浅谈智能建筑的防雷设计

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　　摘要：
　　近年来，随着智能建筑的不断发展，建筑内部的电子设备也越来越多，由于电子设备的自身特点，导致了其遭受雷电袭击的可能性相对较大。因此，就需要对智能建筑进行安全有效的雷电防护措施来降低雷电的危害。本文简要地阐述了雷电对智能建筑造成的危害及智能建筑防雷设计中存在的不足，并提出了智能建筑防雷设计的要点，仅供借鉴参考。
　　关键词：智能建筑；防雷设计；雷击
　　随着我国科技水平的高速发展，智能建筑的发展规模也在不断扩大。智能建筑较之普通建筑最大的区别就是建筑的智能化，实现智能化的基础就是依靠大量的电子设备、计算机系统等，而这些设备也是最怕受到雷击或干扰的。因此，对于智能建筑的防雷设计问题，是万万不可忽视的。本文就智能建筑的防雷设计展开探讨，希望能为今后的智能建筑工程建设提供参考。
　　一、雷电对智能建筑造成的危害
　　（一）直击雷的危害
　　顾名思义直击雷就是雷电直接作用到物体上，并通过雷电本身的电效应和热效应造成物体损坏。相对智能建筑而言，直击雷一般都是作用在智能建筑外部的一些智能化设备上的，如监控设备、电缆等，雷击会直接导致设备损坏，电缆熔断，从而导致智能建筑的整体功能遭到破坏。
　　（二）感应雷的危害
　　感应雷又被称为雷电感应或二次雷，具体是指当雷电发生放电现象时，会在附近的一些导体上产生电磁感应或静电感应，导致某些金属部件之间产生过高的电压或火花。感应雷大致可分为三类：静电感应、电磁感应和雷电波入侵。由于建筑中有许多智能化设备，感应雷会不同程度地造成这些设备出现电位异常、绝缘损坏等，从而导致设备失灵，严重的会直接损毁。
　　二、智能建筑防雷设计的不足之处
　　（一）对智能建筑内部设备耐过电压冲击能力考虑不足
　　智能建筑内部有许多属于电子信息系统的设备，国家对这类设备的电源、信号线路等的过电压保护措施有明确规定，可参照GB50343-2004。但是，由于这些设备通常所在的位置多数都分布在建筑底部或中部的机房和控制室中，虽然建筑物对来自空中的电磁脉冲干扰有所降低，但经由电源和信号线路传入的过电压却没有丝毫的减弱迹象，多数设计人员通常都会忽视这一点。
　　（二）智能建筑防雷风险评估不足
　　雷击的风险评估包括了诸多方面的内容，如建筑所处的地理环境、土壤的性质、气象条件和建筑内设备的使用情况等。智能建筑的防雷设计，不能只是根据建筑的使用性质，来确定防雷类别，应当从各个方面同时进行，需遵循安全可靠、技术先进、经济合理的原则。
　　三、智能建筑防雷设计要点
　　智能建筑在进行防雷设计时应当按照以下步骤进行：首先，应对智能建筑所处位置的自然条件进行充分调查，如地质、气象、雷电活动情况等；其次，需对智能建筑的防雷等级进行确定，不同防雷等级的智能建筑应区别对待；最后，要考虑智能建筑外部防雷设计和内部各种智能系统的防雷设计，两者缺一不可。
　　（一）智能建筑外部防雷设计
　　智能建筑外部防雷设计主要是对直击雷的防护，在进行设计时应尽量采用合理的外部防雷装置对其进行有效地防护。通常情况下，外部防雷装置主要包括接闪器、接地体和引下线。
　　1.接闪器。按照GB50057-94中的相关规定，智能建筑防直击雷的接闪装置应主要以避雷带、避雷网和避雷针为主。一般的智能建筑在进行避雷针设计时往往都是将避雷针设计的很长，以此来保护建筑免遭雷击，但却忽略了避雷针的高度是和雷击的概率成正比，也就是说避雷针越高，也容易受雷击。因此，智能建筑的接闪装置应优先考虑选择避雷网或避雷带，尽量不选用避雷针。智能建筑采用避雷网或避雷带进行防雷，可以将其与建筑天面板中的钢筋焊接在一起，暗敷于板内。另外避雷网或避雷带的网格尺寸可以根据建筑物的防雷等级进行确定。
　　2.接地体。根据其在智能建筑中的具体作用，可以分为以下几种类型：防雷接地、直流接地、交流接地、屏蔽接地等。智能建筑内各个接地系统应采用共同接地，也就是说可以将它们连接到同一个接地装置上，使其形成一个较统一的零电位，同时要保证接地电阻≤1Ω。接地装置可以利用建筑内的基础柱中的两条主钢筋作为垂直接地体，并利用承台和地梁的主钢筋作为水平接地体。当接地电阻无法达到设计要求时，可以适当增设人工接地体直至符合设计要求为止。
　　3.引下线。智能建筑在进行防雷引下线设计时，可以利用建筑物柱内的主钢筋作为下引线。一般情况下，钢筋的直径大于等于16mm时应为两根，大于等于10mm时应为4根，钢筋之间的节点位置，需焊接成可靠的电器通路。作为引下线的钢筋柱之间的间距，应按照防雷等级进行确定。
　　（二）智能建筑内部防雷设计
　　智能建筑内部包含了诸多的电子设备，如计算机通信网络、办公自动化系统、智能设备等，这些设备的电源线路、通讯信号线路等都会遭受雷电的电磁感应或雷电波入侵，从而产生过电压，导致其损坏。因此，必须对这些能量进行隔离和消弱。目前主要采用的防雷措施是在这些线路上加装防浪涌保护装置，通过等电位、屏蔽接地和综合布线等措施来降低雷击电磁脉冲的影响。
　　1.电源系统防雷设计。根据对以往发生的大量雷击损坏设备进行调查分析，其中70%以上都是通过供电线路侵入造成的。因此，在进行智能建筑内部防雷设计时，对电源供电线路进行多级防雷是保护电子设备的重点。智能建筑的总供电源线可以采用穿金属管埋地引入，埋地的长度须符合GB50057-94的要求，并且应在总配电处安装电源防浪涌保护器。为了能够使雷击的过电压进一步减少，还需在建筑物各楼层的分配电位置安装防浪涌保护器。另外，对于比较特殊的电子设备可单独在其配电位置加装防浪涌保护器。
　　2.通信线路的防雷保护。通信线路主要是由室外的传输线路引入机房，并与各设备相连，如传真机、路由器等。一般情况下过电压都是通过这些线路侵入，从而导致通信设备损坏，这部分线路的防雷措施是机房通讯设备防护的重点，所以，在进行设计安装时需在与这些进线相连接的设备上，安装相应的避雷装置。通常，机房的网络设备都是安装在标准柜内，由于柜内剩余的空间面积相对较小，所以，可以采用组合式防雷器件，该器件为10对线一组，属于可插拔的模块结构，能够在很大程度上节约安装位置，同时防雷效果也比较好，还便于更换。因此，在进行网络设备防雷设计时，可优先选择该防雷器件。
　　3.屏蔽防雷设计。通常屏蔽并正确接地是降低和避免雷击电磁脉冲干扰的最佳途径之一。可以充分的利用建筑内的金属构件与防雷引下线进行多点连接，形成屏蔽网，增强建筑本身的屏蔽性能。如果条件允许还可以对建筑内的主要机房进行人工屏蔽，以此来有效提高防雷等级，使其能够满足机房的电磁兼容性。一般在进行屏蔽网格的设计时，其大小可以按照设备所需的屏蔽系数来布置，对于雷电电磁脉冲较敏感的设备应采取无空隙屏蔽设计，例如，可将设备置入金属柜内，并将金属柜的外壳与接地线进行可靠连接。
　　

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