刘潇忆

摘要：随着现代社会的发展，建筑物的规模不断扩大，其内各种电气设备的使用日趋增多，尤其是计算机网络信息技术的普及，建筑物越来越多采用各种信息化的电气设备。我国每年因雷击破坏建筑物内电气设备的事件时有发生，所造成的损失非常巨大。因此建筑物的防雷设计就显得尤为重要。本文结合某高层建筑的实际情况，谈谈如何做好防雷设计。

关键词：高层建筑 防雷设计

0 引言

近年来我国大量兴建了许多高层建筑，建筑物内越来越多的装备了各种信息化的电子、电气设备，由于这些设备耐过电压能力低，雷电高电压以及雷电电磁脉冲侵入所产生的电磁效应、热效应都会对系统和设备造成干扰或永久性损坏，这也是如今雷电灾害事故频繁发生、导致损失越来越大的一个原因。以上海为例，截至2006年底，仅陆家嘴金融贸易区已经建成商务楼宇112幢，总建筑面积789万平方米。这些高层的建筑面积高达几万甚至几十万m2。由建筑物年预计雷击次数公式N=KNgAe(详见GB50057--94)可知，高层建筑比一般建筑遭雷击的概率要大得多，而一旦遭受雷灾，损失将非常严重，后果会不堪设想。因此，高层建筑的防雷设计，成了建筑领域十分关注的问题。本文将结合某高层建筑的实际情况，谈谈如何做好高层建筑的防雷设计。

1 工程概况

工程总用地面积为40.5亩，总建筑面积143000m(含地下建筑面积27000m)，建筑高度99.5m，主体建筑地上31层，地下2层。该建筑物主要功能为商、住，主楼的1~3层为商场及少量办公，4层为技术层及住宅的社区服务，5~30层为高档商品住宅。

2 防雷、接地及等电位联结

该工程为二类防雷建筑物。接地型式为TN—S-C系统。防雷接地、变压器中性点工作接地、保护接地、弱电设备接地均共用接地装置，即利用建筑物结构基础钢筋网作为共用接地极，其实测接地电阻不得大于1Ω。

2.1 防雷接闪器 用—40×4镀锌扁钢在各栋住宅楼顶部，沿女儿墙、楼梯间、电梯机房屋顶四周暗敷，并焊接连通成环状作为避雷连接线，避雷短针(用Φ12镀锌圆钢高600mm间距3m)与避雷连接线焊接连通作防雷接闪器。

因在C和D座住宅大楼顶部有高出屋面8m的玻璃棚钢构架，且在C和D座的26-28层(距地81~90m)处，采用钢结构联结成一体，建有2层空中茶吧(长30m、宽8m、高9m)。故在C和D座屋顶钢构架的顶端各加装了一根Satelit／ESE6000型提前放电避雷针作接闪器，以便更好地保护空中茶吧。

所有屋面板(含裙房)内各2根≥Φ20的主钢筋均相互焊接连通在屋面形成不大于10m×10m的网格，并就近与屋面避雷带、避雷针及防雷引下线焊接连通。

2.2 引下线 利用结构柱内对角线2根(≥Φ20)主钢筋，从上到下焊接连通，并作好专用标记，引下线间距≤18m。在每根引下线距室外地坪下-0.8m处焊接引出-50×5镀锌扁钢(为防腐蚀，包裹水泥沙浆后)埋地伸向室外，距外墙距离≥1.5m(本工程在实际施工中已将其引至环状焊接连通的施工保护用的护坡钢桩，并与之焊接连通)。

防雷引下线其上端与接闪器(避雷带、避雷网格、避雷针)，下端与接地装置，中间与各层均压环均相互焊接连通。

2.3 接地装置 利用结构桩基基础及承台外侧周边内各2根(≥Φ20)主钢筋相互焊接连通作垂直接地体，周边地梁上部的2根(≥Φ20)主钢筋相互焊接连通成环形水平接地体。网格状的地梁内各2根、(≥Φ20)主钢筋均相互焊接连通作为接地干线，与垂直接地体及环形水平接地体均相互焊接连通(并与所在处底板内主钢筋焊接连通)作为共用接地装置。接地电阻不得大于1Ω(实测为0.3Ω)。

2.4 均压环 4层(即裙房屋顶)以上，每层利用外墙周边圈梁内2根(≥Φ20)主钢筋相互焊接连通作均压环，并与经过的防雷引下线焊接连通，同时在该处与所在层楼板钢筋网焊接连通。

2.5 等电位联结 该工程等电位联结包括以下几部分：①住宅和商场屋顶的玻璃棚钢结构及所有突出屋面的金属构件、金属爬梯、金属屋面板、金属栏杆均与屋面避雷带焊接连通。②突出屋面的冷却塔、风机、航空障碍灯等设备不带电的金属外壳及其支架、水管、风管、电线管等均与屋面避雷带作等电位联结。③空中茶吧的钢屋面、钢构架的上部及下部底端均多点分别与避雷带、均压环或防雷引下线焊接连通，并按结构要求在焊接处作软弯(余量大于300mm)。④每层外墙的金属栏杆、门窗等与均压环连通(每一构件不少于两处)。玻璃幕墙的支架、钢龙骨等(每层、多点)与均压环连通成等电位，以防侧击雷。⑤架空或埋地进出建筑物的所有金属管道、金属构件、电缆金属外皮及其保护钢管等，在进出建筑物处(通过与由基础接地主钢筋网焊接引出的200×200×6预埋钢板相连通)与防雷接地装置作等电位联结。⑥各管道井及各电梯井所在处，均由基础接地主钢筋网焊接引出-40×4镀锌扁钢与金属管道及电梯导轨作等电位联结。⑦住宅卫生间作辅助等电位联结，并设置等电位联结端子箱。⑧水泵房、冷冻机房均设有局部等电位联结用端子板(用40×4镀锌扁钢由基础接地主钢筋网焊接引出)。

2.6 柴油发电机房工作接地 室内环形接地干线采用50×5镀锌扁钢，与柱上由基础接地主钢筋网焊接引出的4块200×200×6预埋钢板焊接连通，并与机房等电位联结LEB端子板焊接连通。LEB端子板另外再与2根直接由基础接地主钢筋网焊接引出的50×5镀锌扁钢焊接连通，以保障实测接地电阻不大于1Ω。

2.7 变电所工作接地 室内环形接地干线采用50×5镀锌扁钢，与柱内8块200×200×6预埋钢板焊接连通(通过柱内2根≥Φ20主钢筋与基础接地主钢筋网焊接连通而接地)，并与室内等电位联结LEB端子板连通。另外再用2根50×5铜排直接由基础接地主钢筋网焊接引上与LEB端子板联结(以保障接地电阻不大于4Ω)。各变压器中性点均用50×5铜排与LEB端子板连通接地。

2.8 消控中心及各弱电机房工作接地 均直接从基础接地主钢筋网焊接引出，采用一根BVR-50mm2导线穿UPVC32管，暗敷引至各机房工作接地端子板。弱电竖井竖向通长敷设一根40×4铜排作为接地干线(由基础接地主钢筋网焊接引出)。

2.9 过电压保护 变压器高压侧装有氧化锌避雷器，低压侧装有过电压电涌保护器。高层屋顶电梯等设备的配电箱、高层住宅的各层总配电箱、消控中心及各弱电机房的配电箱均装有过电压电涌保护器。

3 结束语

对高层建筑物的防雷设计来讲，每一个建筑物都有不同的设计方案，本文是针对某一高层建筑防雷设计的实际情况出发进行探讨的，不能千篇一律的将其赋予每一个建筑物，确保防雷设计方案能够做到合理有效，防止或者减少雷电事故的发生。

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