进行第一保护。根据《建筑物防雷设计规范》明细规定,在建立建筑物雷击防护系统和设计的时候一定要符合规则。而易燃易爆危险场所的防雷设计与施工,还要参照兵器工业总公司兵总质(1990)2号《火药、炸药、弹药、引信及火工品工厂设计安全规范》等相关的条例规定。

根据易燃易爆危险物品的危险程度及其产生危害的严重程度,可以将易燃易爆危险场所的防雷等级分为三类:即第一类防雷建筑物,主要包括炸药,如黑索金、三硝基甲苯苦酸、特屈儿等;还有一些具有0区或10区爆炸环境的建筑物。第二类防雷建筑物主要有:制造、储存或使用爆炸性物质的建筑物,但电火花的引爆率比较小或危害性不会伤及巨大破环和人身安全。具有1区爆炸危险环境的建筑物,它的危害性也不会导致较大程度的破坏。它的危险环境在于当处于正常的情况下时不能形成,但在非正常的情况下能形成爆炸性混合物的场所。第三类防雷建筑是指具有21区、22区以及23区易燃易爆物品的危险场所。

4.水柱引雷

水柱引雷是美国人发明的,美国的海军曾经尝试用深水炸弹激起的水柱成功引发了雷击。受到该思路的启发,当前已有一些科研人员研究用高压水枪引雷。很明显的是水柱引雷的研发与应用成本很低,但是它的缺陷是所能射出的距离太短,没有什么作用力。为了更充分利用水柱引雷它自身所存在的优势,相关人员已经在研究改进喷咀的形状,并采用脉动施加压力来提高水柱射程。

5.结论

作为气象站、气象局单位里面工作的一份子,本人有责任和义务把气象跟易燃易爆场所有机结合起来,去分析和研究,找到更多有利的方法去策划和探讨防雷设计,为我市人们的人身安全、财产安全作出更多的贡献。也希望本文能切切实实的能够为易燃易爆场所及人们带来更多的安全感。

参考文献

[1]李垂军.林政,黎梓华.智能建筑防雷设计技术评价[J]气象研究与应用.2011(03)

第8篇:建筑防雷论文范文

关键词 岳飞庙;防雷保护;设计

中图分类号TU895 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)40-0021-02

0 引言

古建筑是某一地区、某一时代文化发展的标志,历经沧桑的古建筑因为所具有的独特造型和风格以及丰富的历史文化内涵,成为我国历史文化的宝贵遗产。然而古建筑多为木质或砖木结构,若建筑防雷稍有疏忽,就可能成为雷击对象,引发火灾,造成不可挽回的损失。据统计,建国以来,雷击古建筑火灾约占古建筑火灾的15%左右,而未引发火灾的雷击事故就更多了。现存的古建筑中有很多是遭雷击受损后修复或重建的,因此古建筑的防雷安全工作事关重大,加强古建筑物的综合防雷是非常有必要的。

岳飞庙址位于河南省安阳市汤阴县城内西南街,是一处完整的古建筑群。现有面积4 000多m2,殿宇建筑近百间,坐北朝南,外廊呈长方形。临街大门为精忠坊,木结构牌楼。属于部级重点保护建筑。

通过现场勘察,根据《建筑物防雷设计规范》、《古建筑木结构维护与加固技术规范》、《建筑物防雷设施安装》图籍中“古建筑防雷作法”等标准,对岳飞庙古建筑群进行了综合防雷设计。

1 岳飞庙防雷类别的确定

根据GB50165-92《古建筑木结构维护与加固技术规范》第5.3.1条的规定,古建筑分为三类:第一类:部级重点保护的古建筑;第二类:省、自治区、直辖市保护的古建筑;第三类:其他古建筑[1]。根据古建筑物的特殊结构和对防雷的要求,将古建筑物防雷标准纳入到建筑物防雷设计规范GB50057-94之中。根据《建筑物防雷设计规范》,建筑物的防雷分类根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果来确定[2]。部级重点文物保护单位的古建筑物根据其大小至少应划为二类以上防雷建筑物。

2001年,岳飞庙被国务院公布为全国重点文物保护单位,其建筑规模较大,而且整个建筑群以木结构为主,遭受雷击时极易起火燃烧,将造成无法弥补的巨大损失。根据GB50057-94规定,第一类防雷建筑物是指有爆炸危险,因电火花而引起爆炸,会造成巨大损失和人身伤亡者。因此岳飞庙古建筑群应按照第一类防雷建筑物标准进行防护。

2 岳飞庙外部防雷设计

对岳飞庙古建筑群的防直击雷措施主要从接闪器、引下线、接地装置等几个方面进行设计。

2.1 接闪器

根据《建筑物防雷设计规范》,岳飞庙古建筑群按照第一类防雷建筑物级别进行直击雷防护,在各祠宇屋顶上安装尺寸不大于5m×5m或6m×4m的避雷网格。在屋脊、屋檐上暗敷避雷带,为保持古建筑的美观,避雷带应沿古建筑物屋脊的轮廓弯曲,避雷带应高出正脊、斜脊、屋檐瓦当的高度20cm。在脊顶、宝顶、宝顶、尖塔、塑像、兽头、人物、挑檐等处用Φ16以上的铜棒做避雷小针,使整座祠宇建筑最易受雷击的部位均处于接闪器的保护范围内[3]。全部接闪器共需使用紫铜棒Φ16×50cm94根、Φ18×80cm22根、Φ18×100cm的43根、Φ18×120cm的18根和Φ25×50cm的3根。使用紫铜既耐腐蚀,又与古建筑相匹配,不会影响岳飞庙的原貌。

2.2 引下线

防雷引下线根数与雷电流分流的大小成正比,与每根引下线所承受的雷电流成反比,因此在引下线设置不合理时,易产生雷电反击及其二次危害。各祠宇多为砖木结构,应采用明敷,敷设时应注意引下线要对称,为保持各祠宇的外型美观,在间距符合规范的前提下,尽量不要在正面敷设引下线,引下线的间距不应大于12m。岳飞庙内东西厢房、岳云祠、四子祠、岳珂祠、孝娥祠等面积较小,每座祠宇只需对称的引下线两根便满足要求。精忠坊因外形较大,应在其四角设置引下线。

2.3 接地装置

古建筑物接地装置的布设应根据其用途、性质、地理环境和游客多少等情况来选择结构方式和位置。在岳飞庙内做接地装置时应注意游客集中场所与地下管线路的安全距离。对于面积较小的几个祠宇的接地装置应连接成一体,构成均压接地网,使接地网界面以内的电场分布均匀,减少跨步电压对游客的危害,同时减小地面电位梯度大而产生的反击高压危害。为降低雷击跨步电压对游客的危害,当接地体距建筑物出入口或人行道小于3m时,接地体局部应埋深1m以下,若深埋有困难,则应敷设50mm~80mm厚的沥青层,其宽度应超过接地体2m。埋在土壤中的接地装置,其连接应采用焊接,并在焊接处作防腐处理[2]。

3 岳飞庙内部防雷设计

为了加强对古建筑物文化遗产的保护和监管,各文物保护管理单位在古建筑群内设置监控、电话、消防、照明等设施,增强了古建筑物的防雷安全隐患,因此在做好外部防雷的同时,还应做好等电位连接、安装SPD、合理布线、接地等内部防雷。

1)电源系统的防雷:岳飞庙内各祠宇的高度一般较低,电源线不易采用架空线路引入,因此应采用穿钢管埋地敷设的方式引入电源线路,并且在引入端电源箱内安装电源浪涌保护器;

2)把各类金属管包括铠装电缆的金属外皮在相应的防雷交界区处就近与防雷接地或建筑基础地作等电位连接,使沿各类金属管和电缆侵入的雷电流及时泄入地中。各祠宇内防雷电感应的接地干线与接地装置的连接不应少于两处。同时在天馈线、通讯、电话线、信号线路进入各祠宇时安装信号浪涌保护器;

3)岳飞庙古建筑群各祠宇内外安装的监控摄像系统,在保护范围内,金属外壳应接地,并与各祠宇的防雷接地连接;在摄像头端安装三合一避雷器,作为对摄像头电源、信号、控制的雷电防护。在监控主机前安装多端口BNC接口避雷箱,作为对监控主机的防护;

4)沿木质介质敷设的电缆采用阻燃型电缆。

4 结论

通过以上设计,能够对岳飞庙古建筑群内存在防雷安全隐患的部位进行了有效的防护,最大程度的减小了雷电灾害造成的损失。然而根据现行的《建筑物防雷规范》,也不能保证建筑物防雷达到百分百的安全,古建筑物的防雷并不是很完善。因此,各级防雷安全管理部门要加强监管,定期进行安全检测,每年至少检测一次,发现问题及时解决,切实做好古建筑物的防雷安全保护工作。

参考文献

[1]古建筑木结构维护与加固技术规范(GB50165-92).

第9篇:建筑防雷论文范文

关键词:建筑物防雷;分类;措施

中图分类号:C35文献标识码: A

雷电是大气中一种伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中,因此常伴有强烈的阵风和暴雨,有时还伴有冰雹和龙卷风。雷电活动的强度通常是由年平均雷暴日来表示。所谓雷暴,就是当天空中带有大量电磁的雷云层之间,或云层向大地迅速放电,而产生强烈的闪光,并伴有巨大的雷击声音。云层之间的放电,主要对飞行器发生危害,云层对大地的放电,则对建筑物和人畜危害极大。现代防雷的技术原则是强调全方位防护,综合治理、多层设防,把防雷作为一个系统工程来设计。

一、当前,正值夏季多雷雨天气,预防雷击是我们人类的首要问题。几年来,被雷击或者被间接雷击而死亡的人数在不断的增长,如何防止雷击问题是人们经常谈论的事情。在夏季,雷电分为两种危害,一种是直接雷击,另一种则是间接雷击。直击雷的危害程度远大于间接雷击,而直击雷是我们大家都知道的。间接雷击主要是由于雷雨云层电荷在放电时产生的强电磁场通过金属导线而感应出的数万伏超高电压放电。下面我们较详细的来阐述关于雷电的防护问题。

1、直击雷

直击雷是雷电直接击在建筑物上。由于雷击时,雷电压高达几百万-几千万伏,雷电流高达几万到几十万安,强大的雷电流所经的物体上的水份受热汽化膨胀,而产生强大的热效应和机械效应,从而使建筑物遭受到破坏,同时可能会引起火灾。关于直击雷的防护问题,唯一的方法就是构建防雷措施,在高大的建筑物上设立金属避雷入地导线,可将巨大的雷雨云层电荷释放掉。或者在人类居住的小区四周装有大型的避雷塔,以防止人类的生命财产不受到任何的伤害和损失。

2、感应雷

感应雷,就是带电的雷雨云层在放电时产生瞬间强大的高脉冲电磁场,这种强磁场会在我们周围的金属导线中产生感应电荷。由于感应电荷的聚集,会在金属导线上形成较高的对地电位差,也就是我们平时所说的高压电。且其分为两种情况:

(1)当雷云来临时地面上的一切物体,尤其是导体,由于静电感应,都聚集起大量的雷电极性相反的束缚电荷,在雷云对地或对另一雷云闪击放电后,云中的电荷就变成了自由电荷,从而产生出很高的静电电压(感应电荷)其过电压幅值可达到几万到几十万伏,这种过电压往往会造成建筑物内的导线,接地不良的金属物导体和大型的金属设备放电而引起电火花,从而引起火灾、爆炸、危及人身安全或对供电系统造成的危害。【1】

(2)另一种情况是,在雷电闪击时,由于雷电流的变化率大而在雷电流的通道附近就形成了一个很强的感应电磁场,对建筑物内的电子设备造成干扰、破坏,又或者使周围的金属构件产生感应电流,从而产生大量的热而引起火灾。另外,当架空线遭受直击雷或产生感应雷,高电位便会沿着导线电源线以及信号侵入变电站或建筑物内,这种雷电波侵入也会对电气设备造成危害或使建筑物内的金属设备放电,引起破坏作用。【2】

二、现代雷电的综合防护

现代雷电的综合防护,不但要解决建筑物的直击雷防护,还有对进入建筑物内的各种金属管道、电源线、信口线的LEMP防护,以确保建筑物内电器、电子设备等的安全。

且对建筑物的内外都要有整体观念。这里的建筑内外不单是指内部防雷装置和外部防雷装置。建筑物内的整体观念是指设计和安装时,要对内部防雷装置和外部防雷装置做整体的统一的考虑;建筑物外的整体观念是指对一个院落、一个小区以及附近的环境要做全面的防雷规划,同时还不能违反小区规划的要求例如:所安装的避雷针杆塔是否影响小区的美观,所用的避雷针、避雷带或避雷网是否与建筑物的立面相配以及低矮建筑物能否由高大建筑物或高大烟囱上的避雷装置所保护等等。对接地装置也要综合统一考虑,例如,相距较近的建筑物能否共用接地体,地下管网能否用接地体的一部分,以及能否在一个大院或小区内为将来综合共用接地创造等电位连接的条件等等。【3】

利用建筑物屋顶的避雷带、网和四周墙面内的柱钢筋作为引下线,以及梁钢筋相互焊接,把进入建筑物的水管、金属管道等金属构件作良好电气连接。这样,整座建筑物就形成了一个理想的“法拉第笼”屏蔽网。不但能使雷电流有良好的散流途径,均压分流、接地电阻小、而且整座建筑物形成统一的等电位系统,保持均压作用。利用地下建筑物基础接地体,由于接地体面积大,大大降低了接地电阻。利用柱筋作为引下线,由于引下线多,分流效果好,可大大减少了各引下线的电流值。因此,雷击时可以避免闪击放电或反击伤害。在高层的建筑物防雷中,考虑到雷电流的散流途径长。从接闪器到引下线到接地装置的电位梯度大,为了均衡电位,降低电位梯度,因此,对高层外圈梁的钢筋焊接成闭合回路,构成水平避雷带,可有效地防范侧击雷,但已使其大为削弱。随着信息技术的迅速发展,现代高科技电子设备广泛使用,由于其灵敏度高、耐压低,很容易受到雷电电磁脉冲感应。因此,建筑物尚应在低压侧装设低压避雷器及各种楼层设置相应的避雷器以及电器汇流排,以最短路径与电子设备的损坏,实践证明其安全效果相当显著。【4】

自2010年以来,我市气象局在全疆率先引进22套大气电场仪,布设在火烧山、彩南、石西、陆梁、独山子等石油、石化重要工业区,形成一个严密的雷电预警监测网络,对我市区域范围内的大气电场强度及其变化进行有效监测,并根据其变化情况提前雷电预警。针对重点企业和单位,比如电力、机场、石化等部门的主要安全责任人,以手机短信形式。在我市逐步实现雷电监测全覆盖,确保气象探测信息的代表性、准确性、连续性和可比较性。【5】

所以,从事防雷设计、审核和防雷质量的工程技术人员必须加大政策法规宣传力度,遵章守法,按规范中建筑物防雷分类要求做好一切相应的防雷措施,重视各个环节的质量,最终使建筑物的防雷设施真正发挥出保护建筑物及建筑物内人和设备安全的作用。

参考文献:

【1】 百度百科――《感应雷》

【2】 中国地质大学――《电气安全工程》

【3】 中华园林网――《建筑防雷综合论述》