浅谈建筑工程防雷与接地

引言：随着我国城市化进程的加快，建筑业得到前所未有的发展。伴随城市人口的增加而几乎同时进行的土地资源的管控，促使高层住宅逐渐增多。同时，随着人们生活水平的提高，住宅内智能化程度也逐步提高 ，进入住宅的线缆和电子设备也慢慢增多。这些线缆、电子设备给人们带来方便的同时也带来了雷击的隐患，因而人们对建筑物防雷接地提出了更高的要求，逐步向智能化、人性化等方向发展。

雷击是一种难以控制的自然现象，就民用建筑而言，它能够通过线缆等进入室内，对室内的人员和设施构成严重危害。因此，重视建筑物的防雷接地工程具有很重要的现实意义，接地的好与坏直接影响着人们的生活质量及安全。

1、建筑物防雷接地要点

为使建筑物及其内部设施免受雷电侵害，就需要使用防雷设备和防雷措施。常用的防直击雷的设备有避雷针、避雷线、避雷带和避雷网等，防雷电侵入波的设备主要有避雷器。信息系统中防雷电暂态冲击的器件主要有压敏电阻、气体放电管和雪崩二极管等。对于建筑物而言，要想很好地保护建筑物，就要合理地组合、设置防雷设备与器件，构成建筑物内、外部的雷电防护系统 。

1.1 防止直击雷

为了避免建筑物受直击雷的伤害可设置接闪器，其避雷的形式主要有接闪杆、接闪带和接闪网三种，在现代的高层建筑防雷中，为了达到良好的视觉效果，通常不设置避雷针，而是在结构中应用避雷带和避雷网进行防雷。因此，建筑物的接闪器要根据实际需要来选择，其材料必须具有良好的机械强度、耐腐蚀性、足够的热稳定性，以满足高温高热的雷电的破坏。在建筑物防直击雷施工时，可利用钢筋混凝土基础内的钢筋作为接地装置，若没有钢筋混凝土基础的建筑物，可在槽坑外沿设置镀锌扁钢来进行防雷。

1.2 防止侧雷击

高层建筑除了防止雷电的直击外，还应防止侧向雷击。

在建筑设计中，当高度超过滚球半径时（一类防雷高度超过30米，二类为45米，三类60米），每隔6米设一道均压环。在施工中，均压环可利用圈梁内主筋进行贯通性连接成闭合圈，此闭合圈必须与所有的引下线连接。要求每隔6米设一均压环，其目的是便于将6米高度内上下两层的金属门、窗、栏杆、扶手、玻璃幕、金属外挂板等预埋件与均压环可靠连接，且其连接点不应少于两处。

超过30米高的建筑物，应在30米及其以下每隔三层围绕建筑物外廓的墙内做均压环，并与所有引下线连接，保证建筑物结构体的各点电位相同，防止出现电位差。

防止侧雷击可采用钢构架和钢筋混凝土的钢筋互相连接进行防雷、30m以上外墙上的栏杆，门窗等较大的金属物应和防雷装置相连。对于竖直敷设的金属管道以及金属物顶端和底端都应与防雷装置相连接；有的建筑物中没有组合柱和圈梁，实际施工时每隔3层在外墙内敷设一圈镀锌圆钢做均压环，对于有组合柱和圈梁的建筑物来说，可以利用圈梁的钢筋做均压环。同时，建筑物内的各种竖向金属管道每隔3层都应与均压环进行一次可靠连接，均压环应和防雷装置的所有引下线进行可靠连接。

另外，根据《接地装置施工及验收规范》（GB50169-2006），防雷接地进行贯通性施工时，搭接材料不可用螺纹钢代替圆钢，搭接长度按照扁钢>2b、圆钢>6D、圆钢和扁钢>6D。

（注：b为扁钢长度，D为圆钢直径，扁钢搭接应焊3个棱边，圆钢应焊接双面。）

1.3 防感应雷和雷电波入侵

在进行防感应雷和雷电波入侵的工程中，可利用建筑物内的设备外壳、管道、构架等与防雷接地装置或者电气设备的保护接地装置相连。对于较长的金属物，如平行敷设的管道、构架等净距离大于10cm时，应采用金属线跨接，当跨接点的间距不大于30m，交叉净距离小于10cm时，交叉处应跨接。若低压线路全线以直埋电缆敷设的方式进行时，应在入户端将电缆金属外皮、钢管可靠地连接到接地装置上。当全线采用直埋电缆敷设有困难时，可采用架空线，在架空的电力塔上接避雷针并通过引下线引入地下接地，电缆如是四线的，零线也要通过等电位连接到引下线上。架空电缆进入室内时，需要至少有15米埋入地下，并在室内使用经过一级试验的，波形为10/350的防雷器进行防护。

埋地或地沟内的金属管道，在进出建筑物处应与接地装置可靠连接。

2、建筑结构中钢筋在防雷方面的应用

建筑物是人们居住的主要场所，如何利用建筑结构本身的钢筋对建筑物进行防雷设计及施工，保护人们的生命、财产安全，是目前建筑物防雷中重要的课题。

建筑物的接地按作用可分为功能性接地和保护性接地两大类。功能性接地包括系统接地、工作接地、逻辑接地、屏蔽接地。保护性接地包括保护接地、防雷接地 、静电接地、重复接地等。建筑物的接地按连接方式又可分为独立接地和联合接地。

2.1 屋面结构中钢筋防雷接地

随着人们生活水平的提高，对建筑物提出了更高的要求，同时新材料、新工艺、新技术在屋面防雷接地中得到广泛的应用，而旧式平屋面及坡屋面已不能满足人们对高品质建筑的追求。在建筑物外沿和突出部位等易受雷击的地方实施避雷作业是必要的，利用建筑结构中的钢筋进行防雷接地是防雷系统的一个重要组成部分。

为了使屋面具有良好的抗裂防渗漏性能，其结构通常为现浇钢筋混凝土结构，钢筋具有可导电的性能，且结构中板面钢筋与梁柱钢筋配置较密，方便相互连接成通路。同样，对于突出屋面的其他结构体也可通过此方法与下层连接形成通路。因此，在进行屋面防雷施工作业时，可充分利用建筑本身的钢筋作为接闪器，在建筑物内形成电气通路，达到防雷接地的设计要求。

对于屋面上单支避雷针的保护范围可按60°保护角进行确定。防直击雷接地装置的冲击接地电阻不宜大于30欧姆，并保持与电气设备接地装置及埋地金属管道相连。

2.2 建筑物框架主筋防雷接地

目前，建筑物主要以框架结构为主，其结构中都设有一定数量的钢筋混凝土墙柱。根据《民用建筑电气设计规范》规定，建筑物内的钢筋具有贯通性连接并符合要求时，竖向钢筋可作为引下线，横向钢筋可作为均压环。此规范规定是，钢筋直径大于等于16mm时，利用两根，大于10mm小于16mm时利用四根。根据立柱钢筋的连接形式，避雷引下线的连接形式主要为搭接焊接，如果把引下线的主钢筋进行对头碰焊，在碰焊处按规范补焊搭接圆钢。

2.3 基础梁防雷接地

基础梁是建筑防雷接地中最关键的部分，建筑物地基通常分为无筋扩展基础、扩展基础、柱下条形基础、筏形、箱形基础、桩基础以及复合地基。根据GB50057-2010规定，其接地装置应在地面50cm以下，防直击雷的人工接地体距建筑物出入口或人行道不应小于3m，当小于3m时水平接地体局部埋深不应小于1m或采取绝缘保护措施。

根据建筑物基础高度、地面下预埋管线高度及防冻防腐蚀深度来决定建筑物基础接地的埋深位置，一般大于50cm。

柱下条形基础及筏形、箱形基础，底面设有肋梁的基础，柱下独立基础及各种类型的桩基础均设有基础拉梁或承台梁，以上都可满足作为基础接地体装置的要求。

3、现代建筑防雷接地应用

常见的接地主要分为防雷接地、工作接地和保护接地。防雷接地是为了消除过电压危险而设的接地，如避雷针、避雷带和避雷器的接地。防雷接地只是在雷击下才有电流，流过防雷接地极的电流瞬间可达数十至上百千安培。工作接地指电力系统和电气装置的中性点经由导体与大地相连，其作用为加强低压系统电位的稳定性；保护接地是指电气设备的外露导电部分经由导体与接地体可靠连接的一种保护人的方式。

随着人们对防雷功能要求的提高，工程人员对建筑物进行防雷设计施工时，要对其可能受到雷击的情况进行全面的考虑。雷电属于一种无规律自然现象，它可以在空中、地上及建筑物不同的面上释放能量，也可能通过架空输电线路、各种金属管道进行放电。为了避免遭受雷击的伤害，对建筑物的防雷不能片面，应全面系统地对不同形式的雷击采用不同预防措施。

现代建筑主要以钢结构和钢筋混凝土结构为主，一般体积较大，具有较强抗雷击能力，因此，在进行防雷施工，要充分利用建筑物结构体本身构成防雷系统，使其在降低建设投资成本的同时发挥最优的防雷功能。对于易受雷击部位可采用避雷网进行防雷，在屋面突出部分或通讯设施上可安装避雷针进行避雷；利用建筑体内部的钢筋或钢构作为防雷的引下线，并根据需要增加引下线的数量，对减少建筑物各层的反击电压和减少分支电流的电磁感应具有良好的预防作用。

在建筑物各层梁、板、柱内主筋通过引出接头，使其与室内设备接地连接；利用建筑物接地体和基础钢筋接地网，便于与引入建筑物的各种金属管道、电缆屏蔽层连接；为减小流经建筑物外墙柱内引下线的雷击电流产生的电磁感应伤害，信息系统及各种电气线路应放置或敷设在建筑物内的中心部位。在防雷施工时要充分利用系统要素，以期得到最好的效果。

现代建筑物具有层数高、结构复杂等特性，在进行防雷设计时可根据建筑物的实际情况划分为不同的防雷保护区，针对不同敏感度的空间及设备的敏感性确定合适的连接点。通常对于不同的防雷保护区雷电磁场衰减情况，确定不同性质设备的布设位置；合理布线并对进入不同保护区的电缆、线路在不同界面处选择不同特性的保护器材，进行分流和限压。通过层层设防，使雷击危害降到最低程度。

4、结束语

综上所述，通过对建筑物防雷接地的合理设计施工，可有效地避免雷电的伤害，提高建筑物的安全性能。

雷电的出现是人类目前为止不可控制的，雷击所产生的危害是严重的，只有借助科学技术合理地使用防雷设备，采用科学的防雷措施，并结合接地技术，把雷击产生的危害降到最低程度，才能为人们创造更加幸福的生活。■

参考文献

[1] 肖燕武. 浅谈建筑结构设计的安全度.科技创新导报，2007.

[2] 宋效峰，陆春萍. 防雷保护技术在高层建筑中的应用[J].福建建材，2008.

[3] 夏文光，陈堂勇. 建筑物及电子信息系统防雷设计探讨[J].电气应用，2008.

[4] 瞿义勇. 《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008.

[5] 《接地装置施工及验收规范》（GB50169-2006）.

推荐访问： 接地 防雷 浅谈 建筑工程

---