论文部分内容阅读
摘要：在人类生存的环境中有许多自然灾害，如地震、暴雨、冰雹、水灾、旱灾、火灾、雷击等等。对此，人们总是想方设法进行防御，或减轻它们所造成的损失，雷击就是严重的自然灾害之一。本文主要就建筑物的防雷措施进行综述，旨在尽量避免不必要的雷击危害。
关键词：建筑物防雷；分类；措施
中图分类号：C35文献标识码： A
雷电是大气中一种伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中，因此常伴有强烈的阵风和暴雨，有时还伴有冰雹和龙卷风。雷电活动的强度通常是由年平均雷暴日来表示。所谓雷暴，就是当天空中带有大量电磁的雷云层之间，或云层向大地迅速放电，而产生强烈的闪光，并伴有巨大的雷击声音。云层之间的放电，主要对飞行器发生危害，云层对大地的放电，则对建筑物和人畜危害极大。现代防雷的技术原则是强调全方位防护，综合治理、多层设防，把防雷作为一个系统工程来设计。
一、当前，正值夏季多雷雨天气，预防雷击是我们人类的首要问题。几年来，被雷击或者被间接雷击而死亡的人数在不断的增长，如何防止雷击问题是人们经常谈论的事情。在夏季，雷电分为两种危害，一种是直接雷击，另一种则是间接雷击。直击雷的危害程度远大于间接雷击，而直击雷是我们大家都知道的。间接雷击主要是由于雷雨云层电荷在放电时产生的强电磁场通过金属导线而感应出的数万伏超高电压放电。下面我们较详细的来阐述关于雷电的防护问题。
1、直击雷
直击雷是雷电直接击在建筑物上。由于雷击时，雷电压高达几百万-几千万伏，雷电流高达几万到几十万安，强大的雷电流所经的物体上的水份受热汽化膨胀，而产生强大的热效应和机械效应，从而使建筑物遭受到破坏，同时可能会引起火灾。关于直击雷的防护问题，唯一的方法就是构建防雷措施，在高大的建筑物上设立金属避雷入地导线，可将巨大的雷雨云层电荷释放掉。或者在人类居住的小区四周装有大型的避雷塔，以防止人类的生命财产不受到任何的伤害和损失。
2、感应雷
感应雷，就是带电的雷雨云层在放电时产生瞬间强大的高脉冲电磁场，这种强磁场会在我们周围的金属导线中产生感应电荷。由于感应电荷的聚集，会在金属导线上形成较高的对地电位差，也就是我们平时所说的高压电。且其分为两种情况：
（1）当雷云来临时地面上的一切物体，尤其是导体，由于静电感应，都聚集起大量的雷电极性相反的束缚电荷，在雷云对地或对另一雷云闪击放电后，云中的电荷就变成了自由电荷，从而产生出很高的静电电压（感应电荷）其过电压幅值可达到几万到几十万伏，这种过电压往往会造成建筑物内的导线，接地不良的金属物导体和大型的金属设备放电而引起电火花，从而引起火灾、爆炸、危及人身安全或对供电系统造成的危害。【1】
（2）另一种情况是，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，又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。另外，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的金属设备放电，引起破坏作用。【2】
二、现代雷电的综合防护
现代雷电的综合防护，不但要解决建筑物的直击雷防护，还有对进入建筑物内的各种金属管道、电源线、信口线的LEMP防护，以确保建筑物内电器、电子设备等的安全。
且对建筑物的内外都要有整体观念。这里的建筑内外不单是指内部防雷装置和外部防雷装置。建筑物内的整体观念是指设计和安装时，要对内部防雷装置和外部防雷装置做整体的统一的考虑；建筑物外的整体观念是指对一个院落、一个小区以及附近的环境要做全面的防雷规划，同时还不能违反小区规划的要求例如：所安装的避雷针杆塔是否影响小区的美观，所用的避雷针、避雷带或避雷网是否与建筑物的立面相配以及低矮建筑物能否由高大建筑物或高大烟囱上的避雷装置所保护等等。对接地装置也要综合统一考虑，例如，相距较近的建筑物能否共用接地体，地下管网能否用接地体的一部分，以及能否在一个大院或小区内为将来综合共用接地创造等电位连接的条件等等。【3】
利用建筑物屋顶的避雷带、网和四周墙面内的柱钢筋作为引下线，以及梁钢筋相互焊接，把进入建筑物的水管、金属管道等金属构件作良好电气连接。这样，整座建筑物就形成了一个理想的“法拉第笼”屏蔽网。不但能使雷电流有良好的散流途径，均压分流、接地电阻小、而且整座建筑物形成统一的等电位系统，保持均压作用。利用地下建筑物基础接地体，由于接地体面积大，大大降低了接地电阻。利用柱筋作为引下线，由于引下线多，分流效果好，可大大减少了各引下线的电流值。因此，雷击时可以避免闪击放电或反击伤害。在高层的建筑物防雷中，考虑到雷电流的散流途径长。从接闪器到引下线到接地装置的电位梯度大，為了均衡电位，降低电位梯度，因此，对高层外圈梁的钢筋焊接成闭合回路，构成水平避雷带，可有效地防范侧击雷，但已使其大为削弱。随着信息技术的迅速发展，现代高科技电子设备广泛使用，由于其灵敏度高、耐压低，很容易受到雷电电磁脉冲感应。因此，建筑物尚应在低压侧装设低压避雷器及各种楼层设置相应的避雷器以及电器汇流排，以最短路径与电子设备的损坏，实践证明其安全效果相当显著。【4】
自2010年以来，我市气象局在全疆率先引进22套大气电场仪，布设在火烧山、彩南、石西、陆梁、独山子等石油、石化重要工业区，形成一个严密的雷电预警监测网络，对我市区域范围内的大气电场强度及其变化进行有效监测，并根据其变化情况提前发布雷电预警。针对重点企业和单位，比如电力、机场、石化等部门的主要安全责任人，以手机短信形式发布。在我市逐步实现雷电监测全覆盖，确保气象探测信息的代表性、准确性、连续性和可比较性。【5】
所以，从事防雷设计、审核和防雷质量的工程技术人员必须加大政策法规宣传力度，遵章守法，按规范中建筑物防雷分类要求做好一切相应的防雷措施，重视各个环节的质量，最终使建筑物的防雷设施真正发挥出保护建筑物及建筑物内人和设备安全的作用。
参考文献：
【1】 百度百科——《感应雷》
【2】 中国地质大学——《电气安全工程》
【3】 中华园林网——《建筑防雷综合论述》
【4】 中国政府网——《现代建筑物综合防雷的科学方法》
【5】 亚心网——《新疆克拉玛依市打造“雷电预警监测网”》
关键词：建筑物防雷；分类；措施
中图分类号：C35文献标识码： A
雷电是大气中一种伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中，因此常伴有强烈的阵风和暴雨，有时还伴有冰雹和龙卷风。雷电活动的强度通常是由年平均雷暴日来表示。所谓雷暴，就是当天空中带有大量电磁的雷云层之间，或云层向大地迅速放电，而产生强烈的闪光，并伴有巨大的雷击声音。云层之间的放电，主要对飞行器发生危害，云层对大地的放电，则对建筑物和人畜危害极大。现代防雷的技术原则是强调全方位防护，综合治理、多层设防，把防雷作为一个系统工程来设计。
一、当前，正值夏季多雷雨天气，预防雷击是我们人类的首要问题。几年来，被雷击或者被间接雷击而死亡的人数在不断的增长，如何防止雷击问题是人们经常谈论的事情。在夏季，雷电分为两种危害，一种是直接雷击，另一种则是间接雷击。直击雷的危害程度远大于间接雷击，而直击雷是我们大家都知道的。间接雷击主要是由于雷雨云层电荷在放电时产生的强电磁场通过金属导线而感应出的数万伏超高电压放电。下面我们较详细的来阐述关于雷电的防护问题。
1、直击雷
直击雷是雷电直接击在建筑物上。由于雷击时，雷电压高达几百万-几千万伏，雷电流高达几万到几十万安，强大的雷电流所经的物体上的水份受热汽化膨胀，而产生强大的热效应和机械效应，从而使建筑物遭受到破坏，同时可能会引起火灾。关于直击雷的防护问题，唯一的方法就是构建防雷措施，在高大的建筑物上设立金属避雷入地导线，可将巨大的雷雨云层电荷释放掉。或者在人类居住的小区四周装有大型的避雷塔，以防止人类的生命财产不受到任何的伤害和损失。
2、感应雷
感应雷，就是带电的雷雨云层在放电时产生瞬间强大的高脉冲电磁场，这种强磁场会在我们周围的金属导线中产生感应电荷。由于感应电荷的聚集，会在金属导线上形成较高的对地电位差，也就是我们平时所说的高压电。且其分为两种情况：
（1）当雷云来临时地面上的一切物体，尤其是导体，由于静电感应，都聚集起大量的雷电极性相反的束缚电荷，在雷云对地或对另一雷云闪击放电后，云中的电荷就变成了自由电荷，从而产生出很高的静电电压（感应电荷）其过电压幅值可达到几万到几十万伏，这种过电压往往会造成建筑物内的导线，接地不良的金属物导体和大型的金属设备放电而引起电火花，从而引起火灾、爆炸、危及人身安全或对供电系统造成的危害。【1】
（2）另一种情况是，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，又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。另外，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的金属设备放电，引起破坏作用。【2】
二、现代雷电的综合防护
现代雷电的综合防护，不但要解决建筑物的直击雷防护，还有对进入建筑物内的各种金属管道、电源线、信口线的LEMP防护，以确保建筑物内电器、电子设备等的安全。
且对建筑物的内外都要有整体观念。这里的建筑内外不单是指内部防雷装置和外部防雷装置。建筑物内的整体观念是指设计和安装时，要对内部防雷装置和外部防雷装置做整体的统一的考虑；建筑物外的整体观念是指对一个院落、一个小区以及附近的环境要做全面的防雷规划，同时还不能违反小区规划的要求例如：所安装的避雷针杆塔是否影响小区的美观，所用的避雷针、避雷带或避雷网是否与建筑物的立面相配以及低矮建筑物能否由高大建筑物或高大烟囱上的避雷装置所保护等等。对接地装置也要综合统一考虑，例如，相距较近的建筑物能否共用接地体，地下管网能否用接地体的一部分，以及能否在一个大院或小区内为将来综合共用接地创造等电位连接的条件等等。【3】
利用建筑物屋顶的避雷带、网和四周墙面内的柱钢筋作为引下线，以及梁钢筋相互焊接，把进入建筑物的水管、金属管道等金属构件作良好电气连接。这样，整座建筑物就形成了一个理想的“法拉第笼”屏蔽网。不但能使雷电流有良好的散流途径，均压分流、接地电阻小、而且整座建筑物形成统一的等电位系统，保持均压作用。利用地下建筑物基础接地体，由于接地体面积大，大大降低了接地电阻。利用柱筋作为引下线，由于引下线多，分流效果好，可大大减少了各引下线的电流值。因此，雷击时可以避免闪击放电或反击伤害。在高层的建筑物防雷中，考虑到雷电流的散流途径长。从接闪器到引下线到接地装置的电位梯度大，為了均衡电位，降低电位梯度，因此，对高层外圈梁的钢筋焊接成闭合回路，构成水平避雷带，可有效地防范侧击雷，但已使其大为削弱。随着信息技术的迅速发展，现代高科技电子设备广泛使用，由于其灵敏度高、耐压低，很容易受到雷电电磁脉冲感应。因此，建筑物尚应在低压侧装设低压避雷器及各种楼层设置相应的避雷器以及电器汇流排，以最短路径与电子设备的损坏，实践证明其安全效果相当显著。【4】
自2010年以来，我市气象局在全疆率先引进22套大气电场仪，布设在火烧山、彩南、石西、陆梁、独山子等石油、石化重要工业区，形成一个严密的雷电预警监测网络，对我市区域范围内的大气电场强度及其变化进行有效监测，并根据其变化情况提前发布雷电预警。针对重点企业和单位，比如电力、机场、石化等部门的主要安全责任人，以手机短信形式发布。在我市逐步实现雷电监测全覆盖，确保气象探测信息的代表性、准确性、连续性和可比较性。【5】
所以，从事防雷设计、审核和防雷质量的工程技术人员必须加大政策法规宣传力度，遵章守法，按规范中建筑物防雷分类要求做好一切相应的防雷措施，重视各个环节的质量，最终使建筑物的防雷设施真正发挥出保护建筑物及建筑物内人和设备安全的作用。
参考文献：
【1】 百度百科——《感应雷》
【2】 中国地质大学——《电气安全工程》
【3】 中华园林网——《建筑防雷综合论述》
【4】 中国政府网——《现代建筑物综合防雷的科学方法》
【5】 亚心网——《新疆克拉玛依市打造“雷电预警监测网”》