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[摘 要]本文结合笔者多年的工作经验主要对建筑工程防雷技术进行了探讨分析，可供同行参考。
[关键词]雷电 破坏形式 防雷
中图分类号：F284 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）08-062-01
1 雷电的形成
雷电是由雷云（带负电的云层）对地面建筑物及大地的自然放电引起的，它会对建筑物或设备产生严重破坏。在天气闷热潮湿的时候，地面上的水受热变为蒸汽，并且随地面的受热空气而上升，在空中与冷空气相遇，使上升的水蒸汽凝结成小水滴，形成积云。云中水滴受强烈气流吹袭，分裂为一些小水滴和大水滴，较大的水滴带正电荷，小水滴带负电荷。细微的水滴随风聚集形成了带负电的雷云；带正电的较大水滴常常向地面降落而形成雨，或悬浮在空中。由于静电感应，带负电的雷云，在大地表面感应有正电荷。这样雷云与大地间形成了一个大的电容器。当电场强度很大，超过大气的击穿强度时，即发生了雷云与大地间的放电。
2 雷电的破坏形式
一般来说雷电的破坏形式有三类：
（1）直击雷，即雷直接击在建筑物和设备上而发生的机械效应和热效应，一般建筑物易受直击雷的部位多为屋檐、屋脊、屋角、檐角、女儿墙；雷电对高层建筑物有时发生侧击和绕击现象，如莫斯科附近的一座高537 瑚的电视塔，在4 年半的雷雨季节曾遭到143 次雷击，大部分雷击打在塔顶下方20 一36m 以上的塔体，有两次是打在塔顶下方200、300m处，这是由于现代建筑物内有各种电气设备和其他金属设备，它们会产生电场，这都影响着闪电的袭击位置。
（2）雷电波侵入，雷电流沿电气线路和管道引入建筑物内部，危及设备安全。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金属设备放电，引起破坏作用。近几年来，智能建筑方兴未艾，智能建筑多包含有大量的电子设备和计算机系统，这些设备通常属于耐电压低。防干扰要求高的弱电设备，最怕受到雷击，雷击时瞬间强电流通过输电电缆、通信线路、电话线和金属管道等引入室内或由电磁感应最容易造成计算机网络、通讯设备和工业控制系统的雷击事故。从近几年的雷击资料分析，这类事故发生率高，后果十分严重。
（3）感应雷，即雷电流产生的电磁效应和静电效应，会产生感应高电压。对于建筑物来说，如果遭到雷电感应，其内部的构架与接地不良的金属装置容易出现火花，这对存放易燃品的仓库来说是很危险的，它会引起爆炸。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，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。专家提醒，感应雷击正呈明显上升趋势，80%的雷击事故都是由它引起的，但目前人们对这种隐性雷电灾害的认识比较差，不少住宅小区。基本属于防雷工作的盲区。以往认为建筑物上只要安装了避雷针，就能避免雷击的传统防雷观念要改变，防雷重点应在防止“感应雷击”上。
3 建筑物防雷与接地的设计原则
3.1 可靠性原则。设计雷电防护工程应最先考虑的问题就是可靠性。在工程的设计中，不一定要求最先进，但一定要用最成熟、可靠的产品和技术。有些新技术确实在某些方面具有优势，但还需用更多的时间去考验。在网络系统的雷电防护中，应当选择被广泛应用和正式的可靠产品和技术。提高系统可靠性首先要选用备份回路，出现故障时能够迅速恢复且有适当的应急措施；其次采用热插拔及声光报警功能，故障处理无需停机，便于用户及时发现处理。
3.2 实用性原则。配置防雷保护系统不是给用户花钱，而是保护用户的投资，保证网络系统的正确运行。实用性就是最大限度的满足实际工作要求，从实际应用的角度来看，这个性能更加重要。
3.3 开放性、可扩充性与可维护性原则。雷电防护技术是不断发展变化的。所选产品必须符合国际标准及工业标准，结构应当是先进的、开放的、可扩充的，能够满足日益扩充的需要，这样，才能对网络的未来发展提供保证。
4 建筑工程常用雷击防护措施
常用的防雷装置有避雷针、避雷线、避雷网、避雷带和避雷器等，一个完整的防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。
4.1求防直接雷（直击雷、侧击雷）措施
防直接雷击是系统防雷工程的基础，是防雷工作的首要任务。根据工程建筑物结构特点，应直接利用建筑结构钢筋（或金属板楼面）构成“法拉第笼”，以达到良好防雷效果。可装设独立避雷针，架空避雷线或避雷网，也可在屋面设置由避雷短针、避雷带和避雷网格组成混合型接闪器。避雷网可由屋面结构主筋组成，在整个屋面形成暗敷避雷网格。避雷网网络尺寸不应大于5m×5m或6m×4m，其支柱或端部至少应设一条引下线。为保持美观，避免生锈更换，建议避雷短针和避雷带及避雷带支撑架均采用不锈钢材质。当建筑物高度超过35m时，应采取侧击雷防护措施。自30m起，每6m沿建筑物四周装设水平均压带，并与引下线连接；30m及30m以上的金属门窗、栏杆等构件与防雷装置连接。
4.2防静电措施
各金属管道、设备及工艺装置等应按现行防雷、防静电设计规范要求做好防静电措施，并注意等电位连接。管路系统的所有金属件（包括护套的金属包覆层）必须接地。相邻引下线之间的距离不应大于12m。非金属屋面用明装避雷网保护，并予以接地。具有爆炸火灾危险的场所，以及静电危害人身安全的作业区，所有钢体平台、梯子、金属用具、移动式金属车辆等均应做好防静电接地。防雷电感应接地装置可以和其他接地装置共用，其接地干线与接地装置的连接不得少于两处。
4.3防雷电感应措施
建筑物内的设备、管道、构架等主要金属物，应就近接至防直击雷接地装置或电气设备的保护接地装置上。平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物，其净距小于100mm时应采用金属线跨接，跨接点的间距不应大于30m；交叉净距小于100mm时，其交叉处亦应跨接。管头接头、弯头、阀门等连接处的过渡电阻大于0.03Ω时，连接处也应用金属线跨接；对于5根以上螺栓连接的法兰盘可不跨接，但必须构成电气通路。
4.4防雷电波侵入设计
防电力电缆、信号电缆防雷电波侵入：所有埋地入户的电力电缆、信号电缆所穿金属管道、电缆金属外皮，应在入户处进行接地。防入户公共设施防雷电波侵入：所有入户的公共设施金属管道，包括金属给排水管、消防管道、煤气管道等应在入户处总等电位连接并接至接地装置。
4.5等电位连接接地设计
等电位连接接地設计分两类，一类是总等电位设计（MEB），另一类是接地预留干线。总等电位设计（MEB）是将总配电箱（柜）设为总等电位连接（MEB），连接方法即是将金属构件进线配电箱的PE（PEN）母排，公共设施的金属管道，如上、下水、热力、燃气等管道以及建筑物金属结构和电源进线、信息进线进行连接。另一类是预留干线，即是在强、弱电井内敷设接地干线。利用-40×4mm热镀锌扁钢沿井道通长明敷，供井道内桥架、电气、电子设备金属外壳接地。接地干线底与建筑物基础接地装置连接。由接地干线引出，在各楼层分配电箱处设楼层等电位接地端子板。楼层分配电箱内PE线应接至楼屋等电位接地端子板做重复接地。
4.6 引下线
防雷引下线采用钢柱或罐体或混凝土柱内主钢筋。根据建筑物外部为钢筋混凝土构架特性，宜利用柱内直径≥Ф12对角四条主钢筋或直径≥Ф16对角两条主钢筋作为引下线，引下线钢筋应通长焊接，且应沿建筑物四周对称布置。
4.7 接地装置
宜充分利用桩基础、承台结构主筋构成自然垂直接地体，在桩基础每桩利用外围结构主筋中对角2根主筋作为垂直接地体。利用结构底梁主筋不少于2根焊接连通作为水平接地体。要求由上述接地装置构成的接地网冲击接地电阻值不大于1Ω，若不满足要求，应在外引接地线处增加人工接地体。在接地装置主要阳角处应靠近引下线设置接地电阻测试端子，距地高度不宜低于300mm，规格为-40×4mm热镀锌扁钢或50mm×50mm×5mm钢板，并设明显标志。
5、结束语
建筑工程雷电防护工作不是简单的避雷设施的安装，而是一项要求高、难度大的系统工程，应加强对防雷相关新技术的学习掌握，加强现场管理和沟通、协调工作，注重过程控制，避免隐患的产生，保证防雷工程的质量。
[关键词]雷电 破坏形式 防雷
中图分类号：F284 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）08-062-01
1 雷电的形成
雷电是由雷云（带负电的云层）对地面建筑物及大地的自然放电引起的，它会对建筑物或设备产生严重破坏。在天气闷热潮湿的时候，地面上的水受热变为蒸汽，并且随地面的受热空气而上升，在空中与冷空气相遇，使上升的水蒸汽凝结成小水滴，形成积云。云中水滴受强烈气流吹袭，分裂为一些小水滴和大水滴，较大的水滴带正电荷，小水滴带负电荷。细微的水滴随风聚集形成了带负电的雷云；带正电的较大水滴常常向地面降落而形成雨，或悬浮在空中。由于静电感应，带负电的雷云，在大地表面感应有正电荷。这样雷云与大地间形成了一个大的电容器。当电场强度很大，超过大气的击穿强度时，即发生了雷云与大地间的放电。
2 雷电的破坏形式
一般来说雷电的破坏形式有三类：
（1）直击雷，即雷直接击在建筑物和设备上而发生的机械效应和热效应，一般建筑物易受直击雷的部位多为屋檐、屋脊、屋角、檐角、女儿墙；雷电对高层建筑物有时发生侧击和绕击现象，如莫斯科附近的一座高537 瑚的电视塔，在4 年半的雷雨季节曾遭到143 次雷击，大部分雷击打在塔顶下方20 一36m 以上的塔体，有两次是打在塔顶下方200、300m处，这是由于现代建筑物内有各种电气设备和其他金属设备，它们会产生电场，这都影响着闪电的袭击位置。
（2）雷电波侵入，雷电流沿电气线路和管道引入建筑物内部，危及设备安全。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金属设备放电，引起破坏作用。近几年来，智能建筑方兴未艾，智能建筑多包含有大量的电子设备和计算机系统，这些设备通常属于耐电压低。防干扰要求高的弱电设备，最怕受到雷击，雷击时瞬间强电流通过输电电缆、通信线路、电话线和金属管道等引入室内或由电磁感应最容易造成计算机网络、通讯设备和工业控制系统的雷击事故。从近几年的雷击资料分析，这类事故发生率高，后果十分严重。
（3）感应雷，即雷电流产生的电磁效应和静电效应，会产生感应高电压。对于建筑物来说，如果遭到雷电感应，其内部的构架与接地不良的金属装置容易出现火花，这对存放易燃品的仓库来说是很危险的，它会引起爆炸。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，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。专家提醒，感应雷击正呈明显上升趋势，80%的雷击事故都是由它引起的，但目前人们对这种隐性雷电灾害的认识比较差，不少住宅小区。基本属于防雷工作的盲区。以往认为建筑物上只要安装了避雷针，就能避免雷击的传统防雷观念要改变，防雷重点应在防止“感应雷击”上。
3 建筑物防雷与接地的设计原则
3.1 可靠性原则。设计雷电防护工程应最先考虑的问题就是可靠性。在工程的设计中，不一定要求最先进，但一定要用最成熟、可靠的产品和技术。有些新技术确实在某些方面具有优势，但还需用更多的时间去考验。在网络系统的雷电防护中，应当选择被广泛应用和正式的可靠产品和技术。提高系统可靠性首先要选用备份回路，出现故障时能够迅速恢复且有适当的应急措施；其次采用热插拔及声光报警功能，故障处理无需停机，便于用户及时发现处理。
3.2 实用性原则。配置防雷保护系统不是给用户花钱，而是保护用户的投资，保证网络系统的正确运行。实用性就是最大限度的满足实际工作要求，从实际应用的角度来看，这个性能更加重要。
3.3 开放性、可扩充性与可维护性原则。雷电防护技术是不断发展变化的。所选产品必须符合国际标准及工业标准，结构应当是先进的、开放的、可扩充的，能够满足日益扩充的需要，这样，才能对网络的未来发展提供保证。
4 建筑工程常用雷击防护措施
常用的防雷装置有避雷针、避雷线、避雷网、避雷带和避雷器等，一个完整的防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。
4.1求防直接雷（直击雷、侧击雷）措施
防直接雷击是系统防雷工程的基础，是防雷工作的首要任务。根据工程建筑物结构特点，应直接利用建筑结构钢筋（或金属板楼面）构成“法拉第笼”，以达到良好防雷效果。可装设独立避雷针，架空避雷线或避雷网，也可在屋面设置由避雷短针、避雷带和避雷网格组成混合型接闪器。避雷网可由屋面结构主筋组成，在整个屋面形成暗敷避雷网格。避雷网网络尺寸不应大于5m×5m或6m×4m，其支柱或端部至少应设一条引下线。为保持美观，避免生锈更换，建议避雷短针和避雷带及避雷带支撑架均采用不锈钢材质。当建筑物高度超过35m时，应采取侧击雷防护措施。自30m起，每6m沿建筑物四周装设水平均压带，并与引下线连接；30m及30m以上的金属门窗、栏杆等构件与防雷装置连接。
4.2防静电措施
各金属管道、设备及工艺装置等应按现行防雷、防静电设计规范要求做好防静电措施，并注意等电位连接。管路系统的所有金属件（包括护套的金属包覆层）必须接地。相邻引下线之间的距离不应大于12m。非金属屋面用明装避雷网保护，并予以接地。具有爆炸火灾危险的场所，以及静电危害人身安全的作业区，所有钢体平台、梯子、金属用具、移动式金属车辆等均应做好防静电接地。防雷电感应接地装置可以和其他接地装置共用，其接地干线与接地装置的连接不得少于两处。
4.3防雷电感应措施
建筑物内的设备、管道、构架等主要金属物，应就近接至防直击雷接地装置或电气设备的保护接地装置上。平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物，其净距小于100mm时应采用金属线跨接，跨接点的间距不应大于30m；交叉净距小于100mm时，其交叉处亦应跨接。管头接头、弯头、阀门等连接处的过渡电阻大于0.03Ω时，连接处也应用金属线跨接；对于5根以上螺栓连接的法兰盘可不跨接，但必须构成电气通路。
4.4防雷电波侵入设计
防电力电缆、信号电缆防雷电波侵入：所有埋地入户的电力电缆、信号电缆所穿金属管道、电缆金属外皮，应在入户处进行接地。防入户公共设施防雷电波侵入：所有入户的公共设施金属管道，包括金属给排水管、消防管道、煤气管道等应在入户处总等电位连接并接至接地装置。
4.5等电位连接接地设计
等电位连接接地設计分两类，一类是总等电位设计（MEB），另一类是接地预留干线。总等电位设计（MEB）是将总配电箱（柜）设为总等电位连接（MEB），连接方法即是将金属构件进线配电箱的PE（PEN）母排，公共设施的金属管道，如上、下水、热力、燃气等管道以及建筑物金属结构和电源进线、信息进线进行连接。另一类是预留干线，即是在强、弱电井内敷设接地干线。利用-40×4mm热镀锌扁钢沿井道通长明敷，供井道内桥架、电气、电子设备金属外壳接地。接地干线底与建筑物基础接地装置连接。由接地干线引出，在各楼层分配电箱处设楼层等电位接地端子板。楼层分配电箱内PE线应接至楼屋等电位接地端子板做重复接地。
4.6 引下线
防雷引下线采用钢柱或罐体或混凝土柱内主钢筋。根据建筑物外部为钢筋混凝土构架特性，宜利用柱内直径≥Ф12对角四条主钢筋或直径≥Ф16对角两条主钢筋作为引下线，引下线钢筋应通长焊接，且应沿建筑物四周对称布置。
4.7 接地装置
宜充分利用桩基础、承台结构主筋构成自然垂直接地体，在桩基础每桩利用外围结构主筋中对角2根主筋作为垂直接地体。利用结构底梁主筋不少于2根焊接连通作为水平接地体。要求由上述接地装置构成的接地网冲击接地电阻值不大于1Ω，若不满足要求，应在外引接地线处增加人工接地体。在接地装置主要阳角处应靠近引下线设置接地电阻测试端子，距地高度不宜低于300mm，规格为-40×4mm热镀锌扁钢或50mm×50mm×5mm钢板，并设明显标志。
5、结束语
建筑工程雷电防护工作不是简单的避雷设施的安装，而是一项要求高、难度大的系统工程，应加强对防雷相关新技术的学习掌握，加强现场管理和沟通、协调工作，注重过程控制，避免隐患的产生，保证防雷工程的质量。