引言

我国每年都有大量的高层结构被雷电击中，而这些事故的根源在于建筑物的高、防雷与接地工程的质量不达标，因此，如何有效地进行雷电防护已引起工程界的广泛重视。闪电不仅能对建筑物产生破坏，还能对电力和通信设备产生重大影响。与一般房屋相比，高层建筑的雷电和接地有更高的要求，施工人员必须按照规范，高标准，严格执行。

一、雷击的危害

    闪电是自然界的一种自然现象，当雷云与地面或其他云闪击时，云内部的电荷转化为自由电荷，当其形成高强度的静电时，其电压可达到数万到数百万 V，常引起建筑物内部导线火灾，或导致人畜伤亡，房屋倒塌，森林火灾，油库爆炸等。如果电线受到了直接雷击或者是引发了闪电，那么它的高电势就会沿着电线进入到变压器配电房或者房屋中，这样的雷电波还会损坏电力设施或者是让室内的一些金属装置发生放电，从而威胁到其它的设备。大自然中的闪电有直发雷和引发雷两种，直发雷是指闪电对建筑产生的直接影响，因为在雷击过程中，释放的电压非常高，电流强度非常高，在强烈的雷电流通路上，会让物品的湿度加热蒸发，造成建筑的损坏。所谓的感应雷，就是当闪电击中时，因其较大的电流改变能量，在其所经过的路径上会产生强烈的电磁感应场，从而破坏建筑内部的电子装置，也可能会导致周边的金属部件发生电磁感应，从而释放出过多的热量，从而引发火灾。

二、防雷设备构造方法

    建筑的防雷工程是一项系统工程，需要对不同条件下的影响进行全面的分析，采取接闪作用，分流效应，均衡电位，屏蔽作用，合理布线，安装过电压保护装置等。可以把建筑物的防雷体系看作是由避雷针、避雷网或两者结合构成的，它是以避雷针和地基中的钢筋为引下线，并把雷电导入地下。

1、接地线

    千米高的大厦，一般都是从地基做起，地基的作用就是让雷电通过避雷网和引下线排出地面。接地设备的基本组成是接地体和接地线，建筑物中常用的接地体是采用建筑物的钢筋混凝土基础，接地电阻一般是4Ω（随着当前高层建筑智能化技术的发展，在设计时，接地电阻不应该超过1Ω，这是由于高层建筑的钢筋地基是深的，与地面的接触面积很大，因此，它很容易就能达到以上的目的。但是，鉴于大多数房屋都要进行防水，因此它的接地阻力会增大，因此，尽可能地在建筑周围设置周圈式的接地系统，并且将接地体设置在地基外侧，起到平衡电势的作用，这样就可以更好地保证安全。对于跨越电压的建设，在建设过程中很容易被忽略，通常在建设过程中，在距离建筑入口和路面不到3米的地方，要采用部分加大深埋，包绝缘物，铺设沥青层，作压带等方法。应注意接地的设计与施工，通常应在便于检测的地点进行，同时应采取有效的防护措施，例如选择建筑地基外侧的两条箍筋做为接地线，沿着地基外侧的边缘进行焊接，形成一个闭合的环形结构，将环形内的螺纹钢筋进行搭接焊接，确保焊接的品质：双面焊接，搭接焊的长度不小于6天（d是螺纹钢的直径）；接地1二线至电气装置的接地分支应尽量缩短，接地线与线缆或其他线路相交时应采用防护钢管。

2、防雷装置

    避雷装置主要有避雷网、避雷针和金属屋面等。在易被雷电击中的地方，应沿屋脊、屋角、檐角、檐角及女儿墙上铺设；屋顶避雷网通常选用热浸锌圆钢管或扁钢和热镀锌钢管，铺设时要确保其平整，固定牢固，搭接长度要符合规范规定：避雷网存放过沉降缝或伸缩缝时应做煨弯处理；若采用避雷网布于女儿墙中部，则需设置于女儿墙中部，若过宽，则需将其转移至女儿墙外，以免遭雷电击中。反光板和避雷针的尖端均与地面有很好的电接触，且为等电势。因此，在雷闪来临之前，激发器和反射器之间往往存在一个电场，在此过程中，激发器和反射器间的电场会急剧增强，两者间的电势差就像雷云与地面的电势一样，两者间的压降急剧升高，会导致电极顶端点火，电离气体，从而产生针尖放电。由于避雷针中心集流器与激发装置 EXCITERS间快速升高的电场，使得避雷针内部的气体电离，实现快速、精确的放电，降低科诺纳效应，形成一个向上的放电通路，快速、安全地将闪电拦截并释放到地面。此外，在安装接闪器时还应符合一定的质量标准：30米以上的部位，应在建筑物的外墙采用扁钢进行暗敷，并使其保持在水平状态，在屋顶可以将梁和板内的钢筋焊在一起形成一张避雷网。首先要做好引下线均压环的建设，引下线是将避雷带与接地装置连为一体，实现雷电通过的通道，而在实际工程中，则可采用结构中的梁内主钢筋做为引下线或均压环，但应考虑接地装置、均压环与受雷器的联接是否可靠，并应保证引下线的安全；在建设过程中，要留意楼房中各类垂直的金属管线，每隔二到三个楼层要用均压环一遍，并在两个或两个以上的管线之间或相互交错时，也要进行一遍。

3、防侧击性地雷

    在安装接闪器的时候，还要注意对侧雷的防护，其中最重要的就是确保外墙上的窗框架、栏杆、表面金属装饰等大型部件不被雷电击中，通常情况下，将外墙表面的金属零件全部与钢构件或钢筋体相连，再连同导线一起埋在地基中；其次，金属门窗、栏杆等金属物品应该通过均压环与雷电防护设备紧密相连，通常建筑的防护等级可以超过3米，每一层的环形梁中的钢筋焊接形成均压环，最后与导线相联接，满足侧击雷击的需求。在房屋建设过程中，需要电气、装修、防雷电等多个专业协同进行，这就要求各专业的工程师将自身的工作做好，并且要与其他部门进行及时的交流，不能因为交接、埋设问题而造成返工。在主体建筑中，防雷作业时，必须先对预埋件做好接地工作，再进行混凝土浇筑；在窗户的安装过程中，要避免发生侧雷，就要求防雷的建筑工人将窗户和窗户都要牢固地接地，例如，将圈梁主筋引出来，然后在地面上用圆钢将其焊接在接地端面板上，然后用螺钉将其与用于固定该金属窗户的钢板框架上的螺栓进行锁定；在进行建筑幕墙装修时，必须在墙体上安装防雷或压力平衡圈，以确保墙体与墙体、墙体与墙体之间的牢固跨越。

4、楼房内部防雷

4.1建筑室内防雷设计的重要意义

    闪电灾害是一种突发性强，危害大，影响范围广的灾害。根据统计，在中国，闪电灾害所带来的财产损失高达几十亿，并造成了巨大的生命损失。建筑结构中的防雷装置是防御雷击的首要防御措施，它的好坏对人们的人身和财产有很大的影响。所以，在降低雷击风险方面，应从结构上做好防护措施。

4.2楼内防雷重点

4.2.1防雷器

    在建筑结构中，防雷装置是一个非常关键的环节，它由避雷针、避雷网和接地装置等几个部分组成。避雷针是将闪电直接引向屋顶，把闪电引向地面，起到防止室内雷击的作用。地线通过将避雷设备与地面相连，引导闪电进入地面，减少室内电势。

4.2.2防雷与地面防护

    防雷与接地是建筑结构中的重要组成部分。该方法是将楼房内的设备的金属外壳、电线电缆的屏蔽层等连接到接地装置上，构成一个完整的接地网络，让楼房内的各种设备在同一电势下，防止出现电势差异，减少雷击对楼房内的设施造成的破坏。

4.2.3防雷区

    室内防雷区域就是为了减少雷击对室内设施的破坏，把室内空间分成多个防雷区域。防雷区域可以按建筑物的内部功能和电气设备的分布情况来进行。除了防雷区域，也可以采用等电位连接的方法，把室内的装置金属外壳和电线电缆的屏蔽层等相连，构成等电位结构，减少雷击对室内设施的破坏。

4.3 雷电保护方法

    等电势联结是防止雷击的一种有效措施。等电势联接是指将室内各种装置的金属外壳或导线屏蔽层等串联起来构成等势体。在雷击房屋时，因各装置在相同的电势下，可极大地减少雷击对室内的破坏。电压保护装置也是防雷装置中的一个重要组成部分。电压保护器主要用于对楼房内的电力线路进行电压监测，一旦电压超出规定范围，就会自动切断线路，起到防止雷击的作用。电涌保护装置也是一种非常关键的防雷装置。浪涌保护器主要用于压制闪电过电压和电涌，避免其损坏楼宇内的设施，一般设置于楼宇内的电力线路上，在发生雷击和冲击时，该装置能自动切断线路。同时，等电势接地技术也是一种有效的防雷措施。所谓等电位接地，就是把大楼里的各种设备的金属外壳、电线电缆的屏蔽层等与地线连接起来，这样大楼里的各种设备就处在同一电势，不会出现电位差。从而减少雷击对室内设施的破坏。在此基础上，提出采用等电位连接法、电压保护器法、浪涌保护器法、等电位接地法等保护方法，以达到更好的效果。要使室内设施不被雷击，必须采取各种方法联合使用。

4.4室内防雷的做法及在楼宇中的运用

室内防雷技术在房屋结构中的实际运用，对于保证房屋的安全性具有十分重要的意义。为了保证建筑结构的安全运行，必须把防雷的设计融入到总体的计划中去。在进行雷电防护时，应严格按照有关的有关规定和规范做好防护措施。本规程是我国在总结国内外防雷工作实践的基础上，结合实际情况，提出了一套科学、权威的防雷设计方法。为保证防雷工程的安全性，设计者必须熟知相关的规程，并认真贯彻实施。加强对高层建筑结构的雷电防护，是增强其抗雷性能的重要措施。在进行雷电防护时，应综合运用各种雷电防护手段，才能取得最好的防护作用。

结束语

    随着社会的不断进步，建筑工程师对于防雷接地系统的越发重视，该系统逐渐成为高层建筑不可或缺的一部分。无论从施工还是设计方面，防雷接地工程都是十分重要的，它很大程度上保证了建筑内部人员的安全性。所以，建筑的防雷接地系统通过操作人员前期的设计完善，在很大程度上满足了不同地区的不同建筑特点。此外，在建筑方面需要施工人员提高自身的技能，加大建筑监督力度，从而保障建筑施工的合理进行，以及整个建筑系统更加稳定的运行。

参考文献：

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